4°C是水密度最高的温度（在标准大气压下）
水，像氨和乙醇一样，会形成氢键。氢键是部分带正电的氢原子和部分带负电的氧原子之间的强引力。这是可以理解的，因为异性相吸。
当同种电荷（如氧和氧）聚集在一起时，它们互相排斥，旋转并带着相反的电荷面对对方。因此，当水温高于4°C时，排斥力可以忽略不计。
然而，当水被冷却到3°C或更低时，水分子失去动能。当同种电荷互相排斥时，水分子就不再能够旋转以避免排斥。因此，排斥力将水分子相互排斥，从而降低了水的密度。
总之，密度随着温度升高而减小，当温度超过4°C时，因为水分子获得了更多的动能，并且彼此之间移动得更远。密度也从4°C下降因为分子不再有能量来避免由氢键引起的排斥力。因此分子被彼此推开，导致密度下降。
