水变成冰体积变大,是因为液态水中水分子之间存在着较强的氢键作用力.它比分子间的作用力（范得瓦耳斯力）大得多.当水处于液态时,在氢键力的作用下,水分子靠近,在宏观上就表现为体积小.而变为固体时,水变为晶体,分子排列有了规律,分子间距离增大且被固定在一个位置上,氢键的作用力削弱,宏观的表现为体积变大.
也就是说,水结冰的过程,就是分子克服氢键作用力对外做功的过程.