冬天的溫度降到攝氏零度以下，在高空中的水汽就凝結成雪花，這是誰都知道的。我們都有這樣一個經驗：在下雪之前，總是有幾天比較溫暖的天氣，大家都能預測到：「天變了，也許要下雪了。」似乎這是一種很矛盾的錯誤說法，爲什麽下雪反而要熱一熱？現在來談談物理學上是怎麽解釋這個問題的。
   由液體變成固體的現象稱爲「凝固」，各種液體的「凝固點」是不同的，所謂「凝固點」，就是液體達到凝固狀態時的一定溫度。當液體結成冰的時候，必需散發自身的溫度，降低到凝固點才能凝固。所以天空中的水汽在凝固成雪的過程中，一定要放出大量的熱。平均每一克攝氏零度的水凝固成攝氏零度的雪，要放出八十卡路里（熱量的單位）的熱量，也就是說一滴很小的水變成水時，它要放出的熱量能够使同樣一滴水升高攝氏一度。我們想一想，—望無邊的天空上，不知有幾千萬噸的水，假若根據剛才所說的數字來計算它們所放出的熱量，那一定是一個非常大的數字。所以下雪之前一定是比較熱的。同樣固體變成液體時，也必須吸收相同的熱量才會溶化，所以溶雪的時候往往比下雪時冷。
   現在再來談談冰，這裡有幾個奇怪的問題：冰爲什麽會使玻璃容器破裂？冰又爲什麽從水的最上面先結冰，而不從下面先結冰？西湖中的水爲什麽往往比杯子裡的水難結冰？
   首先我們要說明冰的膨脹的一個極奇特的現象：當溫度降低時，它同所有其他一切物質一樣，體積會跟着縮小，但是當溫度降到攝氏四度時，水的體積就不能再縮小，這時水的密度也達到了最大限度；同時體積反而重新開始膨脹，所以攝氏四度以下，水的體積就不斷的增大，直至結成冰爲止。由於體積的驟然膨脹，所以往往會弄破不牢固的容器，如玻璃杯等。我們知道這個原因以後，現在設想有一個玻璃杯盛滿了水，由於溫度的降低，水的上層與冷空氣接觸後，溫度就先開始降低，到了攝氏四度時，上層水的密度達到了最大的限度，密度也大，於是上層的水就慢慢下沉。而下層的水就升上來代替這個地位，因爲下層水的溫度沒有達到攝氏四度，密度當然比較小。如此互相更換，一直到全杯水的溫度都降低到攝氏四度時，所有水的密度都相同了。這時，上層的水由攝氏四度逐漸降低，而其密度反而比下層小，所以就不再下沉，到了攝氏零度就先開始結冰。這就是爲什麽冬天的水總是從上面先結冰的道理。因爲水結冰的基本條件是要全杯水溫度降低到攝氏四度，密度大小一樣時才能從表面開始結冰，所以水越深結冰越難。這就是爲什麽杯子裡的水已經結冰了，但西湖裡却仍舊沒有結冰的道理。