Vesi reageerib muutuvatele temperatuuridele nagu iga teine ühend, kuid anomaalia tekib sulamistemperatuuri ümber kitsas vahemikus ja see on muutus, mis muudab oluliselt. Jää kuumutamisel saavad molekulid kineetilise energia ja jää laieneb, kuni see sulab. Kuid kui kogu jää on muutunud veeks ja temperatuur hakkab uuesti tõusma, peatub paisumine. 32–40 kraadi Fahrenheiti (0–4 kraadi Celsiuse järgi) kokkutõmbub sulanud vesi temperatuuri tõustes. Üle 40 F (4 C) hakkab see uuesti paisuma. See nähtus muudab jää vähem tihedaks kui seda ümbritsev vesi, mistõttu jää hõljub.
TL; DR (liiga pikk; Ei lugenud)
Jää paisub fikseeritud kiirusega, vedel vesi paisub temperatuuri tõustes kiireneva kiirusega ja aur taas fikseeritud kiirusega. Temperatuuride 32 F (0 C) kuni 40 F (4 C) vahel tõmbub vedel vesi tõustes temperatuuri tõepoolest kokku.
Jää, vee ja auru laienemine
Tahkisena võib jää laieneda ainult lineaarselt, mis tähendab, et jääkuubiku pikkus ja laius võivad muutuda. Jää lineaarse laienemise koefitsient, mis mõõdab pikkuse ja laiuse osakaalu muutust Kelvini kraadi kohta, on konstant 50 x 10
Kui jääst saab vedel vesi, ei ole sellel enam fikseeritud lineaarseid mõõtmeid, kuid sellel on maht. Teadlased kasutavad vedelvee reaktsiooni mõõtmiseks erinevat termilist koefitsienti - ruumala paisumistegurit. See koefitsient, mis mõõdab ruumalamuutusi Kelvini kraadi kohta, pole fikseeritud. See tõuseb koos paigaldustemperatuuriga, kuni vesi hakkab keema. Teisisõnu, vedel vesi paisub temperatuuri tõustes üha kiiremini.
Kui vesi muutub auruks, paisub see vastavalt ideaalsele gaasiseadusele: PV = nRT. Kui rõhk (P) ja aurumoolide arv (n) püsivad konstantsena, suureneb auru maht (V) koos temperatuuriga (T) lineaarselt. Selles võrrandis on R konstant, mida nimetatakse ideaalseks gaasikonstandiks.
Oluline anomaalia
Selle sulamistemperatuuril on vees selline omadus, mis pole sarnane ühegi teise ühendiga. Selle asemel, et jätkata laienemist vedelas olekus, ta tõmbub kokku ja selle tihedus suureneb, kuni saavutab maksimumi temperatuuril 40 F (4 C). Sulamistemperatuurist kuni selle kriitilise punktini on paisumistegur negatiivne ja maksimaalse tiheduse punktis on paisumistegur 0. Kui temperatuur jätkab tõusu, muutub laienemistegur jälle positiivseks.
Kui pöörate temperatuurigradienti ja jahutage vesi külmumispunktini, hakkab see paisuma temperatuuril 40 F (4 C) ja jätkab paisumist kuni külmumiseni. See on põhjus, miks veetorud pakase ilmaga lõhkesid ja miks ei tohiks kunagi panna vett täis klaaspudelit sügavkülma.