水有一個特性，在4攝氏以上是熱脹冷縮，以下是熱縮冷脹，也就是說在4攝氏底它的密度是最大的，反過來在水底下，它的密度也是最大的，溫度也就可以保持在4攝氏度，魚是冷血動物，體溫隨水變化而變化，並不保持一個恆溫，只要水溫沒有低到零度，魚的體內水份並不會結凍的 還有一個很重要的原因，就是蛋白 據英國《新科學家》週刊報道，美國大學教授破解魚抗冰凍的原因。報道說：到現在為止，沒有人能說清楚抗凍蛋白質是怎樣幫助昆蟲、魚和植物在零度以下生存的。不過一套詳細的計算機模型為一種理論提供了有力的支援，這種理論就是：抗凍蛋白質透過依附在冰晶之上並迫使其改變形狀來阻止冰晶大量生成----就好像把石頭放在枕頭上，枕頭就變形了。 銀魚、南極鱈魚等多種生物都會製造抗凍蛋白質來幫助它們在冰水中生存。按理來說，它們體液中會形成冰晶，使脆弱的細胞膜和細胞組織破裂，然而，抗凍蛋白質會依附於冰晶的表面，起到阻遏冰晶的作用。 密歇根大學的倫納德·桑德爾和阿列克謝·特卡琴科已經證實了這一過程是怎樣發生的。當蛋白質依附在冰晶上時，冰就被迫在它們中間膨脹。計算機模型顯示，如果膨脹的冰團足夠大，冰就會吞掉蛋白質，而不是繼續生長。這就延緩了冰晶的膨脹。桑德爾說：“如果冰的生成過程比較緩慢，更多的蛋白質就會依附上來，而不是被吸收，這樣冰就沒有足夠的時間來‘吃掉’它們。這一過程被破壞，冰就停止生成。”當冰停止生成後，四周的液體就會冷卻到冰點以下。一些動物在體液達到零下2攝氏度時仍然能夠生存。研究人員用不同形狀的蛋白質在這個模型中進行了測試，以推測在冰重新形成之前水能被冷卻到什麼程度。模型顯示，球形蛋白質是最有效的，因為它們沒有可以讓冰優先攻擊的地方，而棒狀的蛋白質就不行，因為冰可以很容易地在它們的兩端生成。

冬季結冰池塘的水溫為4℃，魚兒在這個環境下不會凍傷。

水在4℃時密度最大，這是水的一個非常重要的物理特性。當秋季氣溫和水溫緩慢下降，向4℃靠攏時，池塘的表層水的密度不斷地增大，在重力的作用下沉到池塘的底部。

而當表層的水溫低於4℃繼續下降的時候，表層水的密度不斷減小，由於4℃的比重最大的水沉在池塘底部，而表層水的密度比底層的水的密度要低，這個時候，表層溫度比較低的水就不會下沉到池塘底部，一直在水體的表層，直至結冰。

由於4℃的水下沉在池塘底部，這樣就給在池塘的底部給越冬的魚類提供了一個水溫適宜的環境，越冬的時候，魚在這個水層內活動，不會被凍傷，凍死。

擴充套件資料：

在溫度4℃上下，水中有兩種使密度發生改變的效應：一是由於溫度升高，液態水的分子熱運動加劇，分子間的平均距離增大，致使水的密度減小；另一種是由於溫度升高，水中所含有的冰晶體逐漸溶解，分子間的平均距離減小，致使密度增大。

在1大氣壓（101.325千帕）下，水溫低於4℃前，後一種效應占優勢；而水溫高於4℃後，前一種效應占優勢。所以水在4℃密度最大。

水的這種特性給人們的日常生活造成一些損失，例如水結冰時體積膨脹所產生的力量，足以把水管、水泥製件等撐破。當然，也能給人類帶來好處，特別是在保護魚類和其他水中生物方面。