密度並不是一個常數，其隨著分子的間距而發生變化。題主認為密度是一個定值一定是在同一個狀態下。有很多種方式能改變密度，比方說溫度變化，壓強變化等等。根據題主的問題我們這次只考慮溫度的問題。

溫度是一個宏觀表象，當我們把視角放到微觀狀態，也就是一個一個分子的時候，溫度就是分子平均運動速度。因此我們可以說，溫度越高，分子的運動能量（動能）就越大。

水分子之間是有氫鍵相互作用的，在分子動能較大的時候其並不明顯，但是當溫度低於4攝氏度的時候，氫鍵的作用就會顯現並讓水分子之間形成籠形的結晶構造。

4-100攝氏度的時候，水分子因為氫鍵的原因不會運動的太混亂，簡而言之就是水分子之間仍有還在起作用的相互作用存在，使得水是液態。

而高於100攝氏度也就是沸騰的時候，水分子的速度已經大到可以忽略分子間的相互作用，這個時候便是氣態。

動能越大就證明分子的速度越快，越能掙脫相互之間的束縛，進而單個分子的運動範圍變大。

上述溫度可以參照下邊這張圖，HF是氫氟酸請忽略。

我們可以看到當水分子出現規則性排列的時候，其密度明顯小於水是液態的時候，這就是為什麼冰會浮在水面上的原因。而冰融化的時候，結晶構造開始被破壞，水分子之間的氫鍵斷開最後變成左上角圖中的液態水。