Почему лёд плавает в воде, а большинство твёрдых тел тонет?

При замерзании вода образует кристаллическую структуру, в которой молекулы в среднем расположены дальше друг от друга, чем в жидкой воде. Поэтому одинаковая масса льда занимает больший объём, а его плотность оказывается меньше плотности окружающей воды. Плавающее тело вытесняет столько жидкости, чтобы выталкивающая сила уравновесила его вес. Для льда это достигается до полного погружения.

По этой же причине вода при замерзании расширяется и может повредить полностью заполненную жёсткую ёмкость. Утверждение «всё твёрдое обязательно тяжелее жидкости» неверно: важны плотности конкретных веществ, а не только агрегатное состояние. Даже тяжёлый предмет может плавать, если его средняя плотность вместе с пустотами достаточно мала, как у корпуса судна. В случае льда речь именно о необычном изменении плотности самой воды. Солёность воды и воздух внутри льда могут немного менять долю погружённого объёма.