1.热水先结冰。制冷有四种共存机制:辐射、传导、蒸发和对流。通过对比实验结果发现，热水先于冷水结冰的主要原因是传导、汽化和对流相互作用的综合效应。一个装满初始温度为4摄氏度的冷水的杯子需要很长时间才能结冰。水和玻璃都是导热性差的材料，因此很难通过传导将液体内部的热量有效地传递到表面。随着温度的下降，杯中的水体积膨胀，密度下降，并积聚在表面。因此，水首先在表面结冰，然后延伸到底部和周围，从而形成一个封闭的冰壳。“内层的水与外部/【/k0/】气体隔离，只能通过传导和辐射散热，因此冷却速率很小，这阻止或延缓了内层水温的正常下降。
2.由于水结冰时体积膨胀，形成的冰壳也对进一步结冰起到一定的抑制或阻止作用。装有初始温度为100摄氏度的热水的杯子的冷冻时间相对少得多。我们看到的现象是表面的冰层无法连接成冰盖，看不到冰壳。它只是沿着冰水界面在液体中生长出针状冰晶（当初始温度低于12摄氏度时，就看不到这种现象了）。随着时间的推移，冰晶由细变粗。这是因为初始温度较高的热水使上层水冷却后向下流动，在液体内部形成对流，使水分子在各自的结晶中心周围冻结。初始温度越高，对流越强烈，能量损失越大。正是这种对流使上层水难以形成冰盖。由于传热和相变的潜热，单位时间内能损失更大，冷却速率更高。当水面温度降至0℃以下且有足够的低温时，水面上开始出现冰晶。初始温度较高的水具有较高的增长率，这是由于未成形的冰盖和剧烈的对流。最后，可以观察到冰盖已经形成，冷却速度已经下降。但是，由于水中的冰晶已经粗生长并具有较大的表面能，冰晶的生长速度与单位表面能成正比，因此生长速度仍然比初始温度较低的水快得多。
