为什么水面结冰都是从边缘向中间结？
结冰这是一种多因素影响的现象，因素简单列举：热传导一定是由表及里，天气寒冷对于一池子水这个系统来说是由外向内袭来，显然应该先外面结冰,由于表面能的存在，所有的变化都从界面开始(包括气液和固液界面)，显然也支持外面先结冰,近岸生活污水相对高，致使凝固点降低，这个一定程度上是反面效应，应该中间先结冰；当边缘和表面已经结冰以后，内部就更不容易结冰了，这是因为结冰是需要膨胀的，周围都是固体冰，内部水变成冰显然膨胀更困难，显然这个支持外面边缘结冰更厚。另外，中间水的传冷的动力主要来源于垂直表面，边缘水的传冷动力既来源于上表面，又来源于侧表面，自然就是边缘单位时间吸收的冷量更多，更冷也就结冰更厚。上面有人提到的比热容也是一个原因，表面接触的物质比热容较小，而水的比热容大，所以由外往内越来越难结冰。
先问是不是，再问为什么。水面结冰是不是从边缘向中间结？不一定，但是多数情况是。首先说一个可能不太准确的规律：几乎自然界所有的变化都是从最不均匀稳定的地方开始的。这个规律在水结冰等结晶问题尤其明显。水最不稳定的地方是哪儿呢？一是与非水的相接触的边界、表面和水底，二是水中有杂质的地方。（“相”可以简单理解为其他物质，这里这个“物质”是把水和冰区分成两种物质的。此处的“杂质”包括可溶于水的物质，因为它们使得水这种浓度为0的溶液变得非0且不均匀，存在浓度梯度）因此，水结冰一定是从这些地方开始的。所以水面结冰大多数情况是从边缘开始，少数时候是从中间一些有杂质的地方开始。如果已经开始结冰，可以理解为上面说的过程又回到即将结冰的初始条件，所以还是从已经结冰的边缘或者有杂质（此处“杂质”包括已经结的冰）的地方开始，不断重复，就会看到水会从边缘向中心结冰，且由于从这些地方开始，便会逐渐积累，新结的冰包裹在旧结的冰外面，于是会四周边缘的厚而中间的薄。
如果从零度以上降温至刚好零度，水是不会结冰的，因为自由移动的水分子由彼此吸引而排成整齐的晶格时，水分子的能量会下降，放出来的能量必须以热的形式散到环境中。此时继续让系统放热，温度不会下降，而水会逐渐凝结。水有一种很特殊的物理性质，那就是在 4℃ 时拥有最大的密度，比这个温度高或低，密度都会递减。水分子的扩张，发生在水完全结冻之前，因此，如果一池湖水的温度在 0℃ 到 4℃ 之间，那么，越上层的水密度越小，温度也越低，而池底的水密度最大，温度也是最高的 4℃。当水温降低时，较冷的水（0℃～4℃之间的水）由于密度较小，所以会升到湖泊的表面，然后冷冻成为固体的冰。这层冰能将下层的水与外头的冷空气隔绝，所以下层的水就比较不会结冰，使得在湖中生存的生物能够在冰层以下的水域中度过严寒的冬天。所以说啰，结冰一定是从温度较低的表面开始。那为何结冰从周围往中心移动呢？在讲点比较有深度的解答前，先要说明把水降温得到冰，过程中会先产生「冰晶」。从分子的尺度来看，水分子由一个氧原子和两个氢原子以化学键构成。由于氧原子的外层电子轨道还差两个电子才能填满，在氢氧结合形成水后，两个氢原子的电子会比较接近氧的原子核，使得每一个水分子的两个接近氢原子核的区域带较多正电，而接近氧原子核的区域带较多负电。因此当两个水分子接近时，带不同电性的区域会互相吸引，降低彼此交互作用的位能形成氢键，而原来的位能会转为动能。如果这多余的动能接下来藉由碰撞传给邻近其他水分子或其他分子，则氢键会渐趋稳定；若新的碰撞给了这对水分子更多动能，则氢键就容易断裂。
