热水的内部空间大，密度小，且水分子活跃，相互碰撞较频繁。而冷水的密度较大，水分子活动也较慢，冷气温在冷水里的整体传播速度也就缓慢，所以热水比冷水结冰快。

先冷水结冰需要很长时间，这是因为水和玻璃都是热传导不良的材料，水杯里的水因为温度下降，体积膨胀，这时候水在最表面处先结冰，其次是底部和四周。这时候被封闭的内层的水就与外界的空气隔绝，只能靠传导和辐射来散热，所以冷却就会很慢。

而热水冷却的时间却少的多是因为，上层水冷却后向下流动，形成了液体内部的对流。温度越高，对流就会越剧烈，这时候能量的消耗就会变大。当水面温度降到0℃以下并有温度足够低时，水面就开始出现冰晶。而水杯内部中的冰晶已经生长了，于是水分子就会围着结晶中心结成冰。