Gdy lód lub jakakolwiek inna substancja topi się, jej potencjalna energia wzrasta. Rzeczywiście, jest to jedyny wzrost energii, ponieważ termiczna energia kinetyczna lub temperatura nie wzrastają podczas topienia. Energia potencjalna jest utajoną energią, która może zostać uwolniona przez wodę, a to wzrasta, ponieważ woda uwolni energię cieplną, jeśli ponownie zamarznie.
Lód jest najniższym stanem energetycznym wody przy normalnych ciśnieniach w ziemi. Przy każdej fazie zmiany wody, czy to wody z lodu na ciecz, czy wody z cieczy na parę wodną, energia potencjalna maleje. Wynika to z ustawy o ochronie energii. Materiały przechodzące zmianę stanu pochłaniają lub uwalniają energię cieplną, ale ich temperatura się nie zmienia. Dzieje się tak dlatego, że podczas zmiany stanu cała energia cieplna jest przekształcana w energię potencjalną nowego stanu materii.
W szczególności woda ma bardzo dużą zmianę w energii potencjalnej podczas zmian faz. Trzeba dużo energii, aby zmienić wodę z jednego stanu na inny. Wynika to z silnych wiązań wodorowych, które tworzą się między cząsteczkami wody. Faza ciekła umożliwia kontakt cząsteczek wody ze sobą, podczas gdy faza stała umieszcza cząsteczki wody w ogólnej optymalnej konfiguracji względem siebie.
