A água tem uma alta capacidade de calor porque uma grande quantidade de energia térmica é necessária para quebrar as ligações de hidrogênio encontradas em uma molécula de água. Como a maior parte da energia térmica está concentrada na quebra das ligações de hidrogênio, a própria molécula de água aquece depois que as ligações são quebradas.
Depois que as ligações de hidrogênio em uma molécula de água são aquecidas o suficiente para quebrar, a energia de calor adicional pode ser transmitida à própria molécula de água. Essa energia de calor adicional então vibra a molécula de água, permitindo que ela colida com as moléculas de água próximas para distribuir a energia térmica transmitida por uma fonte de calor. No entanto, o processo de distribuição de energia térmica é lento, pois a molécula de água em vibração deve transmitir energia térmica suficiente para quebrar as ligações de hidrogênio nas moléculas de água circundantes. Uma vez que a fonte de calor é removida da água, ela esfria, mas muito lentamente.
Assim como uma energia significativa é necessária para quebrar as ligações de hidrogênio em uma molécula de água, uma energia significativa também é necessária para reformá-las. Somente quando a molécula de água atinge uma temperatura baixa o suficiente para permitir que as ligações de hidrogênio se reformulem, a molécula de água libera a energia térmica. Este processo de aquecimento e resfriamento explica por que a água aquece e esfria lentamente.
