Это называется эффектом Мпемба, но на практике он не всегда реализуется. Есть куча объяснений, куча теорий, но, на мой взгляд, нормальная толковая теория была придумана не сильно давно (http://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1310/1310.6514.pdf).
Если говорить просто, то при большой температуре у вас часть энергии (тепла) уходит из ковалентной связи H-O, делая эту связь "лёгкой". Затем когда идёт интенсивное охлаждение, эти излишки тепловой энергии куда легче "достать" и выкинуть, нежели если бы они были заключены в связях H-O, как в случае, если мы стартуем с более низкой температуры.
Это работает, только если охлаждение очень быстрое, т.е., например, внешняя температура достаточно низкая, и если жидкость обладает хорошей проводимостью.