5. Поверхностный слой льда на реке замёрз первым. Будет ли нижележащий лёд расширяться или сжиматься при дальнейшем понижении температуры воды под ним до 0 °C?

Вода ведёт себя необычно: при охлаждении от 4 °C до 0 °C она расширяется, а не сжимается. Поэтому при дальнейшем охлаждении вода под поверхностным льдом, превращаясь в лёд, тоже расширяется. Это связано с особенностью строения воды и льда.