Zawartość
Gorąca i zimna woda są płynnymi formami H2O, ale mają różne gęstości z powodu wpływu ciepła na cząsteczki wody. Chociaż różnica gęstości jest niewielka, ma znaczący wpływ na zjawiska naturalne, takie jak prądy oceaniczne, gdzie prądy ciepłe mają tendencję do wzrostu powyżej zimnych.
Gęstość wody
Zimna woda jest zawsze bardziej gęsta niż ciepła; zmiana gęstości wynosi około 4 dziesiątych jednego procenta między prawie zamarzaniem a 30 stopniami Celsjusza (86 stopni Fahrenheita). Chociaż niewielka, różnica pozwala ciepłej wodzie „unosić się” na zimnej wodzie, zjawisko to występuje codziennie w oceanach świata.
Gęstość ciepłej wody
Powodem, dla którego ciepła woda jest mniej gęsta niż zimna, jest samo ciepło. Kiedy ciepło jest wprowadzane do wody (ze źródła takiego jak Słońce), jego cząsteczki są wzbudzane przez energię. Zaczynają się poruszać szybciej, więc kiedy zderzają się ze sobą, odbijają się dalej. Zwiększona przestrzeń między szybko poruszającymi się cząsteczkami zmniejsza gęstość.
Gęstość zimnej wody
Zimna woda ma większą gęstość niż gorąca, ponieważ jej cząsteczki wody są bardziej ospałe; wibracje i ruchy są wolniejsze i mniej energetyczne. Cząsteczki odbijają się i przepychają mniej, więc więcej może zmieścić się na mniejszej przestrzeni. Ponieważ są one ściślej upakowane, gęstość wody jest większa.
Konwekcja wody
Ponieważ ciepła woda jest mniej gęsta, kiedy spotykają się ciepło i zimno, ciepła woda unosi się na szczyt; naukowcy nazywają to „konwekcją”. Proces ten czasami tworzy cykl, w którym woda na powierzchni jeziora jest podgrzewana w ciągu dnia, a następnie ochładza się i tonie w nocy, tworząc powolny, ciągły obieg z głębin na powierzchnię iz powrotem.
Prądy oceaniczne
Masy ciepłej wody wznoszą się ponad zimną wodą w światach oceanów. Biorąc pod uwagę prądy, ciepła, tropikalna woda przepływa w kierunku biegunów ruchem niczym przenośnik taśmowy, z zimnymi wodami pod spodem. Podział temperatur nazywa się termoklimatem. Prąd Zatokowy jest przykładem tego zjawiska, a ten cykl podnoszenia ciepłej wody tropikalnej wpływa również na klimat na dużych obszarach geograficznych. Na przykład Londyn nie jest tak zimny jak Calgary, mimo że ma tę samą szerokość geograficzną, ponieważ korzysta z Gulf Stream. Woda oceaniczna nie zawsze porusza się jednak spokojnie. Czasami, gdy spotykają się gorąca i zimna woda (i masy powietrza), powstaje burza, a nawet huragan.