Hvorfor er varmt vand mindre tæt end koldt vand?

Varmt og koldt vand er begge flydende former for H2O, men de har forskellige densiteter på grund af varmeeffekten på vandmolekyler. Selvom densitetsforskellen er lille, har den en betydelig indflydelse på naturlige fænomener som havstrømme, hvor varme strømme har en tendens til at stige over kolde.
Vanddensitet

Koldt vand er altid mere tæt end varmt vand ; tæthedsændringen udgør omkring 4 tiendedele af en procent mellem næsten frysning og 30 grader Celsius (86 grader Fahrenheit). Selvom forskellen er lille, tillader det, at varmt vand "flyder" oven på koldt vand, et fænomen, der forekommer hver dag i verdenshavene.
Varmt vandtæthed

Grunden til, at varmt vand er mindre tæt end koldt vand er selve varmen. Når varme introduceres til vand (fra en kilde som solen), er dens molekyler ophidsede af energien. De begynder at bevæge sig hurtigere, så når de støder på hinanden, spretter de længere væk. Det øgede rum mellem de hurtigt bevægende molekyler mindsker densiteten.
Koldt vandtæthed

Koldt vand har større densitet end varmt, fordi dets vandmolekyler er mere træg; vibrationer og bevægelser er langsommere og mindre energiske. Molekylerne hopper og skyder hinanden mindre, så flere kan passe sammen i et mindre rum. Fordi de er pakket tættere sammen, er vandets densitet større.
Konvektion af vand

Fordi varmt vand er mindre tæt, når varmt og koldt mødes, stiger varmt vand til toppen; forskere kalder dette "konvektion." Denne proces skaber undertiden en cyklus, hvor vand ved overfladen af en sø opvarmes om dagen, derefter afkøles og synker om natten, hvilket skaber en langsom, kontinuerlig cirkulation fra dybderne til overfladen og tilbage igen.
Ocean Currents

Masser af varmt vand stiger over koldt vand i verdenshavene. Givet strømme skiftes varmt, tropisk vand mod polerne i en bevægelse som et transportbånd med koldt vand nedenunder. Opdelingen i temperaturer kaldes termoklim. Golfstrømmen er et eksempel på dette fænomen, og denne cyklus med at bringe varmt tropisk vand op påvirker også klimaet over store geografiske områder. London er for eksempel ikke så koldt som Calgary, selvom det er den samme breddegrad, fordi det drager fordel af Golfstrømmen. Havvand bevæger sig dog ikke altid fredeligt. Nogle gange, når varmt og koldt vand (og luftmasser) mødes, er resultatet en storm eller endda en orkan.