Hvorfor er varmt vand mindre tæt end koldt vand?

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

Koldt vand er altid mere tæt end varmt vand; Tæthedsændringen udgør ca. 4 tiendedele af en procent mellem nærfrysning og 30 grader Celsius (86 grader Fahrenheit). Selv om det er lille, tillader forskellen varmt vand at "flyde" ud over koldt vand, et fænomen, der opstår hver dag i verdens oceaner.

Varmt vandtæthed

Årsagen til varmt vand er mindre tæt end koldt vand er selve varmen. Når varme introduceres til vand (fra en kilde som solen), er dets molekyler spændt af energien. De begynder at bevæge sig hurtigere, så når de støder på hinanden, springer de længere væk. Den øgede plads mellem de bevægelige 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 kryber hinanden mindre, så flere kan passe sammen i et mindre rum. Fordi de er tættere sammen, er vandets tæthed større.

Konvektion af vand

Fordi varmt vand er mindre tæt, når varmt og koldt mødes, stiger varmt vand til toppen; forskere kalder denne "konvektion". Denne proces skaber nogle gange en cyklus, hvor vand på overfladen af ​​en sø opvarmes om dagen og derefter afkøler 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 verdens oceaner. På grund af strømmen bliver varmt, tropisk vand skubbet mod polerne i en bevægelse som et transportbånd med koldt vand nedenunder. Opdelingen i temperaturer kaldes termoklimaet. Golfstrømmen er et eksempel på dette fænomen, og denne cyklus med at bringe varmt tropisk vand op påvirker også klimaet over store geografiske områder. For eksempel er London ikke så koldt som Calgary, selv om det er den samme breddegrad, fordi det nyder godt af Golfstrømmen. Ocean vand flytter ikke altid dette fredeligt. Nogle gange, når varmt og koldt vand (og luftmasser) mødes, er resultatet en storm eller endog en orkan.