なぜお湯は冷水よりも密度が低いのですか?

温水と冷水はどちらも液体のH2Oですが、水分子への熱の影響により密度が異なります。 密度の差はわずかですが、海流などの自然現象に大きな影響を与えます。海流では、暖かい海流が冷たい海流よりも上昇する傾向があります。

水密度

冷水は常に温水よりも密度が高くなります。 密度の変化は、氷点下から摂氏30度(華氏86度)の間で1パーセントの約4/10になります。 わずかではありますが、その違いにより、温水が冷水の上に「浮く」ことができます。これは、世界の海で毎日発生する現象です。

温水密度

温水が冷水よりも密度が低い理由は、熱そのものです。 熱が(太陽のような源から)水に導入されると、その分子はエネルギーによって励起されます。 彼らはより速く動き始めるので、彼らがお互いにぶつかると、彼らはさらに遠くに跳ね返ります。 動きの速い分子間のスペースが増えると、密度が下がります。

冷水密度

冷たい水は、その水分子がより遅いため、熱い水よりも密度が高くなります。 振動と動きはより遅く、エネルギーが少なくなります。 分子は互いに跳ね返ったり揺れたりすることが少ないので、より多くの分子がより小さなスペースに収まります。 それらがより密に詰まっているので、水の密度はより大きくなります。

水の対流

温水は密度が低いため、温水と冷水が出会うと、温水が上に上がります。 科学者たちはこれを「対流」と呼んでいます。 このプロセスは、湖の表面の水が加熱されるサイクルを作成することがあります 日中は冷えて夜に沈み、深部から地表へ、そしてその逆へとゆっくりと継続的に循環します。 再び。

海流

世界の海では、大量の温水が冷水よりも高くなっています。 流れが与えられると、暖かい熱帯の水がベルトコンベアのように極に向かってシャトルされ、その下に冷たい水があります。 温度の分割はサーモクライムと呼ばれます。 メキシコ湾流はこの現象の例であり、暖かい熱帯の水を引き上げるこのサイクルは、広い地理的地域の気候にも影響を及ぼします。 たとえば、ロンドンは同じ緯度ですが、メキシコ湾流の恩恵を受けているため、カルガリーほど寒くはありません。 しかし、海の水は必ずしもこれを平和的に動かすとは限りません。 時々、温水と冷水(そして気団)が出会うと、嵐やハリケーンにさえなります。

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