Horúca a studená voda sú obidve tekuté formy H2O, ale majú rozdielne hustoty v dôsledku pôsobenia tepla na molekuly vody. Aj keď je rozdiel v hustote malý, má výrazný vplyv na prírodné javy, ako sú oceánske prúdy, kde teplé prúdy majú tendenciu stúpať nad studené.
Hustota vody
Studená voda je vždy hustejšia ako teplá voda; zmena hustoty predstavuje asi 4 desatiny jedného percenta medzi bodom mrazu a 30 stupňov Celzia (86 stupňov Fahrenheita). Aj keď je rozdiel malý, rozdiel umožňuje, aby teplá voda „plávala“ nad studenou vodou, čo je jav, ktorý sa vyskytuje každý deň vo svetových oceánoch.
Hustota teplej vody
Dôvodom, prečo je teplá voda menej hustá ako studená, je samotné teplo. Keď sa do vody privedie teplo (zo zdroja, ako je Slnko), jeho molekuly sa energiou excitujú. Začínajú sa pohybovať rýchlejšie, takže keď narazia do seba, odrazia sa ďalej. Zväčšený priestor medzi rýchlo sa pohybujúcimi molekulami znižuje hustotu.
Hustota studenej vody
Studená voda má väčšiu hustotu ako horúca, pretože jej molekuly vody sú pomalšie; vibrácie a pohyby sú pomalšie a menej energické. Molekuly sa navzájom skákajú a navzájom sa navzájom otĺkajú, takže sa ich viac zmestí na menší priestor. Pretože sú pevne spojené, hustota vody je vyššia.
Konvekcia vody
Pretože teplá voda je menej hustá, keď sa stretnú teplé a studené, stúpa teplá voda na vrchol; vedci tomu hovoria „konvekcia“. Tento proces niekedy vytvára cyklus, v ktorom sa ohrieva voda na povrchu jazera cez deň, potom sa ochladzuje a v noci klesá, čím vytvára pomalý, nepretržitý obeh z hĺbky na povrch a späť ešte raz.
Oceánske prúdy
Masy teplej vody stúpajú nad studenú vodu vo svetových oceánoch. Za daných prúdov sa teplá tropická voda dopravuje k pólom pohybom ako dopravný pás, pod ktorým sú studené vody. Rozdiel v teplotách sa nazýva termoklíma. Golfský prúd je príkladom tohto javu a tento cyklus privádzania teplej tropickej vody ovplyvňuje aj podnebie vo veľkých geografických oblastiach. Napríklad Londýn nie je taký chladný ako Calgary, aj keď má rovnakú zemepisnú šírku, pretože ťaží z Golfského prúdu. Voda v oceáne sa však nemusí vždy pohybovať pokojne. Niekedy, keď sa stretne teplá a studená voda (a vzdušné masy), výsledkom je búrka alebo dokonca hurikán.
