Les eaux chaudes et froides sont toutes deux des formes liquides de H2O, mais elles ont des densités différentes en raison de l'effet de la chaleur sur les molécules d'eau. Bien que la différence de densité soit faible, elle a un impact significatif sur les phénomènes naturels tels que les courants océaniques, où les courants chauds tendent à s'élever au-dessus des froids.

Densité d'eau

L'eau froide est toujours plus dense que l'eau chaude; le changement de densité s'élève à environ 4 dixièmes de un pour cent entre le quasi-congélation et 30 degrés Celsius (86 degrés Fahrenheit). Bien que petite, la différence permet à l'eau chaude de «flotter» sur l'eau froide, un phénomène qui se produit chaque jour dans les océans du monde.

Densité d'eau chaude

La raison pour laquelle l'eau chaude est moins dense que l'eau froide est la chaleur elle-même. Lorsque la chaleur est introduite dans l'eau (à partir d'une source comme le Soleil), ses molécules sont excitées par l'énergie. Ils commencent à se déplacer plus vite, alors quand ils se cognent les uns les autres, ils rebondissent plus loin. L'augmentation de l'espace entre les molécules qui se déplacent rapidement diminue la densité.

Densité de l'eau froide

L'eau froide a une densité plus élevée que la chaleur parce que ses molécules d'eau sont plus léthargiques; les vibrations et les mouvements sont plus lents et moins énergiques. Les molécules rebondissent et se bousculent moins, donc plus peut s'emboîter dans un espace plus petit. Parce qu'ils sont plus serrés les uns contre les autres, la densité de l'eau est plus grande.

Parce que l'eau chaude est moins dense, quand le chaud et le froid se rencontrent, l'eau chaude monte vers le haut; les scientifiques appellent cela "convection". Ce processus crée parfois un cycle dans lequel l'eau à la surface d'un lac est chauffée pendant la journée, puis refroidit et coule la nuit, créant une circulation lente et continue des profondeurs vers la surface et vice versa.

Les courants océaniques

Des masses d'eau chaude s'élèvent au-dessus de l'eau froide dans les océans du monde. Compte tenu des courants, de l'eau chaude et tropicale est transportée vers les pôles dans un mouvement comme une bande transporteuse, avec des eaux froides en dessous. La division des températures s'appelle le thermoclime. Le Gulf Stream est un exemple de ce phénomène, et ce cycle de réchauffement des eaux tropicales chaudes affecte également le climat sur de vastes zones géographiques. Londres, par exemple, n'est pas aussi froide que Calgary, même si c'est la même latitude, car elle profite du Gulf Stream. Cependant, l'eau des océans ne bouge pas toujours pacifiquement. Parfois, lorsque l'eau chaude et froide (et les masses d'air) se rencontrent, le résultat est une tempête ou même un ouragan.