Isi
Air panas dan dingin sama-sama bentuk cair H2O, tetapi mereka memiliki kepadatan yang berbeda karena efek panas pada molekul air. Meskipun perbedaan kerapatan sedikit, ini memiliki dampak yang signifikan pada fenomena alam seperti arus laut, di mana arus hangat cenderung naik di atas yang dingin.
Kepadatan Air
Air dingin selalu lebih padat daripada air hangat; jumlah perubahan kepadatan sekitar 4/10 persen antara hampir beku dan 30 derajat Celcius (86 derajat Fahrenheit). Meskipun kecil, perbedaannya memungkinkan air hangat "mengambang" di atas air dingin, sebuah fenomena yang terjadi setiap hari di lautan dunia.
Kepadatan Air Hangat
Alasan mengapa air hangat kurang padat daripada air dingin adalah panas itu sendiri. Ketika panas dimasukkan ke dalam air (dari sumber seperti Matahari), molekul-molekulnya tereksitasi oleh energi. Mereka mulai bergerak lebih cepat, jadi ketika mereka bertemu satu sama lain, mereka terpental lebih jauh. Meningkatnya ruang antara molekul yang bergerak cepat mengurangi kepadatan.
Kepadatan Air Dingin
Air dingin memiliki kepadatan lebih besar daripada panas karena molekul airnya lebih lambat; getaran dan gerakannya lebih lambat dan kurang energik. Molekul-molekul saling memantul dan saling berdesakan lebih sedikit, sehingga lebih banyak yang bisa saling menyatu dalam ruang yang lebih kecil. Karena mereka dikemas bersama lebih erat, kepadatan air lebih besar.
Konveksi Air
Karena air hangat kurang padat, ketika hangat dan dingin bertemu, air hangat naik ke atas; para ilmuwan menyebut ini "konveksi." Proses ini kadang-kadang menciptakan siklus di mana air di permukaan danau dipanaskan di siang hari, lalu dingin dan tenggelam di malam hari, menciptakan sirkulasi yang lambat dan terus-menerus dari kedalaman ke permukaan dan kembali lagi.
Arus Laut
Massa air hangat naik di atas air dingin di lautan dunia. Mengingat arus, hangat, air tropis dialihkan ke kutub dalam gerakan seperti ban berjalan, dengan air dingin di bawahnya. Kesenjangan suhu disebut thermoclime. Gulf Stream adalah contoh dari fenomena ini, dan siklus membawa air tropis hangat juga mempengaruhi iklim di wilayah geografis yang luas. London, misalnya, tidak sedingin Calgary, meskipun garis lintangnya sama, karena diuntungkan oleh Gulf Stream. Air laut tidak selalu bergerak dengan tenang. Terkadang, ketika air panas dan dingin (dan massa udara) bertemu, hasilnya adalah badai atau bahkan badai.