كثافة الماء الساخن أقل من كثافة الماء البارد. وذلك لأن جزيئات الماء الساخن تتذبذب بسرعة أكبر من جزيئات الماء البارد، مما يؤدي إلى تباعد الجزيئات عن بعضها البعض. وعندما تتباعد الجزيئات، فإن الحجم الكلي للسائل يزيد، وبالتالي تقل كثافته.
بشكل عام، تزداد كثافة السوائل مع انخفاض درجة الحرارة. وبالنسبة للماء، فإن كثافته عند درجة حرارة 4 درجات مئوية هي 1000 كجم/متر مكعب. أي أن لترًا واحدًا من الماء عند درجة حرارة 4 درجات مئوية يزن 1000 كيلوجرام. أما كثافة الماء عند درجة حرارة 100 درجة مئوية فهي 958 كجم/متر مكعب. أي أن لترًا واحدًا من الماء عند درجة حرارة 100 درجة مئوية يزن 958 كيلوجرام.
وهذه الخاصية للماء لها أهمية حيوية، حيث تساعد على منع غرق الجليد في المحيطات. فالجليد أقل كثافة من الماء، مما يعني أنه يطفو على سطح الماء. فلو كانت كثافة الجليد أكبر من كثافة الماء، فإنها ستغرق إلى قاع المحيطات، مما سيؤدي إلى انخفاض درجة حرارة المياه العميقة في المحيطات، وبالتالي إلى تغييرات كبيرة في النظام البيئي البحري.
وفيما يلي بعض الأمثلة العملية على الفرق بين كثافة الماء الساخن والبارد:
- عندما تضيف الماء الساخن إلى كوب من الماء البارد، فإن الماء الساخن سيطفو على سطح الماء البارد.
- عندما تغلي الماء، فإن الماء الساخن سيتصاعد إلى الأعلى، بينما سيبقى الماء البارد في الأسفل.
- في المفاعلات النووية، يتم استخدام الماء البارد لتبريد الوقود النووي، حيث أن الماء البارد أكثر كثافة من الماء الساخن، وبالتالي فهو ينقل الحرارة بشكل أكثر كفاءة.