Den vanlige tommelfingerregelen er at varmt vann veier mindre enn kaldt, men det er ikke alltid sant. Ferskvann er nemlig tyngst ved 4 °C, så hvis en beholder inneholder lag av vann på 2, 3 og 4 °C, vil det varmeste vannet synke til bunns.
Temperaturen i vannet er et uttrykk for hvor mye molekylene beveger seg. Jo mer aktive de er, jo mer plass tar de vanligvis. Dermed er det plass til færre molekyler i en beholder på en liter hvis vannet måler 80 °C enn hvis det måler 10 °C.
Tettheten snur ved 4 °C
Tettheten til molekylene i vann snur ved 4 °C.
Ved denne temperaturen begynner vannmolekylene nemlig å finne plassene sine i det krystallgitteret de står i når vannet fryser, ved 0 °C.
I gitteret er det mye større tomrom mellom hvert molekyl enn i vann i væskeform, og når temperaturen kommer under 4 °C, vil tettheten derfor begynne å falle igjen i takt med at flere av molekylene kommer på plass i gitteret.
Det er imidlertid bare ferskvann som er tyngst ved 4 °C. Når vannet tilsettes salt, faller temperaturen for den maksimale tettheten, så i havet er varmt vann alltid lettest.
Tungt vann skaper dynamikk i sjøer
Vinter
Det varmeste vannet i sjøen er i bunnen (lys farge), og det kalde vannet søker mot overflaten, der det dannes is. Om vinteren er det varmeste vannet i sjøen altså tyngst.
Vår og høst
Lagdelingen bryter sammen, og alt vannet blandes. Det innebærer at oksygen i vannet fra overflaten og næringsstoffer som er frigitt fra bunnen, blandes i hele vannmassen.
Sommer
Vannet lagdeles igjen, slik at vann som holder 4 °C, ligger på bunnen (mørk farge), og det varme vannet er på overflaten. Temperaturforskjellen fra overflaten og noen få meter ned kan være 10 °C.
