De vuistregel is dat warm water lichter is dan koud water, maar dat klopt niet altijd. Zoet water is namelijk het zwaarst bij 4 °C. Dus in een vat met water van respectievelijk 2, 3 en 4 °C zal het warmste water naar de bodem zinken.
De temperatuur van het water is een maat voor de beweging van de moleculen. Hoe actiever ze zijn, hoe meer ruimte ze nodig hebben. Daardoor passen er als het water 80 °C is minder moleculen in een vat van een liter dan als het 10 °C is.
Dichtheid verandert bij 4 °C
Warm water heeft een lagere dichtheid (van moleculen) dan koud water, maar dat verandert bij precies 4 °C.
Bij die temperatuur zoeken de watermoleculen namelijk al hun plaats op in het kristalrooster waarin ze worden opgesloten als het water bij 0 °C verandert in ijs.
In het rooster zit er veel meer ruimte tussen de moleculen dan in vloeibare vorm. Daardoor daalt de dichtheid als de temperatuur onder de 4 °C komt naarmate meer moleculen hun plek vinden in het rooster.
Alleen zoet water is echter het zwaarst bij 4 °C. Als het water zout bevat, daalt de temperatuur van de maximale dichtheid. Daardoor is bij zeewater warm water altijd het lichtst.
Zwaar water zorgt voor dynamiek in meren
Winter
Het warmste water in het meer, van 4 °C, zakt naar de bodem (lichtst gekleurd) en het koude water stijgt naar de oppervlakte, waar ijs wordt gevormd. In de winter is het warmste water dus het zwaarst.
Lente/herfst
De gelaagde verdeling wordt doorbroken en het water in het meer vermengt zich. Daardoor komen zuurstof van de oppervlakte en voedingsstoffen uit de bodem overal in het water terecht.
Zomer
Het water verdeelt zich weer in lagen: het koudste water van 4 °C bevindt zich bij de bodem (donkerst gekleurd) en het warme aan de oppervlakte. Er kan 10 graden verschil zitten tussen het water aan de oppervlakte en op een paar meter diep.
