Ответ на этот вопрос связан с физическими свойствами воды. Во-первых, нужно учитывать, что вода является одним из немногих веществ на Земле, которые имеют аномальное поведение при нагревании. Аномалия воды заключается в том, что ее плотность при температуре от 0 до 4 градусов Цельсия увеличивается, а при дальнейшем нагреве она становится менее плотной, то есть объем воды увеличивается. Именно этим свойством объясняется то, что лед плавает на поверхности воды.
Теперь рассмотрим различия между холодной и горячей водой. Уникальная аномалия воды приводит к тому, что горячая вода на самом деле менее плотная, чем холодная. Когда вода нагревается, температура между молекулами увеличивается, и это приводит к более быстрой и хаотичной движущейся молекулярной структуре. Из-за этого молекулы расширяются и раздвигаются, занимая бóльший обьем. Таким образом, объем пятнестепенно увеличивается.
В холодной воде, наоборот, молекулярные движения медленнее и более ограничены, что приводит к меньшему объему молекулярной структуры и бóльшей плотности. Поэтому, если налить в две идентичные по объему емкости од инаково по температуре воды, то емкость с горячей водой будет чуть легче. Однако, разница плотности между холодной и горячей водой не велика и может быть незаметна.
Здесь следует также отметить влияние солей и минералов на плотность воды. Соленая вода имеет бóльшую плотность, чем сладкая вода, и это объясняется присутствием минеральных солей в ней. Влияние солей может до определенной степени компенсировать обратный эффект поведения плотности воды при нагревании.
Итак, основной фактор, обуславливающий различие между плотностью холодной и горячей воды, заключается в их температурных свойствах. Помимо этого, различия в плотности могут быть вызваны наличием минеральных солей в воде. Несмотря на то, что разница в плотности не слишком велика, она имеет значение для многих процессов, связанных с перемещением и соединением жидкостей.