Cuando se quitan las tarjetas de una pareja de botellas, el agua caliente se queda en la parte superior y el agua fría en la parte inferior, y los colores se mantienen prácticamente iguales. En la otra pareja de botellas, sin embargo, ocurrió algo muy diferente. El agua caliente subió y el agua fría se hundió. Al producirse este movimiento, los colores se mezclaron. Esto ocurrió debido a las diferencias de densidad, que se define como la cantidad de materia en un volumen determinado.

Todo está hecho de moléculas. Las moléculas calientes se mueven más que las frías, y los líquidos que están calientes suelen ocupar más espacio que los mismos líquidos cuando están fríos. Esto significa que se necesitan menos moléculas de agua caliente para llenar una botella que de agua fría. Por tanto, el agua caliente es menos densa que la fría.
La gravedad puede separar los fluidos por su densidad. Como el agua fría tiene más masa por unidad de volumen que el agua caliente, la fuerza de la gravedad sobre una determinada cantidad de agua fría es mayor que la que ejerce sobre la misma cantidad de agua caliente. Esto obliga al agua fría a descender y hace que el agua caliente sea empujada o levantada hacia arriba. Este movimiento de los fluidos se llama convección. En el conjunto de botellas donde el agua caliente estaba por encima del agua fría, el agua fría ya estaba en el fondo, por lo que no había convección.