L’effet du thermosiphon est la conséquence du phénomène physique suivant : la masse volumique d’un fluide dépend de sa température. Plus précisément, lorsque la température d’un fluide augmente, sa masse volumique diminue. Dans le cas de l’eau, la variation de sa masse volumique en fonction de la température est indiquée dans le tableau ci-dessous :
| Température de l’eau (°C) |
Masse volumique de l’eau (kg/m3) |
| 10 °C |
999.79 kg/m3 |
| 20 °C |
999.65 kg/m3 |
| 30 °C |
998.16 kg/m3 |
| 40 °C |
995.59 kg/m3 |
| 50 °C |
992.17 kg/m3 |
| 60 °C |
983.13 kg/m3 |
| 70 °C |
977.70 kg/m3 |
| 80 °C |
971.81 kg/m3 |
| 90 °C |
965.34 kg/m3 |
| 100 °C |
958.40 kg/m3 |
On constate que l’eau chaude à 80 °C est 2.7% plus légère que l’eau chaude à 30°C. Ainsi, l’eau chaude est plus légère que l’eau froide. De ce fait, le fluide caloporteur circule grâce à sa différence de densité. Comme il est plus chaud, donc moins dense, il s’élève naturellement par convection naturelle.
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