自然界如此的神奇,我們還有很多疑惑不解的事情,比如我們在 躺椅上享受陽光的沐浴時,我們不禁會發出疑問,天上的雲朵可 以儲藏那麼多的水分,想必它一定很重,但為什麼會一直飄在空 中,甚至不斷聚集而不掉下來呢?接下來就為你揭曉答案。
我們要了解云為什麼不從空中掉落下來之前,我們先具體了解一 下雲是怎麼形成的。
雲的形成:
高中的地理知識已經讓我們知道雲的形成是和地球上的水循環密切相關的。地球上的江流湖泊蒸發出的水蒸氣被帶入到空中,然 後凝結成雲,最後再在地球引力的作用下重新落回地面。
但是這些水蒸氣為什麼會蒸發到天空中呢?其實這又是跟化學 相關了,水的分子式是H2O,而空氣中的氣體主要成分又是氮氣 (N2)和氧氣(O2),從而水蒸氣的相對分子質量大小是18,氮 氣和氧氣的平均相對分子質量是大於水蒸氣的相對分子質量的。 這就說明水蒸氣與空氣相比「輕得多」,所以水蒸氣就會在空氣 中上浮。如果想不明白的話可以類比一下水中的小木塊,小木塊 在水中在不受任何外力的情況下是不會下沉的,這就是因為小物 塊的每個分子的質量是小於水分子的質量的(也可以理解成木塊 密度小於水)
其實水蒸氣的行程到此並沒有結束,這些蒸發出來的水蒸氣會帶 著地表的溫度(熱量)一起上升;同時我們又知道,氣壓是隨著 海拔高度的升高而降低的,所以這些水蒸氣再升高到一定高度是 就是因為氣壓的減小而開始膨脹。這種現象怎麼理解呢,我們可 以想像一下水中的魚兒吐泡泡,魚剛吐出來的泡泡會比較小,但 在上升的過程中會逐漸變大,原因是在液體中深度越深,壓強越 大;而深度越淺,壓強越小,氣泡在上升的過程中,受到液體的 壓強會越來越小,因此氣泡內的氣體壓強也會變小,所以體積會 膨脹變大。
與此同時在膨脹過程中,水蒸氣會洗後周圍空氣的熱 量,從而導致周圍空氣下降,溫度降下來後,空氣就不能容納更 多的水蒸氣,就會析出一部分水,但此時並沒有形成雲。這時候 水蒸氣會和空氣中的微小塵埃結合,其中又蘊含了一部分析出的 水分,這樣一點一點積聚起來就形成了雲,被我們看到。
云為什麼不會掉落下來?
前面我們已經了解了雲的形成,同時我們也從中了解到了雲的組 成成分、本質。前面的了解有助於幫助我們更好的解釋雲不會從 空中掉下來。
首先,我們來了解一個概念,叫做終端速度,終端速度意思就是 加速階段終了時顆粒相對於流體的速度。可能概念過於抽象,不容易明白,但是你只要只要終端速度的影響因素有物體的質量和 展開面積兩個因素,並且終端速度適合質量成正比關係的。
這樣來說任何物體都具有終端速度,雲層裡析出的小水珠也不例外,但是由於小水珠的質量很輕,因此他的終端速度也就越小, 所以水珠的運動過程也就比較長,再加上水珠的運動帶動了周圍 空氣的流動,使得水珠在緩慢地下落過程中就被蒸發掉了,因此 ,雲朵也就不能從天空中掉下來了。
那到這裡你就想問了,為什麼雨珠可以掉下來呢?這是因為雨珠 是很多小水珠匯聚而成的,它的質量比小水珠的質量大的多,於是它的終端速度也就很大,在下落過程中沒有被完全蒸發掉,就掉下來了。
講到這裡,你明白了雲朵為什麼不掉下來了嗎?小編還會繼續更新更多大家有疑惑的問題,歡迎大家在評論區多多留言!