钟铭聊科学为什么会跑到天空上形成云?,水有重量
小的时候大家都看过四大名著之一《西游记》吧 , 对于孙悟空能够驾驶“七彩祥云”“腾云驾雾”自由穿梭很是羡慕 , 那你知道孙悟空的云是如何形成的吗?
云的形成
我们生活在大自然界中 , 在自然界中像海洋 , 植物表面 , 湖泊 , 土地的水分 , 以及人体都在无时无刻蒸发着 , 水就会从液态水变成水汽 。
文章图片
根据阿伏伽德罗定律 , 在同温同压下 , 相同体积内的空气中拥有的分子数相同 。 我们知道 , 空气中的主要成分是氮气和氧气 , 而水分子是由两个最轻的氢原子和1个氧原子组成 , 所以水分子相对于空气而言更轻 。
【钟铭聊科学为什么会跑到天空上形成云?,水有重量】如果区域内空气中含有的水分子较多 , 那么该区域的空气就较轻 , 所以该区域的空气就会上升 。 为了方便理解 , 我们可以把该区域的空气想象成是充满了水分子的气球 。
文章图片
然而在“气球”上升的过程中 , 外界的气压以及温度都在发生变化 , 导致上方空气的密度不如下方空气 , 此时“气球”就会发生膨胀 , 但在膨胀的过程中自身也会消耗一定的热量 , 导致温度降低 。
当温度降低到足够低的程度时 , 水分子就会和空气中的微尘为伴 , 析出水分并凝结为小水滴 。 如果空气中的温度足够低 , 就会凝结成小冰晶 。
文章图片
当空气中的小水滴或小冰晶达到一定数量时 , 受到上升气流的支托漂浮在空中 , 就会形成我们肉眼所见的云 。
云为什么不会掉下来?
在大家印象中 , 肉眼可见的云像棉花糖一样软绵绵、轻飘飘 , 但真实的云 , 尤其是云团是有重量的 , 而且重量超乎大家的想象 , 根据科罗拉多博尔国家大气研究数据表明 , 积雨云的重量平均重110万磅 , 相当于100头大象的重量 。
文章图片
既然云那么重 , 那它究竟是怎么漂浮起来的呢?答案其实和组成云的小水滴有关 。
我们知道的云是由上亿万个小水滴或者小冰晶组成 , 这些小水滴以及小冰晶的直径大概约2微米宽 , 比人类的头发还小 。
这些小冰晶会受到地球的引力向下坠落 , 但由于自己的体积、质量实在是太小了 , 以至于降落的速度非常慢 。
文章图片
然而小冰晶在降落的过程中 , 会受到空气阻力的摩擦而重新蒸发形成水汽 , 这些水汽又会凝结在微尘周围 , 重新形成小水滴或者小冰晶 。
也就是说 , 云并不是一成不变的 , 而是组成云的小水滴一直在进行蒸发、凝结 , 形成了动态平衡的云 , 所以云层才没有掉落下来 。
文章图片
虽然小水珠在坠落的过程中也会受到空气摩擦而蒸发一部分水汽 , 但直径超过0.15毫米的雨滴下落1000米才会完全蒸发 , 而直径10微米的雨滴每下落2厘米就会完全蒸发 。
也就是说 , 如果小水珠的直径足够大 , 并且云层足够低 , 那么还没等小水珠完全蒸发就会落在地面上 , 此时就会形成“雨”或者“雪” 。
1802年卢克·霍华德经过多年的研究观测 , 在科学研讨会上发表了关于云的演讲 , 此次演讲改变了人们对于云的认识 。
霍华德发现 , 虽然云变幻莫测 , 但主要有3种形态:积云、层云和卷云 。
总结
云的形成和水分子的蒸发有关 , 由于水分子相对于空气而言更轻 , 所以当空气中的水分子含量较高时 , 携带水分子的空气就会上升 , 直到因温度和压强变低而导致水分析出 。
- 「项羽」为什么古人走夜路时,宁可睡坟地,也不愿去古庙休息?
- [吕洞宾]八仙过海,各显神通:“八仙”到底为什么要过海?
- 大宝说历史那么之前为什么要借给刘备,孙权怎么想的?,孙权一直想夺取荆州
- 「秦始皇」为什么越南归中国统治千余年后独立,其深层原因是什么?
- 『蜀汉』中国古代为什么不攻打更大的疆域?
- 【刘据】刘病已为什么给他冤死的祖父刘据起“戾”这样极有侮辱性的谥号?
- 李治■李世民为什么把皇位,传给软弱无能的李治呢?原因很简单
- 语洛雨从为何要用公元,古代为什么有公元前、公元后之分?中国明明有农历
- 呆萌望古镜为什么由齐心变离心?,梁山真有小团伙吗?只有三人算是准团伙
- 文史救生圈为什么后期武将凋零?文鸯都能排第一,三国前期名将数不胜数