漂浮在空中的一朵云有多重,一朵云重50万公斤,为什么掉不下来?
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1.一朵云重50万公斤,为什么掉不下来? 2.漂浮在天空中的一朵云可能有多重 3.漂浮在天空中的一朵云可能有多重 4.一朵云重50万公斤,为什么掉不下来?
一朵云重50万公斤,为什么掉不下来?
根据科学家的说法,每立方米积雨云的重量约为0.5克,中等大小的云可能有10亿立方米,重约500吨。为什么这么重的云不从天上掉下来?它不受重力的影响吗?这必须从云的形成开始讲起。
具体来说,云的形成需要按照Avogadro定律来研究。在相同的温度和压力下,空气中相同体积的分子数量是相同的。我们大气中的大部分分子是由氦和氧分子组成的,但根据原子有序表,氦稍微落后了一点,所以氦分子稍微重一些。
所以,当空气中充满了水分子时,空气就像一个充气气球一样上升。但如果你认为这句话不容易理解,你可以想象出鱼吐泡泡的场景,鱼吐出气泡的过程,会受到水的压力越来越小的影响,所以气泡内的压力会越来越小,气泡的体积自然会越来越大。
这时,水分子会慢慢扩散,但因为它们太小,肉眼看不见。我们之所以能观察到它们,是因为空气中有灰尘,它在凝结肺结核中起着非常重要的作用,让水分子附着在上面。直到它凝结到一定量的水上,云才会形成。
云之所以没有落下来,是因为它下落的速度。云是由一定的水滴组成的,这些水滴太轻,体积太小,因此它们在下落过程中会遇到许多障碍,例如灰尘或其他分子的干扰,然后返回天空。
你可以想象,在阳光明媚的空气中,落下来的小水滴在遇到各种障碍时会慢慢上升,再加上气流会加剧小水滴的蒸发,一旦蒸发,都会变成小水分子,重复先前的过程,附着在凝结核上,然后变成小水滴,来回循环,所以层就不会掉下来了。
因此,虽然我们通常看到的云变化很小,但这些小水滴一直在变化,以达到平衡。
漂浮在天空中的一朵云可能有多重
我们都生活在同一片天空之下,有时候抬头望着天空,我们会看到,在蔚蓝的天空下面,漂浮者有很多白云,所以这给了我们一种假象,认为白云很轻,就像我们日常生活当中的烟雾一样,但其实不是,那么问题来了,漂浮在天空中的一朵云,重量到底有多少?据科学家研究,天空中一朵云,质量至少是几十吨左右。
而天空中之所以会有白云的存在,主要是由于在地表上面,有很多的水在经过地表的热量之后,会蒸发形成水蒸气,而且蒸汽在进入到空中以后,由于空气中的温度并没有地表上面的温度高,所以水蒸气在空中逐渐地凝结,形成了白云,也就是说,白云原来的本质就是水,而白云之所以能够漂浮在空中,主要是由于地表对空中存在有一种推力,所以我们会看到白云是漂浮的,而由于白云是由水蒸气凝结而成的,也就是说,一朵白云的重量,至少是在几十吨左右。
我们在初高中物理学中,都有学到过自然界当中的雾以及霜这些的形成,其实这些物质之所以能够形成,主要是以空气中以及地表上面的环境存在有很大的关系,尤其是与温度的关系比较密切,当温度过高时,水就会形成水蒸气,但温度降低时,水蒸气就会凝结成为小颗粒,从而形成白云,所以一朵白云还是很重的。
而且天空中飘着的白云,在遇到温度较高情况下,这些白云本身就会融化,形成小水滴,就出现了下雨的情况,而且,如果说是一朵乌云,那么一朵乌云的含水量就会更高,那么这一朵乌云的重量就会更大,所以说,云的主要成分就是水,一朵云的重量,至少是在几十吨左右。
漂浮在天空中的一朵云可能有多重
云在地面上看来甚至面积不如足球场大,但也是由于近大远小的关系,总重量数千数万吨都小意思。云层其实是很多小冰晶、水珠组成,质量和覆盖范围、厚度等因素有关。
这个问题和人的视力、云层的高度等很多因素有关系。人类眼睛其实就是个光学折射和能量转换的系统,在这个系统中外界的光线经有角膜、晶状体的折射汇聚在视网膜黄斑中央凹附近,然后由视觉细胞将光信号转换为电化学信号。角膜等光折射结构会使得光被集中,因此人类视觉系统看到的东西都是近大远小。
而云层距离地面的高度通常2000米左右,有些特殊的地理环境中由于山脉对气流的阻挡,云层的高度可以上升至四五千米,一方面是由于随着海拔的升高温度降低,大气中的水蒸气更容易凝结为小水珠、冰晶,另一方面那么高的云层,在地上的人的眼中就小得多了,可能一片覆盖数平方公里的云层在地上看起来也就像一个足球场那么大。
云层其实就是水蒸气对光折射的结果。在正常情况下我们观察一杯水会发现水变得明亮,但其实只是水对光折射的结果,水本身并没有颜色,但是水和空气对光折射率的不同使我们可以看到清晰的水-空气界面。云层也是一样的,本身就是位于高空的很多水蒸气组成的小液滴,但是由于它们对光的折射使可见光色散,因此我们可以看到很明显的云层和普通大气的界限。通常云层薄的时候除了色散的光,还有直接透射过来的光,因此云层显得比较白、比较松散,但是有时候云层却看起来很厚很黑,就是因为更多地吸收了光线。
近大远小的视觉效果使我们远远低估了了云朵的大小,光的透射和折射现象也会产生类似的效果。总的来说,云层可以覆盖的面积通常很大,但是白天尽管云朵很多,天空依然比较明亮就是因为有很多透射光和散射的光,而在阴云密布的时候,这时云层的厚度和高度通常比较高,云层厚分布密集则透过的光比较少,高度高则空气更冷,更利于水以灰尘等为凝结核结合成雨滴,最终水滴的重力抵消了上升气流的升力,云层中的水滴化为雨滴降落地面。
在夏季强对流天气中,一朵云看起来面积不是很大,但是覆盖的面积却相当大,同时由于上升气流的吹拂云层有向更高空涌动的态势,这种云常被称为积雨云,就是由于云层向高空流动温度降低导致的水汽凝结现象。看起来不大的云朵,积攒的水数百吨都是少的,有时候大范围强对流的天气中,云层始终凝结不散,最终的降水量可都能以亿为单位计算了。
一朵云重50万公斤,为什么掉不下来?
万里晴空下,天空中总会飘浮着一朵朵的白云。白云漂浮在天空上,总让人觉得它应该会很轻,但实际情况是一朵白云的重量要高达50万斤左右,远比许多的物质要来得重得多。重量这么大的云还能漂浮在蓝天上是有一定的科学成因的,原理是云是由微小液滴相互组成,它们之间并没有相互作用,由于液滴的重量小,终端速度也因此变小,云便可以漂浮在天空中了。
一、云漂浮上空的重要原因
关于云漂浮在天空中的这种情况,有科学的解释是因为它的终端速度小,终端速度是指物体在进行自由落体时,重力与空气阻力相互制约下所能达到的最大匀速速度,一般自重较重的物体终端速度也会比较大。而组成云的液滴终端速度都很小,细微的气流涌动便可以把它们托举上来,在高度较高的高空中呈现。
二、云的形成原因
云是地面的空气经过上升之后,在高空中遇冷冷却,到达露点后变成的小液滴,从而形成云。云呈现的状态是相对稳定的,但也有不稳定状态下的云,比如积雨云。当液滴掉下来时,下降过程中会被蒸发,所以不能被我们所看到,也不是云了。
三、终端速度在生活中还有很多的应用
小质量物体的终端速度低,在生活中会用到的喷雾,洒水器等,喷出来的液体掉落加速度要小于重量大的物体掉落加速速,它们的终端速度主要的制约因素是重力和空气阻力。
云层变化和大气对流的情况是非常复杂的,云的形成机理也有很多,不同的云之间的形成机理都不同,这些都构成了气象学原理。生活中还有很多不同的现象是可以通过科学解释来找到它的成因的。
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