云為什么不會掉下來
依絲桑
天空中漂浮著許多的云朵,形態(tài)各異,好看極了。那你知道為什么云總是漂浮在天空中不掉下來嗎?下面就來跟大家說一說。
簡要答案
一片體積1~2立方千米的云,質(zhì)量可以達到幾噸重。由于云的體積非常大,所受浮力也很大,而且空氣的流動產(chǎn)生上升氣流托住了云,所以它不會掉下來。
詳細內(nèi)容
地面上的水吸熱變成水蒸氣,上升到天空蒸汽層上層。由于蒸汽層上層溫度低,水蒸氣體積縮小比重增大,蒸汽下降。由于蒸汽層下面溫度高,下降過程中吸熱,再度上升遇冷,再下降,如此反復(fù)氣體體積逐漸縮小,最后集中在蒸汽層底層。在底層形成低溫區(qū),水蒸氣向低溫區(qū)集中,這就形成云。
熱空氣會向上升,隨著高度的升高溫度會下降,因此水蒸氣會凝結(jié)成小水滴,進而想再上升就比較難了。在這一溫度下,氣相與液相會達到平衡,也就是說不會凝結(jié)出特別大的水滴來。雖然云是小水滴組成的,但是云的密度并不大。一方面小水滴會受到來自空氣的浮力,另一方面空氣的流動、熱空氣的上升等也會給小水滴施力,因此小水滴變的更“輕”了,其等效質(zhì)量假設(shè)為μ。
小水滴向下降落時會受到周圍空氣的阻力,球狀的小水滴所受到的阻力可以近似用斯托克斯定理來描述:η是周圍介質(zhì)的粘滯系數(shù),R是雨滴的半徑,v是雨滴下落的速度。當(dāng)f=μg后小水滴將勻速運動。由于μ很小,因此小水滴下落運動的速度很慢,地面上的我們幾乎看不到它在下落。
一片體積1~2立方千米的云,質(zhì)量可以達到幾噸重。由于云的體積非常大,所受浮力也很大,而且空氣的流動產(chǎn)生上升氣流托住了云,所以它不會掉下來。