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天上白云有重量为何不掉下?水蒸气构成之说并不靠谱

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发表于 4 天前 | 显示全部楼层 |阅读模式
天空中的白云不是虚幻的东西,它们也有体重。根据已知的测量数据,对于晴空中的那些白云,构成它们的物质的平均密度约为每立方米0.5克,而其平均体积约为1立方公里。基于此计算,云可以重达500吨。

换句话说,如果大象重5吨,云的重量约为100张大象,所以问题是,因为天空中的云太重,为什么它们不掉落?

关于这个问题,有人可能会说天空中的云由水蒸气组成。由于水蒸气比空气轻,因此云层肯定不会掉落。但是,这种看似合理的视图实际上是不正确的,因为水蒸气是一种无色且透明的气体,这意味着,如果云由水蒸气组成,我们不应该看到它们。

实际上,天空中的云不是由水蒸气制成,而是一大堆极小的液滴或固体冰晶。它们通常在高海拔的空气中被水蒸气凝结。同样,我们看到的“白色气”实际上是在空气中被水蒸气凝结的小水滴。



为了简单说明,我们可以集体称这些小水滴和构成云层的冰晶为“云滴”。实际上,我们之所以看到天空中的白云实际上是因为“云滴”可以散布光。

应当指出的是,尽管天空中的云是很多“云滴”,但这些“云滴”并没有彼此相互吸引,因此从严格的意义上讲,云不能被视为整个。

显然,是“云下降”是水滴还是冰晶,其密度比空气的密度要大得多,这意味着无法将空气固定在“云下降”中,因此从这个角度来看,天空中的云量不可避免地掉落。但是实际上,这似乎没有发生,为什么会发生这种情况?实际上,主要原因是“终端速度”。

简而言之,当一个物体自由地落入地球大气中时,重力将使它向下拉动,并且其下降速度将变得越来越快地,但是空气阻力会对它产生反向影响,并且随着速度下降的增加,空气阻力将继续增加,直到最终达到平衡点,即对物体具有相等的空气能力。目前,对象的下降速度将保持恒定,并且此速度是“终端速度”。



从中,我们可以看到,在相同的条件下,物体暴露的重力越小,其“终端速度”(反之亦然),我们都知道,暴露于物体的重力与质量成正比,这意味着在相同的条件下,质量越小,质量较小,质量越慢。

如前一篇文章所述,“云滴”非常小。他们有多小?让我们这样说,它们的半径通常只有几微米到数十微米,并且它们的质量只能在纳米图(1克= 10^9纳米图)中进行测量。因此,“云滴”的“终端速度”非常慢,通常只达到每秒几毫米的数量级。

因此,可以说,如果没有其他干扰因素,天空中的云将继续下降,但是即使如此,它们降低了,我们无法检测到它。

另一方面,几乎不可能在自然界中存在干扰因素。由于“云滴”很小,因此只有一点向上的气流和水平排位风能有效防止云的下降过程。因此,云通常可以在天空中漂浮很长一段时间而不会掉落。
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