一朵云居然重达500吨,为什么还能飘在天上,不会掉下来?天气晴朗的时候,我们不免会看到成群的云朵在我们的头顶上飘过,而看到云朵我...
一朵云居然重达500吨,为什么还能飘在天上,不会掉下来?
天气晴朗的时候,我们不免会看到成群的云朵在我们的头顶上飘过,而看到云朵我们又会习惯性地觉得云朵其实很轻,要不然就不会飘在空中了。然而事实却并非如此,早就有科学家指出,长达1000公里的云可以重达500吨,也就是几十头大象的重量,这是不是很吃惊?那么,重达500吨的云朵为什么能飘在空中而不会落下呢?
其实要想理解为何重达500吨的云为何不会掉下来,首先就得清楚一个当一个物体处于自由落体的状态时,它向下掉落的速度会受到一系列因素的作用而不断加快,其中包括重量、地心引力等,但是在下降的过程中所产生的阻力,又会削弱其降落的速度。因此所谓的终端速度,其实指的就是自由沉降的速度,它是说某一颗粒的沉降并不会因流体中所存在的其他颗粒而受到干扰,在等速阶段中,这一颗粒的速度就相对于流体的运动速度。
我们都知道云是由大量的水分子所组成的,而水分子的凝结体质量又是非常小,通常大多是以微米的单位对其进行观测的,因而水分子的终端速度大约是2毫米/秒。当水分子以这样的速度下进行自由落体时,我们的肉眼是无法看不到它们的坠落的,故而我们会觉得云飘在空中。并且,我们看到空中所漂浮着的云,靠其自身的浮力和坠落时所产生的阻力相互抵消了重力,所以才不会掉下来。
除此之外,其实有大部分的雨滴在还没坠落地面之前,就已经被蒸发成了气体的状态,重新又返回到了空中。而天空之中的水分子又会相互排斥,与此同时,空气中的灰尘又在吸引周围的水分子凝聚在一起,当水分子凝聚到一定程度的时候,就又重新组成了一朵云层。
空气阻力可用公式“F=(CρSV^2)/2)”来描述,其中C为空气阻力系数、ρ为空气密度、S为物体的迎风面积,V为物体相对于空气的速度。
由此可知,当一个物体在大气层中做自由落体运动的时候,其受到的空气阻力会随着物体下落速度的增加而迅速变大。
但空气阻力并不会无限增大,因为当空气阻力与重力的合力为零的时候,物体的下落速度就不会继续增加,在这种情况下,物体就会一直以当前的速度下落,而它此时的速度,就被称为“终端速度”。
云为什么飘浮在天空?
云,是指悬浮在空中,不接触地面,肉眼可见的水滴、冰晶或水滴和冰晶的混合体。
云是地球上庞大的水循环的有形的结果。太阳照在地球的表面,使水分蒸发后形成水蒸气,一旦大气中的水汽过于饱和,水分子就会聚集在空气中的微尘周围,由此产生的水滴或冰晶将阳光散射到各个方向,这就产生了云的外观。
云形成于当潮湿空气上升并遇冷时的区域,云也有重量,云的重量就是云中所含水滴的重量。水滴的含量会因为云的类型不同而不同。
如此重的云团仍然能悬在空中主要是由于上升气流的作用。因为云中的小水滴的直径为0.01毫米,它向下自然下落速度是每秒0.5厘米。这样,一个小小的上升气流就能使云团悬浮起来。
一方面空气对云滴有向上的浮力作用,另一方面云滴下落时还受到空气的阻力。这种阻力的大小与云滴大小成正比,与下落的速度成正比。
当这两个力合力与云滴受的重力相等时,它就以不变速度下落。但是这个下落速度很小,每小时不足两米。同时云滴在下落过程中,因压缩而增温,使云滴由于蒸发又重新变成水汽。所以,看到的云总是悬浮在空中的。
一朵云将近几十万万公斤,为何飘在天上,不掉下来?
每次看到天上的云的时候都觉得一坨一坨的,似乎一阵风就可以把云吹走,所以那个时候总是因为云肯定很轻吧,就像棉花糖一样,看上去甜甜的,而且还非常的轻盈。其实不然后来我才知道云可有几十万公斤呢!这么重的云为什么飘在天空中,不掉下来呢?
首先让我们来看看云是怎么形成的。云是因为天上的空气因为低温冷却,发生冷凝变成了小液滴,液滴聚集在一起就变成了云。
所以如果液滴聚成的云可以掉下了,那么随着掉下来了的这个过程,云也早就蒸发了,不会再是云的形状了。
云不会掉下来和终端速度低有着很大的关系。我们在考虑云的时候不应该考虑整个云的体积,而应该考虑组成云的液滴的体积,毕竟这些液滴之间也没有什么相互作用力,他们是独立存在的。
其中的每一个液滴的重量其实是非常的小的,因为重量小,所以终端速度也非常的低。那么这个时候不用太大力的气流运动就可以托起这些液滴,也就是托起这些云了。
而且云在上空同样也受到了空气阻力,空气阻力的存在更是让云不会掉下来。
但这不是说明所有的云都可以浮在天空中的,这里的情况主要是指那种本身就比较稳定的云,在现实生活中还存在着很多不稳定的云层,这种不稳定云层的存在其实就很容易变成水掉下了。
具体的情况还是要具体的分析的。不得不说云还真的是非常的美丽啊。
云
如果认为本文对您有所帮助请赞助本站