Облака имеют огромный вес, но они держаться в небе и не падают: почему так происходит
Возможно вы задавались когда-либо вопросом: "Каким образом облака держатся высоко в небе и не падают на землю?". Возможно, это прошло мимо ваших ушей в школе, или же вы получили неправильное объяснение этому явлению: облака плывут по небу, потому что они менее плотные, чем воздух под ними. Так почему же облака, имеющие огромный вес, могут находиться в небе на самом деле? Об этом пишет IFLScience.
У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!
Когда воздух у поверхности Земли нагревается, он начинает подниматься вверх и уносит с собой водяной пар, который менее плотный, чем окружающие его газы, такие как азот и кислород. Таким же образом, например, могут подниматься ввысь воздушные шары, наполненные горячим воздухом.
Представьте себе воздушный шар, который находится под водой, а затем поднимается на поверхность и останавливается там. Это происходит потому что воздух внутри него примерно такой же плотности, как и воздух вокруг него. Или же он недостаточно плотный, чтобы шар утонул или же в нем не такая низкая плотность, чтобы шар продолжил лететь вверх. Если наполнить шар менее плотным гелием, то он улетит дальше.
Но воздух, и содержащийся в нем водяной пар, не всегда улетает вверх и из нашей атмосферы, как гелий, достигая высоты, на которой он имеет примерно ту же плотность, что и воздух вокруг него. При низкой температуре происходит охлаждение воздуха и из водяного пара образуются капли воды и льда. Их так много, что это позволяет формироваться облакам, которые видны благодаря тому, что свет отражается от большого количества капель воды.
Но из всего объема облака капли воды составляют лишь небольшую часть объема облака. В обычном облаке находится примерно 0,5 грамма воды на кубический метр. Поэтому, например, облако объемом 1 кубический километр будет весить 500 тонн.
Так каким же образом такая очень тяжелая громадина может оставаться в небе и не падать вниз?
Капли воды в облаках не влияют на вес воздуха вокруг них в целом. Многочисленные капли внутри облака могут иметь огромный вес, но для отдельной капли это не имеет значения. Они остаются в воздухе из-за большой площади поверхности. Восходящей силы сопротивления воздуха достаточно, чтобы поддерживать низкую конечную скорость для маленьких капель. В результате меньшие капли постоянно падают, но их легко подталкивает вверх воздух под ними.
Но этот процесс не длится вечно. Капли внутри облака сталкиваются и становятся более крупными. Когда это происходит, вес капель по сравнению с площадью поверхности увеличивается, и капли падают, причем сопротивления воздуха уже недостаточно, чтобы замедлить их движение. Как только радиус капли превышает 0,1 мм, сопротивления воздуха, движущегося вверх, становится недостаточно для противодействия гравитации, и начинается дождь.
| Комментарии (0) |