Έχετε αναρωτηθεί ποτέ γιατί τα σύννεφα παραμένουν ψηλά και κατεβαίνουν στις πλαγιές των βουνών ή των λόφων κατά την περίοδο των βροχών; Όταν φτάνει η περίοδος των βροχών, τα σύννεφα μπορούν ακόμη και να κατεβούν στις πλαγιές των βουνών ή των λόφων και στη συνέχεια να επιστρέψουν στην κορυφή. Γιατί κατεβαίνουν τα σύννεφα και τι τα κάνει να κινούνται ξανά προς τα πάνω;
Πυκνότητα
Για να κατανοήσετε αυτό, πρώτα κατανοήστε την έννοια της πυκνότητας . Η πυκνότητα είναι ο λόγος της μάζας προς τον όγκο, που εκφράζεται μαθηματικά μέσω της εξίσωσης ρ = m / V, όπου ρ είναι το σύμβολο για την πυκνότητα, m είναι το σύμβολο για τη μάζα και V είναι το σύμβολο για τον όγκο. Για παράδειγμα, εάν μάζα = 1 kg και όγκος = 1 m3 τότε πυκνότητα = 1/1 = 1 kg / m3 . Εάν μάζα = 1 kg και όγκος = 2 m3 τότε πυκνότητα = 1/2 = 0,5 kg / m3 . Ομοίως, εάν μάζα = 1 kg και όγκος = 4 m3 τότε πυκνότητα = 1/4 = 0,25 kg / m3 . Μπορεί να συναχθεί το συμπέρασμα ότι εάν ο όγκος αυξηθεί ενώ η μάζα παραμένει σταθερή, τότε η πυκνότητα μειώνεται.
Από την άλλη πλευρά, εάν η μάζα = 4 kg και ο όγκος = 1 m3 , τότε η πυκνότητα = 4/1 = 4 kg/m3 . Εάν η μάζα = 2 kg και ο όγκος = 1 m3 , τότε η πυκνότητα = 2/1 = 2 kg/m3 . Ομοίως, εάν η μάζα = 1 kg και ο όγκος = 1 m3 , τότε η πυκνότητα = 1/1 = 1 kg/m3 . Μπορεί να συναχθεί το συμπέρασμα ότι εάν ο όγκος παραμένει σταθερός ενώ η μάζα μειώνεται, τότε και η πυκνότητα μειώνεται.
Διαστολή και πίεση
Έχετε δει ποτέ καπνό από φωτιά; Όταν δεν υπάρχει άνεμος, ο καπνός τείνει να ανεβαίνει προς τα πάνω. Ο καπνός έχει υψηλή θερμοκρασία (θερμότητα), η οποία τον προκαλεί να διαστέλλεται. Αυτή η διαστολή αυξάνει τον όγκο του καπνού, μειώνοντας την πυκνότητά του.
Η πυκνότητα του καπνού είναι μικρότερη από την πυκνότητα του περιβάλλοντος αέρα, επομένως ο καπνός ωθείται προς τα πάνω από τον περιβάλλοντα αέρα. Αυτή η ώθηση συμβαίνει λόγω διαφορών στην πίεση. Ο καπνός κινείται προς τα πάνω μέχρι να σταματήσει σε έναν χώρο όπου η πυκνότητα του αέρα είναι ίση με την πυκνότητα του καπνού. Οι πυκνότητες είναι ίσες, επομένως δεν υπάρχει διαφορά πίεσης.
Γκάγια Γκραβιτάσι
Όσο υψηλότερα βρίσκεται η επιφάνεια της Γης, τόσο μικρότερη είναι η βαρυτική δύναμη που ασκείται σε αυτήν την τοποθεσία. Επομένως, όσο πιο κοντά στην επιφάνεια της Γης, τόσο μεγαλύτερη είναι η ποσότητα αέρα, ενώ όσο υψηλότερα βρίσκεται η επιφάνεια της Γης, τόσο λιγότερος αέρας υπάρχει. Για τον ίδιο όγκο, η μάζα του αέρα σε υψόμετρο είναι μικρότερη από τη μάζα του αέρα κοντά στην επιφάνεια της Γης. Ο όγκος παραμένει σταθερός ενώ η μάζα μειώνεται, επομένως η πυκνότητα του αέρα μειώνεται. Επομένως, όσο υψηλότερα βρίσκεται η επιφάνεια της Γης, τόσο χαμηλότερη είναι η πυκνότητα του αέρα.
Τα σύννεφα βρίσκονται σε υψόμετρο όπου η πυκνότητά τους είναι η ίδια με την πυκνότητα του περιβάλλοντος αέρα.
Κατά την περίοδο των βροχών, τα σύννεφα μπορούν να κατέβουν σε πλαγιές βουνών ή λόφων επειδή η πυκνότητά τους είναι μεγαλύτερη από τον περιβάλλοντα αέρα. Αυτή η αύξηση στην πυκνότητα των νεφών μπορεί να προκληθεί από αύξηση της μάζας των νεφών λόγω της παρουσίας υδρατμών ή από μείωση του όγκου λόγω μείωσης της θερμοκρασίας των νεφών. Η πτώση των νεφών στον αέρα είναι παρόμοια με την πτώση μιας πέτρας στο νερό, καθώς η πυκνότητα της πέτρας είναι μεγαλύτερη από αυτή του νερού.
Όταν βρίσκεστε κοντά σε μια βουνοπλαγιά ή λόφο, η πυκνότητα ενός σύννεφου είναι η ίδια με την πυκνότητα του περιβάλλοντος αέρα. Τα σύννεφα κινούνται ξανά προς τα πάνω εάν η πυκνότητά τους είναι χαμηλότερη από την πυκνότητα του περιβάλλοντος αέρα. Αλλαγές στην πυκνότητα των νεφών ή του αέρα συμβαίνουν λόγω αλλαγών στη μάζα ή τον όγκο. Ο όγκος αλλάζει όταν αλλάζει η θερμοκρασία, όπως συζητείται στο θέμα της διαστολής. Η μάζα αλλάζει όταν αλλάζει η περιεκτικότητα σε υδρατμούς.
Αν θέλετε να κατανοήσετε περισσότερα, μελετήστε τις έννοιες της άνωσης , της επίπλευσης και της βύθισης. Η επίπλευση, η αιώρηση και η βύθιση μπορούν να συμβούν σε ρευστά όπως το νερό και ο αέρας.
