Hefur þú einhvern tíma velt því fyrir þér hvers vegna ský haldast hátt uppi og falla niður á fjallshlíðar eða hlíðar á regntímanum? Þegar regntímabilið kemur geta ský jafnvel fallið niður á fjallshlíðar eða hlíðar og síðan farið aftur upp á toppinn. Hvers vegna falla ský niður og hvað veldur því að þau færast upp á við?
Þéttleiki
Til að skilja þetta þarf fyrst að skilja hugtakið eðlisþyngd . Eðlisþyngd er hlutfall massa og rúmmáls, stærðfræðilega táknað með jöfnunni ρ = m / V, þar sem ρ er tákn fyrir eðlisþyngd, m er tákn fyrir massa og V er tákn fyrir rúmmál. Til dæmis, ef massi = 1 kg og rúmmál = 1 m³ þá er eðlisþyngd = 1/1 = 1 kg / m³ . Ef massi = 1 kg og rúmmál = 2 m³ þá er eðlisþyngd = 1/2 = 0,5 kg / m³ . Á sama hátt, ef massi = 1 kg og rúmmál = 4 m³ þá er eðlisþyngd = 1/4 = 0,25 kg / m³ . Hægt er að álykta að ef rúmmálið eykst á meðan massinn helst stöðugur þá minnkar eðlisþyngdin.
Hins vegar, ef massinn = 4 kg og rúmmálið = 1 m³ þá er eðlisþyngdin = 4/1 = 4 kg/m³ . Ef massinn = 2 kg og rúmmálið = 1 m³ þá er eðlisþyngdin = 2/1 = 2 kg/m³ . Á sama hátt, ef massinn = 1 kg og rúmmálið = 1 m³ þá er eðlisþyngdin = 1/1 = 1 kg/m³ . Má álykta að ef rúmmálið helst stöðugt á meðan massinn minnkar þá minnkar eðlisþyngdin einnig.
Útþensla og þrýstingur
Hefur þú einhvern tíma séð reyk frá eldi? Þegar enginn vindur er hefur reykur tilhneigingu til að stíga upp. Reykur hefur hátt hitastig (hita) sem veldur því að hann þenst út. Þessi þensla eykur rúmmál reyksins og dregur úr eðlisþyngd hans.
Þéttleiki reykjar er minni en þéttleiki umhverfisloftsins, þannig að reykurinn er ýttur upp á við af umhverfisloftinu. Þessi þrýstingur á sér stað vegna þrýstingsmismunar. Reykurinn færist upp á við þar til hann stoppar í rými þar sem þéttleiki loftsins er jafn þéttleiki reyksins. Þéttleikarnir eru jafnir, þannig að enginn þrýstingsmunur er til staðar.
Þyngdarafl
Því hærra sem er yfir yfirborði jarðar, því minni er þyngdarkrafturinn sem verkar á þann stað. Þess vegna, því nær sem er yfirborði jarðar, því meira er loftmagnið, en því hærra sem er yfir yfirborði jarðar, því minna loft er til staðar. Fyrir sama rúmmál er massi lofts í hæð minni en massi lofts nálægt yfirborði jarðar. Rúmmál helst stöðugt á meðan massi minnkar, þannig að eðlisþyngd loftsins minnkar. Þess vegna, því hærra sem er yfir yfirborði jarðar, því minni er eðlisþyngd loftsins.
Ský eru í þeirri hæð þar sem eðlisþyngd þeirra er sú sama og eðlisþyngd loftsins í kring.
Á regntímanum geta ský fallið niður á fjallshlíðar eða hæðir vegna þess að eðlisþyngd þeirra er meiri en loftið í kring. Þessi aukning á skýjaþéttleika getur stafað af aukinni skýjamassa vegna vatnsgufu eða minnkun á rúmmáli vegna lækkunar á hitastigi skýjanna. Fall skýja í gegnum loftið er svipað og fall steins í vatn, þar sem eðlisþyngd steinsins er meiri en vatnsins.
Þegar ský er nálægt fjallshlíð eða hæð er eðlisþyngd skýs sú sama og eðlisþyngd loftsins í kring. Ský færast upp á við ef eðlisþyngd þeirra er lægri en eðlisþyngd loftsins í kring. Breytingar á eðlisþyngd skýja eða lofts eiga sér stað vegna breytinga á massa eða rúmmáli. Rúmmál breytist þegar hitastig breytist, eins og rætt er um í umræðunni um útþenslu. Massi breytist þegar vatnsgufuinnihald breytist.
Ef þú vilt skilja betur hugtökin flothæfni , fljótandi og sökkvandi. Fljótandi, svifandi og sökkvandi geta komið fyrir í vökvum eins og vatni og lofti.
