Pernahkah anda tertanya-tanya mengapa awan kekal tinggi dan turun ke lereng gunung atau lereng bukit semasa musim hujan? Apabila musim hujan tiba, awan juga boleh turun ke lereng gunung atau lereng bukit dan kemudian kembali ke puncak. Mengapakah awan turun, dan apakah yang menyebabkannya bergerak ke atas semula?
Ketumpatan
Untuk memahami perkara ini, fahami dahulu konsepnya ketumpatanKetumpatan ialah nisbah jisim kepada isipadu, yang dinyatakan secara matematik melalui persamaan ρ = m / V, dengan ρ ialah simbol untuk ketumpatan, m ialah simbol untuk jisim dan V ialah simbol untuk isipadu. Contohnya, jika jisim = 1 kg dan isipadu = 1 m3 maka ketumpatan = 1/1 = 1 kg/m3Jika jisim = 1 kg dan isipadu = 2 m3 maka ketumpatan = 1/2 = 0,5 kg/m3Begitu juga, jika jisim = 1 kg dan isipadu = 4 m3 maka ketumpatan = 1/4 = 0,25 kg/m3. Dapat disimpulkan bahawa jika isipadu bertambah manakala jisim kekal malar, ketumpatan berkurangan.
Sebaliknya, jika jisim = 4 kg dan isipadu = 1 m3 maka ketumpatan = 4/1 = 4 kg/m3Jika jisim = 2 kg dan isipadu = 1 m3 maka ketumpatan = 2/1 = 2 kg/m3Begitu juga, jika jisim = 1 kg dan isipadu = 1 m3 maka ketumpatan = 1/1 = 1 kg/m3. Dapat disimpulkan bahawa jika isipadu kekal malar manakala jisim berkurangan, ketumpatan juga akan berkurangan.
Pengembangan dan tekanan
Pernahkah anda melihat asap dari api? Apabila tiada angin, asap cenderung naik ke atas. Asap mempunyai suhu (haba) yang tinggi, yang menyebabkannya mengembang. Pengembangan ini meningkatkan isipadu asap, sekali gus mengurangkan ketumpatannya.
Ketumpatan asap adalah kurang daripada ketumpatan udara di sekeliling, jadi asap ditolak ke atas oleh udara di sekeliling. Tolakan ini berlaku disebabkan oleh perbezaan tekanan. Asap bergerak ke atas sehingga ia berhenti di ruang di mana ketumpatan udara adalah sama dengan ketumpatan asap. Ketumpatan adalah sama, jadi tiada perbezaan tekanan.
Daya Graviti
Semakin tinggi dari permukaan bumi, daya graviti Daya yang bertindak pada lokasi tersebut berkurangan. Oleh itu, semakin dekat dengan permukaan Bumi, semakin besar jumlah udara, manakala semakin tinggi di atas permukaan Bumi, semakin kurang udara. Dalam isipadu yang sama, jisim udara pada altitud adalah kurang daripada jisim udara berhampiran permukaan Bumi. Isipadu kekal malar manakala jisim berkurangan, jadi ketumpatan udara berkurangan. Jadi, semakin tinggi di atas permukaan Bumi, semakin kurang ketumpatan udara.
Awan berada pada ketinggian di mana ketumpatannya sama dengan ketumpatan udara di sekelilingnya.
Semasa musim hujan, awan boleh turun ke lereng gunung atau lereng bukit kerana ketumpatannya lebih besar daripada udara di sekelilingnya. Peningkatan ketumpatan awan ini boleh disebabkan oleh peningkatan jisim awan akibat kehadiran wap air atau penurunan isipadu akibat penurunan suhu awan. Jatuhnya awan melalui udara adalah serupa dengan jatuhnya batu di dalam air, kerana ketumpatan batu adalah lebih besar daripada air.
Apabila berhampiran lereng gunung atau bukit, ketumpatan awan adalah sama dengan ketumpatan udara di sekelilingnya. Awan bergerak ke atas semula jika ketumpatannya lebih rendah daripada ketumpatan udara di sekelilingnya. Perubahan ketumpatan awan atau udara berlaku disebabkan oleh perubahan jisim atau isipadu. Isipadu berubah apabila suhu berubah, seperti yang dibincangkan dalam topik pengembangan. Jisim berubah apabila kandungan wap air berubah.
Jika anda ingin memahami dengan lebih lanjut, sila kaji konsep tersebut keapungan dan terapung dan tenggelam. Terapung, melayang dan tenggelam boleh berlaku dalam bendalir seperti air dan udara.
