Czy zastanawiałeś się kiedyś, dlaczego chmury utrzymują się wysoko i opadają na zbocza gór lub wzgórz w porze deszczowej? Kiedy nadchodzi pora deszczowa, chmury mogą nawet opadać na zbocza gór lub wzgórz, a następnie powracać na szczyt. Dlaczego chmury opadają i co powoduje, że ponownie się unoszą?
Gęstość
Aby to zrozumieć, najpierw poznaj koncepcję gęstości . Gęstość to stosunek masy do objętości, wyrażony matematycznie za pomocą równania ρ = m / V, gdzie ρ jest symbolem gęstości, m jest symbolem masy, a V jest symbolem objętości. Na przykład, jeśli masa = 1 kg, a objętość = 1 m3, to gęstość = 1/1 = 1 kg / m3 . Jeśli masa = 1 kg, a objętość = 2 m3 , to gęstość = 1/2 = 0,5 kg / m3 . Podobnie, jeśli masa = 1 kg, a objętość = 4 m3, to gęstość = 1/4 = 0,25 kg / m3 . Można wywnioskować, że jeśli objętość wzrasta, a masa pozostaje stała, to gęstość maleje.
Z drugiej strony, jeśli masa = 4 kg, a objętość = 1 m3 , to gęstość = 4/1 = 4 kg/m3 . Jeśli masa = 2 kg, a objętość = 1 m3 , to gęstość = 2/1 = 2 kg/m3 . Podobnie, jeśli masa = 1 kg, a objętość = 1 m3 , to gęstość = 1/1 = 1 kg/m3 . Można zatem wnioskować, że jeśli objętość pozostaje stała, a masa maleje, to gęstość również maleje.
Rozszerzanie i ciśnienie
Czy widziałeś kiedyś dym z pożaru? Gdy nie ma wiatru, dym ma tendencję do unoszenia się ku górze. Dym ma wysoką temperaturę (ciepło), która powoduje jego rozszerzanie. To rozszerzanie zwiększa jego objętość, zmniejszając jego gęstość.
Gęstość dymu jest mniejsza niż gęstość otaczającego powietrza, więc jest on wypychany ku górze przez otaczające powietrze. To wypychanie następuje z powodu różnicy ciśnień. Dym unosi się w górę, aż zatrzyma się w przestrzeni, w której gęstość powietrza jest równa gęstości dymu. Gęstości są równe, więc nie ma różnicy ciśnień.
Gaya Gravitasi
Im wyżej nad powierzchnią Ziemi, tym mniejsza siła grawitacji działająca na to miejsce. Zatem im bliżej powierzchni Ziemi, tym więcej powietrza, a im wyżej nad powierzchnią Ziemi, tym mniej powietrza. Przy tej samej objętości, masa powietrza na wysokości jest mniejsza niż masa powietrza przy powierzchni Ziemi. Objętość pozostaje stała, podczas gdy masa maleje, więc gęstość powietrza maleje. Zatem im wyżej nad powierzchnią Ziemi, tym mniejsza gęstość powietrza.
Chmury znajdują się na wysokości, na której ich gęstość jest taka sama, jak gęstość otaczającego powietrza.
W porze deszczowej chmury mogą opadać na zbocza gór lub wzgórz, ponieważ ich gęstość jest większa niż gęstość otaczającego powietrza. Ten wzrost gęstości chmur może być spowodowany wzrostem masy chmur z powodu obecności pary wodnej lub zmniejszeniem objętości z powodu spadku temperatury chmur. Opadanie chmur w powietrzu jest podobne do spadania kamienia w wodzie, ponieważ gęstość kamienia jest większa niż gęstość wody.
W pobliżu zbocza góry lub wzgórza gęstość chmury jest taka sama jak gęstość otaczającego powietrza. Chmury ponownie unoszą się w górę, jeśli ich gęstość jest niższa niż gęstość otaczającego powietrza. Zmiany gęstości chmury lub powietrza zachodzą ze względu na zmiany masy lub objętości. Objętość zmienia się wraz ze zmianą temperatury, co omówiono w temacie rozszerzalności. Masa zmienia się wraz ze zmianą zawartości pary wodnej.
Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej, zapoznaj się z pojęciami pływalności , unoszenia się na wodzie i tonięcia. Unoszenie się na wodzie, zawisanie i tonięcie mogą występować w płynach takich jak woda i powietrze.
