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一朵云重将近50万斤,它为什么不会掉下来?

白云飘飘,浮云悠悠,假如一朵云的重量将近50万公斤(500吨),那为什么它不掉下来?

它还真有掉不下来的科学道理,看下图:

一朵云重将近50万斤,它为什么不会掉下来?

这朵白云在游动过程中,要受到悬浮在空气中浮力,下落过程中阻力(上升气流),白云自身的重力,当浮力与阻力之和与重力相等时,白云处于平衡状态,不上也不下,达到了悬浮在空气中条件。

云是水汽凝结成小雨滴而形成的,水滴的含量因云的类型而异。积云的含水量为每立方米0.2克至克;高积云的含水量为每立方米0.2克至0.5克;雨层云的含水量每立方米可达15克。

一朵云重将近50万斤,它为什么不会掉下来?

我们取高积云的比重,按0.5克/立方米计算,50万公斤的云体积是50万*1000/0.5=1立方千米,取海平面空气的密度为1.29千克/立方米,它承受的浮力1立方千米*1.29=1290000吨

由于云大部分在对流层顶活动,空气的密度与海拔高度有很大关系,越高密度越小,8000米高度空气密度大约在0.52千克/立方米,此时承受的浮力是0.52*1立方千米=520000吨

结论:对流层厚度在8~10千米,500吨一朵云在8千米高度上所承受的浮力是很大的,浮力远远高于500吨(自身重力),处于上浮状态,云会上下起伏,白云飘飘,达到平衡状态。基本上不需要上升气流给它支撑了。这就是云为什么掉不下来的原因了。

一朵云重将近50万斤,它为什么不会掉下来?

什么时候托不住下雨呢?

当大气中水汽不断上浮,水汽不断凝结,密度不断在增大,积雨云的密度增至雨层云的密度15克/立方米时,密度增大了30倍。

1立方千米云此时增大到500*30=15000吨(自身重量,便于计算体积不变)此时雨层云重量超出浮力值很大,所以要不断下落,下落过程中,空气密度在不断增大,同时上升气流在加大,云滴也在快速增长,所受浮力是已经托不住云的重量,托不住了卸下包袱,就要产生下雨吧,这就是下雨的科学道理。

THE END
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