白云为什么不会掉下来


白云蓝天总是令人心旷神怡,你是否曾想过,那漂浮在天空的云朵究竟有多重呢?经过测量,我们发现常见的白云平均密度约为0.5克/立方米,平均体积约为1立方千米。经过计算,一朵云的质量可达500吨。

那么,既然云朵如此重,为何它们不会掉落,而是在天空中悬浮呢?普遍观点认为云是由水蒸气组成,但这一观点其实是相对片面的。事实上,云主要由细小液态水滴和固态冰晶构成,这些微小的水滴我们称之为“云滴”。这些云滴能够散射光线,使我们看到天空中朵朵云彩。值得注意的是,烧水时出现的“白气”也属于这一类物质。

这些云滴之间并没有相互吸引的力量。从物理学的角度看,一朵云并不是一个整体。云中的每个小水滴或小冰晶的密度都比空气大得多。如果按照物质密度的角度来看,云应该是会掉落的。但实际上,这样的事情并没有发生。为什么呢?这就涉及到物体下落时的终端速度问题了。物体在下落过程中会受到空气阻力的作用,当空气阻力与重力达到平衡时,物体将以一个稳定的速度下落,这个速度就是终端速度。

具体到云滴而言,由于其质量极小,其终端速度也非常慢。即使受到重力的作用,这些微小的云滴下落的速度也只有每秒钟几毫米而已。云中的云滴在不断受到上升气流的阻碍以及温度的影响之下不会直接落到地面。当这些微小的水滴蒸发成水蒸气后,它们会再次上升并凝结成新的云滴。我们通常观察到的云朵都是漂浮在空中而不会掉下来。如果云中的水滴足够大无法被上升气流托住时,就会形成雨滴或冰雹降落到地面。从这个角度来说,它们确实是从天空中掉下来的云。

云朵之所以不会掉落是因为其微小的质量和缓慢的终端速度以及受到气流和温度的影响等因素共同作用的结果。这使得我们通常观察到的云朵都在空中漂浮而不是直接降落到地面。