Đời sống

Vì sao những đám mây 'nặng trình trịch' nhưng vẫn lơ lửng được trên bầu trời?

Vì sao những đám mây 'nặng trình trịch' nhưng vẫn lơ lửng được trên bầu trời?

Những đám mây có trọng lượng đáng kinh ngạc, vậy làm thế nào chúng có thể tồn tại trên bầu trời?

Chúng ta thường được dạy những đám mây trôi nổi trên bầu trời vì chúng nhẹ hơn không khí bên dưới, tuy nhiên bài đăng của IFL Science dưới đây đã có cái nhìn chính xác và lý giải tại sao mây có thể tồn tại trên bầu trời như vậy.

Khi không khí gần bề mặt Trái đất nóng lên, nó sẽ mang theo hơi nước ít đậm đặc hơn (chủ yếu) nitơ và oxy xung quanh. Đây là nguyên tắc tương tự giúp nâng khinh khí cầu lên khỏi mặt đất nhưng không khí và hơi nước chứa bên trong nó không thể mãi mãi bay lên và ra khỏi bầu khí quyển của chúng ta như   khí heli, đạt đến độ cao có mật độ gần bằng không khí xung quanh nó. 

Khi không khí nguội đi, nước và các giọt băng được hình thành bên trong với khối lượng đủ lớn để tạo thành những đám mây mà chúng ta nhìn thấy, khi ánh sáng mặt trời phản chiếu số lượng lớn các giọt nước.

Tuy nhiên, những giọt nước trong đám mây chỉ chiếm một tỷ lệ rất nhỏ trong thể tích của đám mây. Ví dụ, một đám mây tích thông thường có khoảng 0,5 gam (0,008 ounce) nước trên một mét khối. Điều này cộng lại khá nhanh chóng với khối lượng đám mây khổng lồ, một đám mây 1 km khối (0,24 dặm khối) sẽ nặng 500.000 kg (1,1 triệu pound).

Vậy làm thế nào mà một vật nặng như vậy lại ở trên đó? Những giọt nước bên trong các đám mây không quan tâm đến tổng trọng lượng không khí xung quanh chúng. Nhiều giọt trong đám mây có thể tạo thành tổng số rất lớn, nhưng điều đó không thành vấn đề đối với từng giọt, chúng ở trên cao (cho đến khi không còn) do diện tích bề mặt lớn của chúng . 

Lực cản không khí hướng lên (hay còn gọi là lực nổi) tác dụng lên những giọt nước nhỏ là đủ để giữ vận tốc cuối của chúng, trong đó lực kéo của không khí mà một vật đang di chuyển qua bằng với lực hấp dẫn hướng xuống thấp đối với những giọt nhỏ. Kết quả là những giọt nhỏ hơn liên tục rơi xuống nhưng dễ dàng bị đẩy lên trên bởi không khí bên dưới chúng.

Điều này không kéo dài mãi mãi bởi các giọt trong đám mây va chạm và trở thành những giọt lớn hơn. Khi điều này xảy ra, trọng lượng của giọt nước so với diện tích bề mặt tăng lên và giọt nước rơi xuống, lực cản không khí không còn đủ để làm chúng chậm lại. Ngay khi bán kính của hạt mưa vượt quá 0,1 mm, lực cản không khí của không khí hướng lên không đủ để chống lại trọng lực.

*Theo IFL Science.