云从哪里来?

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  当我还小的时候,常会想人们为什么要把“天”叫作“天空”,天上明明有太阳、月亮、数不清的星星,还有形态各异的白云,它一点儿也不“空”啊!相信大家已经知道太阳、月亮、星星都来自宇宙大爆炸,那你们知道天上的云朵来自哪里吗?今天我就和大家聊聊云从哪里来。
  你们有没有钻进过云彩里?不是坐飞机哟!我有一次在祖国宝岛台湾旅行,乘车到阳明山游玩,远远望去,阳明山就笼罩在一片云雾之中。车开到阳明山上,我们进入了云雾区,车门一开,四周白茫茫一片,空气湿漉漉的,仿佛有无数颗小水珠将我包围,但又不是淋雨的感觉。山上正好立着一块天气信息实时显示屏,我抬头一看,湿度一栏赫然显示着99%,这简直就是泡在水里呀!由此不难发现,云的重要组成成分就是水!
  我们知道水有三种状态:固态、液态和气态。受温度的影响,水会在这三种状态中来回转化。自然界有一种现象叫作水循环,指水在自然界反复运动变化的过程,其中就包括水的三态变化:水在地表以液体状态存在,吸收了地面的热量之后,变成气态蒸发到空气中,水蒸气随着上升气流越升越高,周围的气温也越来越低,于是水汽冷凝就变成了液态或固态,也就是我们常见的雨和雪。
  可能你会问水蒸气升到天空中变成了雨或雪,为什么没有变成云?其实,水蒸气是无色无味的,我们很难观察到它。只有当水汽凝结成水滴之后我们才能看到它,尤其是在水汽饱和的状态下,这种凝结会更加明显。想想我们用锅蒸东西的时候,当锅盖打开的一瞬间,白色气体翻滚而出,这些并不是水蒸气,而是鍋里滚烫的水汽在空气中迅速冷却形成的小水滴。我们看到的云实际上就是水汽凝结成的小水滴!
  在水汽凝结成小水滴变成云的过程中,还有一个我们看不到的小东西起着重要作用,那就是悬浮在空气中的各种细微固体或液体粒子——气溶胶。这些气溶胶微粒成分多样、形态多变,大小从纳米级到微米级不等,虽然我们用肉眼无法得见,但其中一些却以成云这种方式夺人眼球。你可能不知道气溶胶对成云有多么重要的作用,如果没有它们,绝大多数云都会消失,水汽遍布四周形成饱和状态,但却无法凝结。那气溶胶是如何把饱和的水汽凝结起来的呢?气溶胶微粒对水分子具有极强的“诱惑力”,在水汽接近饱和的空气中,水分子一旦遇上气溶胶微粒便乐颠颠地附着其上,迅速聚集起来,凝结成小水滴,继而形成千姿百态的云。这些气溶胶微粒被称为云凝结核,又叫云的种子。是不是很形象呢?
  知识链接
  气溶胶什么?
  气溶胶是固体或液体小质点分散并悬浮在气体介质中形成的胶体分散体系,其化学组成十分复杂,含有各种微量金属、无机氧化物、硫酸盐、硝酸盐和含氧有机化合物等。气溶胶可自然产生,也可人为产生,由于来源不同,形成过程不同,故其成分不一。
  了解了云的成因,我们在家里也可以动手制造出一片属于自己的小云彩啦!
  我们需要准备:一个透明的塑料瓶、一根线香
  1.将透明塑料瓶冲洗干净,往里面装一点儿自来水,然后盖紧瓶盖。
  2.剧烈摇晃瓶身数秒后,打开瓶盖将点燃的线香伸入瓶中。
  3.看到烟雾扩散到瓶子里后,抽出线香并且立即盖紧瓶盖。
  用力按压塑料瓶,再松开,重复多次之后,我们就可以看到一个神奇的现象:本来透明的瓶子中产生了一团雾气,我们按瓶子的时候雾气消失,松开瓶子后雾气又产生出来。这团雾气就是我们制造的云啦!
  一个瓶子、一根线香、一点儿水怎么就能制造出云彩呢?道理其实很简单:我们摇晃装有水的瓶子是为了使瓶中的水汽处于饱和状态,这是模拟充满了饱和水汽的大气。而线香产生的烟雾就是使小水珠得以凝结的凝结核。当我们压缩瓶子的时候,瓶内的气体分子受到挤压,加速运动,能量升高,温度也会略微升高,水汽在这种情况下就会保持气态。当我们松开瓶子的时候,能量降低,温度也略微降低,水分子就开始围绕烟雾微粒进行冷凝,最终形成液态小水珠,也就是我们看到的瓶中云啦!
  至于为什么再次按动瓶子时云雾又会消失,这是因为我们再次给予了这些小水滴能量,小水滴接收到达些能量再次汽化,云雾就消失了,这个知识同学们会在中学物理课的热力学运动中学习到哟!
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