藍天白雲幾乎是我們每天都能看到的，但是你知道嗎？科學家研究發現，一朵中型大小的雲，大概質量約為500噸，這相當於上百頭大象的重量，照理說應該會掉下來，可為什麼這麼重的雲沒有落下來呢？
想要知道這個答案，我們要先從雲的形成說起。
雲的形成
在我們的認識裡，水具有固態、液態、氣態三種形態。
當液態水達到沸點100攝氏度時，液態水就會氣化，形成雲霧，但是雲的形成卻不是沸騰形成的，而是蒸發。
蒸發和氣化不同，蒸發是氧分子和水分子之間發生了互換的過程，我們知道水分子中包含一個氧原子兩個氫原子。
大自然的河流、湖泊以及海洋中，不僅有水分子，還有一些別的元素，其中就有氧分子，這些氧分子有時會和水分子結合，把水分子中的氧置換出來，但是在置換的過程中，由於水分子與氧分子的價電子（價電子就是指最外層電子數）旋轉速率不同，氧氣分子中的價電子速率比水分子的高，所以氧分子置換水分子後，使得水分子的結構像是一個氣球狀的飽滿層，在斥力的作用下，水分子推開別的水分子，進入到空氣中。
當溫度越高時，分子的活動越劇烈，氧分子與水分子結合的就越多，蒸發速度越快。
當水分子與空氣的接觸面越大時，氧分子就越有可能與水分子結合，蒸發速度就越快。
當空氣流動越快時，蒸發的速度也越快，越有可能形成雲霧。
水分子之所以能飄入空中，形成雲霧，是因為水分子相對於空氣而言更輕。
根據阿伏伽德羅定律：相同溫度相同壓強下，相同體積的空氣中分子數量相同。
而地球的大氣中，大多數是由氦分子以及氧分子構成。
由於氦分子原子序位相對於氫更靠後，所以水分子更輕。當一定體積的空氣中充滿了水分子時，該地區的空氣就會像充了氫氣的氣球一樣上升。
等到上升到一定高度時，由於溫度降低，壓強變低，所以相同體積內高空中能包含的水分子數量減少，水分子會向附近擴散。但是此時我們還看不到它，因為它們太小了。
其實，水分子與水分子之間由於電子的電荷，會形成斥力，自然條件下幾乎不會凝結在一起，之所以我們能觀測到它們，是因為大氣中不僅有各種氣體，還有灰塵，這些灰塵會充當凝結核，附近的水分子會匯聚在灰塵周圍，當每個凝結核都匯聚足夠多的水分子時，此時就形成了雲。
云為什麼不會落下來？
根據科學家研究，一朵中型的雲質量大概有500噸，之所以不會落下來，是因為雲的墜落速度。
我們知道，雲是由一個個小型水滴組成，這些水滴在天空中其實也會下落，但它的下落速度要遵循著終端速度。
終端速度是說：任意一個顆粒在下落過程中，在不受到其他顆粒干擾時，在等速階段裡，顆粒相對於流體的速度。
水滴在下落時，由於體積很小，質量很輕，因此下落的速度非常慢，但是水滴在下落的過程中又會受到其他水分子或者灰塵的干擾，導致發生碰撞，彈回上空。
這個過程我們可以想象一下晴朗天空下的小灰塵，它們的下落速度就非常非常慢，而且稍微有一點點空氣流動，它們就會上升。
同時，水滴在下落的過程中，也會發生蒸發，也就是說，還沒等雨滴落入到地面，該雨滴又重新蒸發成水分子，飄入高空，再次匯聚在凝結核附近，形成小水滴。
雖然在我們眼裡一朵雲變化很小，但組成這朵雲的每一粒小水滴時時刻刻都在發生著變化，也就是動態平衡，所以重達50噸的雲才不會像鋼鐵水泥般從空中墜落下來。
雲是怎麼變成雨的？
其實，雲變成雨純碎是因為溫度，我們知道，高空中的溫度很低，上升到一定高空之後水滴會進入冰點，形成冰晶。水滴在形成冰晶的過程中會釋放熱量，導致周圍水滴被蒸發，而此時冰晶充當了凝結核，吸納了周圍的水分子，所以冰晶會越來越大，直到達到一定重量時，冰晶會墜落地面。
冰晶在下落的過程中，由於地表溫度，又會形成雨或者雪。這就是自然降雨或者降雪的過程。
澳大利亞大火之後之所以會形成大雨，是因為：大火的高溫導致當地土壤、樹木以及河流湖泊中的水分子上升到天空中，而大量灰燼會飄入空中，形成凝結核，讓高空中的水分子凝結，並形成降雨落入地面。
應用
很多人認為了解科學無用，他們認為即使懂得雲、雨、雪的形成，也沒有實際的用途。但實際上，科學家們正是利用這裡原理來指導生活。
比如：人工降雨就是向天空中拋灑灰塵，形成凝結核，讓高空中的水分子得以落入到地面，緩解旱情。
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