知否:天上的雲朵是如何保持成團狀而不散開的?

天上的雲朵是如何保持成團狀,而不會消散開變成空中的霧氣的?

知否:天上的雲朵是如何保持成團狀而不散開的?

--Photo by Anna Spencer on Unsplash

雲,是空氣和水(氣態)的混合物。它不是新的物質,可以把它看作天空中某處滿足特定條件(溫度、溼度)的區域。天空中的溫度隨著高度的增加是逐步降低的,當高度達到某個臨界點,這裡的溫度剛好使得水(氣態)開始凝結聚團,那這個位置就是雲的邊界。雲不會主動向下方擴散,除非比它低的空氣溫度更低。

水(氣態)一旦凝結聚團,是不會輕易再鬆散開的。水有趨向於相互粘連在一起的特性,含有水分的雲也就會趨向於抱團在一起,而且雲團邊緣處的小個頭“觸角”也有像滾雪球一樣漸漸凝結擴張成一大片的趨勢。

而水的這種趨向於粘連在一起的特性來源於氫鍵效應。

我們知道通常來說原子之間的結合有兩種方式:共價鍵結合和離子鍵結合。但其實還有第三種方式,是一種只在氫原子身上才有的奇怪的例外,這就是氫鍵效應。即便比另外兩種結合方式要弱許多,但氫鍵效應給原子世界帶來了許許多多的特殊效果,這是旁話。

雲中有無數的水分子,而每個水分子由2個氫原子和1個氧原子組成。由於氫鍵效應,氫原子很喜歡和氧原子挨的近近的,反之亦然。由於這樣的相互吸引,每個水分子也都喜歡在別的水分子身邊蹭來蹭去,不會遠離。

知否:天上的雲朵是如何保持成團狀而不散開的?

氫鍵使水分子相互靠近

氫原子:嘻嘻,過來這裡呀,旁邊水分子裡的那個可愛的氧原子。

氧原子:哈哈,我也喜歡緊挨著你,你蠻酷的,即便你和我屬於不同的水分子。

就這樣,無數的水分子你挨著我,我挨著你,相互吸引在一起,不分開,好開心。所以雲朵也就一直保持著一大團的樣子。

另外,氫鍵效應是很規則的。這也是水能有強大的表面張力,以及水被冷凍後會呈現規則的六邊形圖案的原因。猜猜那是什麼?

知否:天上的雲朵是如何保持成團狀而不散開的?

--Photo by Aaron Burden on Unsplash


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