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지식샘

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물은 공기보다 무거운데 대기 중의 수분은 하늘로 상승해서 어떻게 구름의 형태로 뭉쳐지나요?

2015/10/30

답변수

1

질문자

최경호

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  • 내용

  • 홍성길 2020-07-31 23:47:48

    오래 묵혀둔 질문인데, 지금은 질문도 아니겠지요?
    물은 보통은 액체인데 고체(얼음)로도, 또 기체(수증기)로도 변할 수 있죠.
    수증기는 우리 눈에 보이질 않습니다. 김이나 안개나 구름은 모두 아주 작은 액체 물방울이지요. 쇳가루도 먼지처럼 아주 잘게 부수면 공기 중에 떠다니게 될 수도 있지요?
    수증기가 들어있지 않은 공기를 건조공기라 하는데, 건조공기의 분자량(22.4리터의 질량)은 28.97그램이고, 수증기(기체로서의 H2O)는 22.4리터에 18그램이랍니다. 수증기가 (건조)공기보다 훨씬 더 가볍습니다. 물이 증발하여 공기 중에 들어오면 공기와 섞여 공기와 함께 움직입니다. 그래서 공기 중에 수증기가 많을수록 공기는 더 가벼워집니다. 그런데도, 공기가 하늘로 올라가는 주된 원인은 공기 온도가 주위의 공기 온도보다 높아져 밀도가 작아지기 때문이죠.
    공기는 상승하면 구름이 만들어질 때까지는 공기의 온도가 100미터마다 약 1도씩 내려갑니다. 수증기를 포함하고 있는 공기가 상승하면 기온이 점차 내려가 그 공기 속에 포함되어있는 수증기의 양이 그 온도의 공기가 품을 수 있는 한도를 넘게 되면 남는 수증기를 즉시 물방울(구름)로 만들어버립니다. 공기가 상승하면서 온도가 내려가니까 계속 남는 수증기는 구름방울로 변합니다. 그래서 그곳에 구름이 만들어지지요. 구름이 많이 만들어지면 비가 내릴 수 있답니다.

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