Образование облаков и тумана
Ты уже разобрал испарение, конденсацию, насыщенный пар и влажность воздуха по отдельности. Пора собрать все эти знания вместе и объяснить одно из самых узнаваемых природных явлений — облака.
Откуда в небе берётся вода
С поверхности морей, рек и почвы постоянно испаряется вода — ты уже знаешь, что испарение идёт при любой температуре. Тёплый воздух, содержащий этот водяной пар, менее плотный и поднимается вверх — тот же самый механизм конвекции, что ты изучал раньше.
Почему воздух остывает, поднимаясь вверх
КЛЮЧЕВАЯ ИДЕЯ
На большой высоте атмосферное давление ниже. Поднимающийся воздух расширяется и совершает работу над окружающим более разреженным воздухом — а ты уже знаешь, что совершение работы забирает часть внутренней энергии тела. Воздух охлаждается именно поэтому, без всякой теплопередачи.
Рождение облака
По мере подъёма и охлаждения воздуха его способность «вмещать» пар (ρнас) падает — вспомни формулу относительной влажности. В какой-то момент воздух достигает насыщения, и избыток пара начинает конденсироваться в мельчайшие капельки воды на пылинках и других частицах в воздухе. Множество таких капелек, видимых издалека, и есть облако.
Туман — то же самое облако, но у земли
Туман образуется по абсолютно тому же принципу конденсации при достижении насыщения, только не высоко в небе, а прямо у поверхности земли — например, когда влажный воздух охлаждается ночью или проходит над более холодной поверхностью.
Краткий итог
ГЛАВНОЕ
Облака образуются при конденсации водяного пара в поднимающемся и охлаждающемся воздухе, достигшем насыщения. Туман — тот же процесс, но у поверхности земли.
Вопросы и ответы
Капельки в облаке настолько малы и лёгки, что восходящие потоки воздуха и сопротивление воздуха при падении удерживают их во взвешенном состоянии. Дождь начинается только тогда, когда капельки, сталкиваясь друг с другом, укрупняются настолько, что их вес побеждает эти удерживающие силы.
Ранним утром земля за ночь уже остыла излучением (вспомни тему теплопередачи и росу), охлаждая прилегающий воздух до точки насыщения. Осенью в воздухе обычно ещё много влаги от тёплых дней, а ночи уже холодные — идеальное сочетание условий для образования тумана.
Горячий выхлоп двигателей нагревает воздух вокруг, временно испаряя мельчайшие капельки облака обратно в пар (обратный процесс — испарение). Через некоторое время воздух снова остывает, и просвет затягивается — конденсация возобновляется.
Оцените урок:


