차가운 공기가 뜨거운 공기보다 무거운 원리가 무엇인가요?

Question

안녕하세요

차가운 공기가 뜨거운 공기보다 무겁다는건 익히 들어 알고 있는 지식입니다.

그런데 이 찬 공기가 무겁다는 과학적인 이론이 궁금합니다.

알려주세요

Answer 1

안녕하세요. 조사 해본 결과 차가운 공기가 뜨거운 공기보다 무거운 이유는 밀도와 압력의 관계 때문입니다.

일반적으로, 같은 체적(부피) 내에서 더 많은 물질이 있을수록 그 물질은 더 무겁습니다. 차가운 공기는 분자들이 서로 더 가까이 모여있으므로 더 높은 밀도를 가지게 됩니다.

또한, 차가운 공기는 열에너지가 더 적게 포함되어 있어서 분자들이 움직이는 속도가 상대적으로 느립니다. 이로 인해 차가운 공기의 압력이 높아지게 되고, 뜨거운 공기보다 더 높은 기압을 가지게 됩니다.

따라서, 차가운 공기는 높은 밀도와 높은 압력 때문에 뜨거운 공기보다 무거워지게 됩니다. 참고하셔서 도움 되셨길

바랍니다 ^^

Answer 2

안녕하세요. 이형민 과학전문가입니다.

분자들은 차가울 때 운동량이 적어서 밀도가 높고, 뜨거울 때 운동량이 많이 밀도가 낮아집니다.

Answer 3

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

차가운 공기가 뜨거운 공기보다 무거운 이유는 대기의 밀도와 압력의 차이 때문입니다. 대기는 지구 중심에서 멀어질수록 밀도가 작아지고, 지표면 근처에서는 밀도가 높아지며 대기의 압력도 지면에서 높아집니다.

Answer 4

안녕하세요. 이만우 과학전문가입니다.

기상학에서 이런 얘기를 자주 하는데요..

공기의 대류 현상을 설명할때 따뜻한 공기, 차가운 공기의 수직이동이 유발되어....라면서..

온도가 낮을수록 공기 분자들은 서로 가까이 모여 더 밀집화된 형태를 취합니다. 즉, 단위 부피당 밀집도가 높다는 것이죠

그리고..공기의 압력은 분자들이 표면에 가하는 충돌의 평균적인 힘으로 정의됩니다.

차가운 공기는 더 많은 공기 분자를 포함하고 있으므로 단위 면적에 더 많은 충돌이 발생하게 됩니다.

이로 인해 차가운 공기는 더 높은 압력을 가지게 되는 것이죠..

따라서...밀도와 압력의 증가로 인해 차가운 공기가 더운 공기에 비해 더 큰 비중을 가지게 되는 것입니다. ㅎ

밀도=질량/부피...이니..밀도는 질량(무게)에 비례하고..단위면적(부피당) 무게가 크니 비중이 높다는 것이죠...ㅎㅎ

Answer 5

안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.

이유는 온도의 정의에 있습니다. 온도란 입자, 분자들의 평균 운동에너지(활발한 정도)입니다. 입자를 빠르게 움직이게 할 수록 온도가 높아집니다. 즉, 온도가 증가하면 입자들이 활발해져 부피가 증가하죠. 반대로 온도가 낮다는 것은 입자들의 움직임이 둔해 뭉쳐있음을 의미합니다.

즉, 온도가 낮아 뭉쳐있게 되면 같은 부피속에 더 많은 공기들이 존재해 무거워지며, 온도가 높으면 더 적은 공기들이 존재해 가벼워집니다. 그래서 찬공기는 가라앉고 뜨거운 공기는 상승하는 것이죠.