왜 차가운 공기가 가라앉고 뜨거운 공기는 뜰까요?

Question

실생활에서 더운공기는 위로 올라가고, 찬공기는 아래로 가라앉는 다고 배웠습니다.

같은 공기가 온도에 따라 층을 이룬다는게 이해가 안되는데

어떤이유에서 이렇게 되는걸까요?

Answer 1

기체는 열을 받으면 분자의 운동이 활발해져서 분자간의 간격이 벌어지게 되고 이로인해 밀도가 작아져 부피가 커지게 됩니다

단위면적대비 뜨거운 공기는 밀도가 작고 부피가 크며 질량이 작아 집니다.

하여 차가운공기보다 위로 향하게 됩니다.

Answer 2

더운 공기와 차가운 공기는 어떠한 특징을 가지고 있을까?

일반적으로 자연에 존재하는 더운 공기는 수증기를 많이 포함할 수 있고 가벼운 특징을 가지고 있는데, 반대로 차가운 공기는 건조하고 무거운 특징을 가지고 있어요. 그래서 더운 공기와 차가운 공기가 만나면 차가운 공기는 무거워서 더운 공기의 아래로 파고들고 더운 공기는 차가운 공기의 위로 올라가게 돼요. 지난 호에서 증발과 응결을 빨래가 마르는 것과 물병에 맺힌 물을 예를 들어 설명했어요. 더운 공기가 차가운 공기 위로 상승하면 차가운 공기를 만나 응결하게 되고 구름이 만들어진답니다


더운 공기와 차가운 공기가 만나면 어떤 현상이 벌어질까?

더운 공기와 차가운 공기가 만나면 차가운 공기는 아래쪽으로 하강하고 더운 공기는 위로 상승하면서 빠르게 혼합되려고 하는 자연적인 현상이 발생해요. 넓은 면적에서 같은 성질을 가진 공기 덩어리를 ‘기단’이라고 하는데, 만약 더운 기단과 차가운 기단이 만나면 어떻게 될까요? 두 공기 덩어리가 가지고 있는 특징으로 더운 공기는 상승하려고 하고 차가운 공기는 하강하려고 하는데, 두 기단의 힘이 강하기 때문에 빠르게 혼합되지 못하고 경계면을 사이에 두고 서로 맞서게 되는데, 이때 두 기단의 경계면과 땅이 만나는 곳을 ‘전선’이라고 한답니다.

출처 : 어린이강원일보(http://www.kidkangwon.co.kr)

Answer 3

안녕하세요. 김태경 과학전문가입니다.

뜨거운 공기는 운동량이 많아집니다

운동량이 많아져 가벼워지는 것이고 찬공기는 반대로 무거워지는 것이지요

그라서 찬공기는 가라앉고 뜨거운 공기는 위로 가는 것입니다

Answer 4

더운 공기는 차가운 공기보다 비중이 가볍습니다.

따라서 대기 중 올라가려고 하는 성질이 있습니다.

차가운 공기는 열 에너지가 적어서 운동 에너지가 적기 때문에 아래에 머무는 반면,

뜨거운 공기는 열 에너지가 많아 운동 에너지가 커져 기체의 분자가 활발하게 움직이기 때문입니다.