공기중 차가운공기는 아래로 뜨거운 공기는 위로가는 원리는 무엇일까요?

Question

여름에 에어컨을 틀면 차가운 공기는 아래부분부터 시원해지고겨울철 히터를 틀면 상부온도부터 따뜻해집니다.같은 공기지만 온도에 따라 무게가 달라져 뜨거운공기는 위로 차가운공기는 밑으로 가는데요.온도에 따라 기체의 중량이 달라지는건가요? 성분의 차이는 없을텐데요.감사합니다.

탈퇴한 사용자 · Accepted Answer

안녕하세요. 한만전 과학전문가입니다.밀도의 차이때문입니다. 온도가 올라가면서 부피가 커지게 되고 이로인해 밀도가 낮아집니다. 하여 가벼워 지는 것입니다.  하여 뜨거운 공기가 위로 올라가게 됩니다. 물도 같은원리로 뜨거운 물이 위로 오라가고 차가운물이 아래로 내려가게 됩니다.

굉장한호돌이84 · Answer

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.공기가 뜨거우면 그만큼 분자들의 활동량이많이집니다. 즉, 단위 부피당 분자의 갯수가 떨어지게됩니다.때문에 뜨거운공기는 밀도가 낮고 차가운공기는 밀도가 높습니다. 이에따라 밀도가 낮은 기름이 물위로 뜨듯이 뜨거운 공기도 차가운 공기위로 뜨게됩니다.감사합니다.

HONEST · Answer

안녕하세요. 진솔한 과학전문가입니다.차가운 공기는 아래로 뜨거운 공기는 위로 가는 원리를 설명 드리겠습니다.먼저 온도라는 것은 입자, 분자들의 평균 운동에너지를 말합니다.온도가 높다는 의미는 분자들의 움직임이 활발하다는 뜻이죠 즉 뜨거운 공기의 입자는 차가운 공기의 입자보다 활발하게 움직이고 있다고 생각하시면 됩니다.다음으로 입자의 움직임이 많아지면 분자 사이의 간격이 멀어지게 됩니다.간격이 멀어질 수록 부피는 커지고 밀도는 낮아 집니다.마지막으로 밀도와 무게는 비례합니다.물체의 밀도가 높을수록 무게가 증가합니다.물체를 구성하는 양(질량)은 같아도 중력의 의해 물체에 작용하는 힘(무게)은 달라집니다.따라서 공기가 온도가 높아지면 밀도가 낮아지고 차가운 공기의 비해서 무게가 가벼워 지는 것이죠 그래서 뜨거운 공기는 상승하고 찬 공기는 하강하죠.최대한 이해하기 쉽게 적어봤는데 이해가 되셨으면 좋겠네요 도움이 되셨다면 추천 부탁드립니다.

호탕한개미핥기272 · Answer

안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.뜨거운 공기는 밀도가 작으며(널널하가게 분포), 찬공기는 밀도가 크기(빽빽히 분포) 때문에 찬공기가 아래에 깔리고 따뜻한 공기는 위로 올라갑니다.왜 뜨거운 공기가 밀도가 작으며, 찬공기가 밀도가 큰지 이해하기 위해서는 온도라는 개념의 이해가 필요합니다.온도의 정확한 개념은 입자, 분자들의 평균 운동에너지입니다. 입자(분자)의 운동이 활발할수록 온도가 높은것이며, 운동이 느릴수록 온도가 낮은것이죠. 그러면 뜨거운 공기는 분자 운동이 활발하여 서로 거리가 멀리 떨어진 상태입니다. 행동 반경이 넓죠. 즉 밀도가 낮은 솜사탕의 경우라고 생각하시면 됩니다. 반대로 차가운 공기는 분자 운동이 거의 없어 분자간의 거리가 가까운 상태입니다. 즉 밀도가 높죠. 마치 설탕 한 봉지라고 생각하시면 됩니다. 그러면 솜사탕의 경우는 설탕 한 봉지보다 가볍습니다.정리하면 뜨거운 공기가 밀도가 낮아 위로 올라가게 되고, 차가운 공기가 밀도가 높아 가라앉게 되는것이죠.도움이 되셨다면 추천 부탁드립니다.

열매아빠 · Answer

질문자님이 언급한 것과 같이 온도가 서로 다른 공기가 만나면 따뜻한 공기는 위로 올라가고, 차가운 공기는 아래로 내려가게 됩니다. 그 이유는 온도가 올라가면 공기의 부피가 커지면서 밀도가 낮아지고, 온도가 낮아지면 공기의 부피가 줄어들면서 밀도가 커지기 때문입니다. 이런 현상을 대류라고 부릅니다. 또한 공기는 온도에 따라 부피가 달라집니다. 온도가 높아지면 부피가 커지고, 온도가 낮아지면 부피가 줄어드는데 ​이는 온도가 올라가면 기체 분자의 움직임이 활발해지기 때문입니다.

위대한거북이239 · Answer

뜨거운 공기는 차가운 공기에 비해 상대적으로 온도가 높다는 의미입니다.온도가 높으니 기체가 가진 에너지가 더 높고 운동 에너지가 더 큽니다.따라서 뜨거운 공기는 기체 분자가 더 많이 활동하여 위로 오르게 됩니다.

조신한바위새69 · Answer

안녕하세요. 신정훈 과학전문가입니다.공기가 뜨거워지면 팽창하면서 밀도가 줄어들어서 위로 올라가게 되고 차가운 공기는 반태로 수축을 하게 되어 밀도가 늘어나면서 아래로 가게 됩니다.

목마른날쥐126 · Answer

안녕하세요. 박태술 과학전문가입니다. 일반적으로 공기(건조공기의 부피 조성 질소 79%,  산소21%)의 밀도는 표준상태 (0°C,  1atm)에서 약 1.29g/L입니다. 공기의 질량은 온도 압력변화에 무관하지만 부피는 온도가 높아질수록 압력이 낮아질수록 커지게 됩니다. 공기는 이상기체에 가까운 기체로 이상기체 상태방정식 PV=nRT의 식으로 설명될 수 있습니다. 즉, 부피(v) =nR(T/P)로써 온도가 높아지면 부피가 커지고 부피가 커지면 밀도가 작아져서 매질에 대해 상대적으로 가벼워져서 상승하게 됩니다. 반대로 매질에 비해 차가운 공기는 밀도가 커져서 밑으로 가라앉게 되지요

화학

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공기중 차가운공기는 아래로 뜨거운 공기는 위로가는 원리는 무엇일까요?