안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.
"물방울이나 작은 얼음입자가 모여서 하늘에 떠 있는 것으로 우리의 눈에 보이는 것"
구름은 수증기 인줄 알았는데 물방울과 얼음 입자로 구성되어 있다니!!
중력의 영향을 크게 받지 않고 물방울과 얼음 입자들이 모여 하늘에 떠있는 것이 매우 흥미롭습니다.
지표면의 수증기는 가벼운 따뜻한 공기와 함께 하늘로 상승합니다.
지표면으로 부터의 거리가 멀어질수록, 즉 고도가 높아질수록 수증기의 부피는 커지고 온도는 낮아집니다.
이를 단열 팽창이라고 하며 단열팽창이 일어나는 이유는 고도가 높아질수록 대기압이 낮아지기 때문입니다.
이러한 관계는 이상기체 상태 방정식 PV=nRT으로도 유추할 수 있습니다.
위 식에서 압력 P는 온도 T와 비례관계이며 부피 V와 반비례 관계입니다.
즉, 고도가 높아질수록 대기압 P가 감소하면 수증기의 온도는 감소하고 부피는 증가합니다.
단열 팽창한 수증기의 온도가 이슬점 이하로 내려간다면???? 수증기는 어떻게 될까요?
이슬점 이하에서 수증기는 응결되어 작은 물방울이 되고 이러한 작은 물방울들이 모여 구름을 형성합니다.
그러니 구름은 이슬점 이하의 온도인 응결고도 이상에서 부터 형성이 되겠죠??
그리고 온도가 매우 낮다면 물방울은 얼음 입자로 존재합니다.
