왜 뜨거운 공기가 찬 공기보다 위로 올라가나요?
안녕하세요!
공기는 뜨거운 공기가 찬 공기보다 위로 올라가잖아요?
이것은 어떤 과학적 원리가 있는 건가요?
공기말고 다른 기체도 똑같이 뜨거운게 위로 올라가나요?
기체는 열을 받으면 분자의 활동이 활발해져서 분자간의 간격이 벌어지게 됩니다.
분자간의 간격이 벌어지니 차가운 기체보다 밀도가 작아집니다.
이러한 밀도차에의해 단위면적당 부피는 커지고 무게는 가벼워져서 위로 올라가게 됩니다.
안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.
먼저 온도에 대한 이해가 필요합니다. 온도라는것은 정확한 개념(물리적인 정의)은 입자, 분자들의 평균 운동에너지(활발한 정도)입니다.
즉, 기체의 운동이 활발하지 않고 정적이면 온도가 낮고, 활발하면 온도가 높습니다. 또한, 활발하면 기체간 거리가 멀어지므로 밀도가 낮아지고, 정적이면 기체간 거리가 가까워 밀도가 높습니다. 그래서 높은 온도의 기체는 가벼워 올라가고, 낮은 온도의 기체는 무거워 내려가죠.
이의 예시로는 대류현상이 있습니다.
우리 지면은 지열에의해 낮동안 뜨겁습니다. 하늘로 갈 수록 기온이 떨어지죠. 그러면 지면과 맞닿은 공기는 뜨겁게 달궈지고 하늘에 있는 공기는 차가워집니다. 뜨겁게 달궈진 공기는 밀도가 작아져 하늘로 오르고 하늘에 있는 찬공기는 지면으로 내려옵니다. 또 찬공기가 달궈지고, 뜨거운 공기는 차가운 하늘에서 식어 내려옵니다. 이를 반복하는 것이 대류현상입니다.
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 오를 수 있습니다.
안녕하세요. 과학전문가입니다.
밀도 차이 때문입니다. 뜨거운 공기는 팽창하게 됩니다. 따라서 밀도가 낮아지기 때문에 차가운 공기보다 가볍게 됩니다. 그래서 위로 올라가게 되는거죠.
질문에 도움이 되셨다면 추천과 좋아요 클릭 부탁드립니다. ^^
안녕하세요. 신광현 과학전문가입니다.
흔히 뜨거운게 위로 차가운게 아래라고 배웠습니다. 그 이유는 밀도때문입니다. 밀도는 질량/부피입니다. 여기서 온도가 올라가면 부피가 올라갑니다. 그렇게 되면 밀도가 낮아지면서 위로올라가게 됩니다.
예를 들으면 온난전선으로 예를 들 수 있습니다.
차가운 기류가 지나가는데 따뜻한 기류가 가볍고 빠르기 때문에 차가운 기류를 추월하면서 위로 올라가는데 그 때 비가 오게 됩니다. 즉 밀도차이 때문입니다.
안녕하세요. 김계민 과학전문가입니다.
공기는 뜨거워지면 뜨거워질수록 팽창해서 밀도가 낮아지는 현상을 보입니다.
그러면 이렇게 만들어진 더운공기는 주변의 공기보다 밀도가 낮아져서 위로 상승하게 되죠.
반면, 찬공기는 더운공기에 비해 밀도가 낮아서 밑으로 가라앉으려고 합니다.
이처럼 지구상에는 찬공기가 밑으로 가라앉고 더운공기는 위로 올라가는 현상이 반복되며 찬공기는 따뜻해지고, 더운공기는 차가워지는 현상이 지속되는데요. 이를 '대류현상'이라고 부릅니다.
우리가 인지하고 있지 못할 뿐이지, 지구상에 일어나는 기상현상은 대류현상에 의해 발생하며, 우리 일상 속에서도 대류현상의 원리를 이용한 사례들은 많습니다.