Το μοριακό βάρος του νερού και ο κύκλος του

Ένας λόγος που το νερό συμμετέχει στα καιρικά φαινόμενα κάνοντας τον πλανήτη μας να φαίνεται τόσο δυναμικός είναι ό,τι ενώ το υγρό νερό είναι προφανώς πυκνότερο από τον αέρα, το εξατμισμένο νερό (υδρατμοί) είναι αραιότερο από τον αέρα. Και γι αυτό το νερό «ανεβοκαταβαίνει» στην ατμόσφαιρα.

Οι υδρατμοί έχουν μικρότερη πυκνότητα από τον αέρα διότι έχουν μικρότερο μοριακό βάρος από τα κυριότερα συστατικά του αέρα – το άζωτο και το οξυγόνο: M_{H_{2}O}=18<M_{N_{2}}=28<M_{O_{2}}=32 (τα μοριακά βάρη σε gr/mol).

Και γιατί η πυκνότητα ενός αερίου είναι ανάλογη με το μοριακό βάρος του; Σε πρώτη προσέγγιση, διότι ισχύει η καταστατική εξίσωση των (ιδανικών) αερίων: PV=\frac{m}{M}RT \Rightarrow d=\frac{m}{V}=\frac{P}{RT}M

Έτσι λοιπόν το νερό εξατμίζεται καθώς ο ήλιος θερμαίνει το νερό στους ωκεανούς και τις θάλασσες. Επειδή οι υδρατμοί έχουν μικρότερη πυκνότητα από τον αέρα η άνωση τους ανεβάζει ψηλά στην ατμόσφαιρα. Καθώς το υψόμετρο αυξάνεται η θερμοκρασία μειώνεται και οι υδρατμοί συμπυκνώνονται σε μικροσκοπικά υγρά σταγονίδια νερού που όμως έχουν μεγαλύτερη πυκνότητα από τον αέρα. Αφού τώρα η δύναμη της άνωσης γίνεται μικρότερη από το βάρος τους, οι υγρές σταγόνες σε κάποια στιγμή θα αρχίσουν να πέφτουν προς στην επιφάνεια της Γης υπό μορφή βροχής συντηρώντας έτσι τον κύκλο του νερού.

Μπορεί στην πραγματικότητα το φαινόμενο να είναι πιο περίπλοκο, αλλά η προσέγγιση της απλής φυσικής για άλλη μια φορά αποδεικνύεται σωστή.



Κατηγορίες:ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ, ΦΥΣΙΚΗ, ΧΗΜΕΙΑ

Ετικέτες:

Σχολιάστε

Εισάγετε τα παρακάτω στοιχεία ή επιλέξτε ένα εικονίδιο για να συνδεθείτε:

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Twitter

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Twitter. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Facebook

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Facebook. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Σύνδεση με %s

Ο ιστότοπος χρησιμοποιεί το Akismet για την εξάλειψη των ανεπιθύμητων σχολίων. Μάθετε πως επεξεργάζονται τα δεδομένα των σχολίων σας.

Αρέσει σε %d bloggers: