云的成因和成分.doc

1、1雲 的 成 因 和 成 分人 們 常 常 看 到 天 空 有 時 碧 空 無 雲 ， 有 時 白 雲 朵 朵 ， 有 時 又 是 烏 雲 密 佈 。為 什 麼 天 上 有 時 有 雲 ， 有 時 又 沒 有 雲 呢 ？ 雲 究 竟 是 怎 樣 形 成 的 呢 ？ 它 又 是 由什 麼 組 成 的 ？漂 浮 在 天 空 中 的 雲 彩 是 由 許 多 細 小 的 水 滴 或 冰 晶 組 成 的 ， 有 的 是 由 小 水 滴 或小 冰 晶 混 合 在 一 起 組 成 的 。 有 時 也 包 含 一 些 較 大 的 兩 滴 及 冰 、 雪 粒 ， 雲 的 底郜 不 接 觸 地 面 ， 並 有 一

2、 定 厚 度 。雲 的 形 成 主 要 是 由 水 汽 凝 結 造 成 的 。我 們 都 知 道 ， 從 地 面 向 上 十 幾 公 里 這 層 大 氣 中 ， 越 靠 近 地 面 ， 溫 度 越 高 ，空 氣 也 越 稠 密 ： 越 往 高 空 ， 溫 度 越 低 ， 空 氣 也 越 稀 薄 。水 汽 從 蒸 發 表 面 進 入 低 層 大 氣 後 ， 這 裏 的 溫 度 高 ， 所 容 納 的 水 汽 較 多 ， 如 果這 些 濕 熱 的 空 氣 被 抬 升 ， 溫 度 就 會 逐 漸 降 低 ， 到 了 一 定 高 度 ， 空 氣 中 的 水 汽就 會 達 到 飽 和 。 如 果 空 氣

3、 繼 續 被 抬 升 ， 就 會 有 多 餘 的 水 汽 釋 出 。 如 果 那 裏 的溫 度 高 於 0 ， 則 多 餘 的 水 汽 就 凝 結 成 小 水 滴 ： 如 果 溫 度 低 於 0 ， 則 多 餘的 水 汽 就 凝 化 為 小 冰 晶 。 在 這 些 小 水 滴 和 小 冰 晶 逐 漸 增 多 ， 並 達 到 人 眼 能 辨認 的 程 度 時 就 是 雲 了 。霧 的 成 因霧 和 雲 都 是 由 浮 游 在 空 中 的 小 水 滴 或 冰 晶 組 成 的 水 汽 凝 結 物 ， 只 是 霧 生 成 在大 氣 的 近 地 面 層 中 ， 而 雲 生 成 在 大 氣 的 較 高 層

4、 而 已 。 霧 既 然 是 水 汽 凝 結 物 ，因 此 應 從 造 成 水 汽 凝 結 的 條 件 中 尋 找 它 的 成 因 大 氣 中 水 汽 達 到 飽 和 的 原 因不 外 兩 個 ： 是 由 於 蒸 發 ， 增 加 大 氣 中 的 水 汽 :另 是 由 於 空 氣 自 身 的 冷 卻 。對 於 霧 來 說 ， 冷 卻 更 重 要 。 當 空 氣 中 有 凝 結 核 時 ， 飽 和 空 氣 如 繼 續 有 水 汽 增加 或 繼 續 冷 卻 ， 會 發 生 凝 結 。 凝 結 的 水 滴 如 果 使 水 平 能 見 度 降 低 到 1干 公 尺 以內 時 ， 霧 就 形 成 了 。另

5、 外 ， 過 大 的 風 速 和 強 烈 的 擾 動 不 利 於 霧 的 生 成 。 因 此 ， 凡 是 在 有 利 於 空 氣低 層 冷 卻 的 地 區 ， 如 果 水 汽 充 分 ， 風 力 微 和 ， 大 氣 層 結 構 穩 定 ， 並 有 大 量 的凝 結 核 存 在 ， 便 最 容 易 生 成 霧 。 一 般 在 工 業 區 和 城 市 中 心 形 成 霧 的 機 會 更 多 ，因 為 那 裏 有 豐 富 的 凝 結 核 存 在 。露 的 形 成 和 消 失在 溫 暖 季 節 的 清 晨 ， 人 們 在 路 邊 的 草 ， 樹 葉 及 農 作 物 上 經 常 可 以 看 到 露 珠

6、，露 也 不 是 從 天 空 中 降 下 來 的 。 露 的 形 成 原 因 和 過 程 與 霜 一 樣 ， 只 不 過 它 形 成時 的 溫 度 在 0 以 上 罷 了 。 在 o 以 上 ， 空 氣 因 冷 卻 而 達 到 水 汽 飽 和 時 的 溫度 叫 做 “露 點 溫 度 ”。 在 溫 暖 季 節 裏 ， 夜 間 地 面 物 體 強 烈 輻 射 冷 卻 的 時 候 ，與 物 體 表 面 相 接 觸 的 空 氣 溫 度 下 降 ， 在 它 降 到 ”露 點 ”以 後 就 有 多 餘 的 水 汽析 出 因 為 這 時 溫 度 在 0 以 上 ， 這 些 多 餘 的 水 汽 就 凝 結 成

7、 水 滴 附 著 在 地 面 物體 上 ， 這 就 是 露 。露 和 霜 一 樣 ， 也 大 都 出 現 於 天 氣 晴 朗 、 無 風 或 微 風 的 夜 晚 。 同 時 ， 容 易 有 露2形 成 的 物 體 ， 也 往 往 是 表 面 積 相 對 地 大 的 ， 表 面 粗 糙 的 、 導 熱 性 不 良 的 物體 。 有 時 ， 在 上 半 夜 形 成 了 露 ， 下 半 夜 溫 度 繼 續 降 低 ， 使 物 體 上 的 露 珠 凍結 起 來 ， 這 叫 做 凍 露 。 有 人 把 它 歸 入 霜 的 一 類 ， 但 是 它 的 形 成 過 程 是 與 霜不 同 的 。霜 的 形 成

8、 和 消 失在 寒 冷 季 節 的 清 晨 ， 草 葉 上 、 土 塊 上 常 常 會 覆 蓋 著 一 層 霜 的 結 晶 。 它 們 在 初 升起 的 陽 光照 耀 下 閃 閃 發 光 ， 待 太 陽 升 高 後 就 融 化 了 。 人 們 常 常 把 這 種 現 象 叫 ”下 霜 ”。翻 翻 日 曆 ， 每 年 10月 下 旬 ， 總 有 ”霜 降 ”這 個 節 氣 。 我 們 看 到 過 降 雪 ， 也 看到 過 降 雨 ， 可 是 誰 也 沒 有 看 到 過 降 霜 。 其 實 ， 霜 不 是 從 天 空 降 下 來 的 ， 而 是 在近 地 面 層 的 空 氣 裏 形 成 的 。霜

9、是 一 種 白 色 的 冰 晶 ， 多 形 成 於 夜 間 。 少 數 情 況 下 ， 在 日 落 以 前 太 陽 斜 照的 時 候 也 能 開 始 形 成 。 通 常 ， 日 出 後 不 久 霜 就 融 化 了 。 但 是 在 天 氣 嚴 寒 的 時 候或 者 在 背 陰 的 地 方 ， 霜 也 能 終 日 不 消 。霜 本 身 對 植 物 既 沒 有 害 處 ， 也 沒 有 益 處 。 通 常 人 們 所 說 的 ”霜 害 ”， 實 際 上是 在 形 成 霜 的 同 時 產 生 的 ”凍 害 ”。霜 的 形 成 不 僅 和 當 時 的 天 氣 條 件 有 關 ， 而 且 與 所 附 著 的

10、 物 體 的 屬 性 也 有 關 。 當物 體 表 面 的 溫 度 很 低 ， 而 物 體 表 面 附 近 的 空 氣 溫 度 卻 比 較 高 ， 那 麼 在 空 氣 和 物體 表 面 之 間 有 一 個 溫 度 差 ， 如 果 物 體 表 面 與 空 氣 之 間 的 溫 度 差 主 要 是 由 物 體 表面 輻 射 冷 卻 造 成 的 ， 則 在 較 暖 的 空 氣 和 較 冷 的 物 體 表 面 相 接 觸 時 空 氣 就 會 冷 卻 ，達 到 水 汽 過 飽 和 的 時 候 多 餘 的 水 汽 就 會 析 出 。 如 果 溫 度 在 0 以 下 ， 則 多 餘 的水 汽 就 在 物 體

11、表 面 上 凝 華 為 冰 晶 ， 這 就 是 霜 。 因 此 霜 總 是 在 有利 於 物 體 表 面 輻 射 冷 卻 的 天 氣 條 件 下 形 成 。另 外 ， 雲 對 地 面 物 體 夜 間 的 輻 射 冷 卻 是 有 妨 礙 的 ， 天 空 有 雲 不 利 於 霜 的 形 成 ，因 此 ， 霜大 都 出 現 在 晴 朗 的 夜 晚 ， 也 就 是 地 面 輻 射 冷 卻 強 烈 的 時 候 。此 外 ， 風 對 于 霜 的 形 成 也 有 影 響 。 有 微 風 的 時 候 ， 空 氣 緩 慢 地 流 過 冷 物 體表 面 ， 不 斷 地 供 應 著 水 汽 ， 有 利 於 霜 的

12、形 成 。 但 是 ， 風 大 的 時 候 ， 由 於 空 氣 流動 得 很 快 ， 接 觸 冷 物 體 表 面 的 時 間 太 短 ， 同 時 風 大 的 時 候 ， 上 下 層 的 空 氣 容 易互 相 混 合 ， 不 利 於 溫 度 降 低 ， 從 而 也 會 妨 礙 霜 的 形 成 。 大 致 說 來 ， 當 風 速 達 到3級 或 3級 以 上 時 ， 霜 就 不 容 易 形 成 了 。因 此 ， 霜 一 般 形 成 在 寒 冷 季 節 裏 晴 朗 、 微 風 或 無 風 的 夜 晚 。霜 的 形 成 ， 不 僅 和 上 述 天 氣 條 件 有 關 ， 而 且 和 地 面 物 體 的

13、 屬 性 有 關 。 霜 是 在 輻射 冷 卻 的 物 體 表 面 上 形 成 的 ， 所 以 物 體 表 面 越 容 易 輻 射 散 熱 並 迅 速 冷 卻 ， 在 它上 面 就 越 容 易 形 成 霜 。 同 類 物 體 ， 在 同 樣 條 件 下 ， 假 如 質 量 相 同 ， 其 內 部 含 有的 熱 量 也 就 相 同 。 如 果 夜 間 它 們 同 時 輻 射 散 熱 ， 那 麼 ， 在 同 一 時 間 內 表 面 積 較大 的 物 體 散 熱 較 多 ， 冷 卻 得 較 快 ， 在 它 上 面 就 更 容 易 有 霜 形 成 。 這 就 是 說 ， 一種 物 體 ， 如 果 與

14、其 質 量 相 比 ， 表 面 積 相 對 大 的 ， 那 麼 在 它 上 面 就容 易 形 成 霜 。 草 葉 很 輕 ， 表 面 積 卻 較 大 ， 所 以 草 葉 上 就 容 易 形 成 霜 。 另 外 ， 物體 表 面 粗 糙 的 ， 要 比 表 面 光 滑 的 更 有 利 於 輻 射 散 熱 ， 所 以 在 表 面 粗 糙 的 物 體 上3更 容 易 形 成 霜 ， 如 土 塊 。霜 的 消 失 有 二 種 方 式 ： 一 是 昇 華 為 水 汽 ； 一 是 融 化 成 水 。 最 常 見 的 是 日 出 以 後 因溫 度 升 高 而 融 化 消 失 。 霜 所 融 化 的 水 ，

15、對 農 作 物 有 一 定 好 處 。雲 滴 怎 樣 長 成 雨 滴 ？ 大 雨 滴 掉 下 來 ， 小 雨 滴 升 上 去我 們 已 經 知 道 ， 雲 是 由 許 多 小 水 滴 和 小 冰 晶 組 成 的 ， 雨 滴 和 雪 花 就 是 由 它 們 增長 變 大 而 成 的 。 那 麼 ， 小 水 滴 和 小 冰 晶 在 雲 內 是 怎 樣 增 長 變 大 的 呢 ？在 水 雲 中 ， 雲 滴 都 是 小 水 滴 。 它 們 主 要 是 靠 繼 續 凝 結 和 互 相 碰 撞 併 合 而 增大 的 因 此 ， 在 水 雲 裏 ， 雲 滴 要 增 大 到 雨 滴 的 大 小 ， 首 先 需

16、 要 雲 很 厚 ， 雲 滴濃 密 ， 含 水 量 多 ， 這 樣 ， 它 才 能 繼 續 凝 結 增 長 :其 次 ， 在 水 雲 內 還 需 要 存 在 較強 的 垂 直 運 動 ， 這 樣 才 能 增 加 多 次 碰 撞 併 合 的 機 會 。 而 在 比 較 薄 的 和 比 較 穩定 的 水 雲 中 ， 雲 滴 沒 有 足 夠 的 凝 結 和 併 合 增 長 的 機 會 ， 只 能 引 起 多 雲 、 陰 天 ，不 大 會 下 雨 。在 各 種 不 同 的 雲 內 ， 其 雲 滴 大 小 的 分 佈 是 各 不 相 同 的 ， 造 成 雲 滴 大 小 不均 的 原 因 就 是 周 圍

17、空 氣 中 水 汽 的 轉 移 以 及 雲 滴 的 蒸 發 。 使 雲 滴 增 長 的 因 素 是凝 結 過 程 和 碰 撞 併 合 過 程 ， 在 只 有 凝 結 作 用 的 情 況 下 ， 雲 滴 的 大 小 是 均 勻 的 ，但 由 於 水 汽 的 補 充 ， 使 某 些 雲 滴 有 所 增 長 ， 再 加 上 併 合 作 用 的 結 果 ， 就 使 較大 的 雲 滴 繼 續 增 長 變 大 成 為 雨 滴 。 雨 滴 受 地 心 引 力 的 作 用 而 下 降 ， 當 有 上 升氣 流 時 ， 就 會 有 一 個 向 上 的 力 加 在 雨 滴 上 ， 使 其 下 降 的 速 度 變

18、慢 ， 並 且 一 些小 雨 滴 還 可 能 被 帶 上 去 。 只 有 當 雨 滴 增 大 到 一 定 的 程 度 時 ， 才 能 下 降 到 地 面 ，形 成 降 雨 。雪 的 形 成 和 種 類我 們 都 知 道 ， 雲 是 由 許 多 小 水 滴 和 小 冰 晶 組 成 的 ， 雨 滴 和 雪 花 是 由 這 些 小 水滴 和 冰 晶 增 長 變 大 而 成 的 。 那 麼 ， 雪 是 怎 樣 形 成 的 呢 ？ 那 麼 ， 雲 是 怎 麼 形 成的 呢 ？在 水 雲 中 ， 雲 滴 都 是 小 水 滴 。 它 們 主 要 是 靠 繼 續 凝 結 和 互 相 碰 撞 併 合 而 增 大

19、成 為 兩 滴 的 。冰 雲 是 由 微 小 的 冰 晶 組 成 的 。 這 些 小 冰 晶 在 相 互 碰 撞 時 ， 冰 晶 表 面 會 增 熱 而有 些 融 化 ， 並 且 會 互 相 沾 合 又 重 新 凍 結 起 來 這 樣 重 複 多 次 ， 冰 晶 便 增 大 了 。另 外 ， 在 雲 內 也 有 水 汽 ， 所 以 冰 晶 也 能 靠 凝 華 繼 續 增 長 。 但 是 ， 冰 雲 一 般 都很 高 ， 而 且 也 不 厚 ， 在 那 裏 水 汽 不 多 ， 凝 華 增 長 很 慢 ， 相 互 碰 撞 的 機 會 也 不多 ， 所 以 不 能 增 長 到 很 大 而 形 成 降

20、 水 。 即 使 引 起 降 水 ， 也 往 往 在 下 降 途 中 被蒸 發 掉 ， 很 少 能 落 到 地 面 。最 有 利 於 雲 滴 增 長 的 是 混 合 雲 。 混 合 雲 是 由 小 冰 晶 和 過 冷 卻 水 滴 共 同 組 成 的 。當 一 團 空 氣 對 於 冰 晶 說 來 已 經 達 到 飽 和 時 ， 對 於 水 滴 說 來 卻 還 沒 有 達 到 飽 和 。這 時 雲 中 的 水 汽 向 冰 晶 表 面 上 凝 華 ， 而 過 冷 卻 水 滴 卻 在 蒸 發 ， 這 時 就 產 生 了冰 晶 從 過 冷 卻 水 滴 上 ”吸 附 ”水 汽 的 現 象 。 在 這 種

21、情 況 下 ， 冰 晶 增 長 得 很 快 。另 外 ， 過 冷 卻 水 滴 是 很 不 穩 定 的 。 一 碰 它 ， 它 就 要 凍 結 起 來 。 所 以 在 混 合 雲裏 ， 當 過 冷 卻 水 滴 和 冰 晶 相 碰 撞 的 時 候 ， 就 會 凍 結 沾 附 在 冰 晶 表 面 上 使 它迅 速 增 大 。 當 小 冰 晶 增 大 到 能 夠 克 服 空 氣 阻 力 和 浮 力 時 ， 便 落 到 地 面 這 就4是 雪 花 。水 的 三 態 變 化 氣 態 水 蒸 氣 是 看 不 見 的 ， 看 得 見 的 是 小 水 滴 。 空 氣 溫 度 較 低 時 ， 能 容 納 的 水

22、蒸 氣 比 較 少 。 在 乾 濕 球 溫 度 計 上 ， 濕 球 的 溫 度 不 可 能 高 於 乾 球 溫 度 。 水 結 成 冰 時 ， 體 積 會 變 大 ， 叫 做 冷 膨 脹 ， 。 溶 質 +溶 劑 溶 液 ， 例 如 ： 糖 +水 糖 水除 了 水 以 外 ， 酒 精 、 汽 油 、 松 香 水 、 去 光 水 等 ， 也 可 以 當 溶 劑 。 已 經 飽 和 的 水 溶 液 ， 若 加 熱 使 水 的 溫 度 升 高 ， 可 以 增 加 溶 解 量 。 酸 性 水 溶 液 和 鹼 性 水 溶 液 混 合 後 ， 不 一 定 是 產 生 中 性 水 溶 液 ，要 看 酸 、

23、鹼 溶 液 的 濃 度 及 量 的 多 寡 而 定 。 如 果 產 生 中 性 水 溶 液 ，這 個 混 合 作 用 就 叫 做 酸 鹼 中 和 。 酸 的 性 質 1.水 溶 液 嚐 起 來 有 酸 味2.可 使 紫 色 高 麗 菜 汁 變 紅 色3.使 水 的 導 電 度 增 大4.與 多 種 金 屬 反 應 ， 形 成 鹽 類5.可 與 相 當 量 的 鹼 起 反 應 ， 互 相 抵 消 其 特 性 。 鹼 的 性 質 1.水 溶 液 嚐 起 來 有 澀 味 ， 摸 起 來 有 滑 膩 感 。2.可 使 紫 色 高 麗 菜 汁 變 藍 綠 色3.使 水 的 導 電 度 增 大4.水 溶

24、液 摸 起 來 有 滑 膩 性5.可 與 相 當 量 的 酸 起 反 應 ， 互 相 抵 消 其 特 性 。酸 鹼 指 示 劑 ： 可 用 於 指 示 未 知 溶 劑 的 酸 鹼 範 圍 或 用 來 檢 驗 水 溶 液 酸 鹼性 質 的 試 劑 。PH值 ： 對 溶 液 中 酸 鹼 強 度 的 量 度 表 示 法 。當 酸 鹼 的 離 子 濃 度 對 等 平 衡 時 ， PH值 等 於 7， 稱 為 中 性 。5當 PH值 7時 ， 稱 為 鹼 性 。一、pH 值1.pH值是衡量酸鹼性的直接尺度，其範圍為 pH0 到 pH14 之間。2.化學上以 pH值來表示水溶液的酸鹼性。二、氫離子莫耳濃度

25、與 pH值1.pH值愈小，表示氫離子莫耳濃度愈大。2.pH值愈大，表示氫離子莫耳濃度愈小。三、pH 值與溶液的酸鹼性之關係1.在 25時，中性水溶液的 pH值是 7，酸性水溶液的 pH值小於 7，而鹼性水溶液的 pH值大於 7。即某水溶液 pH7 表示酸性，pH7 表示中性，pH7 表示鹼性。2.pH值愈小酸性愈強，pH 值愈大，鹼性愈強，如下圖(一)所示。pH 值、H 和溶液酸、鹼性的關係1.pH愈小，H 愈大，酸性愈強，鹼性愈弱。反之 pH值愈大，H 愈小，酸性愈弱，鹼性愈強。2.pH不一定是整數，亦可有小數。四、常見溶液的 pH值：下圖中列舉了一些物質以廣用試紙檢驗後，所對應的pH 值。

26、酸鹼中和酸鹼中和的意義：當酸鹼遇到一起時，就會發生中和反應，叫做中和。此時，彼此失去原有的酸性和鹼性，產生鹽類及水的變化，稱之為酸鹼中和。中和時相伴發生的現象：（1）放出熱量（2）中和後的水溶液不一定呈中性。 中和反應的實例：61.雨水溶解二氧化碳，故呈酸性，多雨地區的雨水會呈酸性不適合耕種。碳酸鉀（K 2CO3），可中和土壤中的酸性。2.二氧化硫溶於水形成酸雨。3.胃藥中成分含有俗稱為小蘇打（碳酸氫鈉）等鹼性物質，可中和胃酸。尿液是酸性還是鹼性？人體就是利用製造尿液的過程，來使身體保持穩定的酸鹼度（pH 值），當身體有過多的酸或鹼性物質，都會利用尿液來排出體外；因此，醫生也常利用尿液酸鹼度的

27、檢查，來衡量病人的健康狀況；太鹼或太酸都須要治療。 尿液的酸鹼度，要視個人的體質、食物偏好及身體的健康狀況而定。 一般人的尿液 pH 值維持在 5.0 8.0 之間：有些人偏酸，有些人偏鹼；而個人在一天中也可能會有所變化，例如睡覺時二氧化碳增加，尿會偏酸性；而吃飯後，尤其是喜歡吃很多肉類的人，尿液會偏酸性，相反的，多吃植物性食物的人，尿液多為中性或鹼性。一般人的尿液依每個人的吃東西的習慣不同和飲水量的多少不一、甚至消化道的細菌不相同，氨的濃度可能都不太一樣。 pH 值維持在 5.0 8.0 之間；有些人偏酸，有些人偏鹼，不太一定。氨溶於水雖然是鹼性的，但尿液中的成份其實是很複雜，氨的多少不是影響尿液酸鹼質的唯一因素。所以蜂叮後，以含鹼性物質或是氨水塗抹傷口，可以酸鹼中和，止痛消腫；但是尿液嘛每個人的效果可能就不太一定囉！