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本文是基於(yu) 回答網友提出的問題：聽說雲(yun) 有幾噸重，那它是怎麽(me) 飄在空中的，萬(wan) 有引力豈不是失靈了？

雲(yun) 朵飄浮在空中，就是雲(yun) 朵飄浮在空氣之上。這與(yu) 萬(wan) 有引力有一定關(guan) 係，但又沒有多大關(guan) 係。引力在地球表麵表現為(wei) 重力，相同質量的空氣和雲(yun) 朵，重力是相等的。

萬(wan) 有引力表達式為(wei) ：F=GMm/r^2。這裏的G為(wei) 引力常數，也就是兩(liang) 個(ge) 1公斤物體(ti) 距離一米時的引力值，約為(wei) 6.67*10^−11N⋅m^2/kg^2；M和m是指兩(liang) 個(ge) 相互發生引力作用的物體(ti) 質量，單位為(wei) 千克；r為(wei) 兩(liang) 個(ge) 發生引力作用的物體(ti) 之間質心距離。

從(cong) 萬(wan) 有引力公式我們(men) 可以看出，引力是一種相互作用，是兩(liang) 個(ge) 或兩(liang) 個(ge) 以上物體(ti) 相互作用的體(ti) 現；引力大小與(yu) 質量大小成正比，與(yu) 相互作用物體(ti) 的距離平方成反比。在地球或其他天體(ti) 上，引力以重力的方式呈現。

重力並不完全等同於(yu) 引力，作為(wei) 一個(ge) 天體(ti) ，質量是既定的，引力也是既定的；但由於(yu) 天體(ti) 自轉，形成了不同緯度的離心力不一樣，導致了重力的區別，緯度越高重力越大，緯度越低重力越小。但這種區別較小，地球表麵重力g值通常表示為(wei) 9.8N/kg。而實際情況是，在地球赤道0緯度，重力為(wei) 9.79N/kg；在兩(liang) 極90度緯度點，重力為(wei) 9.83N/kg。

也就是說，1kg物體(ti) ，在赤道0緯度，引力隻有9.78N；在兩(liang) 極90緯度點卻有9.83N。

作為(wei) 引力和重力來說，相同質量的雲(yun) 朵與(yu) 空氣重力是相等的。但為(wei) 啥雲(yun) 朵能夠漂浮在空氣之上呢？這就涉及到浮力理論了。浮力是與(yu) 重力方向相反的一種力，是指浸在流體(ti) 內(nei) 的物體(ti) ，受到流體(ti) 豎直向上的作用力，是物體(ti) 在液體(ti) 或氣體(ti) 中，各個(ge) 表麵受流體(ti) 壓力的差形成的合力。

這個(ge) 理論是兩(liang) 千多年前的古希臘哲學家兼科學家阿基米德發現創立的，其定義(yi) 式為(wei) F浮=G排，推導出公式為(wei) F浮=G排=ρ液gV排…….這些公式解釋起來很繁瑣，現在我想用一個(ge) 簡單的說法來解釋，浮力的本質實際上就是在重力條件下物體(ti) 密度差導致的一種現象。

密度是度量物體(ti) 質量與(yu) 體(ti) 積之間關(guan) 係的指標，符號為(wei) ρ，單位一般采用kg/m^3（千克/立方米），或g/cm^3（克/立方厘米）。在地球或其他天體(ti) 重力條件下，在流體(ti) 中密度越大的物體(ti) 就會(hui) 往下沉，反之密度越小的物體(ti) 就會(hui) 往上浮。

如在水中，水的密度是1000kg/m^3，而幹木頭密度一般在400～600kg/m^3之間，所以會(hui) 浮在水麵；其他比木頭輕，也就是密度更小的物體(ti) 就更容易浮在水麵了。但有人可能會(hui) 疑惑，鋼鐵的密度比水大多了，為(wei) 什麽(me) 萬(wan) 噸巨輪會(hui) 浮在水麵呢？

是的，碳鋼的密度約為(wei) 7850kg/m^3，比水的密度大了7.85倍，用鋼鐵製造的輪船為(wei) 啥會(hui) 漂浮呢？這裏提示一下，密度是指體(ti) 積與(yu) 質量之間的關(guan) 係，是特定物體(ti) 體(ti) 積內(nei) 的質量度量。根據這個(ge) 原理，我們(men) 想一下，輪船雖然是鋼鐵製造，但人們(men) 將其製造成中空很大的體(ti) 積，這樣從(cong) 整體(ti) 上密度就大大減小了。

也就是說，不管是小船還是萬(wan) 噸巨輪，不管是用鋼鐵還是其他材質製造，其體(ti) 積都很龐大，比如用100000kg鋼鐵製造出一艘體(ti) 積為(wei) 1000立方米的船隻，這樣的船密度是多少呢？我們(men) 計算一下：100000/1000=100，也就是密度為(wei) 100kg/m^3，而水的密度是1000kg/m^3，這樣，船當然就能夠浮起來了，而且還可以裝載很多貨物。

說到這，相信大家應該明白為(wei) 啥雲(yun) 朵能夠浮在空氣之上了吧？

簡單的說，雲(yun) 是地球表麵龐大水循環係統導致的現象，在太陽輻射下，大地表麵的水被蒸發形成水蒸氣，當水汽處於(yu) 過飽和狀態時，水分子就會(hui) 聚集在空氣中的微塵周圍，產(chan) 生水滴或冰晶將陽光散射到各個(ge) 方向，這就讓我們(men) 看到多姿多彩的雲(yun) 朵。

水蒸氣為(wei) 啥會(hui) 上升呢？因為(wei) 飽和水蒸氣的密度為(wei) 0.6kg/m^3，而空氣的密度約為(wei) 1.29kg/m^3，這樣，水蒸氣當然就上升了。當這些水蒸氣凝結成水珠或冰晶時，作為(wei) 個(ge) 體(ti) ，它們(men) 的密度是大於(yu) 空氣的，但在水蒸氣的龐大體(ti) 積裹挾中，整體(ti) 密度就很低了，甚至降到0.5kg/m^3以下。

另外，熱脹冷縮效應導致地麵的熱空氣不斷上升，對這些小水滴和冰晶起到托舉(ju) 作用。在對流強烈的天氣裏，這些小水滴和冰晶不斷的受到重力的下拉和熱空氣的托舉(ju) 上下運動，在不斷碰撞中越來越大，熱空氣終於(yu) 不堪重負無力托舉(ju) 了，於(yu) 是就下起了暴雨或冰雹。

如果剖開一顆冰雹查看，就會(hui) 看到冰雹的層層包裹結構，這就是在空中受到重力和熱空氣“操弄”不斷上下翻滾的結果。

雲(yun) 的重量是根據雲(yun) 的體(ti) 積來衡量的，所謂聽說雲(yun) 有幾噸重實在大大低估了，隨便一朵雲(yun) 也有數公裏大小，即便一朵一公裏見方的雲(yun) ，按照0.5kg/m^3密度計算，也有50萬(wan) 噸重。而同等體(ti) 積的空氣則有129萬(wan) 噸重。這樣，雲(yun) 團再重，也隻能浮在空中，而空氣隻能沉在下麵了。

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