知识点:飞机、云、凝结、饱和蒸汽压、绝热膨胀
听到头顶传来隆隆的飞机声,抬头望去,往往可以看到:飞机已经从头顶上掠过,后面却拖着一条白烟似的长长的尾马,这条“白烟尾巴”会渐渐地扩散、变淡,最后消失 。
也许你会想:这条尾巴大概是飞机燃料时产生的烟吧,就像汽车所排放的废气一样 。其实,这条尾巴与其说是烟,不如说是云更为恰当,因为它和云更为相似 。
我们知道,云里面有许许多多小水滴和小冰晶,它们是由空气中的水蒸气凝结而成的 。形成云需要的两个条件:首先要有足够的水蒸气,并且达到了饱和蒸汽压;其次还要有充当凝结核心的尘埃和带电粒子 。这样,达到了饱和蒸汽压的水蒸气,就会在凝结核心周围凝结起来,形有成小水滴或小冰晶 。小水滴和小冰晶紧紧地抱在一起,就是一大片云 。
知道了云是怎样形成的,我们再来仔细研究一番飞机的“白烟尾巴” 。飞机向前飞的时候,机身原来所占空间,需要由周围空气来填补,可是,飞机飞得实在太快了,能超过声音的速度,而空气又是热的不良导体,周围空气填补过来的过程,相当于一个绝热膨胀过程,空气的温度会一下子降低 。在高空中,本来就有很多水蒸气,温度一降低,饱和蒸汽压也跟着降低,周围的水蒸气就达到了饱和蒸汽压,满足了形成云的第一个条件 。另外,飞机燃料燃烧的确排放出一些烟尘,这正好可以充当凝结核心 。于是,飞机后面的水蒸气在这些尘粒的周围,迅速凝结起来,形成许多小水滴和小冰晶,这就是我们看到的悄机后面长长的尾巴 。
【飞机后面会拖着一条白烟尾巴:云、凝结、饱和蒸汽压、绝热膨胀因素的作用影响】你可能会问,云可以在空中飘浮很长一段时间,而飞机尾巴后面的“云”怎么很愉就消散了呢?首先两者的体积不同,一朵云的直径至少有几十千米,云也会渐渐消散,但等到它完全消散,需要一段时间 。而飞机后面产生的云毕竟要小得多,所以很容易就消散 。还有一个很重要的原因,就是飞机后面的云是在飞机飞过的一刹那,由于空气温度降低,饱和蒸汽压下降,水蒸气才达到饱和蒸汽压 。随着空气温度慢慢回升,水蒸气达不到饱和蒸汽压,小水滴和小冰晶又会逐渐蒸发成水蒸气,消失得无影无踪 。
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