蒸気を含む空気は軽い
空気は、N2 80%、O2 20%です。
すると平均分子量は、28×0.8+32×0.2=28.8 となり約29です。
ところが、水は、H2O=18です。ということで、水蒸気の分圧があればあるほど、その空気は軽いことになります。
もし、水蒸気が重かったりすると、(仮にH2Oの分子量がでかかったりする)と、大気で水蒸気があっても、下の方に沈んで、地球表面に雲ができたりすることになるでしょうね。というか、そもそも大気循環が起こらないか。。
- 水蒸気は軽いから上に上がる
- ある程度上空に行くと、温度が下がり、水蒸気は大気中に存在することができなくなる
- 大気中の水蒸気の核となる微小パーティクルの作用で凝結が進行する
- ある程度の固まりになり(見かけの分子量が巨大になるとも言える)水の固まりとなって、上空から下に落ちてくる
- それが即ち、雨
ちなみに、雲は、水蒸気の固まりと、周りの大気の重さがつりあっている状態。だから、上昇もしなければ、下降もしない。ぎりぎりのバランスの重さ。
逆に言うと、あの程度まで水が固まらないと、周りの空気とのバランスが取れないということになる。
これも不思議なことです。。。