Почему холодный воздух тяжелее теплого?

Известно, что объём того вещества будет легче, чья плотность меньше.

Для идеальных газов есть известное из школьного курса уравнение Клайперона - Менделеева

где

P - давление,

V - объём,

m - масса,

M - молярная масса

R - универсальная газовая постоянная

T - абсолютная температура (К)

Плотность есть m/V. Если уравнение переписать в виде: m/V = pM/RT, то отсюда следует, чем выше температура, тем меньше плотность и чем ниже температура, больше плотность. То есть один и тот же объем воздуха для холодного воздуха будет тяжелее.

А по закону Архимеда теплый воздух поднимается вверх (на тело, погруженное в жидкость или газ, действует выталкивающая сила, равная весу жидкости или газа, вытесненного телом. В данном случае "телом" является объем тёплого воздуха).

К этому же результату можно придти, используя молекулярно-кинетическую теорию газов. Температура - мера средней кинетической энергии молекул. Чем выше температура, тем выше кинетическая энергия молекул газа, то есть молекулы быстрее движутся и как бы расстояния между ними увеличиваются. То есть, нагреваясь, газ расширяется. И стало быть его плотность уменьшается. И теплый воздух становится легче холодного.

Вернее было бы утверждать, что холодный воздух более плотный, чем теплый. Чем сильнее нагревается воздух, тем большую энергию получают его молекулы и тем быстрее они начинают двигаться. Они словно сильнее разлетаются в стороны. То есть теплый воздух стремиться занять больший объем. На практике это приводит к тому, что увеличивается расстояние между молекулами воздуха и один и тот же объем теплого и холодного воздуха действительно начинает весить по разному. Теплый воздух как более легкий поднимается ввысь, вытесняемый более плотным и соответственно более тяжелым холодным воздухом. На этом принципе основано конструирование воздушных шаров, ограниченный объем которых заполняется теплым воздухом. Воздушный шар словно всплывает в атмосфере.

Насколько я знаю, теплый воздух легче из-за того, что плотность у него меньше, при нагревании он расширяется. А вот у холодного как раз наоборот, плотность выше, поэтому он тяжелее и опускается вниз, по сравнению с теплым.

Холод не имеет отношения к конденсации паров влжи в атмосфере.

Утверждается, что в результате охлаждения паров воды в атмосфере, пар конденсируется ( сжимается) ,при этом превращается в капли. В результате чего, эти капли приобретают тяжесть, поэтому выпадают в осади.

Данная теория противоречит физическому закону Бойля-Мариотта и Гей Льюсака. А так же физическим законам природы!

Доказательство! 1)Волны с эффектом теплоты и пары воды, поднимаясь в пространство, медленно расширяются. При этом, медленно охлаждаются. На высоте 10 км. в результате расширения, плотность атмосферы и паров воды становится в тысячу раз меньше, чем было у поверхности земли. При этом и температура этих паров воды в атмосфере стала составлять, минус 60-70 градусов по Цельсию. При этом, пары воды в осадки не выпадают! Возникает вопрос, когда холод начинает сжимать пары воды? Известно, что с поверхности Черного моря, за сутки испаряется миллиарды кубов воды. При этом, в этих местах, в течении 300 суток в году, и днем и ночью небо прозрачное! Почему, ведь на высоте, воздух и пары воды при расширении приобрели температуру в 60 градусов по Цельсию с эффектом холода?

2) Известно, что при сжатии в компрессоре, воздух сжимается. При этом нагревается до высоких температур. И при этом, в результате сжатия, выделяется вода! При этом, не зависимо от температуры воздуха, то есть при сжатии воздуха с температурой минус 40 градусов и с температурой плюс 40 градусов по Цельсию, в принципе, вода выделяется в равном количестве из каждого сжатого кубометра атмосферного воздуха.

Вывод! 1) Холод, это не энергия, а ощущение! Поэтому, он не может конденсировать (сжимать) воздух и пары воды!

2) Конденсация паров воды происходит в результате сжатия атмосферного воздуха волнами сжатия идущих из пространства , которые, являются, как противодействие волнам расширения идущих от земли в пространство!

3) В результате взаимодействия этих волн и выпадают осадки в виде дождя, снега или града. Алексей Мишнев. 2.03.2013г.

Теплый воздух поднимается вверх, а холодный вниз.

Воздух нагревается, но в воздухе есть молекулы, которые при нагревании начинают ускорять свое движение. Вот воздух и поднимается вверх, кажется, что он легче.

Объем и плотность играют роль. Высокая плотность холодного воздуха делает его объем тяжелее.