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云是地球上最优美的景观，是由数以亿计的小水滴和小冰晶组成的，它们折射和反射光线，于是我们就看见了云。我们都知道水比空气重得多，云既然是水组成的，云层中有数以吨计的水，为什么它能漂浮在空中呢？
水蒸气是水的气体形态。液态水是由许多水分子通过相互间氢键的作用结合成分子团，而当水蒸发时，水分子会脱离出来，变成一个个独立的分子，分子与分子之间保持着距离。水的摩尔质量为18.02g / mol，而在标准温度和压力下，空气的平均分子量为28.57g / mol。空气的摩尔质量比水要大的多，为什么会这样？我们知道，干燥空气中含有约78％的氮气和1％的其它气体。氮的原子量为14，氮气由两个氮原子组成，所以氮气的分子量为28，同样的，氧气的分子量为32。水分子的分子式是H₂O，它是由一个氧原子与两个氢原子组成，水分子的分子量只有18。因此空气的摩尔质量比水大。
纯水蒸气每升重约0.598克，而一升空气重约1.27克，空气比水蒸气要重多了。水蒸气比空气更轻，因此它会上升，并且与空气相混合。混合了水蒸气后的空气不仅变得潮湿，它的摩尔质量也降为28.51g / mol，所以潮湿的空气比干燥的空气轻，它会继续显现上升状态。当潮湿空气上升到距离地面很远的高空时，空气的温度会越来越低，这是因为地面的热辐射逐渐减少的缘故。于是空气中的水分子相遇，它们的氢键会发生作用，水分子会凝聚在一起，形成极微小的水滴。水滴的密度比空气大，于是它就会慢慢地往下掉。
相较于重量来说，小水滴的表面积很大，它下降的速度很慢，大约以1厘米/秒的速度往下飘。与此同时，更多的水分子加入会使小水滴向外散热，这会在水滴周围形成一层热的空气层，热空气层会像一个小小的热气球一样托着小水滴上升。水就是这么神奇：当从液态转化为气态时，它会吸收热量，所以汗液的蒸发会让我们感觉到凉快；反过来，当水从气态转为液态时，它会散发热量。
当大量潮湿的空气在高空遇冷，就会形成数以亿计的小水滴，这些小水滴在高空浮沉，同时下方不停有上升的温暖空气托着它们，云层看起来就比较稳定。而当低空的温度比较低时，潮湿空气中的水分子也会在低空凝结起来，这就是我们通常所说的雾。云是高空的雾，雾是低空的云，性质一样，叫法不同而已。
因此，地面的水会因为温度上升和风的作用蒸发到空中，水蒸汽比空气更轻，因此混合了水蒸汽的潮湿空气比干燥空气更轻，潮湿空气会上升。当潮湿空气上升到高空温度下降时，水蒸气会凝结成小水滴，天上的云主要是由冷却的小水滴组成的。云层中的小水滴会因为热交换和下方暖气流的推动不断在空中起落很长时间，当水滴不断变大时，它会掉落地面形成降雨。地球上水的循环主要就是依靠云层的运输和降水完成的。 |
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