A felhő, a pára most tulajdonképpen valódi gáz halmazállapot, vagy nagyon-nagyon kicsi vízcseppek sokasága?

"Ha folyadékban diszpergálsz folyadékot, az az emulzió"

"Ha folyadékban folyadékot, az a keverék"

Van itt valami keveredés. :)

Az emulzió nem az, amikor egymással alapból nem keveredő folyadékokat keverünk emulgeáló szer segítségével?

Na akkor menjünk szépen sorjában.

"Úgy tudom, a felhő valójában icipici vízcseppekből áll."

Jól tudod.

"Akkor ezt mégsem lehet légnemű halmazállapotnak hívni?"

Az icipici vízcseppek levegőben vannak szétszórva. Ez nem vegyes halmazállapot, hanem levegő és vízcseppek egymás mellett. Nincs ebben semmi meglepő, a levegő körülveszi a folyékony cseppeket, mint ahogy itt a földfelszínen a szilárd homokszemeket is körülveszi a gáznemű levegő. Ez nem vegyes halmazállapot, hanem különböző halmazállapotok egymás mellett.

"Mi tartja fenn a felhőket?"

Nagyon jó kérdés! A felhőben lévő cseppek olyan aprók, hogy szabad szemmel alig vennéd észre őket. A felhő belsejében egy köbcentiméter levegőben (1x1x1 cm méretű képzeletbeli kockában) 250-1000 db (!) apró vízcseppecske van. Mivel azonban a víz sűrűsége elég nagy, egy felhőben több tonnányi folyékony víz lebeg milliméternél is kisebb méretű cseppekre szétoszlatva.

A cseppek olyan aprók, hogy a legkisebb légáramlat is meg tudja emelni őket. Ezért nem esnek ki a felhőből.

Ha a felfelé áramló légáramlat megszűnik, és a cseppek elindulnak lefelé, akkor a pici cseppek elpárolognak még mielőtt elérnék a földfelszínt. Ilyenkor tűnik el a felhő.

Ha a feláramlás erősebb, akkor nagyobb cseppeket is fel tud emelni. Egy zivatarfelhő belsejében már akár 1-5 centiméter átmérőjű vízcseppek és jégdarabok is mehetnek FELFELÉ! Ha kikerülnek a feláramlásból, ezek a nagy cseppek már nem párolognak el földet érés előtt. Ilyenkor esik az eső.

"Most akkor tulajdonképpen nincs is olyan, hogy a víz teljesen légnemű legyen?"

Dehogynincs. Pontosan ez van körülötted mindenhol, ahol nincs felhő. Vízgőz mindig van a levegőben, de azt nem látod. A felhő belsejében is van vízgőz a levegőben, de nem attól fehér, hanem a folyékony cseppektől. A vízgőz önmagában láthatatlan.

Tehát a felhő: apró icipici vízcseppek/jégdarabok, amiket körülvesz a levegő, a levegőben pedig természetesen ott van a vízgőz is.

Itt van egy ábra a méretskálák érzékeltetésére. A kép alján látható egy átlagos esőcsepp széle, a kép közepén kékkel két felhőcsepp mérete (amik még képesek lebegni a felhőben), feketével pedig egy légkörben lebegő porszem, a sokat emlegetett "szállópor" mérete.

[link]

"És akkor a kolloid az micsoda?"

A kolloid egy általánosabb fogalom, de a felhőkre is értelmezhető.

Ha teljesen áramlásmentes, mozdulatlan vízbe beleteszel szilárd szemcséket (pl. liszt, homok, stb.), és sokáig vársz, akkor ezek a szemcsék a súlyuknál fogva lesüllyednek a víz aljára.

A süllyedés sebessége annál nagyobb, minél nagyobb a szemcse. A kis szemcsék tehát tovább maradnak a folyadékban.

Van azonban egy másik folyamat, a diffúzió (Brown-mozgás), ami azt jelenti, hogy a részecskék saját erejükből mászkálnak, keverednek a folyadék belsejében. Ezért tud idővel elkeveredni akkor is egy festékpaca, ha semmilyen áramlás nem viszi arrébb a festéket.

Ez nagyon gyenge mozgást jelent, viszont egészen apró részecskéknél a Brown-mozgás nagyobb lehet, mint a gravitációs süllyedés (ülepedés). Ilyenkor a saját mozgásából adódóan többet bolyong össze-vissza a folyadékban, mint amennyit a súlya miatt süllyed. Ez oda vezet, hogy a nagyon-nagyon pici részecskék soha nem fognak "kiesni" a folyadékból, hanem örökké benne maradnak. Ezek a kolloid keverékek.

A felhőben lévő apró vízcseppek is ilyen kolloidnak tekinthetők, mert icipici méretük miatt soha nem tudnak kiesni a levegőből.

Az inverzió szinte minden éjszaka megfigyelhető.

Az köztudott dolog, hogy nappal a napsugárzás nem a levegőt melegíti, hanem a földfelszínt, és a földfelszín alulról melegíti fel a levegőt.

Éjszaka pont ugyanez történik megfordítva. Nem a levegő hűl ki, hanem a földfelszín, és az hűti ki alulról a levegőt. Ezért éjszaka közvetlenül a talaj felett van a leghidegebb (lásd talajmenti fagy), és felfelé melegszik a levegő. Ez az inverzió.

Persze ez az inverzió csak a talaj feletti 10-1000 méteres rétegben van jelen (ezen belül a vastagsága sok mindentől függ), ameddig a felszín hűtő hatása érvényesül. Normál esetben napkelte után egy-két órával a nap melegítő hatása újra felmelegíti az alsó légrétegeket és ezzel felszakítja az inverziót.

Ha azonban az inverziós réteget köd, felhő vagy szmog tölti ki, akkor a nap ezen nem tud átsütni. Ilyenkor a hideg levegő a felszínen akár napokig, hetekig is megmaradhat, miközben egyre párásabbá és szennyezettebbé válik.