關鍵概念
天氣
大氣
蒸發
凝結
簡介
你有沒有想象過雲內部是什麼樣的？你知道如果你在雲裡，你會全身溼透嗎？雲有很多不同的型別，但它們共同的一點是都由水（或冰）組成。但是雲是如何形成的，水怎麼可能漂浮在我們上方的空中呢？在這個活動中，你將在一個罐子裡製造自己的雲，並測試雲形成所需的條件！
背景
為了理解雲的形成，我們需要理解汽化（水從液體變為氣體）和凝結（水從氣體變為液體）的過程。如果你曾經煮過一壺水或看過水沸騰，你就已經看到水從液體變成氣體。在液態形式中，水分子非常緊密地聚集在一起。這種緊密性允許在單個水分子之間形成氫鍵，從而使每個水分子都與周圍的水分子連線在一起。你可以透過觀察平面上的水滴來觀察這一點。水滴不是鋪展開來，而是保持圓潤的形狀。水滴之所以能保持這種形狀，是因為形成水滴的單個水分子之間存在氫鍵的強度。
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當你加熱一壺水時，你會給單個水分子新增能量。當新增足夠的能量時，水分子能夠打破它們之間的鍵，並以氣體的形式逸入空氣中。當這些單個水分子從沸水的表面脫離並升到壺上方時，它們會失去能量（以熱量的形式）。結果，這些較冷的水分子凝結成微小的水滴，我們將其視為蒸汽。
雲的形成遵循相同的基本原理。當暖空氣上升（以水蒸氣的形式攜帶水分）時，它會膨脹並冷卻。發生這種情況時，水蒸氣會凝結成液態。這種凝結與你春天早晨在草地或汽車窗戶上發現的凝結型別相同。在雲中，水滴附著在空氣中漂浮的微小塵埃顆粒上。數十億個這種潮溼的塵埃顆粒形成了雲！
在這個活動中，你將透過快速改變罐子中水的溫度來模擬雲的形成。你將嘗試不同的變數來確定雲形成的重要因素，以及不同的條件如何決定雲是否在大氣中形成。
材料
可以被弄溼的平坦工作臺（防止水溢位）
帶有密封蓋的玻璃罐（例如梅森罐或乾淨的泡菜罐）
半杯非常熱的水（小心操作，並由成人協助）
半杯非常冷的水
氣霧劑噴罐（使用透明的東西，例如髮膠。）
一碗冰塊
永久性記號筆或一塊膠帶
一塊黑色卡紙，幫助你視覺化雲（可選）
食用色素，使你的雲更加突出（可選）
準備
將半杯水倒入罐子中，並使用記號筆或膠帶在罐子上標記水位。倒空罐子。
如果你選擇使用黑色卡紙，請將其靠在牆上或靠在你要進行活動的附近的書上。這張紙將用作背景，但一旦你放入熱水，就無法拿起罐子，因此紙張應緊挨著你的工作臺。
取下罐子和氣霧劑噴罐的蓋子，以便可以使用它們。
如果你選擇使用食用色素給水染色，請在開始前將幾滴滴入熱水和冷水中
收集所有材料，並將它們排列在工作臺附近方便取用的地方。此活動需要你快速工作，因此請在開始前準備好一切。
在成人的幫助下，將水加熱至沸騰
步驟
讓一位成年人小心地將沸水倒入罐子中。注意水位是否達到你在罐子上做的標記。如果沒有，請注意將水倒入罐子時水位所在的確切位置。你對水有什麼看法？你能看到蒸汽上升嗎？
快速地從氣霧劑噴罐中向罐子噴幾次，然後讓一個成年人用蓋子密封罐子。（小心避開罐子中非常熱的蒸汽。）當噴霧進入罐子時會發生什麼？你注意到有什麼變化嗎？
將冰塊放在罐蓋的頂部。
花幾分鐘觀察罐子內部發生的情況。你注意到什麼？密封水和噴霧後，罐子有什麼不同？
在開啟蓋子之前，檢查水位是否自你首次將水倒入罐子以來發生了變化。水位改變了嗎？是什麼原因導致罐子內部水位發生變化？
緩慢而小心地鬆開然後從罐子上提起蓋子。
觀察開啟的罐子。你對其內容有什麼看法？裡面發生了什麼？有什麼東西正在離開罐子嗎？它是什麼？
小心地（避免飛濺）將幾塊冰塊放入罐子中。
觀察罐子幾分鐘。冰塊是否改變了內部發生的情況？如果有，什麼發生了變化？
小心地倒出水並沖洗罐子。
使用以下步驟，用冷水重複此活動。
小心地將冷水倒入罐子中。注意水位是否達到你在罐子上做的標記。如果沒有，請注意將水倒入罐子時水位所在的確切位置。你對水有什麼看法？你能看到蒸汽上升嗎？為什麼用冷水看不到蒸汽上升？
快速地從氣霧劑噴罐中向罐子噴幾次，然後用蓋子密封罐子。當噴霧進入罐子時會發生什麼？你注意到有什麼變化嗎？
將冰塊放在罐蓋的頂部。
花幾分鐘觀察罐子內部發生的情況。你注意到什麼？密封水和噴霧後，罐子有什麼不同？與用熱水嘗試時相比，此實驗有什麼不同？
在開啟蓋子之前，注意水位是否自你首次將冷水倒入罐子以來發生了變化。水位改變了嗎？是什麼原因導致罐子內部水位發生變化？
緩慢而小心地鬆開然後從罐子上提起蓋子。
觀察開啟的罐子。你對其內容有什麼看法？裡面發生了什麼？有什麼東西正在離開嗎？為什麼？
額外：使用不同的液體（例如，果汁或蘇打水）重複此活動。看看是否有液體產生與水不同的結果。這些結果是什麼？你認為可能是什麼原因導致了這種差異？
額外：在不使用氣霧劑噴霧的情況下重複此活動。它仍然有效嗎？為什麼？
觀察和結果
當用熱水進行此活動時，你是否觀察到雲的形成？這是預期的。當用冷水重複此活動時，你是否觀察到雲的形成？使用冷水時不應該看到雲，因為你需要熱量來產生足夠的水蒸發才能形成可見的雲。
在這個活動中，你透過快速改變罐子中水的溫度來模擬雲的形成。當你將熱水倒入罐子時，熱水會產生水蒸氣；當水蒸氣升到頂部時，會被放在蓋子上的冰塊冷卻。結果，水蒸氣迅速在罐子頂部凝結成微小的水滴。為了模擬大氣中引起雲的塵埃顆粒，我們使用了氣霧劑噴霧。噴霧釋放的微小顆粒為收集水凝結提供了表面。
當你取下盛有熱水的罐子的蓋子時，你可能已經注意到你的雲仍然相當完整。當罐子中的暖空氣開始逸入房間時，它的一些觸鬚可能開始漂移。然而，當你將冰塊放入熱水中時，你可能觀察到你的雲開始更快地消失。這是因為熱水很快冷卻，因此不再釋放水蒸氣。因此，沒有蒸氣凝結並形成雲。
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