De reden waarom warme lucht opstijgt zit hem in de dichtheid.

De dichtheid van een stof of voorwerp is zoiets als de massa ten opzichte van zijn volume.

Dichtheid = massa/volume

Dus hoeveel weegt bijvoorbeeld 1 kubieke zand? Eenheid is dan ook in kg/m3 

Op het moment dat lucht opwarmt, gaan de luchtmoleculen harder trillen. Hierdoor hebben ze meer ruimte nodig en zal warme lucht dus ook uitzetten. Doordat de lucht uitzet, zal 1 kubieke meter warme lucht minder wegen dan 1 kubieke meter koude lucht.

Uit de praktijk zal het je bekend zijn dat voorwerpen met een grotere dichtheid meer door de aarde worden aangetrokken dan voorwerpen met kleine dichtheden (waarom zinkt een baksteen? waarom valt een bal naar beneden als je hem omhoog geschopt hebt?). 

Zodoende zal ook de warme lucht opstijgen. Of anders: De koude lucht valt naar beneden.

ik begrijp het nie helemaal, als de warme lucht een kleinere dichtheid heeft dan de koude lucht hoezo stijgt warme lucht dan minder snel dan koude lucht als het relatief warme lucht heb in de atmosfeer.

Warmere lucht stijgt sneller dan koudere lucht omdat warmere lucht een lagere dichtheid heeft (en "omhooggeduwd" wordt door de dichtere lucht tot de hoogte waarop de dichtheid gelijk wordt - dwz de omgevingslucht is even warm als de aanvankelijk stijgende warme lucht).

Koudere lucht stijgt niet in een warmere omgeving: het daalt tot het niveau waarop de omgeving even koud is.

Toevallig zijn wij bezig met een goede maar voor iedereen begrijpelijke uitleg waarom warme lucht stijgt en koude lucht daalt. Bovenstaande helpt al veel maar we zijn toch nog op zoek naar een duidelijke visualistie of uitleg met praktische vergelijkingen. Kunnen jullie ons verder helpen met wat afbeeldingen die het fenomeen goed weergeven? 
Patrick Lems

Een heteluchtballon stijgt. vlammen warmen de lucht in de ballon op, de ballon zwelt op (hogere druk door sneller bewegende deeltjes. Daardoor neemt de dichtheid af (zelfde aantal deeltjes in  groter wordend volume) en ballon stijgt. Tot een hoogte waarin de buiten luchtdichtheid even groot is. Door weer verhitten stijg je hoger, bij afkoelen (vlam uit) daal je weer.


Het weer is ook zo'n systeem. Warme lucht (opwarming door beschenen hete grond) stijgt op: lage druk gebied. Koude (dichtere) lucht vult het verdwijnen van lucht aan: wind. Boven koelt de lucht af, wordt dichter, valt naar beneden: hoge luchtdruk, duwt lucht weg naar lagere druk gebieden: wind. Die beweging is niet recht naar boven en beneden maar meer cirkelvormig (opstijgen bij evenaar, neerkomen op 30 graden NB of ZB: luchtcellen)

Hoi Theo, dankjewel. Dit is inderdaad de meest heldere manier om het uit te leggen. Ik ga ermee aan de slag.

Vraagje:
Stijgt vorst van de grond op...,
Of valt de vorst uit de lucht naar beneden?

dag Wim,

 ja en nee.
Nee: koude lucht heeft een grotere dichtheid dan warmere lucht en stijgt dus niet op
Ja: onder een open hemel straalt de grond 's nachts veel meer warmte uit dan ze ontvangt, en koelt dus sterk af. Daardoor koelt de lucht vlak boven de grond ook sterk af, waardoor de laag vlak daarboven ook afkoelt, enz, en die laag kan dikker en dikker worden, zodat je toch zou kunnen stellen dat vorst van de grond opstijgt.

 ook dat is onder bepaalde omstandigheden mogelijk. Stel je woont in een heuvelgebied met plateaus ingesneden door valleien, zoals bijvoorbeeld Noord-Frankrijk of de Ardennen, en onder een heldere nacht koelt lucht vlak boven de grond op de plateaus af. Die koude lucht stroomt dan de valleien in. Ook midden in de zomer is voor kamperen in die valleien warme kleding en dikke slaapzakken sterk aanbevolen. 
's winters is dit in Nederland ook wel eens zichtbaar waar te nemen: de lucht boven geploegd land koelt af, er ontstaat een dunne laag grondmist, en die mist zié je gewoon de sloten in stromen.

Groet, Jan 

Wat zouden de gevolgen zijn als koude lucht zou opstijgen ipv warme lucht?

Dan zouden we de natuurkunde en met name de 2e wet van de thermodynamica moeten herzien.
Het is niet zo, dus filosoferen over "what if" is nutteloos tijdverdrijf.

Koude en warmte hebben hetzelfde effect in de natuur, zoals bij ons, mensen. Als wij koud hebben, maken we ons klein om de warmte te behouden. Is het warm, dan kunnen we ons niet groot genoeg maken om af te koelen. De natuur doet hetzelfde. Is er warme lucht, dan nemen hetzelfde aantal moleculen een grotere plaats in, zoals wij, om te kunnen afkoelen. Wordt het koud, dan gaan de moleculen dichter op elkaar zitten, om de warmte te behouden, zoals de natuur het voorschrijft. De natuur heeft zijn eigen evenwicht daarin...

dag Tim,

Dat is een leuk ezelsbruggetje voor uitzetten en krimpen. Maar verder willen moleculen helemaal niks, dus als natuurkundige uitleg kunnen we dat beter maar niet proberen te gebruiken zo. 

groet, Jan

>De natuur doet hetzelfde. Is er warme lucht, dan nemen hetzelfde aantal moleculen een grotere plaats in, zoals wij, om te kunnen afkoelen. 

Nou... nee. Moleculen reageren niet zoals warmbloedige zoogdieren.

Warmere lucht betekent meer energie in die lucht en daarmee meer kinetische energie voor elk van de luchtdeeltjes (of eigenlijk: de zuurstof-, stikstof- en andere moleculen waaruit lucht bestaat). Grotere kinetische energie betekent hogere snelheid betekent meer expansie totdat de snelheid weer een gelijke druk uitoefent (door impulsuitwisseling met een (flexibele) wand)
Niet omdat het wil afkoelen.

Koudere lucht bevat minder energie, minder snelheid voor de moleculen. Dus voor eenzelfde druk neemt het volume af waarbinnen het gas beweegt.

Voor een ideaal gas in afgesloten (maar variabel grote) ruimte:  pV/T = nR = constant.    Groter volume V,  hogere temperatuur bij een uiteindelijk zelfde druk p  (ofwel V/T = constant).

Waarom stijgt warme lucht uberhaupt op?

Ik snap het niet, lucht heeft toch een gewicht? Dan zou de zwaarte kracht erop moeten werken en zou het toch hoe dan ook naar beneden bewegen?

Is de lucht net zo'n situatie als een zwembad en dat je alleen daalt als je een grotere dichtheid hebt dan water?

Kan iemand me dit uitleggen?

Lucht heeft gewicht. Soortelijk gewicht is het gewicht van 1 m³  
Warme lucht heeft in 1 m³ minder gewicht omdat daar minder luchtdeeltjes in zitten. Warme lucht heeft snellere luchtdeeltjes, die duwen koudere, langzamere luchtdeeltjes opzij.
Door die kleinere dichtheid gaat (Wet van Archimedes - geldt niet alleen voor onderdompelingen in vloeistoffen - lucht gedraagt zich in dat opzicht precies zoals water) die kubieke meter warme lucht omhoog omdat de koudere lucht eromheen netto een druk naar boven uitoefent. Pas waar de omgeving in soortelijk gewicht even groot is als de warme "luchtbel" stopt de stijging. 

Op alle lucht werkt de aardse zwaartekracht en die trekt ook alles naar de aardbodem toe. In theorie zou alle lucht platgedrukt kunnen worden op het aardoppervlak. Maar naarmate meer lucht naar beneden komt, neemt de dichtheid toe en gaan luchtdeeltjes elkaar ook wegduwen. Uiteindelijk ontstaat een stabiele situatie waarbij de druk beneden groot genoeg is om de laag erboven daar te houden. Zo vormt de dampkring een dunne schil van zo'n 10 km dikte om de aardbodem heen. Het soortelijk gewicht neemt naar boven af (de lucht wordt "dunner" doordat meer luchtdeeltjes naar lager kunnen zakken, niet omdat het warmer wordt).

Feitelijk is ons lichaam "te zwaar" voor de lucht en zakken we dus door de luchtlaag naar de bodem. Op dezelfde manier als een blok steen in het water tot de bodem zakt.