Αν η αστραπή χτυπά τη λίμνη, πόσο νερό θερμαίνεται;

Anonim
Αν η αστραπή χτυπά τη λίμνη, πόσο νερό θερμαίνεται; 24769_1

Η αστραπή είναι μια ισχυρή εκκένωση ηλεκτρικού σπινθήρα, η οποία συμβαίνει κατά τη διάρκεια μιας καταιγίδας, συνοδεύεται από βροντή, καθώς και φωτεινά εστία φωτός. Βρίσκοντας τα δέντρα, συνήθως τους προκαλεί φωτιά. Αυτό σημαίνει ότι η αστραπή είναι σε θέση να θερμαίνει το περιβάλλον, συμπεριλαμβανομένων των δεξαμενών.

Μηχανισμός και ιδιότητες φερμουάρ

Η αστραπή προκύπτει ως αποτέλεσμα ηλεκτροκίνησης σύννεφων. Οι απορρίψεις τους εμφανίζονται μέσα στα σύννεφα, μεταξύ του νέφους και της επιφάνειας της γης ή των γειτονικών σύννεφων. Αμέσως πριν από την απόρριψη, η διαφορά πιθανής πιθανότητας προκύπτει μεταξύ των σύννεφων ή των σύννεφων και της γης - ανάλογα με τον τύπο αστραπής.

Η ηλεκτροδότηση στα σύννεφα εμφανίζεται λόγω ενός είδους "τριβής" των μικρότερων σωματιδίων - iceclocks και σταγόνες νερού, εκ των οποίων το σύννεφο καταιγίδας αποτελείται. Το άνω μέρος του βρίσκεται σε υψόμετρο περίπου 6-7 χλμ, το κατώτερο - από 0,5 έως 1 χλμ. Τα σύννεφα συνεχώς κινούνται λόγω της κίνησης της ροής του αέρα. Έτσι, το κατώτερο τμήμα του νέφους έχει αρνητικό φορτίο και το άνω είναι θετικό.

Αν η αστραπή χτυπά τη λίμνη, πόσο νερό θερμαίνεται; 24769_2
Σχήμα σχηματισμού κεραυνού

Ενδιαφέρον γεγονός: η αστραπή χτυπάται συχνά σε αντικείμενα στη γη. Ωστόσο, η υψηλότερη πιθανότητα απεργίας αστραπής στον κόσμο γιορτάζεται πάνω από την περιοχή της Βενεζουέλας του ποταμού Katatumbo στη λίμνη Maracaibo. Τη συχνότητα τους - 250 απορρίψεις ανά τετραγωνικό χιλιόμετρο ετησίως.

Η τάση του ηλεκτρικού πεδίου του Cloud Thunder είναι πολύ υψηλή - μετράται σε εκατομμύρια και δισεκατομμύρια βολτ. Όταν οι περιοχές με αντίθετες χρεώσεις είναι πολύ κοντά ο ένας στον άλλο, εμφανίζεται η απόρριψη αστραπής. Χαρακτηρίζεται από τεράστια αντοχή του ρεύματος - από 10.000 έως 500.000 ενισχυτές. Η τάση και η αντοχή του ρεύματος εξαρτώνται από πολλούς παράγοντες, για παράδειγμα, τα μήκη, η διάρκεια του φερμουάρ, το μέγεθος του νέφους στο οποίο σχηματίστηκε.

Πώς να υπολογίσετε τη θερμοκρασία θέρμανσης της δεξαμενής όταν η απεργία αστραπής;

Η απαλλαγή συνοδεύεται από την κατανομή μιας τεράστιας ποσότητας ενέργειας που φθάνει σε μια δισεκατομμύρια ζοφερή. Η φωτεινή λάμψη υποδηλώνει υψηλή θερμοκρασία στο κανάλι φερμουάρ - περίπου 30.000 και είναι αρκετές φορές η θερμοκρασία στην επιφάνεια του ήλιου.

Για να εκτιμηθεί η θερμική επίδραση του ηλεκτρικού ρεύματος Χρησιμοποιήστε τον φυσικό νόμο της Joule-Lenza, ο οποίος οι επιστήμονες έχουν δημιουργήσει ανεξάρτητα το ένα από το άλλο σε διαφορετικούς χρόνους:

Q = I2RT, όπου το Q είναι η ποσότητα θερμότητας, εγώ είναι η τρέχουσα αντοχή, αντοχή στην R - αντίσταση χρόνου, t - χρόνο χρόνου

Ως μέση ρεύμα, μπορείτε να πάρετε μια τιμή 200.000 Amps. Το χρονικό διάστημα είναι η διάρκεια του Lightning - 0,2 δευτερόλεπτα κατά μέσο όρο. Για να μάθετε την αντίσταση του νερού στη λίμνη, η ακτίνα, το βάθος και η αντίσταση (50 ohm m) είναι απαραίτητα. Αν υιοθετήσουμε το βάθος της λίμνης για 1 μέτρο, η ακτίνα είναι 25 μέτρα, η αντοχή στο νερό θα είναι 0,025 ohms.

Αν η αστραπή χτυπά τη λίμνη, πόσο νερό θερμαίνεται; 24769_3
Lightning Katatumbo

Η ποσότητα της επισημασμένης θερμότητας είναι 2,04 χ 108 J. Στη λίμνη του καθορισμένου μεγέθους, η μάζα του νερού είναι περίπου 2 τόνοι και η ειδική θερμική του αγωγιμότητα είναι 4200 j / (kg ℃). Γνωρίζοντας όλες αυτές τις παραμέτρους, με τη βοήθεια του τύπου της συγκεκριμένης θερμικής αγωγιμότητας, μπορείτε να μάθετε πόσο το νερό είναι ζεστό στη λίμνη, δηλαδή 0,024 ℃.

Αυτή η ένδειξη είναι πολύ μικρή. Αλλά αν φανταστείτε ότι πιο ισχυρό φερμουάρ (500.000 Amps) έχει χτυπήσει τη λίμνη με μέγιστη διάρκεια (πάνω από 7 δευτερόλεπτα), τότε το νερό θα θερμανθεί σε περίπου 5. Αξίζει να σημειωθεί ότι, για παράδειγμα, στον Δία φερμουάρ φαίνεται πολύ λιγότερο συχνά, ωστόσο, είναι πολύ πιο ισχυροί. Αυτή η κατηγορία θα μπορούσε να θερμανθεί νερό στα 25.

Οι παραπάνω υπολογισμοί είναι μόνο κατά προσέγγιση, καθώς έχουν πολλά λάθη. Η εξάτμιση νερού πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά τη στιγμή της απεργίας αστραπής, της αργής διάδοσης της θέρμανσης και άλλων παραγόντων. Επομένως, εάν η απόρριψη εμπίπτει στη λίμνη, το νερό σε αυτό θερμαίνεται ασήμαντο.

Ιστοσελίδα καναλιού: https://kipmu.ru/. Εγγραφείτε, τοποθετήστε την καρδιά, αφήστε τα σχόλια!

Διαβάστε περισσότερα