Если молния ударит в пруд, на сколько нагреется вода?
Молния - мощный электрический искровой разряд, который возникает во время грозы, сопровождается громом, а также яркими вспышками света. Попадая в деревья, она, как правило, провоцирует их возгорание.
Это значит, что молния способна нагревать окружающую среду, в том числе и водоемы?
Напряжение электрического поля грозового облака очень высокое - оно измеряется в миллионах и миллиардах вольт. Когда области с противоположными зарядами оказываются слишком близко друг к другу, происходит разряд молнии. Он характеризуется огромной силой тока - от 10 000 до 500 000 ампер. Напряжение и сила тока зависят от многих факторов, например, длины, продолжительности молнии, размера облака, в котором она образовалась.
Как рассчитать температуру нагрева водоема при ударе молнии?
Разряд сопровождается выделением огромного количества энергии, которое достигает миллиарда джоулей. Яркое свечение свидетельствует о высокой температуре в канале молнии - около 30 000℃, а это в несколько раз больше температуры на поверхности Солнца.
Для оценки теплового действия электрического тока используют физический закон Джоуля-Ленца, который ученые установили независимо друг от друга в разное время:
В качестве средней силы тока можно взять значение в 200 000 ампер. Промежуток времени - это продолжительность молнии - 0,2 секунды в среднем. Чтобы узнать сопротивление воды в пруду, необходимы его радиус, глубина и удельное сопротивление (50 Ом . м). Если принять глубину пруда за 1 метр, радиус за 25 метров, то сопротивление воды будет равно 0,025 Ом.
Этот показатель слишком мал. Но если представить, что в пруд ударила более мощная молния (500 000 ампер) с максимальной продолжительностью (свыше 7 секунд), то вода нагреется примерно на 5℃. Примечательно, что, к примеру, на Юпитере молнии появляются намного реже, однако они гораздо мощнее земных. Такой разряд мог бы нагреть воду на 25℃.
Вышеуказанные расчеты являются лишь приблизительными, так как имеют массу погрешностей. Следует учитывать испарение воды в момент удара молнии, медленное распространение нагрева и другие факторы.