Bagaimana Thunderstorms Terjadi?

Bagaimana Thunderstorms Terjadi?
Pada suatu waktu, semua di seluruh dunia, ada badai petir 2.000 terjadi, memproduksi lebih dari 100 sambaran petir kedua. Itu lebih dari 8 juta kilatan petir setiap hari melepaskan kekuatan dari 2 juta ton TNT. Tapi bagaimana awan datang oleh semua energi ini, dan tidak bisa kita meletakkannya untuk digunakan baik?
Lightning Storm
Gambar 1: Pada setiap saat terdapat lebih dari 2.000 badai petir terjadi di seluruh dunia, masing-masing memproduksi lebih dari 100 sambaran petir kedua. Thats lebih dari 8 juta kilatan petir setiap hari.
Para ilmuwan mulai curiga bahwa petir harus menjadi bentuk listrik pada awal tahun 1700-an karena terlihat mirip dengan bunga api Anda bisa menghasilkan dengan menggosokkan bahan tertentu bersama-sama. Ilmuwan Skotlandia Robert Symmer telah ini ke seni yang baik dan memperoleh gelar yang meragukan "filsuf yang bertelanjang kaki" karena dia selalu melepas kaus kaki dan menggosok sutra mereka pada hal-hal untuk menghasilkan bunga api.
Tapi itu yang berani eksperimen oleh Benjamin Franklin dalam tahun 1752, dan satu yang beruntung untuk bertahan hidup, yang terbukti sekali dan untuk semua. Franklin menerbangkan layang-layang ke awan petir dan dihadiahi dengan bunga api arus mengalir dari bagian bawah tali layang-layang.
Bagaimana kilat dihasilkan?
Franklin's percobaan berhasil karena petir adalah multi-juta volt Sidat listrik antara satu awan dan lainnya, atau antara awan dan bumi. Itu dihasilkan ketika gesekan antara air kecil dan partikel es di awan, yang disebut "hydrometeors", menghasilkan listrik statis. Untuk alasan bahwa para ilmuwan tidak sepenuhnya memahami, partikel yang lebih kecil mengambil muatan positif, dan partikel yang lebih besar mengambil muatan negatif.
Saat berdesak-desakan tentang hydrometeors ini, mendorong Gerakan udara vertikal ini lebih kecil-partikel bermuatan positif ke bagian atas awan, meninggalkan muatan negatif terkonsentrasi pada bagian bawah. Ada kemungkinan bahwa angin matahari, satu juta mil per jam pusaran kosmik mengalir keluar dari radiasi matahari, dapat membantu dalam proses penyortiran ini.
Lama akumulasi awan besar beda potensial diukur dalam jutaan volt. Potensial listrik ini menciptakan medan listrik yang kuat, agak seperti garis-garis kontur pada peta, yang membentang dari dasar awan ke tanah (bumi). Akibatnya tanah menjadi bermuatan positif karena elektron ditolak pergi oleh muatan negatif di awan. Tinggi dan benda-benda tajam, seperti bangunan, pohon, kilat konduktor, dan bahkan bermain golf payung, cacad garis-garis kontur lapangan dan mendorong mereka berdekatan, berkonsentrasi medan listrik di sekitar bagian atas objek dan membuatnya menjadi target serangan. Hal ini terjadi ketika lapangan menjadi cukup kuat untuk mengatasi sifat menghina udara, dan kotoran awan ke bumi, menghasilkan petir.
Kilat Menekan Menara Eiffel
Gambar 2:

Setiap kilat adalah sekitar 3 mil panjang tetapi hanya sekitar satu sentimeter lebar. Maka akan dibuang sekitar 1-10 billion joule energi dan menghasilkan arus sekitar 30.000 - 50.000 ampli, yang memanaskan udara di sekitarnya lebih dari 20.000 derajat Celsius, tiga kali lebih panas daripada permukaan matahari (6.000 derajat Celsius).
Jadi berapa banyak energi yang berkeliaran di atas sana?
Setiap kilat adalah sekitar 3 mil panjang tetapi hanya sekitar satu sentimeter lebar. Maka akan dibuang sekitar 1-10 billion joule energi dan menghasilkan arus sekitar 30.000 - 50.000 ampli, yang memanaskan udara di sekitarnya lebih dari 20.000 derajat Celsius, tiga kali lebih panas daripada permukaan matahari (6.000 derajat Celsius). Bahkan satu petir membebaskan energi sebanyak meledakkan satu ton TNT. Dan meskipun mungkin terlihat seperti satu kilat, sebenarnya pemogokan terdiri dari antara tiga dan dua belas individu petir 'stroke', masing-masing berlangsung hanya beberapa ribu detik. Inilah yang membuat petir tampak berkedip.
Dan bagaimana dengan guntur?
Panas yang intens lucutan superheats kilat udara sekitarnya menyebabkan itu untuk memperluas eksplosif. Ini menciptakan kompresi atau 'kaget' gelombang - guntur - yang menyebar melalui udara di segala penjuru, perjalanan sekitar seperlima dari satu mil per detik.
Lampu kilat dan geledek diproduksi secara bersamaan - sebagai orang cukup beruntung pernah menjadi sangat dekat dengan petir dapat memberitahu Anda - tapi cahaya dari lampu kilat bergerak jauh lebih cepat (186.000 mil per detik) dibandingkan suara (0.2 mil per sekitar kedua). Oleh karena itu cahaya mencapai Anda pertama kali, kemudian beberapa saat kemudian (tergantung pada seberapa jauh badai adalah), gulungan guntur masuk
Jadi, dengan semua energi yang mengetuk di atas sana, tentu saja kita bisa mengumpulkan cukup kilat untuk kekuasaan sebuah kota?
Sayangnya tidak - matematika sederhana menunjukkan bahwa ini hanyalah tidak layak:
100 joule energi membuat sebuah bola lampu 100 watt menyala selama 1 detik. Jadi 1 miliar joule energi (jumlah dalam petir yang sederhana) akan menjaga satu sama bohlam menyala hanya dalam 120 hari.
Bisakah Anda kekuatan sebuah kota di listrik di sebuah Lightning Bolt ...?
Rumah tangga rata-rata menggunakan sekitar 500-1000 kilowatt jam (kWh) per bulan. 1 kilowatt jam adalah 1000 Joules per detik dikalikan dengan 3600 detik (jumlah detik dalam satu jam); yaitu 3,600000 Joules.
Jadi, rata-rata rumah tangga mengkonsumsi sekitar 500 x 3,600000 = 1,8 miliar joule energi per bulan. Jadi, jika Anda bisa mengumpulkan semua energi yang terdapat dalam satu petir itu akan berjalan hanya satu rumah selama satu bulan. Ini kedengarannya seperti kabar baik, tetapi tidak semua energi kilat tersedia sebagai listrik - bahkan mungkin kurang dari 1% dari energi (10 juta joule atau lebih) dapat dimanfaatkan sebagai listrik karena jumlah besar telah sia-sia pemanas atas udara.
Maka Anda harus mempertimbangkan 'frekuensi pemogokan' untuk setiap daerah tertentu, biaya yang terlibat dalam membangun menara tinggi untuk bekerja sebagai kolektor kilat, dan kemudian mengatasi masalah bagaimana membangun kapasitor yang cukup besar untuk menyimpan semua biaya yang Anda kumpulkan. Dan siapa yang ingin tinggal dekat sebuah kilat kolektor? Itu akan menjadi salah satu lingkungan bising!
Dan mengenai klaim bahwa petir tidak pernah menyerang dua kali, beberapa tahun lalu New York Empire State bangunan itu memukul 15 kali dalam beberapa menit, sehingga Anda bisa menarik kesimpulan sendiri mengenai keabsahan pernyataan itu.