800x6001024x768Auto Width
Главная

Грозовые разряды и загадка шаровой молнии

Шаровая молния в предшествующие века

Свойства грозовой молнии

Существует ли в действительности шаровая молния?

Наблюдения шаровой молнии

Фотографии шаровой молнии

Характерные черты шаровой молнии

Теоретические и экспериментальные исследования

Современное состояние проблемы шаровой молнии

Возникновение шаровой молнии при химических реакциях

Для оценки размеров возникающего огненного шара можно использовать простую формулу для сферического пламени:

где Н — теплота, полученная шаром диаметра d при горении, которое повышает первоначальную температуру газа Та до температуры Тb, с — удельная теплоемкость смеси горючего газа с воздухом, а р — плотность газа при Тb. Введя в уравнение характерные значения параметров, можно рассчитать диаметр сферы. Первоначальная концентрация углеводорода принималась ниже минимального предела возгорания, который для метана в воздухе составляет 5,4% (по объему) и для пропана — 2,8%. При полном сгорании таких смесей подходящего объема выделяется энергия от 102 до 106 Дж. Смесь газов должна иметь удельную теплоемкость примерно 0,28 кал/(г град) и плотность 2 10-4 г/см3. Красный или красно-желтый цвет, чаще всего наблюдаемый у шаровой молнии, согласно закону Вина, соответствует излучению с температурой 4000—5000° С. Диаметр сфер, полученный при таких параметрах, оказывается в пределах 6—130 см, что согласуется с наблюдениями шаровой молнии.

Процесс горения этого огненного шара можно подвергнуть более детальному критическому рассмотрению, отнюдь не снижая ценности этой модели для объяснения некоторых непонятных свойств, приписываемых шаровой молнии. Образование из метана более сложных углеводородов с помощью электрических разрядов было продемонстрировано экспериментально для концентраций, на порядок превосходящих те величины, которые рассматривались в связи с естественными шаровыми молниями. При более низких концентрациях этот процесс может оказаться неэффективным. Было продемонстрировано, что под воздействием электрического поля мельчайшие частицы кристаллических веществ собираются в большие видимые простым глазом заряженные комки, находящиеся в воздухе во взвешенном состоянии под действием электростатических сил. Образование аналогичных жидких аэрозольных капель и их поведение в естественном электрическом поле вовсе не обязательно должно быть таким, как оно описывается в этой модели шаровой молнии. Температура огненных шаров, оцененная на основе закона Вина, вдвое превышает нормальную температуру пламени в оптимальных условиях, которая как для метана, так и для пропана, горящих в воздухе, составляет примерно 2000° С. При низких концентрациях, о которых речь шла выше, температура горения будет еще меньше.