Hoe Lightning werkt

Bliksemflitsen tegen wolken creëren een buitenaards effect. Wat is de wetenschap achter dit prachtige - maar gevaarlijke - natuurverschijnsel? Zie meer bliksemfoto's. © Fotograaf: Soldeandalucia | Bureau: Dreamstime.com

Bliksem is een van de mooiste displays in de natuur. Het is ook een van de meest dodelijke natuurverschijnselen die de mens kent. Met bouttemperaturen die hoger zijn dan het oppervlak van de zon en schokgolven die in alle richtingen uitstralen, is bliksem een ​​les in natuurkunde en nederigheid.

-Naast zijn krachtige schoonheid, presenteert bliksem de wetenschap een van zijn grootste lokale mysteries: hoe werkt het? Het is algemeen bekend dat bliksem wordt gegenereerd in elektrisch geladen stormsystemen, maar de methode van cloudopladen is nog steeds ongrijpbaar. In dit artikel gaan we bliksem van binnenuit bekijken, zodat je dit fenomeen begrijpt.

Bliksem begint met een proces dat minder mysterieus is: de waterkringloop. Om volledig te begrijpen hoe de watercyclus werkt, moeten we eerst de principes van verdamping en condensatie begrijpen.

Verdamping is het proces waarbij een vloeistof warmte absorbeert en in damp verandert. Een goed voorbeeld is een plas water na een regenbui. Waarom droogt de plas op? Het water in de plas absorbeert warmte van de zon en de omgeving en ontsnapt als damp. "Escape" is een goede term om te gebruiken bij het bespreken van verdamping. Wanneer de vloeistof aan hitte wordt blootgesteld, bewegen de moleculen zich sneller. Sommige moleculen kunnen snel genoeg bewegen om los te komen van het vloeistofoppervlak en warmte af te voeren in de vorm van damp of gas. Eenmaal vrij van de beperkingen van de vloeistof, begint de damp in de atmosfeer te stijgen.

Condensatie is het proces waarbij een damp of gas warmte verliest en in een vloeistof verandert. Telkens wanneer warmte wordt overgedragen, gaat deze van een hogere temperatuur naar een lagere temperatuur. Een koelkast gebruikt dit concept om je eten en drinken te koelen. Het zorgt voor een omgeving met lage temperaturen die de warmte van uw dranken en voedingsmiddelen absorbeert en die warmte afvoert in wat bekend staat als de koelcyclus. In dit opzicht werkt de atmosfeer als een enorme koelkast voor gas en dampen. Naarmate de dampen of gassen stijgen, dalen de temperaturen in de omringende lucht steeds lager. Al snel begint de damp, die warmte heeft weggevoerd van zijn "moeder" -vloeistof, warmte aan de atmosfeer te verliezen. Naarmate het naar grotere hoogten en lagere temperaturen stijgt, gaat er uiteindelijk genoeg warmte verloren om de damp te laten condenseren en terug te keren naar een vloeibare toestand.-

Laten we deze twee concepten nu toepassen op de waterkringloop.

Water of vocht op aarde absorbeert warmte van de zon en de omgeving. Als er voldoende warmte is geabsorbeerd, kunnen sommige vloeistofmoleculen voldoende energie hebben om uit de vloeistof te ontsnappen en als damp in de atmosfeer te stijgen. Naarmate de damp hoger en hoger stijgt, wordt de temperatuur van de omringende lucht lager en lager. Uiteindelijk verliest de damp voldoende warmte aan de omringende lucht om deze weer in een vloeistof te laten veranderen. De zwaartekracht van de aarde zorgt er vervolgens voor dat de vloeistof terug naar de aarde "valt", waardoor de cyclus wordt voltooid. Opgemerkt moet worden dat als de temperaturen in de omringende lucht laag genoeg zijn, de damp kan condenseren en vervolgens kan bevriezen tot sneeuw of natte sneeuw. Nogmaals, de zwaartekracht zal de bevroren vormen claimen en ze zullen terugkeren naar de aarde.

In de volgende sectie zullen we zien wat elektrische stormen veroorzaakt.