閃電是司空見(jiàn)慣的大氣放電現(xiàn)象,可是您想過(guò)沒(méi)有,每一次閃電大致放出了多少度電能?如果將一次閃電的電能用在其他方面,夠做什么用呢?
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早有科學(xué)家對(duì)閃電的各種情況進(jìn)行過(guò)研究,發(fā)現(xiàn)閃電的電壓非常強(qiáng),可達(dá)10萬(wàn)到1億伏特,電流則在1萬(wàn)到20萬(wàn)安培之間,而時(shí)間多在0.001~10秒之間,閃電發(fā)生的瞬間,可將空氣中氣體分子電離化,產(chǎn)生出氮肥和臭氧等,在這一瞬間,閃電的溫度可達(dá)1~3萬(wàn)攝氏度,比太陽(yáng)表面的溫度還高好幾倍。
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那么一道閃電的能量有多高呢?一般認(rèn)為一道我們常見(jiàn)的閃電,可以釋放出10億焦耳的能量,換算成電能的度數(shù)大概就是280度,不過(guò)閃電的大小差別很大,地球上最大的閃電可能要是這個(gè)數(shù)值的上萬(wàn)倍。
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那么我們以10億焦耳或者說(shuō)280度電能來(lái)衡量,這么多的能量還是可以做很多事情的,如今的電動(dòng)汽車(chē)的充電容量大約為60~85度,所以一次閃電的電能可以供電動(dòng)汽車(chē)充電4~5次;一度電大致可以燒開(kāi)10.7升水,那么一次閃電的能量大致能燒開(kāi)3噸水左右;一戶(hù)普通家庭(3~6口人)一個(gè)月的用電量大概在100~300度之間,所以一次閃電的電能是足夠一戶(hù)普通家庭一個(gè)月使用的。
不過(guò)必須指出的是,閃電的規(guī)模大小差別很大,其所蘊(yùn)含的電能的差別當(dāng)然也很大。一般發(fā)生在自然界的閃電的長(zhǎng)度只有幾百米,最短的不到100米,但已知地球上距離最長(zhǎng)的閃電長(zhǎng)達(dá)709公里,于2018年10月31日發(fā)生在巴西的南部,被太空中的氣象衛(wèi)星捕捉到,世界氣象組織通過(guò)影像資料分析它的長(zhǎng)度,發(fā)現(xiàn)它超過(guò)了北京到鄭州(直線距離625公里)或者說(shuō)武漢到上海(直線距離689公里)的距離,你能想象一道閃電就延伸了這么長(zhǎng)的距離嗎?實(shí)際上這道閃電的實(shí)際長(zhǎng)度還要更長(zhǎng),因?yàn)殚W電都是彎曲的,而且大型閃電往往還有很多分支,而上面的數(shù)據(jù)是這道閃電兩端的直線長(zhǎng)度,所以這條閃電的實(shí)際長(zhǎng)度很可能要翻倍。
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已知?dú)v時(shí)最長(zhǎng)的閃電也發(fā)生在南美洲,世界氣象組織通過(guò)衛(wèi)星資料發(fā)現(xiàn)在2019年3月4日,阿根廷北部有一道閃電持續(xù)了16.73秒,這道閃電的規(guī)模也很是巨大,為一種電流極強(qiáng)的巨型閃電。
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如此規(guī)模的閃電,其電壓和電流以及持續(xù)時(shí)間都超乎尋常,不能用一般的標(biāo)準(zhǔn)去衡量,其釋放的能量當(dāng)然也是非常巨大的,預(yù)估最大閃電的能量是普通閃電能量的1~10萬(wàn)倍,最高或可達(dá)3,000萬(wàn)度,足夠10萬(wàn)戶(hù)家庭用電一個(gè)月。
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閃電是大氣層中空氣分子的活動(dòng)促成的一種自然界的放電現(xiàn)象,通常出現(xiàn)在氣溫較高的降雨天氣中,之所以會(huì)發(fā)生閃電這種放電現(xiàn)象,是因?yàn)樵谌伺c人之間以及人與地面之間形成了電場(chǎng),一般積雨云底層為陰電,頂層為陽(yáng)電,有時(shí)候地面也會(huì)產(chǎn)生陽(yáng)電荷,正電荷和負(fù)電荷彼此相吸,因此會(huì)出現(xiàn)電壓和產(chǎn)生電流,但電流在空氣中并不容易通過(guò),需要極強(qiáng)的電壓才能促成,因此在條件成熟時(shí),電流經(jīng)過(guò)空氣傳導(dǎo),所經(jīng)過(guò)的空氣就被電離化,這時(shí)候我就會(huì)發(fā)生閃電現(xiàn)象了,對(duì)電流的經(jīng)過(guò)產(chǎn)生極高的溫度,大量空氣分子的性質(zhì)被改變,便出現(xiàn)了氮肥和臭氧等。
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參考資料:
《上觀新聞》2020年4月6日文章《天上一道閃電,是多少度電?》
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