Yıldırımlar Nasıl Meydana Geliyor

YILDIRIMLAR

Yıldırım atmosferde meydana gelen büyük ölçekli bir elektriksel boşalma olayıdır. Genellikle Kümülonimbus Bulutu içinde oluşur. Yıldırım oluşumu termodinamik, elektromanyetizma ve plazma fiziğinin birlikte çalıştığı karmaşık bir süreçtir.

Güneş tarafından ısıtılan sıcak ve nemli hava yükselmeye başlar. Yükselen hava daha düşük basınç bölgelerine çıktığı için genleşir ve adyabatik olarak soğur. Bu süreç:

PV^γ = sabit

ilişkisiyle açıklanır.

P = Basınç

V = Hacim

γ = Özgül ısı oranıdır

Basınç azaldıkça hava genişler ve sıcaklığı düşer. Sıcaklık yeterince düştüğünde su buharı yoğunlaşmaya başlar ve bulut oluşur.

Yoğunlaşma sırasında gizli ısı açığa çıkar:

Q = mLv

Q = Açığa çıkan enerji

m = Yoğunlaşan su kütlesi

Lv = Buharlaşma gizli ısısıdır

Açığa çıkan bu enerji havayı tekrar ısıtarak yükselmeyi daha da güçlendirir. Böylece bulut kilometrelerce yüksekliğe ulaşabilir.

Bulut içinde buz kristalleri, su damlacıkları ve dolu parçaları sürekli çarpışır. Bu çarpışmalar yük ayrışmasına neden olur. Genellikle bulutun üst kısmı pozitif, alt kısmı negatif yüklenir. Yeryüzünde ise elektrostatik indüksiyon nedeniyle pozitif yük birikmeye başlar.

Yük ayrışması sonucunda bulut ile yer arasında çok büyük bir elektrik alan oluşur. Elektrik alan:

E = V/d

denklemiyle tanımlanır.

E = Elektrik alan

V = Potansiyel fark

d = Yükler arasındaki uzaklıktır

Agora Bilim Pazarı

Devrimler Çağı - ve Bu Devrimleri Yapan Kuşaklar

Devrimler bir gecede olmaz; kuşaklar boyunca biriken fikirlerin, cesaretin ve hayal kırıklıklarının ürünüdür. Bir kuşak eski düzeni sorgular, bir sonraki kuşak o sorgulamayı siyasi bir programa dönüştürür. “Devrimler Çağı” dediğimiz dönem, yalnızca barikatların ve bildirilerin değil, nesillerarası bir aktarımın, öğrenmenin ve dünyayı yeniden kurma iradesinin tarihidir. Devrimler Çağı Amerikan, Fransız, Haiti ve Latin Amerika devrimlerini birbirinden kopuk olaylar olarak değil, birbirini besleyen ve kuşaklar boyunca şekillenen büyük bir dönüşüm süreci olarak ele alıyor. Modern dünyanın temellerinin atıldığı bu çalkantılı dönemi yeniden düşünmeye davet eden bu kitapta Nathan Perl-Rosenthal, devrimleri yalnızca büyük isimler ve dramatik anlar üzerinden okumuyor; fikirlerin dolaşımı, deneyimlerin aktarımı ve kuşakların birbirine bıraktığı miras üzerinden ele alıyor. Okuruna devrimlerin gerçek gücünün tek bir patlama anından ibaret olmadığını, birbirini izleyen nesillerin cesaretinde ve ısrarında saklı olduğunu gösteriyor.

Devamını Göster

₺510,00 ₺0,00

Satın Al Tüm Ürünler

Fırtına bulutlarında elektrik alan milyonlarca volt seviyesine ulaşabilir.

Normal koşullarda hava yalıtkandır. Ancak elektrik alan kritik değeri geçtiğinde hava molekülleri iyonlaşmaya başlar. Bu süreç Townsend Çığ İyonlaşması ile açıklanır.

Elektron sayısının değişimi:

n(x) = n0 e^(αx)

şeklinde ifade edilir.

n0 = Başlangıç elektron sayısı

α = İyonlaşma katsayısı

x = alınan yoldur

Elektronlar hızlanarak yeni iyonlaşmalar oluşturur ve süreç çığ gibi büyür.

Gazın hangi gerilimde delinmeye başlayacağı Paschen Yasası ile açıklanır.

Delinme gerilimi yaklaşık olarak:

Vb = [Bpd] / [ln(Apd) - ln( ln(1 + 1/γse ) )]

p = Gaz basıncı

d = Mesafe

A ve B = gaz sabitleri

γ'se = ikincil elektron yayılım katsayısıdır.

Vb = Delinme gerilimi

İyonlaşma ilerledikçe havada iletken bir plazma kanalı oluşur. Bu kanal yere doğru ilerleyen “lider kanal” yapısını oluşturur. Yer yüzeyinden yükselen pozitif yüklerle birleştiği anda büyük bir akım boşalması meydana gelir ve yıldırım oluşur.

Yıldırım çok büyük enerji taşır. Elektriksel güç:

P = VI

ifadesiyle tanımlanır.

P = Güç

V = Gerilim

I = Akımdır

Yıldırım akımı on binlerce amper seviyesine ulaşabilir.

Ayrıca yıldırım kanalı boyunca yoğun Joule Isınması meydana gelir:

Q = I²Rt

R =Hava Kanalının Dirençi

t = süre (mini saniyeler)

Q = Oluşan ısı enerjisi

I = Akım (30.000 Amper)

Bu nedenle yıldırım kanalı yaklaşık 30000 K sıcaklığa ulaşabilir. Bu sıcaklık Güneş yüzey sıcaklığından bile daha yüksektir.

Yıldırım kanalı çevresindeki hava ani şekilde ısınır ve hızla genleşir. Bu ani genleşme atmosferde güçlü bir şok dalgası oluşturur. Bu şok dalgası Gök Gürültüsü olarak duyulur.

Sonuç olarak yıldırım; atmosferde yük ayrışması, iyonlaşma, plazma oluşumu ve büyük akım boşalmasının birleşmesiyle meydana gelen devasa bir elektromanyetik doğa olayıdır.