Sự hình thành của khí nén trong sấm sét

Việc nén không khí lại trong tự nhiên, kèm theo những hiệu ứng âm thanh chói tai được gọi là hiện tượng sấm sét. Nó được xem là ‘Máy nén khí ngoạn mục nhất thế giới’.

Các nhà khoa học bị mê hoặc bởi sét và sấm. Vào năm 1752, Benjamin Franklin  đã thả một con diều trong cơn giông bão. Franklin đã thành công trong việc chứng minh rằng sét là điện trong tự nhiên.

Ngày nay có rất ít nhà khoa học chuyên nghiên cứu về sét. Chúng ta biết sét là “luồng điện phóng ra cực cao và thoáng qua”. Hơn một nửa số lần phóng sét xảy ra trong một đám mây. Sự phóng điện xảy ra giữa các đám mây trên không trung, nhưng phổ biến và nổi bật nhất là sự phóng điện từ đám mây xuống mặt đất.

Phải mất nửa giây để phóng điện từ đám mây xuống mặt đất. Điều này xảy ra khi không khí bị ion hóa, chúng di chuyển với vận tốc 200km trên mỗi giây, từ đó sản sinh ra dòng điện. Và khi không khí bị ion hóa này tiếp xúc mặt đất, một dòng điện tương đương một phần ba tốc độ ánh sáng được truyền xuống, sản sinh ra dòng điện cực đại khoảng 30.000 ampe. Một cơn bão sét có thể có một đến nhiều tia sét.

Phần lớn giông bão xảy ra ở vùng nhiệt đới. Hơn hai phần ba sét trên thế giới xảy ra ở đây. Ngôi làng Kifuka ở Congo chứng kiến ​​158 vụ sét đánh trên một km vuông mỗi năm. Hoạt động của sét tại Singapore được biết đến là một trong những hoạt động nhiều nhất trên thế giới. Một số khu vực ở trên sông Venezuela Catatumbo có thể thấy sét đánh dữ dội vào ban đêm trong gần nửa năm.

Một tia sét trung bình mang 30.000 ampe. Công suất cực đại trung bình của một tia sét được ước tính là một terawatt, tương đương một nghìn tỷ watt! Nhưng một cú đánh chỉ diễn ra trong nửa giây, vì thế tổng năng lượng cung cấp bởi một tia sét tương đối thấp, khoảng vài trăm triệu joules, đủ để vận hành một bóng đèn trong vài tháng.

Khai thác sét như một nguồn năng lượng đã được con người nghiên cứu trong nhiều thế kỷ. Nhưng nó đã gặp phải nhiều khó khăn vì hai lý do. Đầu tiên, khai thác đủ các sét đánh sẽ cần một số lượng lớn các cấu trúc cao. Thứ hai, hầu hết năng lượng của một tia sét được chuyển thành nhiệt, sóng vô tuyến và âm thanh. Chỉ một phần nhỏ của nó chạm tới mặt đất để trở thành điện.

Dòng điện cực cao của một tia sét khi phát ra rộng khoảng một cm. Do sự giải phóng năng lượng nhanh chóng, không khí xung quanh tăng lên khoảng 30.000 độ C trong vài mili giây. Điều này khiến áp suất tăng đột ngột, và không khí giãn nở dữ dội. Sóng xung kích truyền đi nhanh hơn âm thanh. Sau khi kéo dài ra khoảng mười mét, nó trở thành một sóng âm thanh, nghe như sấm sét.

Nhiều thông số liên quan đến sét là không thể đo lường được. Dữ liệu quang phổ đã cho phép chúng tôi ước tính áp suất trong một lần quay trở lại bằng 10 lần áp suất khí quyển, trong năm micro giây đầu tiên. Hệ thống đáng chú ý này tạo ra khí nén ở 10 bar, hoàn toàn không có bộ phận chuyển động nào. Và nó tạo ra điện. Khí nén này được tạo ra cũng không thể được sử dụng, vì vậy bạn có thể phải sử dụng máy nén khí ELGi để thay thế cho nhu cầu thực tại. Rốt cuộc, hiện tượng sấm sét như một máy nén khí của các vị thần đang sử dụng!