1) положительно
2) отрицательно
3) не имеет заряда
4) заряд может быть любым в зависимости от состава почвы под облакомКонец формы
Начало формы
Почему свет молнии мы видим раньше, чем слышим звук грома?
1) зрительное восприятие у человека развито лучше, чем слуховое
2) вспышка света возникает раньше, чем звук разряда
3) свет сразу попадает в глаза наблюдателя, а звуковая волна может многократно отражаться от других облаков и, в результате, отставать
4) скорость света много больше скорости звука
Конец формы
Начало формы
Чему равна максимальная мощность молнии и работа электрических сил, если сила тока в ней 500 000 А, а напряжение 109 В? Считать, что молния проходит от грозового облака до Земли за 0,02 с.
1) 5·104 Вт, 103 Дж 2) 5·104 Вт, 2,5·106 Дж
3) 5·1014 Вт, 1013 Дж 4) 5·1014 Вт, 1016 Дж
Молния
Электрическая природа молнии была раскрыта в исследованиях американского физика Б. Франклина, по идее которого был проведён опыт по извлечению электричества из грозового облака. В 1750 году он опубликовал работу, в которой описал эксперимент с использованием воздушного змея, запущенного в грозу. Франклин запустил змея в грозовое облако и обнаружил, что змей собирает электрический заряд.
Атмосферное электричество образуется и концентрируется в облаках – образованиях из мелких частиц воды, находящейся в жидком или твёрдом состояниях. Сухой снег представляет собой типичное сыпучее тело: при трении снежинок друг о друга и их ударах о землю снег должен электризоваться. При низких температурах во время сильных снегопадов и метелей электризация снега настолько велика, что происходят зимние грозы, наблюдается свечение остроконечных предметов, образуются шаровые молнии.
При дроблении водяных капель и кристаллов льда, при столкновениях их с ионами атмосферного воздуха крупные капли и кристаллы приобретают избыточный отрицательный заряд, а мелкие – положительный. Восходящие потоки воздуха в грозовом облаке поднимают мелкие капли и кристаллы к вершине облака, крупные капли и кристаллы падают к его основанию.
Заряженные облака наводят на земной поверхности под собой противоположный по знаку заряд. Внутри облака и между облаком и землёй создаётся сильное электрическое поле, которое способствует ионизации воздуха и возникновению искрового разряда. Сила тока разряда составляет 20 кА, температура в канале искрового разряда может достигать 10000°С. Разряд прекращается, когда бóльшая часть избыточных электрических разрядов нейтрализуется электрическим током, протекающим по плазменному каналу молнии.
Вещество в канале молнии может находиться
1) только в плазменном состоянии
2) только в газообразном состоянии
3) в газообразном и жидком состоянии
4) в газообразном, жидком и твердом состоянии
Конец формы
Начало формы
Молнии могут проходить в самих облаках — внутриоблачные молнии (А), а могут ударять в землю — наземные молнии (Б). При механизме электризации, описанном в тексте, электрический ток разряда молнии направлен
1) в обоих случаях снизу вверх
2) в обоих случаях сверху вниз
3) в случае А — сверху вниз, в случае Б — снизу вверх
4) в случае Б — сверху вниз, в случае А — снизу вверх
Конец формы
Начало формы
В результате восходящих потоков воздуха в грозовом облаке
1) всё облако заряжается отрицательно
2) всё облако заряжается положительно
3) нижняя часть облака заряжается отрицательно, верхняя — положительно
4) нижняя часть облака заряжается положительно, верхняя — отрицательно
Шаровая молния
Шаровая молния – это таинственное и непонятное явление, природа которого неясна до сих пор. Редкое явление, с которым человечество знакомо тысячи лет, до сих пор не разгадано наукой. Но шаровая молния именно такое явление. Ведёт она себя совершенно непредсказуемо. То она свободно проходит сквозь стекла, то гуляет по воздуху, как по ветру, так и против него, то «вдувается» в комнату через штепсельную розетку.
Шаровая молния обычно появляется в грозовую, штормовую погоду; зачастую, но не обязательно наряду с обычными молниями. Но имеется множество свидетельств её наблюдения в солнечную погоду. Чаще всего она как бы «выходит» из проводника или порождается обычными молниями, иногда спускается с облаков, в редких случаях неожиданно появляется в воздухе или, как сообщают очевидцы, может выйти из какого-либо предмета (дерево, столб).
В общей сложности учёными собрано несколько тысяч описаний шаровой молнии, отличающихся друг от друга. Часто эта молния залетала в дома. Однако особенно примечателен «опыт с бочонком», описанный английским профессором Б. Гудлетом.
Шаровая молния размером с большой апельсин (диаметром 10–15 см) залетела в дом через окно на кухне и оказалась в бочонке с водой. Хозяин дома, присутствовавший при этом и со страхом ожидавший развязки, заметил, что вода в бочонке, недавно принесённая из колодца, кипит. Вскоре вода перестала кипеть, но и 20 минут спустя в неё нельзя было опустить руку. Шаровая молния, израсходовав свою энергию на кипячение воды, исчезла без взрыва. Похоже, она в течение нескольких минут находилась под водой, поскольку её не было видно.
В бочонке помещалось около 16 л воды, значит, энергия, необходимая для её кипячения, не слишком велика. В действительности энергия молнии наверняка была намного больше, так как по пути к бочонку она пережгла телеграфные провода и опалила оконную раму.
Профессор Гудлет определил также среднюю массу и плотность энергии молнии (энергия, приходящаяся на 1 кг). Согласно его оценкам, типичная для шаровой молнии масса находится в пределах 0,5–50 г. Плотность энергии молнии оказалась равной 360 МДж на 1 кг массы! То есть плотность энергии шаровой молнии в сотни и тысячи раз выше, чем у лучших электрохимических аккумуляторов!
В соответствии с исследованиями профессора Гудлета шаровая молния обычно имеет массу
1) несколько миллиграммов
2) 0,5–50 г
3) 0,5–50 кг
4) более 50 кг
Конец формы
Начало формы
Какое(-ие) из утверждений верно(-ы)?
А. Шаровая молния может наблюдаться в солнечную погоду.
Б. Природа шаровой молнии была разгадана профессором Б. Гудлетом.
1) только А
2) только Б
3) ни А, ни Б
4) и А, и Б
Конец формы
Начало формы
Чему равна энергия, необходимая для доведения до температуры кипения воды объёмом 16 л, если считать, что начальная температура воды была 20° С?
1) 21 кДж 2) 84 кДж
3) 2250 кДж 4) 5376 кДж
Конец формы
Защита от молнии
Природу молнии установил американский учёный Франклин. Он же научно обосновал и сконструировал устройство для защиты от поражения молнией. Оно представляло собой металлический стержень, один конец которого был заострён, а ещё лучше заканчивался «метёлкой» тонкой металлической проволоки, и располагался довольно высоко над защищаемыми зданиями. При прохождении заряженной грозовой тучи на поверхности Земли появляются большие индуцированные заряды, и, соответственно, у поверхности Земли возникает сильное электрическое поле. Электрическое поле особенно велико возле острых проводников, и поэтому на конце молниеотвода зажигается коронный разряд. Вследствие этого индуцированные заряды не могут накапливаться на здании и молнии не происходит. Подобную «утечку» электрических зарядов с заострённых предметов можно наблюдать, особенно ночью. Так, моряки часто замечали, что во время грозы на верхушках корабельных мачт появляются огни, которые назвали огнями святого Эльма. Это свечение вызывалось стеканием электрических зарядов с острых верхушек мачт.
В тех же случаях, когда молния всё же возникает (такие случаи очень редки), она ударяет в молниеотвод, и заряды уходят в Землю, не причиняя разрушений. Такой молниеотвод представляет собой путь, обладающий для молнии наименьшим сопротивлением. Благодаря этому он предохраняет строение от удара молнии.
В своё время было поставлено немало опытов, с целью изучения возможностей управления молнией. В одном из них искусственная смертельная молния в один метр длиной была направлена на крышу автомобиля, в котором находился человек. Молния прошла по обшивке, не нанеся вреда человеку. Так получилось, потому что электрические заряды на заряженном предмете взаимно отталкиваются и стремятся отойти как можно дальше друг от друга. Поэтому, если молния ударит в металлическую крышу автомобиля, то отталкивающиеся электроны довольно быстро разойдутся по поверхности автомобиля и уйдут через его корпус в землю. Поэтому молния не попадает внутрь автомобиля. По той же причине совершенной защитой от молнии является металлическая клеть. Значит, практически полностью защищает от молнии пребывание в хорошо заземлённом здании с металлическим каркасом, каких немало в современных городах.
Следующие по безопасности местами являются постройки, снабжённые молниеотводами. Если же поблизости таких домов нет, то следует искать защиту в помещениях по возможности больших размеров. В таких помещениях следует находиться как можно дальше от печей, каминов и других возможных проводников электричества.
Если же поблизости нет никаких строений, то для безопасности следует избегать возвышенных мест, стогов сена, деревьев, заборов, а также металлических построек. Не следует при грозе продолжать спортивные игры, а также работу, связанную с применением металлических инструментов в открытом пространстве. Хорошим убежищем при грозе являются густой лес, пещеры, подножия крутых холмов и скал.