group-telegram.com/mentor_it/1446
Last Update:
Молния поджигает лес, раскаленная спираль тостера или лампочки светится, как пламя. Как будто есть какая-то связь. Но что если на фундаментальном уровне огонь и электричество — это не «причина и следствие», а практически одно и то же явление?
▪️ 1. Плазма: четвертое состояние вещества, где они встречаются
И огонь, и электрическая дуга — это по большей части плазма. Что это? Это не газ, не жидкость и не твердое тело, а ионизированное вещество, где электроны оторваны от своих атомов.
🔸 В пламени свечи высокотемпературная зона (та самая, что светит) содержит раскаленные ионизированные частицы сажи и газа. Это слабоионизированная плазма.
🔸 В молнии или дуге сварочного аппарата — та же история, только масштаб и энергия колоссальны. Электрический ток, протекая через воздух, с огромной силой выбивает электроны из молекул, создавая проводящий канал из плазмы.
Малоизвестный факт: Плазма в молнии настолько горячая (до 30 000 °C — в 5 раз горячее поверхности Солнца!), что создает не только свет и гром, но и рентгеновское и гамма-излучение. Ученые называют это явление «Терrestrial Gamma-ray Flashes» (TGF) — земные всплески гамма-излучения.
▪️ 2. Электрический пробой: рождение огня из ничего
Как вообще воздух, который является изолятором, вдруг начинает проводить ток и превращаться в огонь? Это явление называется электрическим пробоем. В Physics.Math.Code недавно был опыт по теме с электрофорной машинкой. Представьте себе два электрода. Мы постепенно увеличиваем напряжение. В какой-то момент электрическое поле между ними становится настолько большим (~3 000 000 В/м для воздуха!), что оно начинает «вырывать» электроны из молекул газа. Эти свободные электроны, как снежный ком, сталкиваются с другими атомами, выбивая из них новые электроны — возникает «лавинная» ионизация. Эта лавина и есть начало плазменного канала. Воздух буквально разрывается под натиском поля, рождая огненную нить тока. Это не горение в привычном смысле слова (окисление топлива), это принудительная ионизация.
▪️ 3. Огненный шар... из микроволновки?
Если воткнуть в виноград (или ягоду) две металлические иголки и поместить его в микроволновку, можно создать плазменный шар. Почему?
1. Микроволны (электромагнитное излучение) разгоняют ионы в сочной ягоде.
2. В точке контакта двух половинок винограда возникает мощное электрическое поле.
3. Происходит пробой воздуха и ионизация паров натрия и калия из ягоды — рождается маленький, но очень эффектный плазменный разряд.
Это наглядная демонстрация того, как электромагнитная энергия напрямую превращается в огонь (плазму).
▪️ 4. Эффект Янова-Рогинского: когда ток сам «выбирает» путь через пламя
Сложный и элегантный факт из теории горения. Если попытаться пропустить электрический ток через пламя, произойдет нечто удивительное. Ток не пойдет равномерно по всему сечению пламени. Он сожмется в узкий, плотный шнур — «токовый шнур». Почему? Плазма в пламени — проводник неидеальный. При протекании тока она нагревается еще сильнее. Нагрев уменьшает сопротивление в этом канале, что притягивает еще больше тока, что снова увеличивает нагрев. Это положительная обратная связь, которая заставляет весь ток сконцентрироваться в одном узком луче, самоорганизуясь внутри, казалось бы, хаотичного пламени.
💡 Репетитор IT men // @mentor_it
