Ảnh: Internet

Hiện tượng sấm sét

Sét hay tia sét là hiện tượng phóng điện trong khí quyển giữa các đám mây và mặt đất hay giữa các đám mây mang các điện tích khác dấu, đôi khi còn xuất hiện trong các trận phun trào núi lửa hay bão bụi (cát). Khi phóng tĩnh điện trong khí quyển, một tia sét có thể di chuyển (từ mây xuống đất) với tốc độ gần 100,000 km/s.

Lý do sét hình thành và nguồn gốc của nó, về mặt chi tiết vẫn là một vấn đề còn đang tranh luận: Các nhà khoa học đã nghiên cứu các nguồn gốc khác nhau như gió, độ ẩm, ma sát và áp thấp khí quyển cho đến ảnh hưởng của gió mặt trời và các hạt tích điện trong năng lượng mặt trời. Các tinh thể băng trong các đám mây dông có thể là yếu tố quan trọng trong việc hình thành tia sét do nó có thể tạo ra một môi trường tích điện cực trái dấu nhau trong các đám mây dẫn đến việc tạo ra điện trường mạnh.

giả thuyết tia sét là nguồn gốc cho sự sống?

Theo một nghiên cứu của ông Benjamin Hess – tác giả nghiên cứu tại Đại học Yale (Mỹ), hàng triệu tia sét có thể là khởi nguồn của sự sống trên Trái đất.

Trên Trái đất ngày nay, chúng ta chứng kiến khoảng 560 triệu tia chớp mỗi năm. Còn trên Trái đất sơ khai, con số đó là từ 1 đến 5 tỉ mỗi năm, với 100 triệu đến 1 tỉ trong số đó đánh xuống mặt đất. Điều này có nghĩa là trong hơn một tỉ năm đã xuất hiện tới 1.000 tỉ lần sét đánh, qua đó giúp giải phóng rất nhiều phốt pho.

Sét phổ biến hơn trên Trái đất sơ khai trong bầu khí quyển có chứa nhiều CO₂. Ông Hess cho biết CO₂ là một nhân tố làm tăng nhiệt độ toàn cầu, và nhiệt độ cao hơn gây ra các cơn bão sấm sét dữ dội và thường xuyên hơn.

Cách đây 4,5 tỉ năm, lượng CO₂ đã tăng cao trên Trái đất sơ khai sau khi một vật thể có kích thước bằng sao Hỏa đâm vào Trái đất để tạo ra Mặt trăng.

Sự kiện này cũng giải phóng rất nhiều khí từ bên trong Trái đất, ví dụ như CO₂, sau đó chúng bị giữ lại trong bầu khí quyển của Trái đất và dẫn đến có nhiều sét hơn, ông Hess nói.

“Giả thuyết của chúng tôi về việc sét đánh đóng vai trò như một cơ chế quan trọng để tạo ra phốt pho, phản ứng rất quan trọng đối với sự hiểu biết con người về khởi nguồn của sự sống, vì các tính chất của sét không thay đổi theo thời gian“, ông Hess cho hay.

“Hiểu được vai trò của sét đánh như một cách tạo ra phốt pho có thể có ý nghĩa quan trọng trong việc tìm kiếm sự sống bên ngoài Trái đất. “Phát hiện của chúng tôi có thể áp dụng cho bất kỳ hành tinh nào có bầu khí quyển tạo ra sét“, ông Hess kết luận.

sưu tầm: báo tuổi trẻ online

Công suất điện tạo ra từ sấm sét là bao nhiêu?

Những nhà nghiên cứu ngành điện đã chỉ ra điện thế của đám mây cơn giông vào khoảng 50 triệu vôn. Trong đó cường độ dòng điện tối đa, bằng 200 ngàn ampe. (người ta đã xác định cường độ của dòng điện này theo mức độ từ hóa thanh thép do dòng điện đi vào cuộn cảm của nó khi sấm sét đánh vào thiết bị chống sét). Nhân số vôn với số ampe, ta thu được công suất tính bằng oat (w). Tuy vậy, trong đó phải chú ý là khi sự phóng điện còn tiếp diễn, thì điện thế đã tụt xuống đến số không vì thế mà lúc tính công suất phóng điện, phải lây điện thế trung bình, nói một cách khác — lấy một nửa điện thế ban đầu.

Ta có công suất phóng điện = (5.10⁷V).(2.10⁵A)/2 = 5 .10¹²W, tức là bằng 5 tỷ kilôoat (kW).

Để tính điện năng (công của dòng điện W) mà chúng ta có thể sử dụng, cần xét tới yếu tố nữa là thời gian t. Tia chớp phóng ra một công suất khủng khiếp như vậy nhưng chỉ kéo dài trong một phần ngàn giây.

Nên với thời gian đó chỉ tiêu phí một năng lượng = 5 .109 kW.h/(3600 .1000) = 1400 kW.h

Kinh ngạc hơn, vì kỹ thuật điện hiện đại đã tiến gần đến khả năng tái tạo được tia chớp. Trong các phòng thí nghiệm, điện áp đã đạt đến 1 triệu vôn và thu được tia lửa điện dài 15 m.

Tại sao con người không dùng điện từ tia sét?

Câu hỏi đặt ra: “Có thể sử dụng điện từ tia sét hay không?”

Thiên tài Nikola Tesla và nhiều nhà khoa học đã có nhiều nghiên cứu nhằm khai thác năng lượng từ tia sét. Nhưng có thể thấy giá trị của một tia sét tuy không nhỏ nhưng về mặt kinh tế cũng chẳng thấm vào đâu so với những cách sản xuất điện năng khác.

Theo các nhà vật lý Stephen Reucroft và John Swain của đại học Northeastern thì một (chỉ một tia trong nhiều tia trên cùng một đường đi) tia sét chứa khoảng vài triệu jun chỉ đủ để một bóng đèn 100 watt sáng trong 5,5 giờ

Trong khi đó, chúng ta cũng chưa có được thiết bị nào có thể chịu một nhiệt độ cao của tia sét như vậy. Ngoài ra, sét đánh khá ngắt quãng và rất khó để có thể chuyển một lượng điện thế cao thành điện thế thấp trong khoảng thời gian ngắn để có thể tiến hành tích trữ. Vậy so với những cách ổn định và kinh tế hơn thì việc khai thác dạng năng lượng tự nhiên này vẫn bất khả thi.