Андрей Гонжаленко - Ответы. Эволюция неоднородности

– Теперь нам точно понятно, почему атмосфера не падает. И тут самое время задать Вам ещё один детский вопрос, безответный для меня в рамках общепринятых у нас представлений: почему облака не падают на Землю?

– Ну вы даёте, Профессор, даже я это знаю, не смотря на не полное высшее образование! Облака и разные там тучи не падают на Землю потому, что капли воды в них очень маленькие, и молекулам воздуха хватает сил, чтобы своими частыми многочисленными ударами снизу удерживать капли воды от падения. А те капли, что покрупнее, всё-таки начинают падать потихоньку, но при этом они расплющиваются из-за встречного сопротивления молекул атмосферы, а из-за этой деформации у капелек воды увеличивается парусность и они начинают затормаживать своё падение, а затем и вовсе начинают удерживаться на высоте встречными потоками более тёплого воздуха, поднимающегося от земли. И лишь ещё более крупные капли при более резкой конденсации падают на землю, так как их уже не могут удержать на высоте ни удары молекул, ни сопротивление воздуха, ни восходящие потоки.

– Извините за прямоту, юноша, но своим ученикам я бы за такой ответ поставил бы чистый неуд! Детский сад и глупости. Сейчас я, как профессор, сделаю подробный разбор вашего ответа. Капли падают в форме капли, а не какой-то там плоской картонки – бумажного змея. Если бы капля даже и стала бы более плоской, сопротивление воздуха её моментально бы развернуло вертикально, и капля бы полетела вниз как нож в масле. Сколько хаотических молекулярных ударов капля воды (или льдинка) получает снизу, столько же и сверху, и никакое расплющивание этого не изменит. Поэтому результирующий вектор влияния кинетической энергии молекул атмосферы на каплю воды будет нулевым, и гравитация заставит её падать. Надеюсь, вы не будете утверждать, что под каплей воды атмосфера плотнее, чем над каплей, и мол поэтому снизу молекул больше и бьют они чаще?! И вообще: молекул воздуха всё равно недостаточно, так как даже в маленькой капле воды находится примерно триллион миллиардов молекул. Такой сгусток воды ни как нельзя, следуя вашей логике, принимать в расчёт как некую корпускулу, сопоставимую по размерам с молекулами атмосферы. Тем более, плотность воды в 800 раз превышает плотность воздуха. Диаметры капель в облаках составляют от 1×10 —4 метра до 1×10 —6 метра. Диаметры молекул азота и кислорода в воздухе – около 3×10 —10 метра. Разница – примерно от трёхсот тысяч до тридцати тысяч раз. Никакого броуновского движения тут быть не может и в помине.

А что касается восходящих потоков воздуха, то это ещё более глупо, подумайте сами. Во-первых, в природе сколько восходящих потоков, столько и нисходящих, а значит, как максимум, только половина туч при сплошной облачности тогда бы удерживалась вверху, а половина – падала бы вниз. В шахматном порядке, ха —ха —ха! Не бывает же одного сплошного восходящего потока от горизонта до горизонта. Во-вторых, тёплые потоки воздуха поднимаются под тучей и сквозь тучу вверх только при зарождении, при образовании тучи. Совершенно ясно, что когда уже сформировавшаяся туча начинает под действием ветра дрейфовать по небу, то вероятность сохранения старого или возникновения нового тёплого восходящего потока под тучей, то есть в тени тучи, наполненной холодными водой и льдом, совершенно минимальна в сравнении с вероятностью возникновения восходящего потока где-нибудь сбоку от тучи, в просвете между туч. Вы же не будете искать тёплого воздуха под включённым кондиционером, голубчик? В-третьих, так как вода в 800 раз тяжелее такого же объёма воздуха – это с какой же силой должен дуть пресловутый восходящий поток, чтобы удержать целую тучу? Мы бы с вами тогда наблюдали ураган под каждым даже безобидным облаком.

– Ну и почему же, господин всеведущий Профессор, летают тучи? Расскажите уж неучу-студенту, или и вам придётся неуд поставить!

– Не хамите! Я с самого начала сказал, что не знаю, почему…

– Да уж, уважаемые мои слушатели, придётся вас прервать и помочь вам с этим вопросом немедленно разобраться, пока вы окончательно не перессорились. Вот как на самом деле. Облака не падают на Землю, потому что облако – это не статическое образование, а динамическая система. Элементы в этой системе находятся в постоянном движении, в постоянном изменении своих свойств, но при этом они прочно связаны в единое целое электромагнитным взаимодействием. Вы совершенно упустили в своём споре фактор электризации составных элементов облака.

Итак, электричество в облаках образуется несколькими процессами, протекающими, как правило параллельно.

Основной процесс обусловлен тем, что более тёплые и лёгкие приземные воздушные массы, поднимаясь из-за этого вверх, расширяются по причине своей большей энергичности в сравнении с прохладным и более пассивным окружением. При расширении газы охлаждаются. При охлаждении выделяется много энергии, которая частично идёт на выбивание протонов (ионов водорода) из молекул воды. Эти молекулы воды содержатся на поверхности образованных в результате конденсации капель воды или кристаллов льда. В основном выбиваются именно протоны, так как выбивание электронов в 2,5 раза более энергозатратно. Чем больше капля воды, тем больше из неё выбивается протонов, тем более она становится электроотрицательной. Более тяжёлые и более отрицательные капли в облаке опускаются на самый низ облака. Более лёгкие капли и пар, заряженные менее отрицательно, собираются наверху облака. Туда же в верхнюю часть облака перемещаются ионы – положительно заряженные выбитые из молекул протоны. Свободные электроны при этом наоборот, спускаются вниз облака. В облаке возникают разноимённо заряженные области, верхняя и нижняя, создаётся серьёзная разность потенциалов. При этом образуется огромная, в сотни раз, разница между удельным весом нижней и верхней страт облака. Повторяю: верхняя часть облака по сравнению с нижней значительно более тёплая, менее плотная, содержит больше лёгкого пара, меньше капель воды, а сами капли более мелкие и лёгкие.

Второй процесс, который может проходить одновременно с первым – это практически те же самые процессы выбивания протонов, только энергия для них выделяется при переходе воды в следующее агрегатное состояние – при замерзании капелек воды с образованием кристалликов льда. Масштабы этого процесса поменьше, но суть та же – охлаждение вещества с выделением энергии.

Третий процесс, постоянный – это воздействие на капли воды электромагнитного поля Земли, которое слегка смещает поверхностные электроны вниз по капле, превращая капли в диполь: сверху «полюс», снизу «минус». В массиве постоянно сталкивающихся капель это приводит к «межкапельному» перетеканию разноимённых зарядов вверх-вниз и дополнительной поляризации облака.