Ääriarvot

Pienin koko, suurin lämpötila ja suurin tiheys

Osiossa Koostumus arvioitiin pallosalaman molekyylien kesmimääräinen etäisyys toisistaan:

Pallosalaman pienin koko (säde) voidaan ratkaista, kun r(d) merkitään nollaksi. Pallon säde on pienimmillään, kun rd=0.

N=molekyylien lukumäärä=ainemäärä*Avogadron vakio=n*Na

rim=molekyylin koko (säde), tässä tapauksessa ilman=0,185 x 10^-10 m

Saadaan uusi yhtälö, joka kertoo pallosalaman kriittisen säteen. Kokoonpuristuva pallosalama räjähtää saavutettuaan tämän kriittisen säteen, sillä vahva vuorovaikutus alkaa hallita. (tai oikeammin sanottuna, kun rd= 0,4 fm, mutta merkitsemällä rd nollaksi, saadaan helposti muistettava yhtälö.)

Tämä saatu säteen arvo sijoitetaan adiabaattisiin tilanyhtälöihin, ja näin voidaan ratkaista mm. pallosalaman suurin lämpötila, joka on 5200,61 Celsius-astetta.

Pallosalaman suurin tiheys saadaan, kun ainemäärä kerrotaan ilman moolimassalla ja jaetaan pallon tilavuudellla. Saadaan yhtälö:

T(p)=T(p,max)=5200,61 Celsius-astetta = 5473,77 K.

Roo = tiheys saa nyt arvon: 1815,71 kg/m3

Kriittinen pallo siis pomppii pitkin maanpintaa, saattaa leijua, mikäli matalapaine on hyvin voimakas, ukkossolu pään yläpuolella (jolloin ukkospilven magneettikenttä vaikuttaa.), tms.

Jos havaitaan pallo, jonka halkaisija on 10 cm (säde 5 cm) ja joka räjähtää, vallinnut ilmanpaine oli 1007,07 mbar.

Kun tarkastellaan vahvaa vuorovaikutusta, nähdään syy, miksi kriittinen pallo räjähtää. Toinen elinkaari on tilanne, jossa varaus pikkuhiljaa hiipuu ja pallo ns haihtuu ilmaan.

r(x) on arvo, joka on r(0):n (eli pallon säde NTP-tilassa) ja r(min), eli pallon pienimmän säteen välissä.

Vain tietyt pallosalamat voivat saavuttaa tämän kriittisen arvon. Tähän perehdytään myöhemmin.