Ainemäärä, massa ja tiheys

Ainemäärän määrittäminen


Tapa 1

Havaintojen perusteella stabiilissa tilassa havaitut pallosalamat eivät luovuta lämpöä ympäristöönsä, saattavat kulkea jälkiä jättämättä seinän, ikkunan tms läpi jne. Tästä seuraa, että pallosalaman tilanmuutokset ovat adiabaattisia ja normaalitilassa, eli varauksettomana ilmana, pallo noudattaa kaasujen yleistä tilanyhtälöä. Tästä seuraa edelleen, että kaikki pallosalamat ovat redusoitavissa normaalitilaiseksi ilmaksi, NTP-tilaan.


Lisäksi gamma=gamma(ilma)=1,4

Näistä ratkaistaan käyttökelpoisin kaava, ts ainemäärä pallon koon ja pallon lämpötilan funktiona. (Näillä samoilla yhtälöillä voidaan ratkaista pallosalaman lämpötila, sisäinen paine jne. Esim. p0V0^1,4=ppVp^1,4 ja ratkaistaan tuntematon.)

Otetaan laskuesimerkki: On havaittu pallo, jonka läpimitta oli n 10 cm ja elämänsä loppuvaiheessa pallo sulatti ikkunaan reiän. Pallon säde on siis 5cm ja pallon lämpötila lasin sulamispiste, eli 1200 °C, eli 1473,16 K. Ainemääräksi saadaan tällöin: 1,232 mol. Mikäli 1. prinsiippi pitää paikkansa, on pallosalaman massa tällöin n. 35,72 grammaa. Tiheys saadaan sijoittamalla seuraavaan kaavaan:

Mikäli tunnetaan ilmanpaine havaintohetkellä, saataisiin pallon koostumus selville tapaa 2 hyväksikäyttäen, jota tarkastellaan seuraavaksi.

Tapa 2

Pallo leijuu vapaasti ilmassa. Tästä seuraa, että sitä nostavien ja laskevien voimien summa on nolla, ts voimat ovat tasapainossa. Nostavia voimia ovat noste ja termiikki/termiikin luoman paine-eron aiheuttama nostava voima. Alaspäin vaikuttaa Maan vetovoima.

Muodostetaan yhtälö:

Tässä vaiheessa emme perehdy pallosalaman koostumukseen tarkemmin, käytetään ensimmäistä prinsiippiä, eli oletusta, että pallo koostuu ilman molekyyleistä.

Termiikistä, eli konvektionostosta enemmän Wikipediassa.

Tämän hetkinen tilanne ja ennuste termiikistä Ilmailuliiton sivuilta.