Pallosalamain tilanyhtälö

Edellisessä kappaleessa "Ainemäärän määrittäminen" johdettiin kaksi erilaista funktiota ainemäärälle. Toinen oli ainemäärän funktio pallon koon (säteen) ja pallon lämpötilan funktiona ja toinen pallon koon ja vallinneen ilmanpaineen funktiona. Kun nämä ainemäärät merkitään yhtäsuuriksi, havaitaan että pallon koko, pallon lämpötila ja vallinnut ilmanpaine riippuvat toinen toisistaan. Kun kaksi tunnetaan, voidaan kolmas ratkaista. Pallon koko saadaan vallinneen ilmanpaineen ja pallon lämpötilan funktiona, pallon lämpötila saadaan pallon koon ja vallinneen ilmanpaineen funktiona ja vallinnut ilmanpaine saadaan pallon koon ja pallon lämpötilan funktiona.

Kutsutaan tätä johdettua yhtälöä Pallosalamain tilanyhtälöksi:

(Lisäys: Tp=Pallon lämpötila.) Eli: Tietyssä ilmanpaineessa esiintyvällä, tietyn kokoisella pallolla on myös tietty lämpötila.

Jatketaan edellistä esimerkkiä. Laskimme pallosalaman, jonka säde oli 5 cm ja lämpötila 1473,16 K. Tilanyhtälöstä ratkaisemalla saadaan, että vallinnut ilmanpaine oli havaintohetkellä havaintopaikassa: 101 278 Pa. eli 1012,78 mbar.

Jotta saataisiin tarkka tieto pallosalaman koostumuksesta, tarvitsemme havainnon, josta saadaan pallon koko, pallon lämpötila, sekä vallinnut ilmanpaine. Tällöin yhtälö tuottaa ratkaisuksi pallosalaman moolimassan M.