 |
" ЁЖИК В ТУМАНЕ "
Глядя на этот непроглядный туман, постараемся ответить на вопрос:
какие физические факторы удерживают туман над поверхностью земли?
Хотя большинство частиц тумана имеют диаметр
около 10 мкм, плотность
воды в них обычная, следовательно, архимедова сила тут ни при чем.
Ветер похоже тоже ни
при чем, так как его скорость может быть нулевой. А может,
туманные капельки совершают в воздухе броуновское движение и оттого
не падают? Тоже нет, поскольку наибольший
диаметр броуновской частицы примерно 1 мкм и значит, удары молекул
воздуха о парящие капли воды для них нечувствительны. Если подумать,
что капельки очень медленно падают в воздухе, испытывая его сопротивление,
то вычисления не подтвердят эту
мысль, т.к. физически несложный расчет дает, что десятиметровый
слой тумана осел бы почти весь за 56 минут - а этого не наблюдается.
Предположим теперь, что микрокапельки воды наэлектризовались положительно в процессе образования тумана
и находятся в равновесии в двух вертикальных противонаправленных
полях: в поле тяжести и в электрическом поле Земли. Очевидно,
что условие равновесия можно записать в виде mg = qЕ,
где m и
q - масса и заряд капельки соответственно.
Капля не должна быть разорвана электрическими силами.
В качестве простого условия
ее стабильности разумно потребовать, чтобы электрическая энергия
капли не превосходила ее поверхностную энергию, т.е.
где R - радиус капли, сигма = 7,2 • 10~2 Н/м - коэффициент поверхностного
натяжения воды,
е0 = 8,85 • 10~12 Ф/м - электрическая постоянная.
Полученный результат подтвердит наше
предположение.
|
|
