说起来这事儿,也是好几年前了,那会儿刚搬新家,住在高层。有天晚上雷暴雨,那闪电,一道接一道地往外面劈,亮得跟白天似的。我当时就跟我老婆聊天,聊着聊着,我就随口说了句:“你说这一下闪电得有多少电?要是能存起来给咱们用,估计好几个月电费都省了。”老婆当时就笑我异想天开,说哪有那么容易的事儿。
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可是这事儿就跟个小钩子似的,在我心里头勾了一下,老是念叨着。后来有几天周末闲着没事儿,我就琢磨这事儿。好奇心比较重,遇到这种问题,总喜欢自己去掰扯掰扯,看看能不能摸个大概出来。反正家里有电脑,上网查查资料,总比瞎想强。
我最早是想着直接搜“一道闪电多少度电”。结果一搜出来,好家伙,答案五花八门的。有的说几百度,有的说几千度,还有的说能顶一个小城市用一年。把我给看蒙了,这是谁说得准?而且那些个回答,很多都带着一堆专业术语,什么焦耳,库仑,把我看的是云里雾里,越看越迷糊,感觉跟看天书似的。我寻思着,光看结论没用,得自己捋一遍,就算不能精确到小数点后几位,也得知道个大概的逻辑。
掰扯闪电的“三要素”
我后来就换了个思路,不直接搜答案,而是拆开来想。一道闪电,它总得有点儿啥可以量化的东西?我一想,大概就是电压、电流和持续时间这三样。这跟咱们家里的用电器差不多,功率大的,时间长的,耗电就多。闪电这玩意儿肯定也是这个理儿。
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先说电压。这东西是真的大,我网上随便搜了搜,就看到说闪电的电压能达到几百万伏特,甚至上亿伏特。我当时就倒吸一口凉气,咱们家里才220伏,这闪电一过来,简直是天上地下。我就取了个中间值,想了个“几千万伏”这个数量级。
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再来说电流。这电流也是个吓人的数字。一般资料都说能达到几万安培,甚至几十万安培。咱们家里电闸跳了,都是因为电流大了。这闪电一瞬间的电流,能把人直接烧焦了。我就想了个“几万到十几万安培”这么个区间。
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是持续时间。这个我觉得是最关键的。闪电再厉害,它也是一瞬间的事儿。我查了查资料,都说闪电持续的时间非常短,大概就那么几毫秒,甚至更短。就是你眼睛一眨的功夫,它就没了。这个时间太短了,短到你根本都感觉不到。我就把这个时间,粗略地定在“千分之几秒”的这个量级。
自己“算”一把
有了这三样,我就开始在脑子里过这笔账了。虽然我不是学物理的,但这高中物理还是多少知道点皮毛的。电能的计算,不就是功率乘以时间嘛而功率,又是电压乘以电流。咱们就拿个大概的数来估算一下。
我就假设一道闪电,它电压有个5000万伏特,电流有个3万安培。那它瞬间的功率就是5000万乘以3万,这数字一下子就蹦到了一万五千亿瓦!听着就觉得是个天文数字。但是别忘了,这个功率只是一瞬间的,它持续的时间非常非常短。
我再假设它持续的时间就是千分之一秒,也就是0.001秒。那么总的能量就是一万五千亿瓦乘以0.001秒。这么一乘,能量大概就是一万五千亿焦耳。
焦耳这个单位,咱们平时不怎么用,咱们家用电都是说“度”。一度电,换算过来就是360万焦耳。那我就把这一万五千亿焦耳,除以360万焦耳一度电。这结果一出来,还真把我给惊住了,大概能有个四百多度电!
我的小结论
所以说,一道闪电差不多就是几百度到几千度电这么个范围。你看,那些网上各种离谱的数字,都是因为选取的电压、电流或者时间参数不一样,或者根本就是瞎说的。我这么一自己掰扯,虽然不是啥严谨的科学计算,但至少心里有个谱了,知道这能量是怎么来的,大概是个什么量级。
这只是一个粗略的估算。闪电这东西,每一次都不一样,有的强有的弱,持续时间也不一样。所以具体是多少度电,没法给出一个特别精确的数字。但这一下闪电的能量,确实是巨大的。只是它来得快去得也快,咱们想收集起来利用,那可就太难了。大自然的力量,真不是盖的。
从那以后,再看到闪电,我就不会光觉得它吓人了,还会多想一层:这每一道闪电,都蕴含着好几百度的能量!这不比什么电费省钱有意思多了?自己动手,把一个模糊的问题,给掰扯清楚一点,这种感觉可真不赖。