Wie breitet sich ein Blitz im Wasser aus?
Wenn ein Blitz im Wasser einschlägt ist dann der ganze See unter Strom, bzw. was für einen Widerstand hat Seewasser?
4 Antworten
Reines Wasser hat mit der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit von (1 * 10^12) Ω * mm^2 / m mehr als den 100 billionenfachen (14 Nullen!) Widerstand als z.B. Kuper mit 1,7 * 10^-2. Leitungswasser liegt bei 2 * 10^7, und Meerwasser hat mit der Leitfähigkeit von 5 * 10^5 Ω * mm^2 / m den 100 millionenfachen (8 Nullen!) spezifischen Widerstand als Kupfer. Wasser ist also z.B. im Vergleich mit Metallen ein sehr schlechter elektrischer Leiter. Dabei ist zu berücksichtigen, dass metallene elektrische Leiter im technischen Alltag meistens in Querschnitten von wenigen qmm auftreten und natürliche Gewässer als elektrische Leiter (z.B. bei Gewitterblitzen) unter Umständen mit billiardenfachen Querschnitten. Und dabei kehren sich die Verhältnisse wieder um, weil der Widerstand mit dem Querschnitt linear sinkt. Das ist so ähnlich wie beim Strömungswiderstand in Rohren mit großem und kleinem Querschnitt (Hier verläuft das aber nicht linear!).
Wenn sich ein Gewitterblitz über ein Gewässer entlädt, breitet sich der elektrische Strom im Wasser kugelförmig nach unten aus. Dabei nimmt die Stromstärke mit dem Quadrat der Entfernung ab, ganz ähnlich wie z.B. beim Lichtkegel. So ähnlich wie der freie Lichtstrahl nie zur vollen Dunkelheit führt, geht die Stromstärke im Wasser auch nie ganz auf null, zumindest theoretisch.
Hier steht vermutlich die Frage nach Gefahren für Mensch und Tier im Hintergrund.
Menschen und Meeressäuger sind in der Nähe des Blitz-Einschlagortes schon deshalb gefährdet, weil sie zum Atmen den Kopf über Wasser halten und damit dem Blitz eine leitende Brücke in das sonst flache Wasser anbieten, so ähnlich wie auf dem Land Bäume oder Gebäude als "Blitzfänger" fungieren.
Ansonsten dürfte in unmittelbarer Nähe des Einschlagsortes wegen des Spannungstrichters und der darin befindlichen Schrittspannungen (ganz ähnlich wie auch an Land) besonders in Gewässern mit Süßwasser für Mensch und Tier auch unterhalb des Wasserspiegels Verletzungs- oder auch Todesgefahr drohen. Das Blut von Menschen, Säugetieren und Fischen leitet wegen des Salzgehaltes (Das führt zur Ionisierung) besser als das Süßwasser und bietet damit dem Strom eine widerstandsärmere Brücke.
Beim Meerwasser sind die Verhältnisse umgekehrt. Das leitet besser als das Blut von Menschen und Tieren. Da wird der Strom deshalb weitgehend am Körper vorbei geleitet. Die Verletzungsgefahr ist hier unter Wasser ziemlich gering.
Weitaus gefährdeter sind bei Gewitter dagegen Rinder auf der Weide. Die können bei Gewitter nicht ihre Füße so eng zusammenstellen wie Menschen.
Alles klar, noch Fragen dazu?
Die elektrischen spezifischen Widerstände für Wasserarten und Blut sind bei Wiki unter "spezifischer Widerstand" nachzulesen, ebenso die Begriffe "Spannungstrichter" und "Schrittspannung". Der Rest lässt sich aus den allgemein bekannten Gesetzmäßigkeiten ableiten.
Wie ich gerade sehe, schrieb ich oben versehentlich vom "spezifischen Leitwert" anstelle vom "spezifischen Widerstand", also dem Kehrwert. Entschuldigung. Das ändert nichts am beschriebenen Zusammenhang.
Verbesserung: Wie ich gerade sehe, schrieb ich oben versehentlich vom "spezifischen Leitwert" anstelle vom "spezifischen Widerstand", also dem Kehrwert. Entschuldigung. Das ändert nichts am beschriebenen Zusammenhang.
Stark vereinfacht gesehen und grob gesagt breitet sich der Blitz kugelförmig aus.
Der Spezifische widerstand des Meerwasser liegt bei durchschnittlich 5*10^5 Ohm*mm^2/m
Das ist bisher nicht ausreichend erforscht worden.
https://www.vde.com/de/blitzschutz/arbeitsgebiete/faq/schwimmer-taucher
Wirklich eine fundierte Antwort habe ich dazu leider nicht. Aber ich meine, wenn der ganze See unter Strom stehen würde, wären doch alle Fische tot? Das kann meiner Meinung nach also eigentlich nicht sein.
Ich glaube (gebe keine Garantie auf meine Antwort, ich denke bloß dass es so sein könnte), dass nur die Wasseroberfläche unter Strom steht und Fische sind ja eigentlich hauptsächlich in mind 1 Meter tiefe. Und wenn im schwarzen Meer z.B ein Blitz einschlägt, steht bestimmt nicht alles unter Strom, oder?
Hab es mit Mr.Google herausgefunden. http://www.physikfuerkids.de/forum/viewtopic.php?t=189
Kannst du evtl. Quellen für deine Antwort nennen?