Un rayo cae sobre el océano en el que estoy nadando, ¿qué sucede?

En agua dulce, lo que hace que los relámpagos sean tan peligrosos para un nadador es que la mayor parte de la corriente viaja en la superficie del agua, por lo que en lugar de obtener una$1/r^2$caída en la densidad de corriente, verá una$1/r$caerse. Obviamente, eventualmente será conducido hacia la masa de agua, pero esto toma muchos metros. En agua salada, esto debería suceder mucho más rápido. No estoy seguro de cómo se compara la conductividad del interior de su cuerpo con el agua de mar. Incluso si es menor, todavía fluirá algo de corriente a través de ti.

Para una piel seca normal, se necesita un voltaje considerable para penetrar en la piel (quizás cien voltios), moje su piel con agua salada y ¡conducirá la electricidad bastante bien! Cuando era adolescente y jugaba con química y agua, eso me pasó una vez, 12 voltios de CA y soluciones iónicas me causaron un shock bastante desagradable. Normalmente, 12 voltios no penetrarán en la piel, ¡así que tenía una confianza poco realista!

Tengo un generador de chispas que produce chispas de aproximadamente 20 KV (de un capacitor), lo descargo en el agua y ves que las chispas de la superficie se propagan desde el punto de entrada en todas las direcciones.

Aquí hay una forma cruda de ver el problema:

Supongamos que hay$N$alambres Cada uno tiene resistencia$R$, diferencia de potencial común$V$y están conectados en paralelo. Entonces la corriente a través de cada cable es$I = \frac{V}{NR}$.

Imaginemos un hilo hipotético formado por agua de mar que tiene una longitud,$L$y el área de la sección transversal,$S$. Hay aproximadamente$\frac{2\pi L^2}{S}$de esos alambres en un hemisferio de radio$L$. La resistencia de tal alambre sería$\frac{\rho L}{S}$, dónde$\rho$es la resistividad del agua de mar.

El número de tales cables que se pueden conectar a su cuerpo (con área$A$) es$\frac{A}{S}$.

Entonces, la corriente aproximada que fluirá a través de su cuerpo es:

$I = \frac{\frac{A}{S}V}{\frac{2\pi L^2}{S} \frac{\rho L}{S}} = \frac{AVS}{2\pi\rho L^3}$

ahora suponiendo$L=100, \rho=0.25, A=1, V=100M, S=10^{-2}, \rho=0.25$

$I = 0.6 Amp$

Las cosas más importantes a tener en cuenta son que$I \propto A$y$I \propto \frac{1}{L^3}$.

o bien: cae muy cerca de ti, por lo que el rayo probablemente te atravesará la cabeza y te freirá

o: desciende a cierta distancia y se disipa con bastante rapidez. El agua salada es probablemente incluso más conductora que su cuerpo, por lo que la corriente podría incluso fluir a su alrededor. Dudo que haga mucha diferencia.

el peligro de las tormentas eléctricas mientras estás en el agua es que tu cabeza es lo más elevado en un área grande, no la conductividad del agua.

Mientras se mueve a través de una conductancia, la electricidad tiende a seguir el camino más conductivo (es decir, menos resistivo). En el caso del agua salada, dependiendo de la distancia de usted, en su mayoría lo ignorará. Sin embargo, si está lo suficientemente cerca, dado que un rayo tiene una producción de energía tan grande, aún puede ser suficiente para freírlo aunque en su mayoría lo ignore.

Me sentiría incómodo nadando en una tormenta y tú también deberías hacerlo.

Lo más probable es que la corriente se propague en todas las direcciones y se debilite bastante rápido (al menos como$r^{-2}$, sin contar la resistencia), por lo que no creo que el peligro sea mucho (en magnitud) mayor que en tierra en condiciones similares.

EDITAR: En lo que encontré en Internet, el agua salada tiene solo 10 veces mejor conductividad que el suelo húmedo; sin embargo, en tierra, la capa de suelo húmedo se encuentra sobre una capa aislante de suelo seco, por lo que la corriente se dirige en lugar de "inundar" en lugar de penetrar.

Mi novia y yo estábamos nadando en el océano a unos 30 pies de una playa en Costa Rica cuando se acercaba una tormenta. Vimos destellos ocasionales de relámpagos, y estaba contando el tiempo que tardó en escuchar el trueno, que fue de al menos 7-8 segundos como máximo y, a menudo, 10 o más segundos. Supuse que como estaba al menos a una milla o más de distancia estábamos bien, pero después de un retraso sin relámpagos ni truenos, tuvimos un relámpago repentino, que apareció más cerca, con un trueno una fracción de segundo después. Sentí un ligero zumbido en mi cuerpo y casi no se lo mencioné mientras trepábamos a la orilla, pero luego dijo: "¡Me sentí como si me hubieran dado un golpe!". Lo describiría como similar al choque estático de tocar la perilla de una puerta después de caminar sobre una alfombra seca, pero más difusa y suave.