Град является частицами льда шарообразной или неправильной формы (градин) размером от миллиметра до нескольких сантиметров. Встречаются градины размером 130 мм и массой около 1 кг. Градины состоят из ряда слоёв прозрачного льда толщиной не менее 1 мм, чередующихся с полупрозрачными слоями.
В метеорологии град отличают от снежной крупы — ледяных непрозрачных крупинок белого цвета, размером от 2 до 5 мм, хрупких и легко размельчающихся. Также известны такие атмосферные осадки, как ледяной дождь, который не стоит путать с градом.
Град выпадает обычно в тёплое время года из мощных кучево-дождевых облаков, сильно развитых вверх, обычно при ливнях и грозах.
Он образуется, когда капли дождя застывают, проходя через холодные слои атмосферы.
Одиночные капли превращаются, конечно, в очень маленькие градины, однако затем с ними иногда происходят удивительные явления. Падая вниз, такая градинка может натолкнуться на встречный поток воздуха от земли. Тогда она вновь поднимается вверх — туда, где капли дождя еще не успели замерзнуть. Некоторые из них «прилипают» к ней, и тогда она вновь опускается в слои холодного воздуха, замерзая. В результате размер градин становится более внушительным.
Градина может совершить множество таких перемещений снизу вверх и обратно, пока не станет настолько тяжелой, что восходящие потоки воздуха будут уже не в состоянии поддерживать ее на весу. Вот тогда и наступит тот момент, когда она начнет свой стремительный путь к земле.
Зародыши градин образуются в переохлаждённом облаке за счёт случайного замерзания отдельных капель. В дальнейшем такие зародыши могут вырасти до значительных размеров благодаря намерзанию сталкивающихся с ними переохлаждённых капель. Крупные градины могут появиться только при наличии в облаках сильных восходящих потоков длительное время удерживать градины от выпадения на землю.
Таким образом образуются градины, чей диаметр доходит до 8—10 см, а вес — до 450 г.
Слой выпавшего града иногда составляет несколько сантиметров. Продолжительность выпадания от нескольких минут до получаса, чаще всего 5-10 мин и очень редко — около 1 ч.
Закон Бойля-Мариотта (изотермический процесс)
Изотермическим процессомназывают изменение состояния газа, при котором его температура остаётся постоянной.
Для неизменной массы газа при постоянной температуре произведение давления газа на объем есть величина постоянная:
\[pV=const\]
Этот же закон можно переписать в другом виде (для двух состояний идеального газа):
\[p_1V_1=p_2V_2\]
Этот закон следует из уравнения Менделеева – Клапейрона:
\[pV=const=\frac{m}{\mu}RT\]
Очевидно, что при неизменной массе газа и при постоянной температуре правая часть уравнения остается постоянной величиной.
Графики зависимости параметров газа при постоянной температуре называются изотермами.
Обозначив константу буквой k_1, запишем функциональную зависимость давления от объема при изотермическом процессе:
\[p=\frac{k_1}{V}\]
Видно, что давление газа обратно пропорционально его объему. Графиком обратной пропорциональности, а, следовательно, и графиком изотермы в координатах (P,V) является гипербола (рис.1, а). На рис.1 б) и в) представлены изотермы в координатах \left(P,T\right) и \left(V,T\right) соответственно.
Графики изотермических процессов в различных координатах
Рис.1. Графики изотермических процессов в различных координатах
