Почему возникают ливневые дожди при грозах?

Условие равновесия при фиксированной температуре системы пар-жидкость — минимум термодинамического потенциала Гиббса.


Рассмотрев условия равновесия по отношению к процессам испарения и конденсации можно показать, что капли с радиусом, больше определённого значения растут, с меньшим радиусом — испаряются (потенциал Гиббса при обоих процессах при этом уменьшается). Этот критический радиус пропорционален коэффициенту поверхностного натяжения и обратно пропорционален пересыщению пара, поэтому при большем пересыщении пара затравкой для жидкой фазы способны служить капли меньшего радиуса.

Если капля несёт электрический заряд, то в выражении для потенциала возникает дополнительный член — энергия эл. поля, обратно пропорциональная радиусу капли. Так как это слагаемое убывает с ростом капель, то возникает дополнительная тенденция к их росту. Это и объясняет усиление дождей при грозах, так как они приводят к возникновению ионов.