3 якою мінімальною швидкістю мають летіти назустріч одна одній дві однакові краплини води, щоб під час зіткнення повністю випаруватися? Температура краплинок перед зіткненням становить 20°с. Вважайте, що у внутрішню енергію краплинок перейшло 50% їхньої механічної енергії. Питома теплоємність води 4200 ДС, питома теплота пароутворення води 23-10° Дж/кг, а її температуракипіння 100°С-
Ответы
Ответ:
v ≈ 2700 м/с
Объяснение:
Пусть m - масса каждой капли, v - их скорость.
Тогда кинетическая энергия каждой капли равна (mv^2)/2, и суммарная кинетическая энергия двух капель равна mv^2. Половина этой энергии переходит во внутреннюю, то есть mv^2/2.
Эта энергия используется для нагрева капель до температуры кипения и их последующего испарения.
То есть, mv^2/2 = 2mc(T_кип - T_нач) + 2mL.
где c - удельная теплоемкость воды, T_кип и T_нач - температура кипения и начальная температура, L - удельная теплота парообразования.
Подставим известные значения: v^2/2 = 24200(100 - 20) + 22.310^6, отсюда v^2 = 2*(2420080 + 22.310^6), и, наконец, v = √2*(2420080 + 22.310^6).
получаем v ≈ 2700 м/с - Это и есть минимальная скорость, с которой должны лететь навстречу друг другу две капли воды, чтобы полностью испариться при столкновении.