Menu
Определить, с какой скоростью должна лететь капелька воды, чтобы при столкновении ее с такой же неподвижной каплей обе испарились. Начальная температура капель t0. Удельная теплоемкость воды С, удельная теплота парообразования воды L.

Cразу поясню перед решением, чтобы не было казусов:

sqrt - корень квадратный

^ - степень

Дано:

V2 = 0 (т. К. 2 капля находится в состоянии покоя)

t0 - начальная температура капель.

C - удельная теплоемкость воды.

L - удельная теплота парообразования.

V1 -

Итак, приступим:

m2 -<-V1-m1

На основании закона сохранения импульса имеем:

mV1 = 2mV

V - скорость капель после столкновения.

V = mV1/2m

Сокращая массу, получаем:

V = V1/2

Теперь применим закон сохранения энергии. Однако перед этим поясню несколько моментов:

Формула Кол-ва теплоты:

Q = cmdT

Формула парообразования:

Qп = Lm

Закон сохранения энергии будет выглядеть так:

mV^2/2 = 2mV^2/2 + 2Q + 2Q

mV^2/2 = 2mV^2/2 + 2mC(t2-t1) + 2mL

t2 - неизвестный член.

Решаем полученное уравнение, подставляя данные и сокращая массу:

mV^2/2 - mV^2/2 = 2mC(t2-t1) + 2mL

V^2/2 - V^2 = 2C(t2-t1) + 2L

Теперь подставляем значение V:

V1^2/2 - V2^2/4 = 2C(t2-t1) + 2L; 2V1^2 - V1^2/4 = 2(C(t2-t1)+L)

V1^2/4 = 2(C(t2-t1)+L)

V1^2 = 8(C(t2-t1)+L)

V1 = sqrt(8(C(t2-t1)+L))

V1 = 2sqrt(2)*sqrt(C(t2-t1)+L)

Ответ: V1 = 2sqrt(2)*sqrt(C(t2-t1)+L))


ПОХОЖИЕ ЗАДАНИЯ:
  • В холодную воду в виде капель выливается расплавленный свинец. Масса воды равна 10 кг, начальная температура равна 20 градусов. Чему будет равна температура воды, если в нее...
  • В результате падения с крыши многоэтажного дома, капелька воды нагрелась на Δt = 0,10С градусов. Какова высота дома? Удельная теплоемкость воды с = 4200Дж/кг 0С...
  • 1. Почему показание влажного термометра психрометра всегда ниже температуры воздуха в комнате? 2. Найти количество теплоты, необходимое для превращения в пар 200 г воды, взят...
  • В алюминиевый калориметр массой 150 грамм наливают воду той же температуры массой 200 грамм. После этого в калориметр опускают железный брусок, массой 150 грамм, температура...
  • Электронагреватель стиральной машины имеет мощность 3 кВт. 10 л воды он нагревает за 10 минут от температуры 20 °С до 61 °С. Каков КПД электронагревателя? Удельная теплоемкос...