Рассчитайте, с какой высоты должна упасть капля воды, чтобы при ударе о землю полностью...

Question

Рассчитайте, с какой высоты должна упасть капля воды, чтобы при ударе о землю полностью испариться. Считайте, что механическая энергия капли полностью переходит в ее внутреннюю энергию. Начальная температура воды 20 оС. Может ли подобная ситуация быть реализована в действительности?

Answer 1

Дано
t 1 = 20°C
t2 = 100 °C
c=4200 Дж / кг °С - удельная теплоемкость воды
L = 22,6*10⁵ Дж/кг - удельная теплота парообразования воды
h - ?

Воду нагреваем до температуры кипения:
Q1 = c*m*(t2 - t1) = 4200*80*m = 336 000 * m  = 3,36*10⁵*m  Дж
Воду испаряем:
Q2 = L*m = 22,6*10⁵ * m
Общее количество теплоты
Q = Q1+Q2 = (22,6 + 3,36)*10⁵ * m   ≈  26 * 10 ⁵ * m   Дж   (1)

Потенциальная энергия капли:
Eп = m*g*h                                                                               (2)

Приравнивая (2) и (1) получаем:
m*g*h = 26*10⁵*m
h = 26*10⁵ / 10 = 26*10⁴ = 260 000 м = 260 км

Конечно, такая ситуация невозможна