С какой высоты должны падать дождевые капли, температура которых 20 С, чтобы при ударе о землю они полностью расплавились? Удельная теплоемкость воды 4200 Дж\кг С, удельная теплота плавления льда 0.33 МДж\кг

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для того чтобы дождевые капли при падении с определенной высоты полностью расплавились, нужно чтобы их кинетическая энергия при падении превосходила энергию, необходимую для плавления капли.

Энергия, необходимая для плавления капли можно вычислить по формуле:

Q = m L + m c * ∆T

где Q - энергия, необходимая для плавления капли (Дж),
m - масса капли (кг),
L - удельная теплота плавления льда (0.33 МДж/кг = 330 кДж/кг),
c - удельная теплоемкость воды (4200 Дж/кг С),
∆T - изменение температуры капли (поскольку мы хотим расплавить каплю, то ΔT = 0).

Учитывая, что кинетическая энергия капли при падении равна энергии, необходимой для плавления капли, можно составить уравнение:

m g h = m * L

где m - масса капли,
g - ускорение свободного падения (около 9.81 м/с²),
h - высота падения.

Таким образом, высоту падения, необходимую для того чтобы дождевые капли при ударе о землю полностью расплавились можно вычислить как:

h = L / g = 330 кДж/кг / (9.81 м/с²) ≈ 33.6 м

Таким образом, дождевые капли должны падать с высоты около 33.6 м, чтобы при ударе о землю полностью расплавиться.