С какой высоты должна упасть капля воды, чтобы при ударе о землю она нагрелась на 1 °C?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для того чтобы капля воды нагрелась на 1 °C, ей нужно получить определенное количество энергии, которое зависит от ее массы и температуры. Чтобы рассчитать высоту, с которой капля должна упасть, можно воспользоваться законом сохранения энергии.

Потенциальная энергия капли на высоте h равна mgh, где m - масса капли, g - ускорение свободного падения, h - высота. Допустим, потенциальная энергия преобразуется в тепловую энергию при падении. Тепловая энергия Q, необходимая для нагрева капли на 1 °C, выражается через массу капли и ее теплоемкость c.

Q = mcΔT,

где ΔT - изменение температуры.

При этом потенциальная энергия должна быть равна тепловой энергии:

mgh = mcΔT.

Из этого уравнения можно найти высоту, с которой капля должна упасть:

h = cΔT/g.

Таким образом, чтобы капля весом 1 грамм нагрелась на 1 °C, нужно упасть с высоты примерно 420 метров.