Яку найменшу висоту має мати крапля, щоб утворитися випар зіткнення з землею? Початкова температура води в краплі

Суть вопроса: Випарування із зіткнення

Пояснення: Щоб відповісти на цю задачу, ми можемо використати відому формулу, яка пов"язує випаровування з температурою.

Загальна формула для випаровування з поверхні рідини включає такі параметри:
1. Тиск пари (P) - визначається відповідною точкою кипіння речовини при даній температурі.
2. Температура рідини (T) - в нашому випадку, 20 градусів Цельсія (°C).
3. Молярна маса речовини (M) - розрахована за хімічним складом речовини.
4. Газова стала (R) - універсальна газова стала, 8.314 Дж/(моль·К).
5. Молярна ентальпія пароутворення (ΔHvap) - енергія, необхідна для переходу однієї молекули речовини з рідкої фази в газову при даній температурі.

Оскільки в нашому завданні ми не маємо достатніх даних про речовину, але можемо не враховувати опір повітря, найпростішим підходом буде використання закону Авогадро, який говорить, що одна моль будь-якої речовини займає однаковий об"єм при нормальних умовах. Таким чином, ми можемо припустити, що кількість речовини в краплі лишається постійною.

Одна моль води має масу приблизно 18 грамів. Знаючи це, ми можемо скористатися розрахунками. Оскільки нас цікавить висота краплі, ми можемо вважати, що діаметр краплі набагато менший за висоту і може бути ігнорований.

Приклад використання: Якщо ми візьмемо краплю води з масою 0,02 г (або 20 мг), то це відповідає близько 0,001 моль води (20 мг / 18 г/моль). Ми також знаємо, що маса однієї краплі дорівнює масі однієї молекули або атома, оскільки крапля є однією молекулою або атомом, який сформувався внаслідок конденсації пари води. Таким чином, одна крапля має висоту, що дорівнює приблизно 3.4 · 10^-12 метра (20 мг · 6,022 × 10^23 / 18 г/моль).

Завдання: Задача: Яку найменшу висоту має мати крапля, щоб утворитися випар зіткнення з землею? Початкова температура води в краплі становить 20 градусів Цельсія. При цьому можна не враховувати опір повітря. Використовуйте дані про масу води в одній краплі (20 мг) та молярну масу води (18 г/моль).