Question

З якою мінімальною швидкістю повинна летіти муха, щоб при ударі в нерухому перешкоду від неї в буквальному розумінні слова „не залишилось мокрого місця”, тобто щоб її речовина повністю випарувалась? Вважати, що питома теплоємність і теплота пароутворення речовини мухи такі самі, як і води (питома теплоємність води с = 4200 , питома теплота пароутворення води r = 22,6•105 ). Температура речовини мухи до удару t = 20°C. СРОЧНООООО

Answer 1

Відповідь: 2279 м/с

Пояснення:

Answer 2

Для вирішення цього завдання використаємо закон збереження енергії. При ударі мухи вся її кінетична енергія повинна перетворитися на теплову енергію, яка потім вивіпарить речовину мухи.

Кінетична енергія (Ек) обчислюється за формулою:

\[ E_k = \frac{1}{2} m v^2, \]

де \(m\) - маса мухи, \(v\) - її швидкість.

Теплова енергія (Q) виводиться зміною температури речовини:

\[ Q = mc\Delta T, \]

де \(m\) - маса мухи, \(c\) - питома теплоємність речовини мухи, \(\Delta T\) - зміна температури.

Теплота пароутворення (Qп) розраховується як:

\[ Q_p = mL, \]

де \(L\) - питома теплота пароутворення речовини мухи.

Закон збереження енергії стверджує, що кінетична енергія перетворюється на теплову енергію:

\[ E_k = Q + Q_p. \]

Таким чином, можна записати рівняння:

\[ \frac{1}{2} m v^2 = mc\Delta T + mL. \]

Масу мухи (\(m\)) можна скасувати:

\[ \frac{1}{2} v^2 = c\Delta T + L. \]

Тепер можемо виразити швидкість мухи (\(v\)):

\[ v = \sqrt{2(c\Delta T + L)}. \]

Підставимо дані:

\[ v = \sqrt{2(4200 \cdot 20 + 2.26 \cdot 10^5)}. \]

Розрахунок:

\[ v = \sqrt{2(84000 + 2.26 \cdot 10^5)} \]

\[ v = \sqrt{2(310000)} \]

\[ v = \sqrt{620000} \]

\[ v \approx 787.4 \, \text{м/с}. \]

Отже, муха повинна летіти з мінімальною швидкістю приблизно 787.4 м/с, щоб при ударі в нерухому перешкоду від неї в буквальному розумінні слова „не залишилося мокрого місця”, тобто її речовина повністю випарувалась.