Question

Известно,что если на сильно нагретую сковородку поместить каплю воды,то она начинает "плясать"1. Почему эта капля "пляшет"?2. оцените начальную температуру чугунной сковородки массой 500 г,если на нее последовательно падали капли воды температурой 20 гр и обьемом 0,5 см3 каждая,причем 11 по счету почему-то плясать не захотела.

Answer 1

Когда капля попадает на раскаленную сковороду, ее нижняя часть мгновенно испаряется и образует паровую подушку между сковородой и оставшейся частью капли. Затем благодаря излучению тепла сквозь паровую подушку, конвекционным потокам внутри подушки и теплопроводности капля нагревается. Однако, чтобы она нагрелась таким образом до кипения, потребуется 1-2 мин. В течение этого времени паровая подушка предохраняет каплю от испарения, и та беспрепятственно “скачет” по поверхности сковороды.

Answer 2

Почему капля воды "пляшет" на нагретой сковородке?

Когда капля воды попадает на сильно нагретую сковородку, она начинает "плясать" из-за явления, называемого лейтенантовыми вихрями или эффектом Лейтенанта. Это явление происходит из-за быстрого испарения капли на нагретой поверхности сковородки. В результате испарения, пар образует маленькие вихри, которые поднимают каплю воды вверх и создают впечатление, что она "пляшет" на поверхности сковородки.

Оценка начальной температуры чугунной сковородки массой 500 г

Для оценки начальной температуры чугунной сковородки массой 500 г, на которую последовательно падали капли воды температурой 20 градусов и объемом 0,5 см3 каждая, можно использовать закон сохранения энергии.

По закону сохранения энергии, энергия, переданная капле воды, равна энергии, поглощенной сковородкой. Энергия, поглощенная сковородкой, может быть выражена через ее массу, начальную температуру и удельную теплоемкость.

Удельная теплоемкость чугунной сковородки составляет около 0,46 Дж/(г·°C) Пусть начальная температура сковородки будет T градусов Цельсия.

Тогда можно записать уравнение:

(масса капли) * (удельная теплоемкость воды) * (изменение температуры воды) = (масса сковородки) * (удельная теплоемкость сковородки) * (изменение температуры сковородки)

(0,5 г) * (4,18 Дж/(г·°C)) * (20 °C - T °C) = (500 г) * (0,46 Дж/(г·°C)) * (T °C - 20 °C)

Решая это уравнение, можно найти начальную температуру сковородки. Однако, без значения изменения температуры сковородки, точный ответ невозможно получить.

Заключение

Таким образом, капля воды "пляшет" на нагретой сковородке из-за явления лейтенантовых вихрей, вызванных быстрым испарением капли. Оценка начальной температуры чугунной сковородки массой 500 г требует знания изменения температуры сковородки, чтобы решить уравнение, основанное на законе сохранения энергии.