Для начала найдем стоковое напряжение поверхностного натяжения жидкости, которое можно рассчитать по формуле:
T = d V^2 r
где T - стоковое напряжение поверхностного натяжения жидкости, d - плотность воды (при t=0 градусов Цельсия), которая примерно равна 1000 кг/м^3, V - средняя квадратичная скорость капли, равная 1,7 м/c, r - радиус капли, который равен 10^-6 м.
Подставляем известные значения:
T = 1000 1,7^2 10^-6 = 0.00289 Н/м
Теперь воспользуемся формулой для стокового напряжения поверхностного натяжения:
T = 2 p r l k
где p - плотность воздуха, r - радиус капли, l - удельная теплота парообразования, k - коэффициент поверхностного натяжения для воды при данной температуре.
Для воды при температуре 0 градусов Цельсия удельная теплота парообразования l=2260 кДж/кг.моль, а коэффициент поверхностного натяжения k=0,073 Н/м.
Таким образом, температура воздуха, при которой капелька воды движется со средней квадратичной скоростью 1,7 м/c, радиусом 10^-6 м, равна примерно 1.06 градусов Цельсия.
Для начала найдем стоковое напряжение поверхностного натяжения жидкости, которое можно рассчитать по формуле:
T = d V^2 r
где T - стоковое напряжение поверхностного натяжения жидкости,
d - плотность воды (при t=0 градусов Цельсия), которая примерно равна 1000 кг/м^3,
V - средняя квадратичная скорость капли, равная 1,7 м/c,
r - радиус капли, который равен 10^-6 м.
Подставляем известные значения:
T = 1000 1,7^2 10^-6 = 0.00289 Н/м
Теперь воспользуемся формулой для стокового напряжения поверхностного натяжения:
T = 2 p r l k
где p - плотность воздуха,
r - радиус капли,
l - удельная теплота парообразования,
k - коэффициент поверхностного натяжения для воды при данной температуре.
Для воды при температуре 0 градусов Цельсия удельная теплота парообразования l=2260 кДж/кг.моль, а коэффициент поверхностного натяжения k=0,073 Н/м.
Подставляем все значения в формулу:
0.00289 = 2 p 10^-6 2260 0.073
p = 0.00289 / (2 10^-6 2260 * 0.073) ≈ 1.06 кг/м^3
Таким образом, температура воздуха, при которой капелька воды движется со средней квадратичной скоростью 1,7 м/c, радиусом 10^-6 м, равна примерно 1.06 градусов Цельсия.