Esta es una pregunta tan divertida, pero la gente parece hacerla tan complicada.
En primer lugar, como se ha señalado, el simple hecho de tener energía cinética no hará que el agua se vaporice. Es la disipación de esa energía en forma de calor que resultará en la vaporización del agua. Hay varias formas posibles de disipar la energía (a través de la fricción o en una colisión perfectamente inelástica). La forma en que se disipa la energía no es relevante para la cantidad de energía que se necesita, así que olvidemos esa parte.
En segundo lugar, necesitamos entender las condiciones de partida aquí. Dependiendo de la presión, la temperatura, las impurezas en el agua, etc., los cálculos reales variarán.
Como me gustan los escenarios del mundo real, asumo lo siguiente:
- ¿Podría ser más rápido que el viaje de la luz si pudiéramos “juntar” un objeto al espacio y obtener el espacio para moverse, no el objeto?
- ¿Son posibles las puertas estelares?
- ¿Por qué la tabla periódica se llama tabla periódica?
- Educación superior: leo muchas matemáticas, ciencias, ciencias de la computación y filosofía, pero no recuerdo mucho de eso. ¿Cómo puedo gestionar mis conocimientos o lo que sea que haya estudiado / leído hasta ahora?
- ¿Cuál es la mejor manera de abordar la negación de la evolución?
Estamos lanzando una bola de nieve (porque, por supuesto, esa es la forma más divertida de arrojar agua) de 100 gramos (tenga en cuenta que la masa es realmente irrelevante para la respuesta final, pero me gusta que sea realista). La bola de nieve está congelada y prístina (sin impurezas) y está a una temperatura de exactamente 273.2 K (0 ºC) y estamos afuera en un buen día, así que lo mantendremos simple y estaremos operando a exactamente 1 atmósfera de presión .
¡Genial! ¿Listo para lanzar unas bolas de nieve?
Ok, entonces necesitamos dar a nuestra pequeña bola de nieve suficiente energía para:
1) Derretirlo
2) Eleve la temperatura a 373.2 K (o 100 ºC)
3) Evaporar todo
¿Qué tan rápido tendrá que ir? 2453 m / s de hecho.
Ahora que, es rápido. Nuestra pequeña bola de nieve necesita ser supersónica. Un poco más de Mach 7 de hecho. Más rápido que la velocidad de salida de cualquier bala que conozca.
Parece que no podremos lanzar esa bola de nieve lo suficientemente rápido … pero tal vez podríamos convencer a alguien para que nos preste un cañón … ahora es una idea: ¡pelea de bolas de nieve con cañones!
Para las personas que les gustan estas cosas: aquí está la matemática:
Los tres parámetros clave que necesitamos son:
Entalpía de fusión de agua – 334 julios / gramo
Capacidad térmica del agua: 4,18 julios / gramo (dato curioso: esta es una caloría, por definición)
Entalpia de vaporización – 2 257 julios / gramo
Así que … para cada gramo de nuestra bola de nieve necesitaremos
334 julios para fundirlo
4.18 * 100 = 418 julios para llevarlo a 373.2 K (100 ºC)
2 257 julios para vaporizarlo.
3009 julios por gramo (que si la memoria me sirve bien también debería ser la entalpía de la sublimación del agua, ha pasado un tiempo)
Entonces, para nuestra bola de nieve de 100 gramos, necesitaremos 300 900 julios, ¿hasta ahora, qué bien?
Ok ahora vamos a convertir eso en energía cinética.
KE = 1/2 mv ^ 2
Recuerda, ¡hay que poner masa en Kgs!
300900 = 1/2 (0.1) v ^ 2
v = 2453 m / s