Сколько энергии высвобождается при слиянии капель воды с размером 30 мкм в каплю с размером 3 мм при температуре 20°С

Энергия Гиббса поверхности:
Gs = σ · S,
σ – поверхностное натяжение, Дж/м2;
S – площадь поверхности, м2.
По справочнику поверхностное натяжение воды при 20ºС равно σ = 72,75·10–3 Н/м.
Объем воды в системе V = = 1,41·10–8 м3.
Удельная поверхность капли диаметром 30 мкм:
Sуд.1 = = 2,0·105 м–1.
Общая площадь поверхности:
S1 = Sуд.1 · V = 2,0·105 · 1,41·10–8 = 2,82·10–3 м2.
Энергия Гиббса поверхности:
Gs1 = σ · S1 = 72,75·10–3 · 2,82·10–3 = 2,05·10–4 Дж.
Удельная поверхность капли диаметром 3 мм:
Sуд.2 = = 2,0·103 м–1.
Общая площадь поверхности:
S2 = Sуд.2 · V = 2,0·103 · 1,41·10–8 = 2,82·10–5 м2.
Энергия Гиббса поверхности:
Gs2 = σ · S2 = 72,75·10–3 · 2,82·10–5 = 2,05·10–6 Дж.
Высвободившаяся энергия ΔGs = 2,05·10–4 – 2,05·10–6 = 2,03·10–4 Дж.
Дисперсность первой системы:
D1 = = 3,33·104 м–1.
Дисперсность второй системы:
D2 = = 3,33·102 м–1.
Дисперсность уменьшилась в = 100 раз.
Ответ: при слиянии капель высвобождается 2,03·10–4 Дж энергии; дисперсность уменьшились в 100 раз.