Question

На сколько градусов нагреется за 1с капля воды массой 0,2 г, если она ежесекундно поглощает 10^10 фотонов с длиной волны 750 нм? Потерями энергии пренебречь.

Answer 1

Собственно суть заключается в том, что ты энергию приравниваешь к количеству теплоты:

Answer 2

Для решения данной задачи мы можем использовать формулу энергии фотона:

E = hc/λ,

где E - энергия фотона, h - постоянная Планка (6,62607015 × 10^(-34) Дж·с), c - скорость света (299792458 м/с), λ - длина волны фотона.

Для решения задачи нам необходимо найти общую энергию, которую поглотит капля воды за 1 секунду. Для этого мы умножим энергию одного фотона на количество фотонов:

E_общ = E * N,

где E_общ - общая энергия, N - количество фотонов.

Теперь мы можем найти тепловую энергию, которую поглотит капля воды:

Q = m * c_воды * ΔT,

где Q - тепловая энергия, m - масса капли воды (0,2 г), c_воды - удельная теплоемкость воды (4,18 Дж/(г·°C)), ΔT - изменение температуры.

Теперь мы можем сравнить тепловую энергию и общую энергию:

Q = E_общ.

Подставим значения и найдем ΔT:

m * c_воды * ΔT = E * N,

0,2 г * 4,18 Дж/(г·°C) * ΔT = E * 10^10,

ΔT = (E * 10^10) / (0,2 г * 4,18 Дж/(г·°C)).

Теперь найдем энергию фотона:

E = hc/λ = (6,62607015 × 10^(-34) Дж·с * 299792458 м/с) / (750 нм * 10^(-9) м/нм) = 2,6512 × 10^(-19) Дж.

Теперь подставим значения:

ΔT = (2,6512 × 10^(-19) Дж * 10^10) / (0,2 г * 4,18 Дж/(г·°C)).

Выполняя вычисления, получаем:

ΔT ≈ 3,17 × 10^8 °C.

Таким образом, капля воды нагреется на примерно 3,17 × 10^8 градусов Цельсия за 1 секунду, если она каждую секунду поглощает 10^10 фотонов с длиной волны 750 нм.