Uma lâmpada de
emite luz violeta de comprimento de onda 420 nm . Quantos fótons de luz violeta a lâmpada pode gerar em 2,0 s? Quantos mols de fótons são emitidos nesse intervalo?
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! Aqui, a gente está lidando com conceitos de potência, energia e fótons da física. Precisamos calcular quantos fótons de luz violeta uma lâmpada de 32 W pode gerar em 2,0 segundos e quantos mols desses fótons são emitidos nesse tempo. Para isso, vamos usar fórmulas relacionadas à energia e à quantidade de substância (mols).
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a energia total que a lâmpada emite em 2,0 segundos. Sabemos que a potência
é a taxa de emissão de energia por unidade de tempo, então a energia
é dada por:
Onde:
Então:
Passo 3
Agora, vamos descobrir a energia de cada fóton de luz violeta. A energia
de um fóton é dada pela fórmula:
Onde:
-
é a constante de Planck ( ) -
é a velocidade da luz ( ) -
é o comprimento de onda ( )
Substituindo os valores:
Passo 4
Com a energia total emitida e a energia de cada fóton, podemos calcular o número total de fótons
emitidos:
Passo 5
Por fim, vamos calcular quantos mols de fótons isso representa. Sabemos que 1 mol contém
partículas (Número de Avogadro). Então:
Resposta
A lâmpada pode gerar aproximadamente
fótons de luz violeta em 2,0 segundos, o que corresponde a cerca de
mols de fótons emitidos nesse intervalo.