Quantos fótons são necessários para fundir 200 g de água em um micro-ondas que opera a
? Quantas moléculas de
são convertidas de gelo para água líquida por um fóton? ( 1 g de água necessita de 334 J para fundir).
Passo 1
Beleza, vamos lá! Você pediu para saber quantos fótons são necessários para fundir 200 g de água usando um micro-ondas que opera com um comprimento de onda de
nm. Além disso, quer saber quantas moléculas de água são convertidas de gelo para líquido por cada fóton. Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de energia dos fótons e da quantidade de energia necessária para fundir a água.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a energia total necessária para fundir 200 g de água. Sabemos que 1 g de água precisa de 334 J para fundir. Então, multiplicamos isso por 200 g:
Passo 3
Agora, precisamos descobrir a energia de um único fóton emitido pelo micro-ondas. 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 ( ).
Primeiro, vamos converter o comprimento de onda de nanômetros para metros:
Agora, calculamos a energia do fóton:
Passo 4
Com a energia total necessária e a energia por fóton, podemos encontrar o número de fótons necessários para fornecer essa energia. Basta dividir a energia total pela energia de um fóton:
Passo 5
Agora, vamos descobrir quantas moléculas de água estão presentes em 200 g. Primeiro, calculamos o número de mols de água:
Sabendo que 1 mol contém
moléculas (N��mero de Avogadro):
Passo 6
Por fim, para saber quantas moléculas de água são fundidas por cada fóton, dividimos o total de moléculas pela quantidade de fótons:
Resposta
São necessários aproximadamente
fótons para fundir 200 g de água no micro-ondas. Cada fóton converge cerca de
moléculas de
de gelo para água líquida.