O efeito fotoelétrico forneceu evidências experimentais para algumas das hipóteses que fundamentam a Mecânica Quântica: as energias dos estados físicos de um sistema fechado não assumem qualquer valor, mas valores discretos; além disso, a radiação eletromagnética, que possui um comportamento dual, ora comportando-se como onda ora como partícula (fótons), tem energia (E) proporcional à frequência (f), E=hf, onde h = 6,6x10-34 J.s, conhecida como constante de Plank. Suponha que, na média, cada fóton liberado pela chama de um fogão tenha uma frequência f = 6.9 x 1014 Hz (azul). A partir dos dados fornecidos qual o número de fótons absorvidos por um litro de água, quando passa de 14,5 oC para 15,5 oC?
Soluções para a tarefa
O número de fótons absorvidos por um litro de água, quando passa de 14,5 para 15,5 é 5,7 x 10^19 .
Vamos aos dados/resoluções:
Temos que para a água;
v = 1 L = 1dm³
E como a densidade da água é de 1kg/dm³ , então: m = 1kg ;
E a massa da água de c = 1 cal/gºC ;
Dando procedência então, acharemos que:
Q = m.c.ΔT
Q = 1 . 1 . (15,5ºC - 14,5º)
Q = 1 cal , ou seja:
A mesma será a quantidade de calor em joules já que 1 cal = 4,18 J
Este calor foi recebido na forma de fótons térmicos, com isso;
E = Q = 4,18
Pela relação de Plank-Einstein
E = n.h.ν
n h ν = 4,18
n = 4,18 / h ν
Finalizando e substituindo os dados para h e ν, então:
n = 4,18 / (1.054589x10^-34 x 6.9x10^14)
n ≅ 0,57 / 10^-20
n ≅ 0,57 x 10^20
Portanto teremos que n ≅ 5,7 x 10^19 é o número de fótons absorvidos por um litro de água.
espero ter ajudado nos estudos,bom dia :)