Задача по электродинамике №243

Просмотров 10 Комментарии 0

Электромагнитное излучение с длиной волны $−7 λ= 3,3⋅10$ м используется для нагревания воды. Какую массу воды можно нагреть за $t= 700$ с на $ΔT = 10∘C$ , если источник излучает $N = 1020$ фотонов за 1 с? Считать, что излучение полностью поглощается водой.

Энергия одного фотона равна:

hc E0 = λ-.

Тогда энергия всех фотонов, которую поглотит вода за время $t$ равна:

Et = NtE0 = Nthc. λ

При этом на нагревание воды уходит количество теплоты, равное:

Q = cmΔT,

где $c$ – удельная теплоёмкость воды, $m$ – масса воды.
Приравняв два последних уравнения, получим:

hc Nthc- Nt λ = cm ΔT ⇒ m = λcΔT .

Подставим числа из условия

1020⋅700⋅6,6⋅10−34⋅3⋅108 m = 3,3⋅10−7⋅4200⋅10 = 1 кг

Квантовая физика