Нагревание воды излучением
3/10Электромагнитное излучение с длиной волны \(3{,}3\cdot10^{-7}\) м используется для нагревания воды массой 1 кг. Сколько времени потребуется для нагревания воды на \(10\,^\circ\)C, если источник за 1 с излучает \(10^{20}\) фотонов? Считать, что излучение полностью поглощается водой.
Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\) с
▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаЭнергия, переданная водой за время \(t\), равна числу фотонов за это время, умноженному на энергию одного фотона.
Ответ700 с.
Решение1. Энергия для нагревания воды: \(Q = c_в m\Delta T\), где \(c_в\) — удельная теплоёмкость воды.
2. Энергия одного фотона: \(E = h\nu = \dfrac{hc}{\lambda}\), где \(c\) — скорость света.
3. По закону сохранения энергии вся энергия излучения переходит в энергию нагревания воды. За время \(t\) воде сообщена энергия \(E\cdot n\cdot t = Q\), где \(n\) — количество фотонов, излучаемых за 1 с: \(\dfrac{hc}{\lambda}\,n\,t = c_в m\Delta T\).
Отсюда \(t = \dfrac{c_в m\,\Delta T\,\lambda}{h\,c\,n} = 700\) с.
Ответ: \(t = 700\) с.
Похожие задачи
- Период колебаний в бензоле (B4) ЕГЭ 2007, 11 кл.
- Длина волны в воздухе (A21) ЕГЭ 2007, 11 кл.
- Электромагнитная волна (A16) ЕГЭ 2009, 11 кл.
- Явления и приборы (B2) ЕГЭ 2009, 11 кл.
- Ориентация векторов в волне (A16) ЕГЭ 2009, 11 кл.
- Излучение заряда (А16) ЕГЭ 2009, 11 кл.