15.0 cm 마이크로파. 350 mL 물 20℃에서 95℃로 가열

15.0 cm 마이크로파. 350 mL 물 20℃에서 95℃로 가열

 

 

전자레인지는 마이크로파를 식품에 쪼여 열로 바뀌면서 작동한다.

λ = 15.0 cm 파를 쪼이고 이것이 모두 열로 바뀌고, 물 1.00 g을 1.00℃ 올리는데 4.184 J이 필요하다고 가정할 때, 350 mL의 물을 20℃에서 95℃로 가열하는데 얼마나 많은 양자가 필요한가?

 

 

Microwave ovens work by irradiating food with microwave radiation, which is absorbed and converted into heat.

Assuming that radiation with λ = 15.0 cm is used, that all the energy is converted to heat, and that 4.184 J is needed to raise the temperature of 1.00 g of water by 1.00 ℃, how many photons are necessary to raise the temperature of a 350 mL cup of water from 20 ℃ to 95 ℃?

 

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15.0 cm의 파장을 갖는 양자(photon) 1개 (n = 1) 의 에너지를 계산하면,

calculate the energy of a photon with wavelength 15.0 cm (= 0.150 m) using the Planck relation:

( E = nhν 에서, n = 1 이면, E = hν )

E = hν = hc/λ

( 식 설명 https://ywpop.tistory.com/4964 )

= (6.626×10^(-34) J•s) (3.00×10^8 m/s) / (0.150 m)

= 1.33×10^(-24) J (per photon)

 

 

 

물을 가열하는데 필요한 열량(에너지)을 계산하면,

q = C m Δt

( 식 설명 https://ywpop.tistory.com/2897 )

= (4.184 J/g•℃) (350 g) (95-20 ℃)

= 109830 J

 

 

 

109830 J / (1.33×10^(-24) J/photon)

= 8.26×10^28 photons

 

 

 

답: 8.26×10^28 photons

 

 

 

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/10094 ] 마이크로파 파장이 2.3×10^(-3) m

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/7376 ] 445 nm 광자의 에너지.

 

 

 

[키워드] 전자레인지 기준문서