λ = 30 cm water 1 g 1 ℃ 10 J 600 mL 10℃ 30℃ photon

λ = 30 cm water 1 g 1 ℃ 10 J 600 mL 10℃ 30℃ photon

 

 

모든 에너지가 열로 바뀌는 파장 λ = 30 cm를 이용하여

물 1 g을 1 ℃ 높이는데 10 J이 필요하다.

600 mL의 물을 10℃에서 30℃로 가열하는데 필요한 광자의 양은?

물의 밀도는 1 g/mL.

 

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30 cm 파장을 갖는 양자(photon) 1개 (n = 1) 의 에너지를 계산하면,

( E = nhν 에서, n = 1 이면, E = hν )

 

E = hν = hc/λ

( 참고 https://ywpop.tistory.com/4964 )

 

= (6.626×10^(-34) J•s) (2.998×10^8 m/s) / (0.30 m)

= 6.62×10^(-25) J (per photon)

 

 

 

물을 가열하는데 필요한 열량(에너지)을 계산하면,

q = C m Δt

( 참고 https://ywpop.tistory.com/2897 )

 

= (10 J/g•℃) (600 g) (30-10 ℃)

= 120000 J

 

 

 

120000 J / (6.62×10^(-25) J/photon)

= 1.81×10^29 photons

 

 

 

답: 1.81×10^29 photons

 

 

 

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/6726 ]

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?