Questão 34676

ITA 2018

Química

(ITA - 2018 - 1ª Fase)

Deseja-se aquecer 586 g de água pura da temperatura ambiente até 91º C em pressão ambiente. Utilizando um forno de micro-ondas convencional que emite radiação eletromagnética com frequência de 2,45 GHz e considerando a capacidade calorífica da água constante e igual a 4,18 J g^-1 º C^-1 assinale a alternativa que apresenta o número aproximado de fótons necessário para realizar este aquecimento.

Dados:

constante de Planck (h) = 6,63 x 10^-34 J.s

3 x 10²⁷

4 x 10²⁸

1 x 10²⁹

5 x 10³⁰

2 x 10³¹

Gabarito:

1 x 10²⁹

Resolução:

• A energia de um fóton pode ser calculada pela equação

$E_{foton} = hf$

Portanto, a energia de n fótons é:

$E_{n;fotons} = ncdot hf$

• Equação que relaciona a quantidade de calor transferido e a variação de temperatura:

$Q = mcdot ccdot Delta T$

• Se o aquecimento é promovido pelo micro-ondas,

$E_{n;fotons}=Q$

$ncdot hf = mcdot ccdot Delta T$

$n= frac{mcdot ccdot Delta T}{hf}$

• Substituição dos valores:

$n = frac{586 imes 10^{-3} imes 4,18 imes 10^3 imes (91 - 25)}{6,626 imes 10^{-34} imes 2,45 imes 10^9}$

$n cong 1 cdot 10^{29} ;fotons$

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