**14. (a) Quantos fótons (comprimento de onda
) devem ser absorvidos para derreter um bloco de gelo de
a
resultando em água líquida a
? (b) Na média, quantas moléculas de
um fóton converte da fase sólida (gelo) para a fase líquida (água)?
Passo 1
Resumindo o enunciado: queremos derreter um bloco de gelo de 2,0 kg a
C, transformando-o em água líquida a
C, usando fótons de comprimento de onda
. Para isso, vamos 1) calcular a energia total de fusão, 2) achar a energia de cada fóton e 3) dividir para obter o número de fótons. Depois, computamos quantas moléculas correspondem a 2,0 kg de água e a média de moléculas convertidas por fóton.
Passo 2
Para derreter gelo a
C, precisa-se fornecer o calor latente de fusão da água,
. Com massa
, a energia total é
Passo 3
A energia de um fóton de comprimento de onda
é
onde
e
. Logo,
Passo 4
O número de fótons necessários é
Passo 5
O número de moléculas de água em 2,0 kg é obtido via mols:
e
Passo 6
A média de moléculas derretidas por fóton é
Resposta
(a)
fótons
(b) Aproximadamente 32 moléculas por fóton
(b) Aproximadamente 32 moléculas por fóton