Questão 08. Lâmpadas de vapor de sódio, usadas na iluminação publica, emitem luz amarela de 589,0 nm.
a) Calcule a energia emitida por um átomo de sódio excitado quando ele gera um fóton.
b) Calcule a energia (em kJ) emitida por
de átomos de sódio emitindo luz com esse comprimento de onda.
a) Calcule a energia emitida por um átomo de sódio excitado quando ele gera um fóton.
b) Calcule a energia (em kJ) emitida por
Passo 1
Beleza, o enunciado diz que lâmpadas de vapor de sódio emitem luz amarela com comprimento de onda λ = 589,0 nm. A parte (a) pede a energia de um único fóton emitido por um átomo de sódio excitado; a parte (b) quer saber quanta energia total (em kJ) sai quando 1,00 g de átomos de sódio emitem esses fótons.
Conteúdo envolvido: energia de fóton (física quântica básica), constante de Planck, número de Avogadro, mol e massa molar. Vamos precisar da fórmula
E = h·c/λ
e também converter massa em número de átomos usando molaridade e N_A.
Conteúdo envolvido: energia de fóton (física quântica básica), constante de Planck, número de Avogadro, mol e massa molar. Vamos precisar da fórmula
E = h·c/λ
e também converter massa em número de átomos usando molaridade e N_A.
Passo 2
Calcular a energia de um único fóton
Teoria rápida: cada fóton tem energia dada por
Teoria rápida: cada fóton tem energia dada por
onde
-
(constante de Planck), -
(velocidade da luz), -
.
Basta substituir:
Passo 3
Calcular quantos átomos existem em 1,00 g de sódio
Teoria rápida:
1 mol de Na tem massa aproximadamente e contém
átomos.
Logo, em 1,00 g de Na há
Teoria rápida:
1 mol de Na tem massa aproximadamente
Logo, em 1,00 g de Na há
Então o número de átomos é
Passo 4
Calcular a energia total emitida por esses átomos
Basta multiplicar o número de fótons (um fóton por átomo) pela energia de cada fóton:
Basta multiplicar o número de fótons (um fóton por átomo) pela energia de cada fóton:
Como a questão quer em kJ, dividimos por 1000:
Resposta
a)
por fóton
b) para 1,00 g de átomos de sódio.
b)