Каплю чёрной жидкости с удельной теплоёмкостью 2122 Дж/(кгК) освещают пучком лазерного света с длиной волны 750
нм и интенсивностью 1017 фотонов в секунду. При этом капля
начинает нагреваться со скоростью 0,5 К/с. Какова масса капли?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения этой задачи мы можем воспользоваться формулой для вычисления потока энергии лазерного излучения на площадь:

P = F/𝜆 * E

где P - поток энергии (в ваттах), F - интенсивность излучения (в фотонах в секунду), 𝜆 - длина волны (в метрах), E - энергия одного фотона (в джоулях).

Далее, используем формулу для вычисления тепловой мощности, необходимой для нагрева жидкости:

P = mcΔT

где m - масса капли, c - удельная теплоемкость жидкости, ΔT - изменение температуры.

Исходя из условия, поток энергии лазера равен тепловой мощности:

F/𝜆 * E = mcΔT

Мы знаем все параметры, кроме массы капли m. Подставляем известные значения и решаем уравнение:

1017/750 6.62610^(-34) = m 2122 0.5

m = (1017/750 6.62610^(-34)) / (2122 0.5) ≈ 1.397310^(-22) кг

Итак, масса капли составляет примерно 1.3973*10^(-22) кг.