Наиболее длинные волны видимой части спектра имеют частоту 3,9∙10 14 Гц (h= 6,63∙10 -34
Дж·с). Определите энергию фотонов, соответствующих этим длинам волн.

По определению: N = Q / t, где

N - мощность горелки,

t - искомое время,

Q - затраченное количество теплоты.

Разберемся поэтапно с Q.

На что наша горелка будет затрачивать энергию?

- плавление льда: λ m(л)

- нагрев образовавшейся воды до температуры кипения от начальной - нуля: c m(л) (100 - 0) = 100 c m(л)

- нагрев воды, которая уже находилась в сосуде: c m(в) (100 - 0) = 100 с m(в)

Таким образом, Q = λ m(л) + 100 c m(л) + 100 с m(в).

Запишем найденную формулу Q в формулу мощности:

N = ( λ m(л) + 100 c m(л) + 100 с m(в) ) / t,

откуда искомое время t:

t = ( λ m(л) + 100 c m(л) + 100 с m(в) ) / N.

Упростим выражение (выносим сотню и удельную теплоемкость воды за скобки):

t = ( λ m(л) + 100 c (m(л) + m(в)) ) / N,

t = ( 335*10^3 * 35*10^-2 + 10^2 * 42*10^2 * 9*10^-1) / 1,5*10^3,

t = (117250 + 378000) / 1,5*10^3,

t = (117,25 + 378) / 1,5 ≈ 330,16 c ≈ 5,5 мин

1) Сжигаем керосин:
Q₀ = q*m₀ = 4,6*10⁷*0,4 = 1,84*10⁷ Дж
На таяние будет затрачено
Q = 0,60*1,84*10⁷ = 1,1*10⁷ Дж

2)
Греем лед:
Q₁ = c₁*m*(t₂ - t₁) = 2100*m*(0 - (-10)) = 21 000*m   Дж
Плавим лед:
Q₂ = λ*m = 340 000*m    Дж
Нагреваем получившуюся воду:
Q₃ = c₃*m(t₃-t₂) = 4200*m*(20-0) = 840 000*m Дж

Тогда общее количество теплоты:
Q общ = Q₁+Q₂+Q₃ = (21 000 + 340 000 + 840 000)*m = 1 201 000*m  ≈ 1,2*10⁶*m Дж

Приравниваем:
Qобщ = Q
1,2*10⁶*m = 1,1*10⁷
m = 1,2*10⁶ / 1,1*10⁷ = 1,2*10⁶ / 11*10⁶ = 1,2/11 ≈ 0,110 кг  или  110 грамм льда