Tel: 024.7300.7989 - Phone: 1800.6947 (Thời gian hỗ trợ từ 7h đến 22h)

Giỏ hàng của tôi

Một pin hạt nhân sử dụng đồng vị phóng xạ plutonium ${}_{94}^{238}\text{Pu}$ với hằng số phóng

Một pin hạt nhân sử dụng đồng vị phóng xạ plutonium ${}_{94}^{238}\text{Pu}$ với hằng số phóng xạ $\lambda = 2,50.10^{- 10}s^{- 1}$ để cung cấp năng lượng cho xe tự hành trên Hỏa Tinh. Tại thời điểm đưa vào sử dụng để phát điện (thời điểm ban đầu), pin hạt nhân này chứa $8,60.10^{24}$ hạt nhân ${}_{94}^{238}\text{Pu}$. Biết mỗi phân rã hạt nhân ${}_{94}^{238}\text{Pu}$ toả ra năng lượng là $8,97.10^{- 13}J$ và toàn bộ năng lượng này biến thành nhiệt. Trong đó, chỉ có 6,20 % năng lượng nhiệt chuyển thành năng lượng điện. Biết một năm có 365 ngày, một ngày có 86400 s.

Trả lời cho các câu 1, 2 dưới đây:

Câu hỏi số 1:
Vận dụng

Năng lượng điện do pin cung cấp trong giây đầu tiên tính từ thời điểm ban đầu là bao nhiêu kilôjun (kJ) (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần trăm)?

Đáp án đúng là:

Câu hỏi:972186
Phương pháp giải

Sử dụng định luật phóng xạ và công thức tính năng lượng:

+ Số hạt phân rã trong thời gian $\Delta t$ rất nhỏ: $\Delta N \approx \lambda N_{0}\Delta t$

+ Nhiệt lượng toả ra: $Q = \Delta N.E$

+ Năng lượng điện cung cấp: $A = Q.H$

Giải chi tiết

Trong 1 giây đầu tiên ($\Delta t = 1s$), thời gian này rất nhỏ so với chu kì bán rã nên số hạt nhân phân rã là:

$\Delta N \approx \lambda N_{0}\Delta t = 2,50.10^{- 10}.8,60.10^{24}.1 = 21,5.10^{14}$ (hạt)

Tổng năng lượng nhiệt toả ra do phân rã trong 1 giây là:

$Q = \Delta N.E = 21,5.10^{14}.8,97.10^{- 13} = 1928,55(J)$

Năng lượng điện do pin cung cấp trong giây đầu tiên là:

$A = Q.H = 1928,55.6,20\% = 119,5701(J) \approx 0,12kJ$

Đáp án cần điền là: 0,12

Câu hỏi số 2:
Vận dụng

Ở thời điểm $t = 25,0$ năm kể từ thời điểm ban đầu, số lượng hạt nhân ${}_{94}^{238}\text{Pu}$ chưa phân rã trong pin là $x.10^{24}$ hạt nhân. Tìm $x$ (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần trăm).

Đáp án đúng là:

Câu hỏi:972187
Phương pháp giải

Sử dụng định luật phóng xạ cho số hạt nhân còn lại: $N = N_{0}e^{- \lambda t}$

Giải chi tiết

Thời gian phân rã tính bằng giây là:

$t = 25.365.86400 = 7,884.10^{8}(s)$

Số hạt nhân chưa phân rã sau 25 năm là:

$N = N_{0}e^{- \lambda t} = 8,60.10^{24}.e^{- 2,50.10^{- 10}.7,884.10^{8}} \approx 7,0615.10^{24}$ (hạt)

$\left. \Rightarrow x = 7,06 \right.$

Đáp án cần điền là: 7,06

Quảng cáo

Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

>>  2K9 Chú ý! Lộ Trình Sun 2027 - 1 lộ trình ôn đa kỳ thi (TN THPT, ĐGNL (Hà Nội/ Hồ Chí Minh), ĐGNL Sư Phạm, ĐGTD, ĐGNL Bộ Công an, ĐGNL Bộ Quốc phòngTD - Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com. Cập nhật bám sát bộ SGK mới, Thầy Cô giáo giỏi, 3 bước chi tiết: Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.

Hỗ trợ - Hướng dẫn

  • 024.7300.7989
  • 1800.6947 free

(Thời gian hỗ trợ từ 7h đến 22h)
Email: lienhe@tuyensinh247.com