Câu hỏi:

Năm 1845, nhà bác học Prescott Joule đã tiến hành thí nghiệm như hình bên. Trong mô hình thí nghiệm của ông, bình nhiệt lượng kế cách nhiệt tốt, các quả nặng chuyển động dưới tác dụng của trọng lực làm cho các cánh quạt khuấy nước trong bình, dẫn đến nhiệt độ nước trong bình tăng lên, bỏ qua nhiệt dung của bình và các cánh quạt.

Cho đồ thị hình bên biểu diễn hai quá trình biến đổi trạng thái của hai khối khí (1) và (2)

Hình dưới cho thấy một mô hình động cơ đơn giản chứa hai nam châm điện.

Vào tháng 4 năm 1986, một vụ tai nạn hạt nhân thảm khốc đã xảy ra tại Nhà máy điện hạt nhân Chernobyl. Một lượng lớn các chất phóng xạ khác nhau đã được giải phóng và lan sang các nước láng giềng. Mức độ phóng xạ được ghi nhận ở các quốc gia này cao hơn nhiều so với độ phóng xạ cho phép. Một trong những đồng vị phóng xạ được giải phóng trong vụ tai nạn là Caesium-137 (Cs-137) theo phương trình:

\({}_{92}^{235}U + {}_0^1n \to {}_{55}^{137}Cs + {}_{37}^{95}Rb + x \cdot {}_0^1n\)

Cho khối lượng của các hạt nhân \(U - 235\); \(Cs - 137\); \(Rb - 95\) và neutron trong phản ứng trên lần lượt là 235,0439 amu; 136,9071 amu; 94,9399 amu và 1,0087 amu. Lấy \(1~{\rm{ }}amu = 931,5\,\,MeV/{c^2}.\)

Sử dụng các thông tin sau cho câu 1 và câu 2: Có một bình nhôm có khối lượng \({m_0} = 260\,g,\) nhiệt độ ban đầu là \({t_0} = 20\,^\circ C\) được bọc kín bằng một lớp xốp cách nhiệt. Cần cho x kg nước ở nhiệt độ \({t_1} = 50\,^\circ C\) và y kg nước đá ở nhiệt độ \({t_2} = - 2\,^\circ C\) vào bình để có \(M = 1\,\,kg\) nước ở nhiệt độ \({t_3} = 10\,^\circ C\) khi cân bằng nhiệt. Cho nhiệt dung riêng của nhôm là \({c_0} = 880\,J/(kg.K),\) của nước là \({c_1} = 4200\,J/(kg.K),\) của nước đá là \({c_2} = 2100\,J/(kg.K).\) Nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là \(\lambda = 335000\,J/kg.\)

Câu 1: Nhiệt lượng của bình nhôm đã tỏa ra từ đầu đến khi xảy ra cân bằng nhiệt là bao nhiêu kJ? (Kết quả làm tròn đến chữ số hàng phần trăm)

Sử dụng các thông tin sau cho câu 1 và câu 2: Có một bình nhôm có khối lượng \({m_0} = 260\,g,\) nhiệt độ ban đầu là \({t_0} = 20\,^\circ C\) được bọc kín bằng một lớp xốp cách nhiệt. Cần cho x kg nước ở nhiệt độ \({t_1} = 50\,^\circ C\) và y kg nước đá ở nhiệt độ \({t_2} = - 2\,^\circ C\) vào bình để có \(M = 1\,\,kg\) nước ở nhiệt độ \({t_3} = 10\,^\circ C\) khi cân bằng nhiệt. Cho nhiệt dung riêng của nhôm là \({c_0} = 880\,J/(kg.K),\) của nước là \({c_1} = 4200\,J/(kg.K),\) của nước đá là \({c_2} = 2100\,J/(kg.K).\) Nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là \(\lambda = 335000\,J/kg.\)

Câu 2: Xác định giá trị của x (kết quả làm tròn đến hàng phần trăm)

Sử dụng các thông tin sau cho câu 3 và câu 4: Một đoạn dây nằm ngang được giữ căng nằm trong một từ trường đều có đường sức vuông góc với đoạn dây. Cho dòng điện xoay chiều có cường độ hiệu dụng 5 A chạy qua đoạn dây.

Câu 3: Cường độ dòng điện cực đại chạy qua dây dẫn là bao nhiêu ampe (kết quả làm tròn lấy đến chữ số hàng phần mười)?

Sử dụng các thông tin sau cho câu 3 và câu 4: Một đoạn dây nằm ngang được giữ căng nằm trong một từ trường đều có đường sức vuông góc với đoạn dây. Cho dòng điện xoay chiều có cường độ hiệu dụng 5 A chạy qua đoạn dây.

Câu 4: Từ trường đều có độ lớn cảm ứng từ là \(2,8 \cdot {10^{ - 4}}\,T.\) Đoạn dây dài 40 cm. Độ lớn lực từ cực đại tác dụng lên đoạn dây là bao nhiêu mN (kết quả làm tròn lấy đến chữ số hàng phần mười)?

Sử dụng các thông tin sau cho câu 5 và câu 6: 1 Curie (Ci) được định nghĩa là hoạt động của 1 g radium. Hoạt độ của nguồn radium được sử dụng trong phòng thí nghiệm là khoảng \(5{\rm{ }}\mu Ci.\) Cho chu kì bán rã của Radium-226 là 1600 năm và lấy khối lượng của một mol radium là 226 g.

Câu 5: Số nguyên tử radium trong nguồn phóng xạ này là \(x \cdot {10^{16}}.\) Tìm x (kết quả làm tròn đến hàng phần trăm)

Sử dụng các thông tin sau cho câu 5 và câu 6: 1 Curie (Ci) được định nghĩa là hoạt động của 1 g radium. Hoạt độ của nguồn radium được sử dụng trong phòng thí nghiệm là khoảng \(5{\rm{ }}\mu Ci.\) Cho chu kì bán rã của Radium-226 là 1600 năm và lấy khối lượng của một mol radium là 226 g.

Câu 6: Độ phóng xạ của mẫu là \(y \cdot {10^{16}}\,Bq.\) Tìm y (kết quả làm tròn đến hàng phần trăm)