Đề ôn thi Tốt nghiệp THPT Vật lý có đáp án - Đề số 38

Một mẫu phóng xạ alpha 88 226 Ra có chu kì bán rã 1600 năm. Ban đầu mẫu chỉ chứa 22,6 g 88 226 Ra. Giả sử các hạt alpha sinh ra đều trở thành khí helium và

22/28

Một mẫu phóng xạ alpha 8 8 2 2 6 R a có chu kì bán rã 1600 năm. Ban đầu mẫu chỉ chứa 22,6 g 8 8 2 2 6 R a . Giả sử các hạt alpha sinh ra đều trở thành khí helium và được giữ lại trong bình. Coi khối lượng mol của nguyên tử (g/mol) có giá trị xấp xỉ bằng số khối của nguyên tử đó. Xem khí helium là khí lí tưởng.

a

Phương trình phóng xạ của 8 8 2 2 6 R a R88226aR86222n+H24e.

ĐúngSai
b

Hằng số phóng xạ của 8 8 2 2 6 R a xấp xỉ bằng 4,33.104 năm1.

ĐúngSai
c

Sau 1600 năm, khối lượng R88226a còn lại trong mẫu là 11,3 g.

ĐúngSai
d

Sau 1600 năm, nếu thu toàn bộ khí helium sinh ra ở điều kiện chuẩn (nhiệt độ 25 C, áp suất 1 Bar = 105 Pa) thì thể tích khí helium thu được xấp xỉ bằng 1,12 lít.

ĐúngSai
Giải thích

a) ĐÚNG

Do R88226a là chất phóng xạ alpha nên phương trình phóng xạ của R88226aR88226aR86222n+H24e.

b) ĐÚNG

Hằng số phóng xạ của R88226a là: λ\(=\frac{ln2}{T}=\frac{ln2}{1600}≈4,33.{10}^{-4}\) năm-1.

c) ĐÚNG

Sau 1600 năm, khối lượng R88226a còn lại trong mẫu là:

\({m}_{t}={m}_{0}.{2}^{-\frac{t}{T}}=22,6.{2}^{-\frac{1600}{1600}}=11,3\) g.

d) SAI

Số hạt nhân R88226a đã phân rã trong khoảng thời gian t bằng số hạt nhân H24e tạo thành.

\(∆N={N}_{0}-{N}_{t}={N}_{0}\left. (1-{2}^{-\frac{t}{T}}) \right.=\frac{{m}_{0}}{{M}_{Ra}}.{N}_{A}.\left. (1-{2}^{-\frac{t}{T}} )\right.\)

Số mol \(24He\) được tạo thành trong khoảng thời gian t:

\(n=\frac{∆N}{{N}_{A}}=\frac{{m}_{0}}{{M}_{Ra}}.\left.( 1-{2}^{-\frac{t}{T}}) \right.\)

Thể tích khí helium thu được ở điều kiện chuẩn là:

\(pV=nRT\)

\(V=\frac{nRT}{p}=\frac{{m}_{0}}{{M}_{Ra}}.\left. (1-{2}^{-\frac{t}{T}}) \right..\frac{RT}{p}=\frac{22,6}{226}.\left. (1-{2}^{-\frac{1600}{1600}}) \right..\frac{8,31.\left. (25+273 )\right.}{{10}^{5}}≈1,24.{10}^{-3}\) m3 = 1,24 lít.