Một ống Rơn-ghen hoạt động dưới điện áp U = 50000V

5/20

Một ống Rơn-ghen hoạt động dưới điện áp U = 50000V. Khi đó cường độ dòng điện qua ống Rơn-ghen là I = 5mA. Giả thiết 1% năng lượng của chum electron được chuyển hóa thành năng lượng của tia X và năng lượng trung bình của các tia X sinh ra bằng 75% năng lượng của tia có bước sóng ngắn nhất. Biết electron phát ra khỏi catot với vận tôc bằng 0. Catot được làm nguội bằng dòng nước có nhiệt độ ban đầu t₁ = 10^oC. Hãy tìm số photon X sinh ra trong 1s và lưu lượng nước (lít/s) phải dùng để giữ cho nhiệt độ catot không thay đổi. Biết khi ra khỏi ống Rơn-ghen thì nhiệt độ của nước là t₂ = 25^oC. Nhiệt dung riêng của nước là c= 4200 Jkg.K . Khối lượng riêng của nước là 1000kg/m³.

4,2.10¹⁴ photon/s ; 0,39.10^-2 lít/s

4,9.10¹⁴ photon/s ; 0,69.10^-2 lít/s

5,2.10¹⁴ photon/s ; 0,89.10^-2 lít/s

5,9.10¹⁴ photon/s ; 1,19.10^-2 lít/s

Giải thích

Đáp án: A

Năng lượng của chùm tia Rơn-ghen sinh ra trong 1 giây: W = 0,01.U.I

Khi electron chuyển động đến catot và bức xạ ra tia Rơn-ghen có bước sóng ngắn nhất sẽ có năng lượng lớn nhất: (toàn bộ năng lượng của do electron đem tới đều chuyển hóa thành năng lượng của tia X)

Năng lượng trung bình của các tia X:

Số photon do tia X sinh ra trong 1 giây:

(photon/s)

Phần năng lượng biến thành nhiệt trong 1 giây:

Nhiệt độ catot không đổi nên phần nhiệt lượng sinh ra này sẽ bị nước hấp thụ hết và đem đi, do vậy:

(m là khối lượng nước đi qua trong 1 giây)