Sử dụng các thông tin sau cho câu 5 và câu 6: Một nhà máy điện hạt nhân sử dụng nguyên liệu là . Biết rằng mỗi phân hạch sẽ tỏa ra năng lượng trung bình là 200 MeV, biết 1 MeV = 1,6.10^-13 J. Hiệu suất và công suất phát diện của nhà máy lần lượt là 40% và 640 MW.

Câu 5: Trong lò phản ứng, mỗi giây có x.10¹⁹ hạt  bị phân hạch. Giá trị của x bằng bao nhiêu? (Làm tròn kết quả đến chữ số hàng đơn vị)

Câu 6: Mỗi phân hạch tạo ra trung bình 2,4 hạt neutron. Để duy trì phản ứng dây chuyền ổn định với công suất không đổi, các thanh điều khiển cần hấp thụ toàn bộ số neutron dư thừa, biết rằng chỉ cần 1 neutron để kích hoạt phân hạch tiếp theo. Sau bao nhiêu ngày thì các thanh điều khiển hấp thụ được 9,07.10²⁵ hạt neutron? (Làm tròn kết quả đến chữ số hàng đơn vị)

Sử dụng các thông tin sau cho câu 3 và câu 4: Một mol khí Helium chứa trong cylinder đậy kín bởi piston nhẹ, khí biến đổi từ trạng thái (1) sang trạng thái (2) như đồ thị bên dưới. Biết V₁ = 2V₂ = 20 dm³, p₁ = 1,5.10⁵ Pa, p₂ = 3,0.10⁵ Pa.

Câu 3: Nhiệt độ tại trạng thái (1) bằng bao nhiêu Kelvin? (Làm tròn kết quả đến chữ số hàng đơn vị)

Câu 4: Khi thể tích khí bằng 12 dm³ thì áp suất của khí bằng bao nhiêu kPa? (Làm tròn kết quả đến chữ số hàng đơn vị)

Sử dụng các thông tin sau cho câu 1 và câu 2: Trong một bình cách nhiệt có chứa một lượng nước có khối lượng m₁ = 0,84 kg ở nhiệt độ t₁ = 28^oC. Một viên nước đá có khối lượng m₂ = 0,024 kg ở nhiệt độ t₂ = 0^oC được bỏ vào bình. Khi cân bằng nhiệt, hệ có nhiệt độ t_e. Sau đó, một khối kim loại có khối lượng m = 0,648 kg ở nhiệt độ t được bỏ vào bình. Khi cân bằng nhiệt, hệ trở lại nhiệt độ ban đầu t₁ = 28^oC. Biết nhiệt dung riêng của nước và kim loại lần lượt là 4180 J/kg.K và 418 J/kg.K; nhiệt nóng chảy riêng của nước đá là ë = 333.10³ J/kg và bỏ qua sự thất thoát năng lượng truyền cho bình và môi trường xung quanh.

Câu 1: Hiệu của nhiệt độ t và t_e bằng x^oC. Giá trị của x bằng bao nhiêu? (Làm tròn kết quả đến chữ số hàng đơn vị)

Câu 2: Giả sử khối kim loại ngập hoàn toàn trong nước. Khối lượng riêng của khối kim loại ở 0^oC là D = 8000 kg/m³. Cho biết thể tích V(t) của khối kim loại ở nhiệt độ t^oC là V(t) = V₀(1 + 3át), trong đó V₀ là thể tích của khối kim loại ở 0^oC và á = 1,2.10^–5 K^–1 là hệ số nở dài của kim loại. Từ khi đưa khối kim loại vào nước cho đến khi đạt cân bằng nhiệt, thể tích của khối kim loại giảm đi một lượng bao nhiêu cm³? (Làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần trăm)

Câu 3. Một sợi dây dẫn đồng chất có tiết diện đều s = 1 mm², điện trở suất  được uốn thành một vòng tròn kín có bán kính 20 cm. Đặt vòng dây nói trên vào một từ trường đều sao cho các đường sức từ vuông góc với mặt phẳng vòng dây. Cảm ứng từ của từ trường biến thiên theo thời gian với quy luật: B = k.t, với t tính bằng đơn vị giây (s) và hệ số k = 0,1 T/s.

a) Cảm ứng từ B đang giảm do hệ số k < 1.

b) Từ thông gửi quay vòng dây khi t = 5s là .

c) Chiều dòng điện cảm ứng chạy trong dây dẫn cùng chiều kim đồng hồ.

d) Cường độ dòng điện qua vòng dây có độ lớn là 0,2 A.

Câu 4. Technetium () là đồng vị phóng xạ nhân tạo được sử dụng rộng rãi nhất trong y học hạt nhân để chẩn đoán hình ảnh (xạ hình xương, tim, phổi...).  là chất phát xạ tia gamma (ã) có chu kỳ bán rã ngắn T = 6,0 giờ. Sau khi tiêm vào cơ thể, nó sẽ tập trung tại các mô bệnh, phát ra tia gamma để camera chuyên dụng ghi lại hình ảnh, sau đó tự phân rã hoặc bị đào thải ra ngoài, giảm thiểu tác hại cho bệnh nhân. Giả sử một liều thuốc phóng xạ chứa  có độ phóng xạ ban đầu là H₀ = 740 MBq được tiêm vào cơ thể bệnh nhân lúc 8 giờ sáng.

a) Tia gamma do  phát ra có bản chất là dòng hạt Helium chuyển động với tốc độ cao.

b) Người ta chọn  vì chu kỳ bán rã đủ dài để chụp ảnh nhưng đủ ngắn để bệnh nhân không bị phơi nhiễm phóng xạ quá lâu.

c) Đến 20 giờ cùng ngày, độ phóng xạ còn lại trong cơ thể bệnh nhân (giả sử chưa bị bài tiết qua đường tiêu hóa) chỉ còn 185 MBq.

d) Khối lượng  có trong liều thuốc tiêm ban đầu xấp xỉ 3,8.10^–9 gam.

Câu 1. Cầu chì là một thiết bị an toàn điện hoạt động dựa trên tác dụng nhiệt của dòng điện. Một cầu chì ống sử dụng dây chì hình trụ có khối lượng m = 2g. Biết nhiệt dung riêng và nhiệt nóng chảy riêng của chì lần lượt là 130 J/kg.K và 0,25.10⁵ J/kg, nhiệt độ nóng chảy của chì là 327^oC và nhiệt độ của môi trường phòng là 27^oC.

a) Nguyên tắc hoạt động của cầu chì dựa trên hiện tượng nóng chảy dây chì khi quá tải.

b) Người ta chọn chì làm dây cầu chì vì chì là kim loại dẫn điện tốt hơn đồng và có nhiệt độ nóng chảy rất cao.

c) Nhiệt lượng cần cung cấp để nung nóng dây chì từ nhiệt độ phòng đến nhiệt độ nóng chảy là 78 J.

d) Nhiệt lượng cần thiết để làm dây chì nóng chảy hoàn toàn tại nhiệt độ nóng chảy lớn hơn nhiệt lượng cần để nung nóng nó từ nhiệt độ phòng đến nhiệt độ nóng chảy.

Câu 2. Khi leo lên đỉnh Everest, các nhà leo núi phải đối mặt với sự thay đổi khắc nghiệt của áp suất và nhiệt độ, ảnh hưởng trực tiếp đến lượng khí oxygen cung cấp cho cơ thể. Giả sử coi thể tích không khí hít vào bằng dung tích phổi là V = 5,0 lít, không khí đi vào phổi sẽ nhanh chóng được cơ thể làm nóng để nhiệt độ 37^oC. Coi không khí là khí lí tưởng có khối lượng mol là 29 g/mol và hằng số Boltzmann k = 1,38.10^–23 J/K. Xét tại hai vị trí:

+ Tại nơi cắm trại: áp suất p₁ = 54 kPa, nhiệt độ t₁ = – 3^oC;

+ Tại đỉnh núi: áp suất p₂ = 33 kPa, nhiệt độ t₂ = –23^oC.  

a) Động năng tịnh tiến trung bình của các phân tử khí tại đỉnh núi nhỏ hơn tại nơi cắm trại khoảng 4,14.10^–22 J.

b) Tốc độ căn quân phương của các phân tử khí ngoài môi trường tại đỉnh núi xấp xỉ 464 m/s.

c) Khối lượng không khí hít vào phổi trong một lần hít tại nơi cắm trại xấp xỉ 3,48g.

d) Mật độ phân tử khí tại đỉnh núi giảm đi 30% so với tại nơi cắm trại.