Trong phản ứng tổng hợp Helium \({}_1^1H + {}_3^7Li \to {}_2^4He + {}_2^4He\) + 17,3 MeV. Nếu tổng hợp từ 1 g hạt \(_2^4He\) thì năng lượng tỏa ra bằng \(x{.10^{12}}\) (J). Giá trị của x bằng bao nhiêu? (Kết quả làm tròn đến hàng phần trăm)

Khối lượng nước đá: \(m = 1,2\;kg\).

Nhiệt độ ban đầu: \( - {18^\circ }C\).

Nhiệt dung riêng của nước đá: \({c_d} = 2,1\;kJ/kg.K\).

Nhiệt nóng chảy riêng của nước đá: \(\lambda = 334,0\;kJ/kg\).

Công suất bình nhiệt lượng kế: \(P = 2,5\;kW = 2,5\;kJ/s\).

Nhiệt lượng để nước đá tăng từ \( - {18^\circ }C\) đến \({0^\circ }C\) là:

\({Q_1} = m{c_d}\Delta t = 1,2.2,1.18 = 45,36\;kJ\).

Nhiệt lượng để nước đá nóng chảy hoàn toàn ở \({0^\circ }C\) là:

\({Q_2} = m\lambda = 1,2.334 = 400,8\;kJ\).

Tổng nhiệt lượng nước đá nhận để từ \( - {18^\circ }C\) đến khi nóng chảy hoàn toàn là:

\(Q = {Q_1} + {Q_2} = 45,36 + 400,8 = 446,16\;kJ\).

a) Sai.

Đề cho 415 kJ, trong khi tính được \(446,16\;kJ\).

b) Sai.

Theo đồ thị, đến khoảng \(220\;s\) nước đá đã nóng chảy hoàn toàn.

Nhiệt lượng bình cung cấp trong \(220\;s\) là: \({Q_{tp}} = P\tau = 2,5.220 = 550\;kJ\).

Hiệu suất là: \(H = \frac{{446,16}}{{550}}.100\% \approx 81,12\% \).

Không phải 90%.

c) Đúng.

Từ đồ thị, sau khi nước đá nóng chảy hoàn toàn, nước tăng nhiệt độ từ \({0^\circ }C\) đến \({100^\circ }C\) trong khoảng từ \(220\;s\) đến \(470\;s\), tức \(\Delta \tau = 250\;s\).

Nhiệt lượng toàn phần bình cung cấp trong giai đoạn này: \({Q'_{tp}} = 2,5.250 = 625\;kJ\).

Vì hiệu suất coi như không đổi: \(Q' = H.{Q'_{tp}} = 0,8112.625 = 507\;kJ\).

Suy ra nhiệt dung riêng của nước:

\(c = \frac{{Q'}}{{m\Delta t}} = \frac{{507}}{{1,2.100}} = 4,225\;kJ/kg.K \approx 4,2\;kJ/kg.K\).

d) Đúng.

Khi nước nguội từ \({100^\circ }C\) xuống \({43^\circ }C\), nhiệt lượng tỏa ra là:

\(Q = mc\Delta t = 1,2.4,2.(100 - 43) = 287,28\;kJ\).

Trong 24 giờ, tốc độ truyền nhiệt trung bình ra môi trường là:

\(\frac{Q}{t} = \frac{{287,28}}{{24}} \approx 11,97\;kJ/h \approx 12\;kJ/h\).

Đáp án đúng là D

Mẫu ban đầu là chất phóng xạ \(X\) nguyên chất nên tại mọi thời điểm: \({N_X} + {N_Y} = {N_0}\).

Từ đồ thị tại thời điểm \({t_1}\), đọc gần đúng được \({N_X} \approx 0,63{N_0}\), \({N_Y} \approx 0,37{N_0}\).

Do đó: \(\frac{{{N_X}}}{{{N_Y}}} \approx \frac{{0,63}}{{0,37}} \approx 1,70\).