Trợ lý học tập AI - Câu trả lời này chỉ mang tính tham khảo
Đề bài cho biết:
- Đồ thị $\ln N_t$ phụ thuộc theo thời gian $t$ với $N_t$ là số hạt nhân $^{16}_7N$ còn lại tại thời điểm $t$.
- Tại thời điểm $t=0$, số hạt nhân ban đầu là $N_0$.
- Tại thời điểm $t=15$ s, có số hạt nhân còn lại $N_{15}$ theo đồ thị.
- Cần tìm số hạt nhân $N$ đã bị phân rã trong khoảng thời gian từ $t=0$ đến $t=15$ s.
---
**Bước 1: Phân tích đồ thị**
Đồ thị $\ln N_t$ là đường thẳng giảm dần theo $t$, thể hiện quá trình phân rã theo hàm mũ:
\[
N_t = N_0 e^{-\lambda t}
\]
trong đó $\lambda$ là hằng số phân rã.
---
**Bước 2: Tìm số hạt nhân ban đầu và số hạt nhân còn lại tại $t=15$ s**
Từ đồ thị:
- Tại $t=0$: $\ln N_0 \approx 40$ (giá trị gần đúng từ đồ thị)
- Tại $t=15$: $\ln N_{15} \approx 38$ (giá trị gần đúng từ đồ thị)
Tính $N_0$ và $N_{15}$:
\[
N_0 = e^{40}, \quad N_{15} = e^{38}
\]
Tính số hạt nhân đã phân rã:
\[
N_{\text{phân rã}} = N_0 - N_{15} = e^{40} - e^{38} = e^{38}(e^2 -1)
\]
Tính giá trị gần đúng:
- $e^2 \approx 7.389$
- $e^2 -1 \approx 6.389$
- $e^{38} = e^{40} \cdot e^{-2} = N_0 \cdot e^{-2}$
Nhưng ta cần giá trị cụ thể, xét logarithm tự nhiên:
Lấy $\ln N_0 = 40$ suy ra:
\[
N_0 = e^{40} = e^{40} = ?
\]
Ta biết rằng $\ln (10^{x}) = x \ln 10 \approx 2.303x$.
Do đó,
\[
\ln N_0 = 40 \Rightarrow N_0 = e^{40} = 10^{40/2.303} \approx 10^{17.37}
\]
Tương tự,
\[
\ln N_{15} = 38 \Rightarrow N_{15} = 10^{38/2.303} \approx 10^{16.5}
\]
Tính số hạt nhân phân rã:
\[
N_{\text{phân rã}} = N_0 - N_{15} \approx 10^{17.37} - 10^{16.5} = 10^{16.5}(10^{0.87} -1)
\]
Với:
\[
10^{0.87} \approx 7.41
\]
Suy ra:
\[
N_{\text{phân rã}} = 10^{16.5}(7.41 -1) = 6.41 \times 10^{16.5}
\]
\[
10^{16.5} = 10^{16} \times 10^{0.5} = 10^{16} \times \sqrt{10} \approx 10^{16} \times 3.16
\]
Nên:
\[
N_{\text{phân rã}} \approx 6.41 \times 3.16 \times 10^{16} \approx 20.25 \times 10^{16}
\]
---
**Bước 3: So sánh với đáp án**
Các đáp án:
- A: $9 \times 10^{16}$
- B: $23 \times 10^{16}$
- C: $6 \times 10^{16}$
- D: $18 \times 10^{16}$
Giá trị tính được khoảng $20.25 \times 10^{16}$ gần nhất với đáp án B: $23 \times 10^{16}$.
---
**Kết luận:**
Số hạt nhân $^{16}_7N$ bị phân rã trong 15 giây gần bằng $23 \times 10^{16}$.
---
**Đáp án: B. $23 \times 10^{16}$**
FQA.vn Nền tảng kết nối cộng đồng hỗ trợ giải bài tập học sinh trong khối K12. Sản phẩm được phát triển bởi CÔNG TY TNHH CÔNG NGHỆ GIA ĐÌNH (FTECH CO., LTD)
Điện thoại: 1900636019
Email: info@fqa.vn
Địa chỉ: Số 21 Ngõ Giếng, Phố Đông Các, Phường Đống Đa, Thành phố Hà Nội, Việt Nam.