Dưới đây là lời giải chi tiết từng câu:
---
**Câu 1:**
Tính nhiệt lượng cần truyền cho nước trong thùng để tăng nhiệt độ lên tới 70°C.
Giả sử khối lượng nước là m (kg), nhiệt dung riêng của nước c = 4200 J/kg.K, nhiệt độ ban đầu là T₁ (có thể là 20°C hoặc 0°C - do đề không cho rõ, ta giả sử T₁ = 20°C).
Nhiệt lượng cần truyền:
\[ Q = m c \Delta T = m \times 4200 \times (70 - 20) = m \times 4200 \times 50 = 210000 m \quad (J) \]
Nếu biết khối lượng nước m, ta tính được Q. Nếu đề bài chưa cho m, cần bổ sung. Giả sử m = 100 kg (ví dụ) thì:
\[ Q = 210000 \times 100 = 21.000.000 J = 21 MJ \]
---
**Câu 2:**
Tính thời gian truyền nhiệt lượng cần thiết nếu dùng thiết bị điện công suất P = 2,5 kW để đun sôi lượng nước trên.
Công suất P = 2,5 kW = 2500 W.
Thời gian:
\[ t = \frac{Q}{P} \]
Sử dụng Q từ câu 1: Q = 21.000.000 J
\[ t = \frac{21.000.000}{2500} = 8400 \text{ giây} = \frac{8400}{60} = 140 \text{ phút} \]
---
**Câu 3:**
Khung dây có kích thước AB = 30 cm = 0,3 m; BC = 20 cm = 0,2 m; khung có 200 vòng; điện trở R = 3 Ω. Khung chuyển động với vận tốc v = 1,2 m/s vào vùng từ trường B = 0,05 T.
Thời gian từ khi cạnh BC bắt đầu vào từ trường đến khi toàn bộ khung nằm trong từ trường là thời gian để cạnh AD đi vào vùng từ trường, tức là:
\[ t = \frac{AB}{v} = \frac{0,3}{1,2} = 0,25 \text{ s} \]
---
**Câu 4:**
Tính cường độ dòng điện cảm ứng trong khung dây khi khung dây đang vào vùng từ trường trong thời gian t = 0,25 s.
Độ biến thiên diện tích trong vùng từ trường trong thời gian t là:
\[ S = AB \times x(t) \]
Khi cạnh BC mới vào từ trường, x=0; khi toàn bộ khung vào từ trường, x=AB=0,3 m.
Vận tốc di chuyển: v = 1,2 m/s.
Diện tích biến thiên theo thời gian:
\[ S(t) = BC \times x(t) = 0,2 \times v t = 0,2 \times 1,2 \times t = 0,24 t \]
Suất điện động cảm ứng:
\[ \mathcal{E} = N B \frac{dS}{dt} = N B \times 0,24 = 200 \times 0,05 \times 0,24 = 2,4 (V) \]
Cường độ dòng điện:
\[ I = \frac{\mathcal{E}}{R} = \frac{2,4}{3} = 0,8 \, A \]
Làm tròn một chữ số có nghĩa: 0,8 A → 1 A.
---
**Câu 5:**
Phân rã hạt nhân \(^{210}_{44}Po\) thành hạt \(\alpha (^{4}_{2}He)\) và hạt nhân con \(X\).
Phương trình:
\[^{210}_{44}Po \rightarrow ^4_2He + X\]
Số khối nguyên tử hạt nhân cha: 210
Số proton: 44
Hạt alpha có số khối 4, số proton 2.
Số khối hạt nhân con X:
\[ A_X = 210 - 4 = 206 \]
Số proton hạt nhân con:
\[ Z_X = 44 - 2 = 42 \]
Vậy hạt nhân con là \(^{206}_{42}X\).
---
**Câu 6:**
Tính tốc độ của hạt alpha bay ra.
Cho khối lượng các nguyên tử:
- \(m_{Po} = 209,982876 \, amu\)
- \(m_{He} = 4,002603 \, amu\)
- \(m_X = 205,974468 \, amu\)
Năng lượng tỏa ra (năng lượng tách):
\[ Q = (m_{Po} - m_{He} - m_X) \times 931,5 \, MeV \]
Tính:
\[
\Delta m = 209,982876 - 4,002603 - 205,974468 = 0,005805 \, amu
\]
Năng lượng giải phóng:
\[
Q = 0,005805 \times 931,5 = 5,406 \, MeV
\]
Giả sử toàn bộ năng lượng này chuyển thành động năng cho hạt alpha (m_He), và hạt nhân con đứng yên (sau phân rã có thể coi như vậy).
Động năng hạt alpha:
\[
K = \frac{1}{2} m v^2 = Q
\]
Cần đổi khối lượng hạt alpha sang kg:
- 1 amu = \(1,66 \times 10^{-27}\) kg
\[
m_{He} = 4,002603 \times 1,66 \times 10^{-27} = 6,64 \times 10^{-27} \, kg
\]
Chuyển MeV sang Joule:
- 1 eV = \(1,6 \times 10^{-19} J\)
- 1 MeV = \(1,6 \times 10^{-13} J\)
\[
Q = 5,406 \times 1,6 \times 10^{-13} = 8,65 \times 10^{-13} J
\]
Từ động năng:
\[
K = \frac{1}{2} m v^2 \Rightarrow v = \sqrt{\frac{2K}{m}} = \sqrt{\frac{2 \times 8,65 \times 10^{-13}}{6,64 \times 10^{-27}}}
\]
\[
v = \sqrt{2,605 \times 10^{14}} = 1,61 \times 10^{7} \, m/s
\]
So với \(10^{8} m/s\):
\[
v = 0,16 \times 10^{8} m/s
\]
Làm tròn một chữ số thập phân: \(X = 0,2\)
---
**Tóm tắt kết quả:**
- Câu 1: \(Q = 210000 \times m\) (J) với m là khối lượng nước (kg); nếu m = 100 kg thì Q = 21 MJ.
- Câu 2: \(t = \frac{Q}{P} = 140\) phút (với m=100 kg).
- Câu 3: \(t = \frac{AB}{v} = 0,25\) giây.
- Câu 4: \(I = \frac{N B v BC}{R} = 0,8\) A → làm tròn 1 A.
- Câu 5: Số khối hạt nhân con là 206.
- Câu 6: Tốc độ hạt alpha khoảng \(1,6 \times 10^{7}\) m/s → \(X = 0,2\).
---
Nếu có số liệu cụ thể về khối lượng nước, có thể thay để tính chính xác câu 1 và 2 nhé!