Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Задания Д32 C3 № 4371

Радиоактивные источники излучения могут использоваться в космосе для обогрева оборудования космических аппаратов. Например, на советских «Луноходах» были установлены тепловыделяющие капсулы на основе полония-210. Реакция распада этого изотопа имеет вид: _84 в степени левая круглая скобка 210 правая круглая скобка Po\to _82 в степени левая круглая скобка 206 правая круглая скобка Pb плюс альфа , где получающиеся  альфа -частицы обладают кинетической энергией E=5,3 МэВ. Сколько атомов полония должно распасться в тепловыделяющей капсуле, чтобы с её помощью можно было вскипятить стакан воды объёмом V=250мл? Начальная температура воды 20 градусовС, теплоёмкостью стакана и капсулы, а также потерями теплоты можно пренебречь.

Спрятать решение

Решение.

Найдём вначале количество теплоты Q, необходимое для нагревания воды с удельной теплоёмкостью c=4,2 умножить на 10 в кубе Дж/ левая круглая скобка кг умножить на \! градусовС правая круглая скобка правая круглая скобка и плотностью \rho =1000кг/м в кубе от 20 градусовС до 100 градусовС , то есть на \Delta T=80 градусовС оно равно Q=c\rho V\Delta T=4,2 умножить на 10 в кубе умножить на 1000 умножить на 250 умножить на 10 в степени левая круглая скобка минус 6 правая круглая скобка умножить на 80Дж = 84000Дж.

В результате распада одного ядра полония-210 выделяется количество теплоты E=5,3МэВ =5,3 умножить на 10 в степени левая круглая скобка 6 правая круглая скобка умножить на 1,6 умножить на 10 в степени левая круглая скобка минус 19 правая круглая скобка Дж=8,48 умножить на 10 в степени левая круглая скобка минус 13 правая круглая скобка Дж. Значит, в капсуле должно распасться число ядер полония, равное

\Delta N= дробь: числитель: Q, знаменатель: E конец дроби = дробь: числитель: 84000, знаменатель: 8,48 умножить на 10 в степени левая круглая скобка минус 13 правая круглая скобка конец дроби \approx 10 в степени левая круглая скобка 17 правая круглая скобка .

Ответ: \Delta N\approx 10 в степени левая круглая скобка 17 правая круглая скобка .

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Критерии оценивания выполнения заданияБаллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:

 

I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае - связь массы и объёма, уравнение теплового баланса для нагревания воды, формула для необходимого числа распавшихся ядер при известном энергетическом выходе реакции распада и получаемом количестве теплоты);

II) описаны все вводимые в решение буквенные обозначения физических величин (за исключением, возможно, обозначений констант, указанных в варианте КИМ, и обозначений, используемых в условии задачи);

III) проведены необходимые математические преобразования (допускается вербальное указание на их проведение) и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);

IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины.

3
Правильно записаны необходимые положения теории и физические законы, закономерности, проведены необходимые преобразования и представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины. Но имеется один из следующих недостатков.

 

Записи, соответствующие одному или обоим пунктам: II и III -представлены не в полном объёме или отсутствуют.

ИЛИ

При ПОЛНОМ правильном решении лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), не отделены от решения (не зачёркнуты, не заключены в скобки, рамку и т. п.).

ИЛИ

При ПОЛНОМ решении в необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены до конца.

ИЛИ

При ПОЛНОМ решении отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка.

2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев. Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа.

ИЛИ

В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.

ИЛИ

В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи (или утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.

1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла.0
Максимальный балл3

Аналоги к заданию № 4371: 4406 Все

Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 5.3.6 Ядерные реакции. Деление и синтез ядер
Спрятать решение · ·
Игнат Семаев 15.05.2017 17:25

В задаче стоит вопрос: Сколько атомов полония должно распасться в тепловыделяющей капсуле, чтобы с её помощью можно было вскипятить стакан воды объёмом?

Именно вскипятить

Потом в решении: Найдём вначале количество теплоты необходимое для нагревания воды с удельной теплоёмкостью. И все. Нужно еще теплоту парообразования!

Антон

Вскипятить — это значит довести до кипения. Чайник на плиту мы ставим, чтобы вскипятить воду. Для процесса испарения (кипячением) всей жидкость есть слово — выкипеть.