FR-02178Freedu material

Zadanie 5 (matura, maj 2011)

High SchoolMatura examExtendedPhysicsFizyka jądrowa

Source: Matura maj 2011, fizyka, poziom rozszerzony (stara formuła), zad. 5

    This resource is currently available in Polish only.

    Zadanie 5, wspólne informacje. Zadanie 5. Sonda New Horizons (10 pkt) Sonda New Horizons zosta ł a wystrzelona w 2006 roku w celu zbadania mi ę dzy innymi Jowisza i Plutona. Do zasilania sondy w energi ę elektryczn ą u ż yto generatora 238 radioizotopowego z 11 kg preparatu promieniotwórczego zawieraj ą cego pluton Pu, którego 238 okres po ł owicznego zaniku wynosi oko ł o 88 lat. Proces rozpadu promieniotwórczego Pu z emisj ą cz ą stek α powoduje znaczny wzrost temperatury preparatu. Wydzielane ciep ł o jest zamieniane na energi ę elektryczn ą przez specjalne urz ą dzenie.

    Zadanie 5.1

    Zadanie 5.1. Zadanie 5.1 (1 pkt) Uzupe ł nij schemat reakcji rozpadu plutonu. 238 ...... Pu → U + ........ 94 ......

    Zadanie 5.2

    Zadanie 5.2. Zadanie 5.2 (1 pkt) Uzupe ł nij schemat przemian energii zachodz ą cych w generatorze radioizotopowym, wpisuj ą c w prostok ą tach, we w ł a ś ciwej kolejno ś ci, liter ę odpowiadaj ą c ą danemu rodzajowi energii. A – energia elektryczna C – energia j ą drowa B – energia kinetyczna cz ą stek α D – ciep ł o Informacja do zada ń 5.3 i 5.5 Na pocz ą tku wyprawy w 2006 roku generator dostarcza ł energi ę elektryczn ą o mocy 240 W. W miar ę up ł ywu lat moc dostarczana maleje: podczas przelotu ko ł o Jowisza wynosi ł a 234 W, a szacuje si ę , ż e podczas przelotu ko ł o Plutona (co ma nast ą pi ć w roku 2015) moc spadnie do oko ł o 200 W.

    Zadanie 5.3

    Zadanie 5.3. Zadanie 5.3 (1 pkt) Wyja ś nij, odwo ł uj ą c si ę do praw fizyki j ą drowej, dlaczego moc generatora maleje z up ł ywem czasu.

    Zadanie 5.4

    Zadanie 5.4. Zadanie 5.4 (2 pkt) Energia oddawana w formie ciep ł a przez preparat tylko w cz ęś ci mo ż e by ć przekszta ł cana w energi ę elektryczn ą . Podaj nazw ę prawa fizycznego, z którego wynika to stwierdzenie. Zapisz, dok ą d i w jakiej formie zostaje przekazana pozosta ł a cz ęść energii oddanej przez preparat (która nie zosta ł a przekszta ł cona w energi ę elektryczn ą ).

    Zadanie 5.5

    Zadanie 5.5. Zadanie 5.5 (3 pkt) Sprawno ś ci ą generatora nazywamy stosunek wytwarzanej energii elektrycznej do ciep ł a oddawanego przez preparat. Czy dla generatora sondy New Horizons z up ł ywem lat sprawno ść ro ś nie, maleje, czy pozostaje sta ł a? Podaj odpowied ź i uzasadnij j ą na podstawie danych liczbowych wymienionych w informacjach na stronach 8 i 9 lub na podstawie praw fizyki.

    Zadanie 5.6

    Zadanie 5.6. Zadanie 5.6 (2 pkt) 238 Energia kinetyczna cz ą stki α emitowanej podczas rozpadu plutonu ( Pu) wynosi 5,5 MeV, 2 1 a pr ę dko ść cz ą stki, obliczona na podstawie wzoru E = m v , wynosi oko ł o 16300 km/s. 2 Wybierz i podkre ś l w tabeli prawid ł owe zako ń czenie poni ż szego zdania. Pr ę dko ść cz ą stki α emitowanej podczas rozpadu plutonu, obliczona z relatywistycznego wzoru na energi ę kinetyczn ą , w porównaniu z wynikiem obliczonym powy ż ej b ę dzie znacznie wi ę ksza w przybli ż eniu równa znacznie mniejsza Uzasadnij dokonany wybór.

    Back to results

    Similar exercises