Page 279 - physics6

266 บทที่ 20 | ฟิสิกส์นิวเคลียร์และฟิสิกส์อนุภาค ฟิสิกส์ เล่ม 6 ฟิสิกส์ เล่ม 6 267

9
ึ
44. ธาตุกัมมันตรังสีชนิดหน่งแผ่รังสีแอลฟาโดยมีกัมมันตภาพ 3.2 × 10 เบ็กเคอเรล ถ้าอนุภาคแอลฟา
แต่ละอนุภาคมีพลังงานเฉลี่ย 5.2 เมกะอิเล็กตรอนโวลต์ และอนุภาคแอลฟาจากธาตุนี้ชนแผ่น
-4
อะลูมิเนียมบางซึ่งมีมวล 2 × 10 กิโลกรัม ซึ่งสามารถกั้นรังสีแอลฟาได้ทั้งหมด
ก. จงหาพลังงานในหน่วยจูล ที่แผ่นอะลูมิเนียมดูดกลืนไว้ในแต่ละวินาที
ข. หากพลังงานที่แผ่นอะลูมิเนียมได้รับ เป็นความร้อน เมื่อเวลาผ่านไป 1 นาที
แผ่นอะลูมิเนียมมีอุณหภูมิสูงขึ้นกี่องศาเซลเซียส
กำาหนด ความร้อนจำาเพาะของอะลูมิเนียม 900 จูลต่อกิโลกรัมเคลวิน

ึ
ำ
ี
ี
ำ
วิธีทำา ก. กัมมันตภาพบอกถึงจานวนนิวเคลียสท่สลายใน 1 วินาท ซ่งก็คือ จานวนอนุภาคแอลฟาท ี ่
9
แผ่ออกมาใน 1 วินาที ในที่นี้ A เท่ากับ 3.2 × 10 เบ็คเกอเรล นั่นคือ ใน 1 วินาที มี
การปล่อยอนุภาคแอลฟาออกมาจำานวน
9
N = 3.2 × 10 อนุภาค
ให้ E เป็นพลังงานเฉลี่ยของแต่ละอนุภาค
1
ในที่นี้ E = 5.2 MeV
6
-19
หรือ E = 5.2 × 10 × 1.6 × 10 J
ดังนั้นใน 1 วินาที พลังงานที่ปล่อยทั้งหมด E มีค่าดังนี้
E = NE 1
-19
9
6
= (3.2 × 10 )(5.2 × 10 × 1.6 × 10 J)
-3
= 2.66 × 10 J
ข. อุณหภูมิของอะลูมิเนียมที่เปลี่ยนไปเมื่อได้รับพลังงานความร้อนหาได้จากสมการ
Q = mcΔT
-4
ในที่นี้ m = 2 × 10 c = 900 J/kg K และในเวลา 1 นาที
-3
Q = (2.66 × 10 J)(60)
แทนค่า ในสมการ Q = mcΔT จะได้
-3 -4
(2.66 × 10 J)(60) = (2 × 10 kg)(900 J/kg K) ΔT
ΔT = 0.9 K หรือ 0.9 C
-3
ตอบ ก. พลังงานที่แผ่นอะลูมิเนียมดูดกลืนไว้ในแต่ละวินาทีเท่ากับ 2.66 × 10 จูล
ข. เมื่อเวลาผ่านไป 1 นาที แผ่นอะลูมิเนียมมีอุณหภูมิสูงขึ้น 0.9 C

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี