Thư Viện Công Thức Vật Lý

Số hạt phóng xạ sau thời gian t :

$∆N=N_1\left(1-e^{-\lambda t}\right)$

Số hạt phát ra trên mỗi diện tích :

$\frac{∆N}{4\pi d^2}$

Với $d$ là khoảng cách từ nguồn đến màn

$s$ diện tích vùng quan sát

Gỉa sử ban đầu nguồn phóng xạ trong 100 ${\left(cm\right)}^3$  có hoạt độ phóng xạ $H_1$ có chu kì phóng xạ $T$ vào cơ thể sau thời gian t đủ lâu người ta lấy ra $100 {\left(cm\right)}^3$ đo lại thì hoạt độ phóng xạ còn $H_2$

Hoạt độ phóng xạ sau thời gian t trong $100 {\left(cm\right)}^3$

Ta có : $H_{02}=H_1.\left(e^{-\lambda t}\right)\Rightarrow N_{02}=N_1\left(e^{-\lambda t}\right)$

Thực tế khi lấy $100 {\left(cm\right)}^3$ ra thì hoạt độ phóng xạ đo được $H_2$

Kết luận: Chất phóng xạ đã được phân bố đều trong máu

$$\begin{gathered} \frac{H_{02}}{V}=\frac{H_2}{100} \\ \Rightarrow V=\frac{H_{02}}{H_2}.100=\frac{H_1}{H_2}{e}^{-\lambda t}.100 \end{gathered}$$

Tổng quát : $V=\frac{H_1}{H_2}{e}^{-\lambda t}.V_0=\frac{N_1}{N_2}{e}^{-\lambda t}.V_0$

Với $V_0$ là lượng máu lấy ra để xét: khi hai lần lấy mẫu khác nhau

Ban đầu $N_1$ hạt trong $V_{01}$ có nồng độ $C_1$

Lúc sau $N_2$ hạt trong $V_{02}$ có nồng độ $C_2$

Sau thời gian t : trong $V_{01}$ còn lại $N_{02}=N_1{e}^{-\lambda t}$

Thực tế khi đó trong $V_{02}$ còn lại $N_2$

$\frac{V_{01}}{V_{02}}=\frac{N_{01}}{N_{02}}.\frac{C_2}{C_1}=\frac{N_1.C_2}{N_{2}V.C_1}$

Định nghĩa : Độ phóng xạ đặt trưng cho độ mạnh yếu của nguồn phóng xạ

Chú thích:

$H$: độ phóng xạ của một lượng chất hạt nhân sau thời gian t $(Bq, Ci)$

$H_0$: độ phóng xạ ban đầu của một lượng chất hạt nhân tại t=0 $(Bq, Ci)$

$N$: số hạt nhân tại thời điểm t

$T$: chu kì bán rã của hạt nhân $(s, h, ngày,...)$

$\lambda$: hằng số phóng xạ $\left(s^{-1}\right)$

Đổi đơn vị: $1Ci=3,7.{10}^{10}\left(Bq\right)$

Chú thích:

$N$: số hạt nhân ứng với khối lượng chất $m$

$m$: khối lượng chất $\left(g\right)$

$A$: số khối của nguyên tử

$N_A=6,023.{10}^{23} \left(nguyên tử/mol\right)$

Lịch sử ra đời của hằng số Avogadro

Hằng số Avogadro cho chúng ta biết số nguyên tử hay phân tử có trong 1 mol. Chẳng hạn như có 7 ngày trong tuần thì 1 mole chất bất kì sẽ có $6,023.{10}^{23}$ nguyên tử/phân tử cấu tạo nên chất đó. 

Người đầu tiên tìm và ước lượng con số này phải kể đến đó là Josef Loschmidt, một giáo viên trung học người Áo, sau này trở thành giáo sư tại Đại học Vienna. Năm 1865, Loschmidt sử dụng lý thuyết động học phân tử để ước tính số lượng của các hạt trong một centimet khối khí ở điều kiện tiêu chuẩn. Con số lúc bấy giờ được gọi là hằng số Loschmidt và có giá trị là $2.6867773.{10}^{25}$.

Avogadro sinh năm 1776 tại Ý, là con trai của một quan tòa. Sau khi tốt nghiệp cử nhân luật, ông làm thư ký cho tòa án tỉnh. Thật may mắn, Avogadro được sinh ra và lớn lên trong giai đoạn phát triển của Hóa học. Bằng tình yêu với Vật lý và Toán học, ông đã phát hiện ra định luật Avogadro "Ở cùng nhiệt độ và áp suất, những thể tích bằng nhau của mọi chất khí cùng chứa một số phân tử như nhau." 

Định luật Avogadro ban đầu vấp phải sự phản đối quyết liệt của John Dalton và những nhà khoa học khác lúc bấy giờ. Mãi về sau, nhà bác học người Ý là Stanislao Cannizzaro mới quan tâm đến ý tưởng của Avogadro một cách xứng đáng, nhưng đáng buồn là lúc ấy Avogadro đã qua đời.

Định luật Avogadro đã đóng góp một lý thuyết quan trọng trong sự tiến bộ của Hóa học hiện đại, định luật đã dấn đến sự phát biểu rõ ràng về các khái niệm quan trọng bậc nhất của Hóa học hiện đại: nguyên tử, phân tử, khối lương mole.

Mãi đến năm 1909, nhà Hóa học người Pháp Jean Baptiste Perrin công bố giá trị của hằng số Avogadro dựa vào nghiên cứu của mình về chuyển động Brown là $6,0221415.{10}^{23}$. Perrin đã đặt tên là hằng số Avogadro để vinh danh ông vì những đóng góp to lớn mặc dù chính Avogadro cũng không biết đến sự tồn tại của giá trị này. Càng về sau, nhiều nhà bác học khác đã dùng một loại các kỹ thuật để ước tính độ lớn của hằng số cơ bản này. 

Số Avogadro là một trong những con số có ý nghĩa quan trọng với sự sống và vũ trụ.

Chú thích: 

$∆N,∆m:$ số hạt nhân và khối lượng bị phân rã sau thời gian t

$N_0,m_0:$ số hạt nhân và khối lượng ban đầu tại $t=0$

$t$: thời gian phân rã $(s, h, ngày,...)$

$T$: chu kì bán rã của hạt $(s, h, ngày,...)$

$\lambda$: hằng số phóng xạ $\left(s^{-1}\right)$

Phát biểu: Số hạt nhân phân rã của một nguồn giảm theo quy luật hàm số mũ.

Chú thích: 

$N,m:$ số hạt nhân và khối lượng còn lại vào thời điểm t.

$N_0,m_0:$ số hạt nhân và khối lượng ban đầu tại $t=0.$

$t$: thời gian phân rã $(s, h, ngày,...)$

$T$: chu kì bán rã của nguyên tử, cứ sau mỗi chu kì này thì 1/2 số nguyên tử của chất ấy đã biến đổi thành một chất khác. $(s, h, ngày,...)$

$\lambda :$ hằng số phóng xạ $\left(s^{-1}\right)$

Chú thích:

$p$: áp suất chất khí $(atm, Pa, bar, at v....v....)$

$V$: thể tích chất khí $(lít, m^3, d{m}^3, ml, c{m}^{3}v....v....)$

$T$: nhiệt độ tuyệt đối của chất khí $\left({}^{o}K\right)$.

Lưu ý:

Nếu đề bài cho đơn vị là ${}^{o}C$ ta phải chuyển sang độ ${}^{o}K$

$T \left({}^{o}K\right)=t \left({}^{o}C\right)+273$

Định nghĩa quá trình đẳng tích:

Là quá trình thay đổi trạng thái chất khí, nhưng thể tích được giữ nguyên không đổi.

Phát biểu:

Quá trình đẳng tích là quá trình thay đổi trạng thái chất khí, nhưng thể tích được giữ nguyên không đổi.

Trong quá trình đẳng tích thì áp suất và nhiệt độ là hai đại lượng tỉ lệ thuận.

Cách phát biểu khác: trong quá trình đẳng tích cảu một lượng khí nhất định. Áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối.

Chú thích:

$p$: áp suất chất khí $(atm, Pa, bar, at v....v....)$.

$T$: nhiệt độ tuyệt đối của chất khí $\left({}^{o}K\right)$.

Lưu ý:

Nếu đề bài cho đơn vị là ${}^{o}C$ ta phải chuyển sang độ ${}^{o}K$

$T \left({}^{o}K\right)=t \left({}^{o}C\right)+273$

Đồ thị của quá trình đẳng tích.

Cùn một bình chứa và bình không nở dãn nên đây là quá trình đẳng tích.

Khi nhiệt độ tăng thì phân tử khí chuyển động nhanh hơn. Vậy áp suất tỉ lệ thuận với nhiệt độ.

Định nghĩa quá trình đẳng nhiệt:

Là quá trình thay đổi trạng thái chất khí, nhưng nhiệt độ được giữ nguyên không đổi.

Phát biểu:

Quá trình đẳng nhiệt là quá trình thay đổi trạng thái chất khí, nhưng nhiệt độ được giữ nguyên không đổi.

Trong quá trình đẳng nhiệt thì thể tích và áp suất tỉ lệ nghịch với nhau.

Chú thích:

$p$: áp suất chất khí $(atm, Pa, bar, at v....v....)$

$V$: thể tích chất khí $(lít, m^3, d{m}^3, ml, c{m}^{3}v....v....)$

Nhiệt độ được giữ nguyên, khi thể tích giảm thì áp suất tăng.

Đồ thị của quá trình đẳng nhiệt.

Chú thích:

$n$: số mol chất $\left(mol\right)$.

$V$: thế tích khí $\left(l\right)$.

$R$: hằng số các khí 8,31 $(J/mol.K)$.

$p$: áp suất của chất khí $\left(Pa\right)$

$T$: nhiệt độ $\left({}_{o}K\right)$.