¿Cuál es la vida media de (Na ^ 24) si un asistente de investigación hizo 160 mg de sodio radioactivo (Na ^ 24) y encontró que solo quedaban 20 mg 45 h más tarde?

¿Cuál es la vida media de (Na ^ 24) si un asistente de investigación hizo 160 mg de sodio radioactivo (Na ^ 24) y encontró que solo quedaban 20 mg 45 h más tarde?
Anonim

Responder:

#color (azul) ("La vida media es de 15 horas.") #

Explicación:

Necesitamos encontrar una ecuación de la forma:

#A (t) = A (0) e ^ (kt) #

Dónde:

#bb (A (t)) = # la cantidad después del tiempo t.

#bb (A (0) = # La cantidad al inicio. es decir, t = 0.

# bbk = # El factor crecimiento / decaimiento.

# bbe = # El número de Euler.

# bbt = # Tiempo, en este caso horas.

Se nos da:

#A (0) = 160 #

#A (45) = 20 #

Necesitamos resolver para # bbk #:

# 20 = 160e ^ (45k) #

Divide por 160:

# 1/8 = e ^ (45k) #

Tomando logaritmos naturales de ambos lados:

#ln (1/8) = 45kln (e) #

#ln (e) = 1 #

Por lo tanto:

#ln (1/8) = 45k #

Dividiendo por 45:

#ln (1/8) / 45 = k #

#:.#

#A (t) = 160e ^ (t (ln (1/8) / 45)) #

#A (t) = 160e ^ (t / 45 (ln (1/8)) #

#A (t) = 160 (1/8) ^ (t / 45) #

Dado que, por definición, la vida media es el período de tiempo cuando tenemos la mitad de la cantidad inicial:

#A (t) = 80 #

Así que tenemos que resolver para t en:

# 80 = 160 * (1/8) ^ (t / 45) #

# 80/160 = (1/8) ^ (t / 45) #

# 1/2 = (1/8) ^ (t / 45) #

Tomando logaritmos naturales:

#ln (1/2) = t / 45ln (1/8) #

# 45 * (ln (1/2)) / (ln (1/8)) = t = 15 #

La vida media es de 15 horas.

Responder:

15 horas

Explicación:

  • Manera rápida

A medida que la cantidad de una sustancia en descomposición se reduce a la mitad cada vida media (de ahí el nombre), reducir a la mitad la cantidad en pasos requiere 3 pasos para pasar de 160 a 20:

  • # 160 a 80 a 40 a 20 #

Y #45 = 3 * 15#

Así que la vida media es de 15 años.

  • Forma mas formal

Para la vida media # tau #, dónde # X (t) # es la cantidad (masa / número de partículas / etc) restante en el tiempo t:

#X (t) = X_o (1/2) ^ (t / tau) qquad cuadrado #

Asi que:

#X (0) = X_o, X (tau) = X_o / 2, X (2tau) = X_o / 4, … #

Enchufando los valores que se dan en #cuadrado#:

# 20 = 160 * (1/2) ^ (45 / tau) #

#implies (1/2) ^ (45 / tau) = 1/8 qquad qquad = (1/2) ^ 3 #

#implies 45 / tau = 3 implica tau = 15 #