O reator nuclear natural de Oklo foi alvo de pesquisas por vários cientistas ao longo de décadas, devido à sua condição de criticalidade. Admitindo-se que esse reator possa ser tratado com dimensão infinita a dois grupos de energia na condição crítica, a equação da difusão de nêutrons multigrupo é dada por

!$ \Bigl ( \textstyle \sum_{a1} + \textstyle \sum_{s}^{1 \rightarrow 2} - \nu_1 \textstyle \sum_{f1} \Bigr ) \phi_1 - \nu_2 \textstyle \sum_{f2} \phi_2 = 0 !$

!$ \textstyle \sum_{s}^{1 \rightarrow 2} \phi_1 - \textstyle \sum_{a2} \phi_2 = 0 !$

A equação acima admite a seguinte representação matricial: !$ M \varPhi = 0 !$, onde !$ \varPhi = \begin{pmatrix} \phi_1 \\ \phi_2 \end{pmatrix} !$

Nessa condição, a matriz !$ M !$ é representada por

Partindo-se da equação da difusão de nêutrons a dois grupos de energia para problema de autovalor, sem upscattering, a equação para o grupo térmico de energia, em uma região homogênea de refletor de nêutrons, é dada por

Em uma reação de fissão nuclear, o fator de multiplicação de nêutrons é k >1.

Se cada nêutron viaja, em média, um livre-caminho-médio !$ \lambda !$ com velocidade v dentro do material, a taxa de reação total, em função do tempo, é mais bem representada pela função

Para um núcleo, a contribuição para a energia de ligação dos nucleões tem um termo devido à energia de Coulomb, proporcional à Z^a, onde Z é o número de prótons.

O valor de a é

Ao emitir uma partícula alfa, o isótopo de polônio !$ ^{210}_{84} !$Po se transforma em:

Uma máquina opera entre duas fontes, em temperaturas iguais a 400 K e a 300 K. Em um ciclo, o calor absorvido na fonte é 100 J, e o trabalho produzido é 15 J.

Se essa máquina se tornasse reversível e trabalhasse entre as mesmas temperaturas e com o mesmo calor absorvido, qual seria o aumento de trabalho produzido por ciclo, em J?

Durante um ciclo termodinâmico de uma máquina, o gás (substância de trabalho) recebe 100 J de calor de uma fonte quente a T_Q = 500 K e rejeita 75 J de calor em uma fonte fria a T_F = 300 K. Cada ciclo dura 1,0 ms.

Com relação ao rendimento da máquina, considere as afirmativas abaixo:

I - O rendimento do ciclo é igual a 1/3.

II - O ciclo é irreversível, produzindo a cada ciclo !$ \Delta !$S_ciclo = 0,05 J/K de entropia.

III - A potência produzida pela máquina é 25 kW.

É verdadeiro APENAS o que se afirma em:

Seja um fluido de coeficiente de expansão térmica desprezível comparado ao coeficiente linear de dilatação térmica !$ \lambda !$ da tubulação cilíndrica que o contém. Esse fluido, em uma temperatura T, flui com uma velocidade V ao longo da tubulação. Suponha que o fluido e a tubulação tenham sua temperatura elevada para T + !$ \Delta !$T, mas que agora a velocidade do fluido é V + !$ \Delta !$V.

Sabendo-se que o mesmo fluxo volumétrico de fluido passa pela tubulação para as duas temperaturas, a razão !$ \Delta !$V/V, em função de !$ \Delta !$T e !$ \lambda !$, é

Três folhas metálicas quadradas idênticas A, B e C, paralelas, finas e de lado muito maior que as distâncias entre elas, estão em um estado estacionário de temperatura devido à radiação, sendo T_A = T₀ e T_C = 2 T₀. A folha metálica B é a que fica entre as folhas A e C.

A temperatura estacionária T_B é

Seja o isótopo do fermium !$ ^{257}_{100} !$Fm , cuja massa é 257,10 u.

Qual é, aproximadamente, a sua energia de ligação, em GeV?

Dado
u.c² = 931,5 MeV
massa do !$ ^1_1 !$H = 1,008 u
massa do nêutron = 1,007 u