ตรวจข้อสอบ > ปัญปารนัสร์ ทองไทย > การแข่งขันความถนัดทางวิศวกรรมศาสตร์ ระดับมัธยมศึกษาตอนปลาย (High School Engineering Aptitude Competition) > Part 1 > ตรวจ

ใช้เวลาสอบ 6 นาที

Back

# คำถาม คำตอบ ถูก / ผิด สาเหตุ/ขยายความ ทฤษฎีหลักคิด/อ้างอิงในการตอบ คะแนนเต็ม ให้คะแนน
1


โรคหัวใจและหลอดเลือดประเภทหลัก ๆ (CVD) ที่กล่าวถึงในบทความนี้มีอะไรบ้าง

โรคหลอดเลือดหัวใจ

โรคเหล่านี้มักเกี่ยวข้องกับปัจจัยเสี่ยงหลายอย่าง เช่น การสูบบุหรี่, การรับประทานอาหารที่มีไขมันสูง, ขาดการออกกำลังกาย, และพันธุกรรม เป็นต้น

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

2


วัสดุชีวภาพใดที่มีลักษณะพิเศษในการจำรูปร่างและมักใช้ในขดลวด

โลหะผสมนิกเกิล-ไทเทเนียม (นิทินอล)

คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้ Nitinol เป็นวัสดุที่เหมาะสมสำหรับการใช้ในทางการแพทย์ เช่น ขดลวด

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

3


ประโยชน์หลักของการใช้ขดลวดที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพเหนือขดลวดโลหะแบบดั้งเดิมคืออะไร?

การสนับสนุนอย่างถาวร

ขดลวดที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพมีข้อดีเหล่านี้ทำให้เป็นทางเลือกที่น่าสนใจสำหรับการรักษาโรคหลอดเลือดและมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่องในวงการแพทย์.

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

4


ข้อเสียเปรียบหลักของขดลวดโพลีเมอร์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ เช่น PLA/PGA คืออะไร

การมีอยู่อย่างถาวรในร่างกาย

เวลาในการสลายตัวที่ไม่แน่นอน: กระบวนการย่อยสลายของขดลวดโพลีเมอร์อาจไม่สม่ำเสมอและยากต่อการควบคุม ซึ่งอาจส่งผลต่อความมั่นคงของหลอดเลือดในระหว่างที่ขดลวดยังไม่สลายหมด

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

5


วัสดุชีวภาพประเภทใดที่เหมาะกับความเข้ากันได้ทางชีวภาพในการใช้งานด้านหัวใจและหลอดเลือด

วัสดุชีวภาพจากธรรมชาติ

การเลือกวัสดุที่เหมาะสมต้องคำนึงถึงการใช้งานเฉพาะด้าน ความเข้ากันได้กับเนื้อเยื่อของร่างกาย และความทนทานต่อสภาพแวดล้อมในร่างกายเพื่อให้มั่นใจในความปลอดภัยและประสิทธิภาพของอุปกรณ์ทางการแพทย์.

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

6


ขดลวดเมมโมรีอัลลอยด์ได้รับการออกแบบให้คืนรูปทรงเดิมที่อุณหภูมิที่กำหนด หากการเปลี่ยนเฟสที่อุณหภูมิสูงของขดลวดเกิดขึ้นที่ 50°C จุดเปลี่ยนในหน่วยฟาเรนไฮต์คือเท่าใด

122°F

1. 50 \times \frac{9}{5} = 90 2. 90 + 32 = 122

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

7


ขดลวดที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพจะลดลงในอัตรา 7% ต่อเดือน ถ้ามวลขดลวดเริ่มต้นคือ 120 กรัม หลังจากผ่านไป 4 เดือน มวลของขดลวดจะเป็นเท่าใด

87.67 กรัม

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

8


ขดลวดเมมโมรีอัลลอยด์ถูกบีบอัดที่อุณหภูมิห้อง (25°C) จากนั้นขยายเป็นรูปร่างเดิมที่อุณหภูมิร่างกาย (37°C) ถ้าความจุความร้อนจำเพาะของโลหะผสมคือ 0.45 J/ g°C และมวลของขดลวดคือ 60 กรัม ต้องใช้ความร้อนปริมาณเท่าใด

178 J

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

9


หากจำเป็นต้องปลูกถ่ายหลอดเลือดในหลอดเลือดแดงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 4 มม. และกราฟต์ขยายเป็น 1.8 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางเดิม เส้นผ่านศูนย์กลางสุดท้ายของกราฟต์คือเท่าใด?

7.2 มม.

หากกราฟต์ขยายเป็น 1.8 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางเดิม และเส้นผ่านศูนย์กลางเดิมของหลอดเลือดคือ 4 มม. คุณสามารถคำนวณเส้นผ่านศูนย์กลางสุดท้ายของกราฟต์ได้ดังนี้: \[ \text{เส้นผ่านศูนย์กลางสุดท้าย} = \text{เส้นผ่านศูนย์กลางเดิม} \times \text{อัตราการขยายตัว} \] \[ \text{เส้นผ่านศูนย์กลางสุดท้าย} = 4 \, \text{มม.} \times 1.8 = 7.2 \, \text{มม.} \] ดังนั้น เส้นผ่านศูนย์กลางสุดท้ายของกราฟต์จะเท่ากับ **7.2 มม.**

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

10


วัสดุชีวภาพโพลีเมอร์จะสลายตัวในอัตราสัดส่วนกับมวลที่เหลืออยู่ หากมวลเริ่มต้นคือ 150 กรัม และลดลงเหลือ 105 กรัมในหนึ่งเดือน ค่าคงที่การสลายตัว kkk เป็นเท่าใดหากสมมติจลนศาสตร์ลำดับที่หนึ่ง

0.602

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

11


ประโยชน์หลักของการใช้วัสดุนาโนในการรักษาบาดแผลคืออะไร?

การส่งมอบยาแบบกำหนดเป้าหมายและการปล่อยยาเป็นเวลานาน

การใช้วัสดุนาโนในการรักษาบาดแผลยังอยู่ในช่วงการวิจัยและพัฒนา แต่มีศักยภาพในการเปลี่ยนแปลงวิธีการรักษาบาดแผลในอนาคต.

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

12


วัสดุนาโนชนิดใดขึ้นชื่อในเรื่องฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรียที่ดีเยี่ยมและความสามารถในการส่งเสริมการสมานแผล

อนุภาคนาโนเงิน

วัสดุนาโนที่ขึ้นชื่อในเรื่องฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรียที่ดีเยี่ยมและความสามารถในการส่งเสริมการสมานแผล ได้แก่ **นาโนซิลเวอร์ (Nano Silver)**. **นาโนซิลเวอร์** มีคุณสมบัติในการต้านเชื้อแบคทีเรียอย่างมีประสิทธิภาพโดยการทำลายผนังเซลล์ของแบคทีเรียและการหยุดยั้งการเจริญเติบโตของมัน นอกจากนี้ยังสามารถช่วยในการส่งเสริมการสมานแผลด้วยการกระตุ้นการสร้างเซลล์ใหม่และลดการอักเสบ นาโนซิลเวอร์จึงได้รับการใช้ในผลิตภัณฑ์สำหรับรักษาบาดแผลและการป้องกันการติดเชื้อที่แผล.

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

13


อะไรคือความท้าทายหลักที่เกี่ยวข้องกับวัสดุนาโนในการรักษาบาดแผล?

ขาดความเข้ากันได้ทางชีวภาพและการย่อยสลายทางชีวภาพ

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

14


บทบาทของอนุภาคนาโนทองคำในการรักษาบาดแผลดังที่กล่าวไว้ในบทความคืออะไร?

เพิ่มความแข็งแรงทางกล

การใช้อนุภาคนาโนทองคำในการรักษาบาดแผลมีศักยภาพในการพัฒนาวิธีการรักษาที่มีประสิทธิภาพและปลอดภัยมากขึ้น แต่ยังต้องการการวิจัยเพิ่มเติมเพื่อยืนยันประสิทธิภาพและความปลอดภัยในระยะยาว.

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

15


คุณสมบัติใดของวัสดุนาโนที่ช่วยให้สามารถโต้ตอบกับกระบวนการทางชีววิทยาในระดับเซลล์และโมเลกุลได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ความเฉื่อยและความเสถียรของสารเคมี

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

16


วัสดุปิดแผลที่มีอนุภาคนาโนเงิน ( AgNPs ) ถูกนำไปใช้กับบาดแผล หากอนุภาคนาโนเงินปล่อยไอออนในอัตรา 0.5 มก./วัน และมวลรวมของ AgNPs ในน้ำสลัดคือ 10 มก. น้ำสลัดจะมีประสิทธิภาพในการปล่อยไอออนเงินได้กี่วัน

20 วัน

เพื่อหาจำนวนวันที่น้ำสลัดจะสามารถปล่อยไอออนเงินได้ เราต้องการคำนวณจำนวนวันจากมวลรวมของอนุภาคนาโนเงิน (AgNPs) และอัตราการปล่อยไอออน: - มวลรวมของ AgNPs = 10 มก. - อัตราการปล่อยไอออน = 0.5 มก./วัน สูตรในการคำนวณจำนวนวันคือ: \[ \text{จำนวนวัน} = \frac{\text{มวลรวมของ AgNPs}}{\text{อัตราการปล่อยไอออน}} \] แทนค่าลงในสูตร: \[ \text{จำนวนวัน} = \frac{10 \, \text{มก.}}{0.5 \, \text{มก./วัน}} \] คำนวณ: \[ \text{จำนวนวัน} = 20 \, \text{วัน} \] ดังนั้น น้ำสลัดจะมีประสิทธิภาพในการปล่อยไอออนเงินได้ **20 วัน**.

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

17


อนุภาคนาโนทองคำ (AuNPs) ถูกนำมาใช้ในการทำแผลเพื่อคุณสมบัติต้านการอักเสบ หากความจุความร้อนจำเพาะของ AuNPs เท่ากับ 0.129 J/ g°C และมวลของอนุภาคนาโนในน้ำสลัดคือ 5 กรัม จะต้องใช้ความร้อนเท่าใดในการเพิ่มอุณหภูมิของอนุภาคนาโนจาก 25°C เป็น 37°C

7.74 J

ในการคำนวณความร้อนที่ต้องใช้ในการเพิ่มอุณหภูมิของอนุภาคนาโนทองคำ (AuNPs) จาก 25°C เป็น 37°C ใช้สมการสำหรับการคำนวณความร้อน (Q) ดังนี้: \[ Q = mc\Delta T \] โดยที่: - \( Q \) คือปริมาณความร้อน (Joules) - \( m \) คือมวลของอนุภาคนาโน (5 กรัม) - \( c \) คือความจุความร้อนจำเพาะ (0.129 J/g°C) - \( \Delta T \) คือการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ (37°C - 25°C = 12°C) แทนค่าลงในสมการ: \[ Q = 5 \times 0.129 \times 12 \] คำนวณ: \[ Q = 5 \times 0.129 \times 12 = 7.74 \, \text{Joules} \] ดังนั้น ต้องใช้ความร้อนประมาณ **7.74 Joules** เพื่อเพิ่มอุณหภูมิของอนุภาคนาโนทองคำจาก 25°C เป็น 37°C.

ในการคำนวณความร้อนที่ต้องใช้ในการเพิ่มอุณหภูมิของอนุภาคนาโนทองคำ (AuNPs) จาก 25°C เป็น 37°C ใช้สมการสำหรับการคำนวณความร้อน (Q) ดังนี้: \[ Q = mc\Delta T \] โดยที่: - \( Q \) คือปริมาณความร้อน (Joules) - \( m \) คือมวลของอนุภาคนาโน (5 กรัม) - \( c \) คือความจุความร้อนจำเพาะ (0.129 J/g°C) - \( \Delta T \) คือการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ (37°C - 25°C = 12°C) แทนค่าลงในสมการ: \[ Q = 5 \times 0.129 \times 12 \] คำนวณ: \[ Q = 5 \times 0.129 \times 12 = 7.74 \, \text{Joules} \] ดังนั้น ต้องใช้ความร้อนประมาณ **7.74 Joules** เพื่อเพิ่มอุณหภูมิของอนุภาคนาโนทองคำจาก 25°C เป็น 37°C.

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

18


วัสดุนาโนโพลีเมอร์สลายตัวในอัตราสัดส่วนกับมวลที่เหลืออยู่ หากมวลเริ่มต้นคือ 50 กรัม และลดลงเหลือ 35 กรัมในหนึ่งเดือน ค่าคงที่การสลายตัว kkk เป็นเท่าใดหากสมมติจลนศาสตร์ลำดับที่หนึ่ง

0.300

ในการคำนวณค่าคงที่การสลายตัว \( k \) สำหรับวัสดุนาโนโพลีเมอร์ที่สลายตัวตามจลนศาสตร์ลำดับที่หนึ่ง ใช้สมการ: \[ M(t) = M_0 \times e^{-kt} \] โดย: - \( M(t) \) คือมวลที่เหลืออยู่หลังจากเวลา \( t \) (35 กรัม) - \( M_0 \) คือมวลเริ่มต้น (50 กรัม) - \( k \) คือค่าคงที่การสลายตัว - \( t \) คือเวลา (1 เดือน) เราสามารถจัดการสมการเพื่อหาค่าคงที่ \( k \) ดังนี้: \[ \frac{M(t)}{M_0} = e^{-kt} \] \[ \frac{35}{50} = e^{-k \times 1} \] \[ 0.7 = e^{-k} \] ใช้ลอการิทึมธรรมชาติในการแก้สมการ: \[ \ln(0.7) = -k \] \[ k = -\ln(0.7) \] คำนวณค่าของ \( k \): \[ \ln(0.7) \approx -0.3567 \] \[ k \approx 0.3567 \] ดังนั้น ค่าคงที่การสลายตัว \( k \) คือประมาณ **0.3567 ต่อเดือน**.

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

19


หากไฮโดรเจลที่ใช้สมานแผลปล่อยยาในอัตราคงที่ 2 มก./ชั่วโมง. และปริมาณยาเริ่มต้นคือ 100 มก. ไฮโดรเจลจะปล่อยยาได้นานแค่ไหน?

50 ชั่วโมง

ในการคำนวณระยะเวลาในการปล่อยยาโดยไฮโดรเจลที่มีอัตราการปล่อยยาแบบคงที่ 2 มก./ชั่วโมง และปริมาณยาเริ่มต้นคือ 100 มก. ใช้สูตร: \[ \text{ระยะเวลา} = \frac{\text{ปริมาณยาเริ่มต้น}}{\text{อัตราการปล่อยยา}} \] แทนค่า: \[ \text{ระยะเวลา} = \frac{100 \, \text{มก.}}{2 \, \text{มก./ชั่วโมง}} \] คำนวณ: \[ \text{ระยะเวลา} = 50 \, \text{ชั่วโมง} \] ดังนั้น ไฮโดรเจลจะปล่อยยาได้นาน **50 ชั่วโมง**.

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

20


อนุภาคนาโนซิงค์ออกไซด์ ( ZnO NP) มีความเข้มข้น 0.5 กรัม/ลิตร หากคุณมีสารละลายนี้ 2 ลิตร จะมี ZnO NP อยู่ในสารละลาย กี่กรัม

1.0 กรัม

ในการคำนวณมวลของอนุภาคนาโนซิงค์ออกไซด์ (ZnO NP) ในสารละลายที่มีความเข้มข้น 0.5 กรัม/ลิตร และปริมาณสารละลาย 2 ลิตร ใช้สูตร: \[ \text{มวล} = \text{ความเข้มข้น} \times \text{ปริมาณสารละลาย} \] แทนค่า: \[ \text{มวล} = 0.5 \, \text{ก./ลิตร} \times 2 \, \text{ลิตร} \] คำนวณ: \[ \text{มวล} = 1 \, \text{กรัม} \] ดังนั้น จะมี ZnO NP อยู่ในสารละลาย **1 กรัม**.

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

ผลคะแนน 40.25 เต็ม 140

แท๊ก หลักคิด
แท๊ก อธิบาย
แท๊ก ภาษา