ตรวจข้อสอบ > ธาวิน พลเดช > การแข่งขันความถนัดทางวิศวกรรมศาสตร์ ระดับมัธยมศึกษาตอนปลาย (High School Engineering Aptitude Competition) > Part 2 > ตรวจ

ใช้เวลาสอบ 0 นาที

Back

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


ข้อได้เปรียบหลักของการใช้สารคอนทราสต์แบบออร์แกนิกที่เหนือกว่าสารคอนทราสต์ที่ใช้แกโดลิเนียมแบบดั้งเดิม (GBCA) ใน MRI คืออะไร

ความเป็นพิษต่ำ

ต้นทุนที่สูง ไม่ใช่ข้อเปรียบด้านคุณสมบัติของสารคอนทราสต์แบบ ออร์แกนิก หลักๆที่ได้เปรียบ คือความเป็นธรรมชาติ ลดการสะสมเคมีในร่างกาย และ ความเป็นพิษต่ำ ใช้เนื้อหาในเรื่อง (Gadolinium-based Contrast Agents, GBCA) ความเสี่ยงต่อพิษต่ำกว่า: สารคอนทราสต์แบบออร์แกนิกมักมีความเสี่ยงต่อพิษและปฏิกิริยาข้างเคียงที่ต่ำกว่าสารคอนทราสต์ที่ใช้แกโดลิเนียม โดยเฉพาะในผู้ป่วยที่มีปัญหาเกี่ยวกับการทำงานของไตหรือผู้ที่มีปัจจัยเสี่ยงต่อการเกิดโรคเนื้อเยื่อแกโดลิเนียม (Gadolinium Deposition Disease) 7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

2


คุณสมบัติใดของเดนไดเมอร์ที่ทำให้พวกมันเหมาะสมเป็นโครงสำหรับสารคอนทราสต์แบบออร์แกนิก

โครงสร้างโมเลกุลขนาดใหญ่ที่กระจายตัวเดี่ยวและมีการกำหนดไว้อย่างดี

พื้นที่ผิวมาก หรือก็คือ เดนไดเมอร์มีโครงสร้างที่มีพื้นที่ผิวขนาดใหญ่ ใช้ความรู้เรื่องเดนไดเมอร์ (Dendrimer) เป็นชนิดของโครงสร้างพอลิเมอร์ที่มีคุณสมบัติบางประการที่ทำให้มันเหมาะสมเป็นโครงสำหรับสารคอนทราสต์แบบออร์แกนิกใน MRI หรือการตรวจสอบด้วยเทคนิคการแพทย์อื่นๆ เดนไดเมอร์มีโครงสร้างที่มีพื้นที่ผิวขนาดใหญ่ ซึ่งช่วยให้สามารถบรรจุและเชื่อมโยงกับโมเลกุลหรือสารคอนทราสต์ได้มากขึ้น ทำให้มีปริมาณการปล่อยสารคอนทราสต์ที่สูงและการทำงานที่ดีขึ้น 7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

3


ไนตรอกไซด์ที่ใช้กันทั่วไปในบริบทของสารทึบรังสี MRI คืออะไร

การเพิ่มความเข้มของสัญญาณโดยการลดระยะเวลาการผ่อนคลาย T1 ให้สั้นลง

บทบาทของไนตรอกไซด์ (Nitric Oxide, NO) สารคอนทราสต์ใหม่ การศึกษาทางชีววิทยา การทดสอบการใช้งานใหม่ ใช้ความรู้เรื่อง ไนตรอกไซด์ แม้ว่าการใช้งานไนตรอกไซด์ออกไซด์ใน MRI ยังเป็นพื้นที่ที่มีการวิจัยและการพัฒนาอยู่, สารคอนทราสต์ที่ใช้ใน MRI แบบดั้งเดิมมักจะเป็นสารที่มีส่วนประกอบของแกโดลิเนียมหรือสารเคมีอื่น ๆ ที่สามารถให้สัญญาณ MRI ที่มีประสิทธิภาพสูงในกระบวนการตรวจสอบ. 7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

4


เดนดไรเมอร์ประเภทใดที่สามารถทำงานได้อย่างสมบูรณ์กับอนุมูล TEMPO และศึกษาสำหรับสารทึบรังสี MRI

PAMAM เดนไดรเมอร์

เดนไดเมอร์ที่สามารถทำงานได้อย่างสมบูรณ์กับอนุมูล TEMPO และได้มีการศึกษาในฐานะสารทึบรังสี MRI คือ เดนไดเมอร์ที่มีการติดตั้งอนุมูล TEMPO ใช้ความรู้เรื่อง สารทึบรังสี (Contrast Media) 7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

5


ไนตรอกไซด์เผชิญกับความท้าทายอะไรบ้างที่จำกัดการใช้อย่างแพร่หลายในฐานะสารทึบแสงของ MRI

ต้นทุนการผลิตสูง

ไนตรอกไซด์ (Nitroxides), ซึ่งรวมถึงอนุมูล TEMPO (2,2,6,6-Tetramethylpiperidine-1-oxyl) มีศักยภาพในการใช้งานเป็นสารทึบแสงในการตรวจ MRI แต่ก็เผชิญกับความท้าทายหลายประการที่จำกัดการใช้อย่างแพร่หลาย ค่าใช้จ่ายในการผลิต: การผลิตไนตรอกไซด์หรือสารทึบแสงที่มีอนุมูลไนตรอกไซด์อาจมีค่าใช้จ่ายสูง ซึ่งสามารถจำกัดการใช้งานในทางการแพทย์ นอกจากนี้ ไนตรอกไซด์บางชนิดอาจมีความเสี่ยงต่อสุขภาพหรือทำให้เกิดผลข้างเคียงได้ ซึ่งต้องการการควบคุมและการประเมินความปลอดภัยอย่างเข้มงวด 7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

6


สารคอนทราสต์ที่ใช้เดนไดเมอร์ประกอบด้วย 48 เรดิคัล TEMPO โดยแต่ละเรดิคัลมีส่วนช่วย 0.14 mM ⁻ ¹ s ⁻ ¹ เพื่อ ความ ผ่อนคลาย ความผ่อนคลาย โดยรวมของสารคอนทราสต์ที่ใช้เดนดไรเมอร์นี้คืออะไร ?

6.7 มิลลิโมลาร์ ⁻ ¹ วินาที ⁻ ¹

การคำนวณค่าความผ่อนคลายโดยรวมของสารคอนทราสต์ที่ใช้เดนไดเมอร์ ซึ่งประกอบด้วย 48 เรดิคัล TEMPO สามารถทำได้โดยการรวมค่าความผ่อนคลายของแต่ละเรดิคัล TEMPO เข้าด้วยกัน ซึ่งสามารถคำนวณได้โดยใช้สูตร ค่าความผ่อนคลายโดยรวมของสารคอนทราสต์ = (จำนวนเรดิคัล TEMPO) * (ค่าความผ่อนคลายของแต่ละเรดิคัล TEMPO) จำนวนเรดิคัล TEMPO = 48 ค่าความผ่อนคลายของแต่ละเรดิคัล = 0.14mM ดังนั้น ค่าความผ่อนคลายโดยรวมของสารคอนทราสต์ที่ใช้เดนไดเมอร์ที่ประกอบด้วย 48 เรดิคัล TEMPO คือ 6.72m(M ยกกำลัง-1)(s ยกกำลัง-1) ประมาณค่าเป็น 6.7m(M ยกกำลัง-1)(s ยกกำลัง-1) 7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

7


หากเดนไดเมอร์รุ่นที่สี่ที่มีอนุมูล PROXYL 32 ตัวมี ค่าความผ่อนคลาย ที่ 5 mM ⁻ ¹ s ⁻ ¹ ค่า ความผ่อนคลาย ต่ออนุมูล PROXYL เป็น เท่าใด

0.20 มิลลิโมลาร์ ⁻ ¹ วินาที ⁻ ¹

ในการคำนวณค่าความผ่อนคลายต่ออนุมูล PROXYL สำหรับเดนไดเมอร์รุ่นที่สี่ที่มีอนุมูล PROXYL 32 ตัวและค่าความผ่อนคลายรวมเป็น 5 mM⁻¹ s⁻¹, เราสามารถใช้สูตรดังนี้ (ค่าความผ่อนคลายของอนุมูล PROXYL หนึ่งตัว)(R2single) = ค่าความผ่อนคลายรวม(R2) / จำนวนอนุมูล PROXYL(n) แทนค่าได้เป็น R2single = R2/n ได้เป็น 5/32 ได้ประมาณ 0.15625 m(M ยกกำลัง-1)(s ยกกำลัง-1) โดยรวมเราปัดเป็น 0.16 จนเป็น 0.2 m(M ยกกำลัง-1)(s ยกกำลัง-1) 0.2 m(M ยกกำลัง-1)(s ยกกำลัง-1) เป็นคำตอบที่ใกล้เคียงที่สุด 7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

8


สารทึบรังสีที่ใช้ MRI ที่ใช้เดนไดเมอร์จะปลดปล่อยความรุนแรงของมันที่อัตรา 0.5 มิลลิโมลาร์/วัน หากความเข้มข้นเริ่มต้นของอนุมูลคือ 10 mM จะใช้เวลากี่วันเพื่อให้ความเข้มข้นลดลงเหลือ 2 mM

16 วัน

ในการคำนวณระยะเวลาที่สารทึบรังสีที่ใช้ MRI จะลดความเข้มข้นจาก 10 mM เป็น 2 mM โดยที่อัตราการปล่อยคือ 0.5 มิลลิโมลาร์/วัน (0.5 mM/day), เราสามารถใช้สูตรง่าย ๆ เพื่อคำนวณจำนวนวันที่ต้องใช้ได้ *ความเข้มข้นที่ลดลง = ความเข้มข้นเริ่มต้น - ความเข้มข้นสุดท้าย* คำนวณจากความเข้มข้นของวิชาเคมี การลดลง = (10 mM) − (2 mM) = (8 mM) คำนวณระยะเวลาที่ใช้ในการลดความเข้มข้นตามอัตราการปล่อย เป็น การลดลง / อัตราการปล่อย จำนวน วันเท่ากับ 8 mM / 0.5mM/วัน ได้เป็น 16 วัน 7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

9


หาก ความผ่อนคลาย ของเดนดริเมอร์ G1-Tyr-PROXYL คือ 2.9 mM ⁻ ¹ s ⁻ ¹ และค่าความผ่อนคลายของ Gd-DTPA คือ 3.2 mM ⁻ ¹ s ⁻ ¹ อะไรคือเปอร์เซ็นต์ของ ความผ่อนคลาย ระหว่างสารทั้งสอง?

9.4%

ในการคำนวณเปอร์เซ็นต์ของความผ่อนคลายระหว่างเดนไดเมอร์ G1-Tyr-PROXYL และ Gd-DTPA เราต้องหาค่าส่วนต่างของความผ่อนคลายระหว่างสองสารแล้วเปรียบเทียบกับค่าความผ่อนคลายของ Gd-DTPA เพื่อหาเปอร์เซ็นต์การเปลี่ยนแปลง ใช้ สูตรการคำนวณเปอร์เซ็นต์ของความผ่อนคลาย: เป็น เปอร์เซ็นต์ของความผ่อนคลาย = ค่าความผ่อนคลายของ Gd-DTPA: 3.2 mM⁻¹ s⁻¹ - ค่าความผ่อนคลายของเดนไดเมอร์ G1-Tyr-PROXYL: 2.9 mM⁻¹ s⁻¹ และ หารด้วย ค่าความผ่อนคลายของ Gd-DTPA: 3.2 mM⁻¹ s⁻¹ ได้เป้น (3.2-2.9)/3.2 * 100 เป้น 9.375% ประมาณเป็น 9.4% 7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

10


โครงเดนไดเมอร์ช่วยเพิ่มความสามารถในการละลายน้ำโดยการติดโซ่ PEG หากเดนไดเมอร์ดั้งเดิมมีความสามารถในการละลายอยู่ที่ 5 กรัม/ลิตร และการติด PEG จะทำให้ความสามารถในการละลายเพิ่มขึ้น 60% ความสามารถในการละลายใหม่ของเดนไดเมอร์จะเป็นเท่าใด

8 ก./ล

ในการคำนวณความสามารถในการละลายใหม่ของเดนไดเมอร์หลังจากการติด PEG, เราสามารถใช้ข้อมูลที่ให้มาในการเพิ่มความสามารถในการละลายได้ 60% คำนวณความสามารถในการละลายที่เพิ่มขึ้น: การเพิ่มขึ้น = ความสามารถในการละลายเดิม * (%ที่เพิ่มขึ้น) / 100 = 5 g/l * 60/100 = 3 g/l ต่อมา คำนวณความสามารถในการละลายใหม่ จาก ความสามารถในการละลายเดิม + การเพิ่มขึ้น เท่ากับ 3g/l + 5g/l = 8g/l # 7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

11


เหตุผลหลักในการใช้ไดนามิกแอมพลิฟายเออร์แฟกเตอร์ (DAF) ในการวิเคราะห์สะพานโครงเหล็กคืออะไร

เพื่อให้กระบวนการออกแบบง่ายขึ้น

การใช้ไดนามิกแอมพลิฟายเออร์แฟกเตอร์ (Dynamic Amplification Factor, DAF) ในการวิเคราะห์สะพานโครงเหล็ก การพัฒนามาตรฐานการออกแบบ มาตรฐานการออกแบบ: การใช้ DAF เป็นส่วนหนึ่งของมาตรฐานการออกแบบสะพานช่วยให้การวิเคราะห์และการออกแบบสามารถตอบสนองต่อสภาพจริงที่สะพานจะต้องเผชิญ และช่วยในการสร้างมาตรฐานที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ 7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

12


วิธีใดที่แต่ก่อนใช้ในการคำนวณ DAF สำหรับสะพานโครงเหล็ก และเหตุใดจึงถือว่าอนุรักษ์นิยม

ไม่มีข้อใดข้อหนึ่งข้างต้น

- การคำนวณ DAF ด้วยวิธีอนุรักษ์นิยมในอดีตมีข้อดีในการเพิ่มความปลอดภัยให้กับสะพานโครงเหล็ก โดยการใช้ค่าคงที่ที่คำนึงถึงความไม่แน่นอนและปัจจัยที่ไม่สามารถคาดการณ์ได้ แต่การออกแบบที่อนุรักษ์นิยมอาจทำให้ต้นทุนสูงขึ้นและอาจไม่สะท้อนถึงความเป็นจริงทั้งหมดของการตอบสนองพลศาสตร์ของสะพาน 7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

13


อัตราส่วนการหน่วงที่ใช้กันทั่วไปในการคำนวณ DAF ทั่วไปสำหรับสะพานโครงเหล็กคือเท่าใด

2%

ค่าทั่วไป: 0.02 หรือ 2% ความไม่แน่นอนในการประเมิน: ค่า 2% มักใช้เพราะมันถือว่าค่อนข้างอนุรักษ์นิยมและเหมาะสมสำหรับการคำนวณในกรณีที่ไม่มีข้อมูลเฉพาะเกี่ยวกับการหน่วงของสะพานนั้น ๆ การยอมรับทั่วไป: ค่านี้ได้รับการยอมรับและใช้กันอย่างแพร่หลายในการออกแบบและการวิเคราะห์สะพานเพื่อให้แน่ใจว่าการออกแบบจะสามารถรับมือกับผลกระทบพลศาสตร์ได้ 7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

14


ในบริบทของการศึกษานี้ สมการเชิงประจักษ์ของ DAF ขึ้นอยู่กับอะไรเป็นหลัก

แรงตามแนวแกนสูงสุด

ในบริบทของการศึกษาการวิเคราะห์ไดนามิกแอมพลิฟายเออร์แฟกเตอร์ (DAF) สำหรับสะพานโครงเหล็ก สมการเชิงประจักษ์ (empirical equations) ของ DAF มักขึ้นอยู่กับปัจจัยหลักหลายประการ สมการเชิงประจักษ์ของ DAF ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ ได้แก่ ลักษณะของการโหลด, ลักษณะทางพลศาสตร์ของสะพาน, ลักษณะของสะพาน, การตอบสนองพลศาสตร์, และข้อมูลเชิงประจักษ์จากการทดลองและการวิจัย ซึ่งทั้งหมดนี้รวมกันเพื่อให้ได้การประมาณค่า DAF ที่แม่นยำและเหมาะสมสำหรับการออกแบบและการวิเคราะห์สะพาน. 7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

15


การรับน้ำหนักประเภทใดที่ได้รับการพิจารณาในการวิเคราะห์การพังทลายแบบก้าวหน้าของสะพานโครงเหล็ก

โหลดหลักและโหลดรอง

ในการวิเคราะห์การพังทลายแบบก้าวหน้าของสะพานโครงเหล็ก (Progressive Collapse Analysis) การรับน้ำหนักประเภทต่างๆ ที่ต้องพิจารณา ในการวิเคราะห์การพังทลายแบบก้าวหน้าของสะพานโครงเหล็ก ต้องพิจารณาหลายประเภทของการรับน้ำหนัก เช่น น้ำหนักบรรทุกจากยานพาหนะ, น้ำหนักตนเองของสะพาน, น้ำหนักบรรทุกเพิ่มเติม, แรงกระแทก, แรงลม, แรงจากสภาพอากาศและสิ่งแวดล้อม, การขยายตัวและหดตัวจากความร้อน, และแรงสั่นสะเทือนจากแผ่นดินไหว เพื่อให้การออกแบบสะพานสามารถรับมือกับการพังทลายและความเสี่ยงที่เกิดจากการบรรทุกที่มีความหลากหลาย 7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

16


ชิ้นส่วนในสะพานโครงเหล็กแตกหักและทำให้เกิดความเครียดไดนามิกสูงสุด 450 MPa หากความเค้นครากของชิ้นส่วนคือ 315 MPa ค่าปัจจัยการขยายเสียงแบบไดนามิก (DAF) จะขึ้นอยู่กับความเครียดจะเป็นเท่าใด

1.42

สูตรคำนวณ DAF = ความเครียดไดนามิกสูงสุด (Dynamic Stress) / ความเค้นคราก (Static Stress) การคำนวณค่าปัจจัยการขยายเสียงแบบไดนามิก (Dynamic Amplification Factor, DAF) จากความเครียดไดนามิกสูงสุดและความเค้นคราก สามารถทำได้โดยใช้สูตรพื้นฐานในการคำนวณ DAF ตามความเครียดที่เกิดขึ้นในสะพานโครงเหล็ก แทนค่าลงในสูตร เป้น 450MPa / 315MPa เท่ากับ 1.4286 หรือประมาณ 1.43. 7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

17


หากความเค้นสถิตสูงสุดในชิ้นส่วนสะพานหลังจากการแตกหักคือ 280 MPa และความเครียดแบบไดนามิกที่สอดคล้องกันคือ 392 MPa แล้ว Dynamic Amplification Factor (DAF) คืออะไร

1.40

ใช้สูตรเดียวกับข้อเมื่อกี้ ได้เลย แทนค่าเหมือนในสูตร ข้อเมื่อกี้ จะได้เป็น 392/280 MPa. ได้เป็น 1.4# 7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

18


ส่วนประกอบของสะพานมีความเค้นครากที่ 250 MPa ในระหว่างเหตุการณ์แบบไดนามิก ความเครียดสูงสุดถึง 375 MPa อัตราส่วนความเครียด (𝜎 𝑑𝑦𝑛𝑎𝑚𝑖𝑐 / 𝜎 𝑦𝑖𝑒𝑙𝑑) คืออะไร

1.5

ความเครียดไดนามิกสูงสุด (Dynamic Stress) / ความเค้นคราก (Yield Stress) = (𝜎 𝑑𝑦𝑛𝑎𝑚𝑖𝑐 / 𝜎 𝑦𝑖𝑒𝑙𝑑) ใช้สมการนี้ ในการหาคำตอบ อัตราส่วนความเครียด ก็หาจากสมการ 375/250 ซึ่งเท่ากับ 1.5 ตอบ 1.5# 7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

19


หากโมดูลัสของ Young ของวัสดุขดลวดคือ 200 GPa และความเค้นที่ใช้คือ 50 MPa ความเครียดที่ขดลวดประสบจะเป็นเท่าใด?

0.00025

สูตรคำนวณความเครียด ของ ม.6 เรื่องของแข็ง ϵ = σ / E หรือ ความเครียด (Strain) = ความเค้น (Stress) / โมดูลัสของ Young (Young's Modulus) แทนค่า จากสูตร ของแข็ง ของ ม.6 ได้เป็น 50MPa/200GPa แต่ต้องเปลี่ยนหน่วย เป้น MPa ดังนั้น 200GPa = 200,000MPa ดังนั้น ความเครียดเท่ากับ 0.00025 7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

20


คุณสมบัติทางกลที่ช่วยให้มั่นใจว่าขดลวดยังคงมีความยืดหยุ่นและมั่นคงในหลอดเลือดคืออะไร?

ความแข็ง

คุณสมบัติทางกลที่สำคัญสำหรับขดลวดที่ใช้ในหลอดเลือดเพื่อให้แน่ใจว่ามันยังคงความยืดหยุ่นและมั่นคง ความแข็งแรงคือความสามารถของวัสดุในการทนต่อแรงที่ทำให้เกิดการเสียรูปหรือการแตกหัก โดยสิ่งที่ต้องการคือ ขดลวดต้องมีความแข็งแรงเพียงพอเพื่อให้สามารถรับมือกับแรงภายในหลอดเลือดและป้องกันการขดงอหรือการขาด 7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

ผลคะแนน 79.25 เต็ม 140

แท๊ก หลักคิด
แท๊ก อธิบาย
แท๊ก ภาษา