ตรวจข้อสอบ > เกวลี นิยุทตรานนท์ > การแข่งขันความถนัดทางวิศวกรรมศาสตร์ ระดับมัธยมศึกษาตอนปลาย (High School Engineering Aptitude Competition) > Part 2 > ตรวจ

ใช้เวลาสอบ 4 นาที

Back

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


ข้อได้เปรียบหลักของการใช้สารคอนทราสต์แบบออร์แกนิกที่เหนือกว่าสารคอนทราสต์ที่ใช้แกโดลิเนียมแบบดั้งเดิม (GBCA) ใน MRI คืออะไร

ความเป็นพิษต่ำ

สารออร์แกนิกมุ่งเน้นการให้ทางเลือกที่ปลอดภัยยิ่งขึ้นโดยมีผลข้างเคียงที่เป็นพิษน้อยที่สุดในขณะที่ยังคงรักษาประสิทธิภาพในการเพิ่มความคมชัดสำหรับการถ่ายภาพ สารก่อความแตกต่างทางชีวภาพแบบออร์แกนิกได้รับการพัฒนาเพื่อลดความเสี่ยงของความเป็นพิษที่เกี่ยวข้องกับสารก่อความแตกต่างที่ใช้เกดโซลิเนียม เกดโซลิเนียมเมื่อไม่ได้จับกันอย่างเหมาะสมอาจเป็นพิษ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับผู้ป่วยที่มีภาวะไตเสื่อม ซึ่งอาจนำไปสู่ภาวะเช่นโรคเนโฟรเจนิกซิสเทมิกไฟโบรซิส (NSF) 7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

2


คุณสมบัติใดของเดนไดเมอร์ที่ทำให้พวกมันเหมาะสมเป็นโครงสำหรับสารคอนทราสต์แบบออร์แกนิก

โครงสร้างโมเลกุลขนาดใหญ่ที่กระจายตัวเดี่ยวและมีการกำหนดไว้อย่างดี

โครงสร้างที่กำหนดไว้อย่างดียังช่วยให้พฤติกรรมสม่ำเสมอในระบบชีวภาพ ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและความปลอดภัยในฐานะสารก่อความแตกต่างทางชีวภาพ เดนดริเมอร์มีโครงสร้างที่มีการแตกกิ่งก้านสาขาอย่างสูงคล้ายต้นไม้ซึ่งมีขนาดที่ชัดเจนและสม่ำเสมอ โครงสร้างนี้ช่วยให้สามารถควบคุมคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีได้อย่างแม่นยำ ทำให้เป็นพาหะที่ยอดเยี่ยมสำหรับยาและสารก่อความแตกต่างทางชีวภาพ สามารถออกแบบให้มีหมู่ฟังก์ชันเฉพาะบนพื้นผิว ซึ่งสามารถใช้ในการยึดติดสารก่อความแตกต่างทางชีวภาพแบบออร์แกนิกได้ 7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

3


ไนตรอกไซด์ที่ใช้กันทั่วไปในบริบทของสารทึบรังสี MRI คืออะไร

การเพิ่มความเข้มของสัญญาณโดยการลดระยะเวลาการผ่อนคลาย T1 ให้สั้นลง

สารก่อความแตกต่างใน MRI ทำงานโดยส่งผลต่อเวลา relaxation ของเนื้อเยื่อที่สารนั้นสะสมอยู่ โดยการลดเวลา T1 relaxation สารก่อความแตกต่างจะเพิ่มความเข้มของสัญญาณของเนื้อเยื่อ ทำให้เนื้อเยื่อเหล่านั้นดูสว่างขึ้นในภาพ MRI ที่มีการถ่วงน้ำหนักด้วย T1 สิ่งนี้ช่วยเพิ่มความคมชัดระหว่างเนื้อเยื่อต่างๆ หรือความผิดปกติ ช่วยให้มองเห็นและวินิจฉัยได้ดีขึ้น คุณสมบัตินี้มีความสำคัญต่อการปรับปรุงความชัดเจนและความสามารถในการวินิจฉัยของการสแกน MRI 7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

4


เดนดไรเมอร์ประเภทใดที่สามารถทำงานได้อย่างสมบูรณ์กับอนุมูล TEMPO และศึกษาสำหรับสารทึบรังสี MRI

PAMAM เดนไดรเมอร์

ถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในแอปพลิเคชันทางชีวการแพทย์เนื่องจากมีโครงสร้างที่มีกิ่งก้านสาขาอย่างชัดเจน ซึ่งช่วยให้สามารถทำงานได้หลายรูปแบบ พวกมันสามารถทำงานได้อย่างเต็มที่ด้วย TEMPO radicals ซึ่งเป็นไนโตรซอกไซด์ที่มีความคงตัวเป็นที่รู้จักกันดีในด้านคุณสมบัติพาราแมกเนติก ทำให้เหมาะสำหรับการใช้เป็นสารก่อความแตกต่างใน MRI การทำงานนี้ช่วยเพิ่มความสามารถในการลดเวลา relaxation ของเนื้อเยื่อ ทำให้ภาพ MRI มีความคมชัดมากขึ้น 7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

5


ไนตรอกไซด์เผชิญกับความท้าทายอะไรบ้างที่จำกัดการใช้อย่างแพร่หลายในฐานะสารทึบแสงของ MRI

การลดลงอย่างรวดเร็วในร่างกายและ การผ่อนคลาย พาราแมกเนติกต่ำ

Troxide ซึ่งหมายถึงสารเคมีจำพวกไนโตรซอกไซด์ เช่น TEMPO ที่ใช้ในสารก่อความแตกต่างบางประเภท ถูกลดลงอย่างรวดเร็วในร่างกาย ซึ่งลดประสิทธิภาพในการทำหน้าที่เป็นสารก่อความแตกต่า คุณสมบัติพาราแมกเนติกของมันไม่แข็งแกร่งเท่ากับสารก่อความแตกต่างที่ใช้เกดโซลิเนียม (GBCAs) ซึ่งนำไปสู่การเพิ่มสัญญาณที่ต่ำกว่า การลดลงอย่างรวดเร็วนี้และความเป็นพาราแมกเนติกที่ค่อนข้างต่ำจำกัดประโยชน์ใช้สอยและประสิทธิภาพในการสร้างภาพ MRI ที่ชัดเจนในช่วงเวลาที่ยาวนาน 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

Overall relaxation=48×0.14mM Overall relaxation=Number of radicals×Contribution per radical 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

0.15 มิลลิโมลาร์ ⁻ ¹ วินาที ⁻ ¹

Relaxation factor per PROXYL radical = (5mM’s) / 32 Relaxation factor per PROXYL radical= (Total relaxation factor) / (Number of radicals) 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

Total decrease=10mM−2mM=8mM Number of days= (8 mM ) / (0.5 mM/day) Total decrease=Initial concentration−Final concentration Number of days= (Total decrease ) / (Release rate) 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%

Percentage difference=(∣3.2 - 2.9∣ / 3.2) ×100% Percentage difference=(∣Relaxation of Gd-DTPA−Relaxation of G1-Tyr-PROXYL∣ / Relaxation of Gd-DTPA) ×100% 7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

10


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

8 ก./ล

Solubility increase=5g/L×0.60=3g/L New solubility=5g/L+3g/L=8g/L Solubility increase=Original solubility×Percentage increase New solubility=Original solubility+Solubility increase 7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

11


เหตุผลหลักในการใช้ไดนามิกแอมพลิฟายเออร์แฟกเตอร์ (DAF) ในการวิเคราะห์สะพานโครงเหล็กคืออะไร

เพื่อชดเชยผลกระทบจากความล้มเหลวของสมาชิกอย่างกะทันหัน

ปัจจัยขยายไดนามิก (DAF) ถูกใช้เพื่อพิจารณากำลังและความเครียดเพิ่มเติมที่เกิดจากผลกระทบแบบไดนามิก เช่น ความล้มเหลวอย่างกะทันหันของสมาชิกโครงสร้างหรือแรงกระแทกจากโหลดที่เคลื่อนที่ การพิจารณาผลกระทบแบบไดนามิกเหล่านี้ช่วยให้วิศวกรมั่นใจได้ว่าสะพานได้รับการออกแบบให้ทนต่อโหลดและแรงที่ไม่คาดคิด ซึ่งช่วยเพิ่มความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือของโครงสร้าง ปัจจัยนี้ช่วยในการออกแบบสะพานที่สามารถดูดซับและกระจายผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงโหลดอย่างกะทันหันได้ดีขึ้น เพื่อป้องกันความล้มเหลวที่อาจเกิดขึ้น 7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

12


วิธีใดที่แต่ก่อนใช้ในการคำนวณ DAF สำหรับสะพานโครงเหล็ก และเหตุใดจึงถือว่าอนุรักษ์นิยม

โมเดลอิสระระดับเดียวเนื่องจากถือว่า DAF คงที่

แบบจำลองที่มีอิสระหนึ่งระดับสมมติว่าปัจจัยขยายไดนามิกเป็นค่าคงที่ ซึ่งทำให้การวิเคราะห์ง่ายขึ้นแต่มีแนวโน้มที่จะอนุรักษ์นิยม การอนุรักษ์นี้เกิดขึ้นเนื่องจากไม่ได้คำนึงถึงความซับซ้อนและความแปรปรวนในพฤติกรรมพลวัตที่เกิดขึ้นจริงในโครงสร้างสะพานภายใต้โหลดที่เคลื่อนที่ ส่งผลให้ DAF ที่คำนวณได้มักจะสูงกว่าที่จะสังเกตได้ในทางปฏิบัติ ซึ่งนำไปสู่การออกแบบที่อนุรักษ์นิยมมากขึ้นเพื่อให้มั่นใจในความปลอดภัย 7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

13


อัตราส่วนการหน่วงที่ใช้กันทั่วไปในการคำนวณ DAF ทั่วไปสำหรับสะพานโครงเหล็กคือเท่าใด

5%

โดยทั่วไปแล้ว อัตราส่วนการหน่วง 5% จะถูกสมมติในการวิเคราะห์พลศาสตร์ของโครงสร้างสำหรับโครงสร้างเหล็ก รวมถึงสะพาน เนื่องจากเป็นการประมาณค่าที่เหมาะสมของการหน่วงที่มีอยู่โดยธรรมชาติเนื่องจากคุณสมบัติของวัสดุและโครงสร้าง การสมมตินี้ช่วยในการประมาณการตอบสนองแบบไดนามิกของโครงสร้างต่อโหลดและแรงกระแทก ซึ่งให้ความสมดุลระหว่างความแม่นยำและความเรียบง่ายในการคำนวณการออกแบบ 7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

14


ในบริบทของการศึกษานี้ สมการเชิงประจักษ์ของ DAF ขึ้นอยู่กับอะไรเป็นหลัก

ความเค้นบิดสูงสุด

ปัจจัยขยายไดนามิก (DAF) มักจะเกี่ยวข้องกับความเค้นบิดสูงสุด เนื่องจากสิ่งนี้สะท้อนถึงผลกระทบของไดนามิกที่ส่งผลต่อการตอบสนองของโครงสร้างได้โดยตรงมากที่สุด เป็นปัจจัยสำคัญในการกำหนดความสามารถและความเสถียรขององค์ประกอบโครงสร้างภายใต้สภาวะโหลดแบบไดนามิก เช่นเดียวกับที่พบในสะพาน การมุ่งเน้นไปที่โมเมนต์ดัดสูงสุด DAF ให้การวัดที่เป็นประโยชน์เพื่อให้มั่นใจว่าโครงสร้างสามารถรองรับความต้องการที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากผลกระทบแบบไดนามิกได้ 7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

15


การรับน้ำหนักประเภทใดที่ได้รับการพิจารณาในการวิเคราะห์การพังทลายแบบก้าวหน้าของสะพานโครงเหล็ก

การโหลดแบบคงที่และการโหลดแบบไดนามิก

การวิเคราะห์ความล้มเหลวแบบต่อเนื่องเกี่ยวข้องกับการประเมินการตอบสนองของโครงสร้างภายใต้สภาวะโหลดต่างๆ โหลดแบบคงที่หมายถึงโหลดคงที่หรือโหลดที่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างช้าๆ เช่น น้ำหนักบรรทุกและน้ำหนักที่มีชีวิต ในขณะที่โหลดแบบไดนามิกเกี่ยวข้องกับโหลดที่เปลี่ยนแปลงตามเวลา เช่น โหลดจากลม การจราจร หรือกิจกรรมแผ่นดินไหว การพิจารณาทั้งโหลดแบบคงที่และโหลดแบบไดนามิกมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการทำความเข้าใจว่าโครงสร้างจะมีพฤติกรรมอย่างไรภายใต้สภาวะปกติและสถานการณ์ที่อาจเกิดความล้มเหลว 7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

16


ชิ้นส่วนในสะพานโครงเหล็กแตกหักและทำให้เกิดความเครียดไดนามิกสูงสุด 450 MPa หากความเค้นครากของชิ้นส่วนคือ 315 MPa ค่าปัจจัยการขยายเสียงแบบไดนามิก (DAF) จะขึ้นอยู่กับความเครียดจะเป็นเท่าใด

1.42

DAF= (450 Mpa)/ (315 Mpa) DAF= (Maximum dynamic stress)/ (Yield stress) ​ 7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

17


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

1.40

DAF= (392 Mpa)/ (280 Mpa) DAF= (Maximum dynamic stress) / (Maximum static stress) 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

Strain Ratio= (375 MPa ) / (250 Mpa) Strain Ratio= (σ dynamic ) / (σ yield) ​ ​ 7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

19


หากโมดูลัสของ Young ของวัสดุขดลวดคือ 200 GPa และความเค้นที่ใช้คือ 50 MPa ความเครียดที่ขดลวดประสบจะเป็นเท่าใด?

Strain= (50 MPa) / (200,000 MPa) Strain= (Stress) / (Young’s Modulus) 7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

20


คุณสมบัติทางกลที่ช่วยให้มั่นใจว่าขดลวดยังคงมีความยืดหยุ่นและมั่นคงในหลอดเลือดคืออะไร?

ความยืดหยุ่น

ความยืดหยุ่นมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับขดลวด เนื่องจากช่วยให้อุปกรณ์สามารถปรับให้เข้ากับรูปร่างของหลอดเลือดโดยไม่ก่อให้เกิดความเสียหายหรือความไม่สะดวก คุณสมบัตินี้ช่วยให้ขดลวดสามารถรองรับการเคลื่อนไหวตามธรรมชาติของหลอดเลือดและการเปลี่ยนแปลงของการไหลเวียนของเลือด รักษาความมั่นคงในขณะที่ลดความเสี่ยงต่อการบาดเจ็บของผนังหลอดเลือด ความยืดหยุ่นช่วยให้ขดลวดถูกนำมาใช้ได้อย่างมีประสิทธิภาพและทำงานได้ในระยะยาวภายในสภาพแวดล้อมที่มีการเปลี่ยนแปลงของระบบไหลเวียนเลือด 7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

ผลคะแนน 113 เต็ม 140

แท๊ก หลักคิด
แท๊ก อธิบาย
แท๊ก ภาษา