Q: اگر ۱۵۰ کیلوواتساعت برق از نفت خام و ۱۰۰ کیلوواتساعت از زغالسنگ تولید شود، مجموع $CO_2$ تولیدشده چند کیلوگرم است؟ (ردپای کربن: زغالسنگ $0.9\times X$، نفت خام $0.7\times X$)

$195$ — $CO_2$ تولیدشده از نفت خام برابر $150\times0.7=105$ کیلوگرم و از زغالسنگ برابر $100\times0.9=90$ کیلوگرم است؛ مجموع $105+90=195$ کیلوگرم. بنابراین «$195$» درست است. رد گزینههای نادرست: «$185$» نادرست است چون حاصل جمع نادرست دو جزء است. «$205$» و «$215$» نادرستاند چون از بهکارگیری ضریب اشتباه (مثلاً جابهجایی ضرایب دو منبع) ناشی میشوند. تلهٔ تستی: تلهٔ اصلی این سؤال، جابهجا کردن ضریب زغالسنگ ($0.9$) و نفت خام ($0.7$) هنگام محاسبه است.

Q: در یک ناحیه بسته از طبیعت، مقدار کل کربن در برهمکنش بین هواکره، آبکره و سنگکره همواره ثابت است. اگر در این ناحیه، بر اثر فرایندهای طبیعی، $500$ کیلوگرم کربن از هواکره به زیستتوده گیاهان منتقل شود، کدام عبارت درست است؟

مقدار کربن در هواکره کاهش و در زیستتوده افزایش مییابد اما مقدار کل کربن ثابت میماند. — طبق قانون بقای ماده در چرخهٔ کربن، وقتی $500$ کیلوگرم کربن از هواکره به زیستتودهٔ گیاهان منتقل میشود، مقدار کربن هواکره کاهش و زیستتوده به همان مقدار افزایش مییابد، اما این صرفاً جابهجایی است و مجموع کل کربن در ناحیه ثابت میماند. پس پاسخ درست «مقدار کربن در هواکره کاهش و در زیستتوده افزایش مییابد اما مقدار کل کربن ثابت میماند» است. رد گزینههای نادرست: «مقدار کربن در هواکره $500$ کیلوگرم کاهش مییابد و مقدار کل کربن در ناحیه نیز $500$ کیلوگرم کمتر میشود» نادرست است چون کربن از ناحیه خارج نشده، فقط جابهجا شده است. «مقدار کربن در هواکره و زیستتوده هر دو ثابت میماند زیرا کربن از هواکره خارج نمیشود» نادرست است چون طبق فرض سؤال انتقال کربن رخ داده است. «مقدار کربن در هواکره افزایش مییابد زیرا گیاهان با فتوسنتز کربن تولید میکنند» نادرست است چون گیاهان کربن تولید نمیکنند، فقط آن را از هواکره جذب میکنند. تلهٔ تستی: تلهٔ اصلی این سؤال، خلط «کاهش کربن در یک بخش» با «کاهش کل کربن در کل ناحیه» است، درحالیکه این دو مفهوم متفاوتاند.

Q: یک نیروگاه با سوزاندن زغالسنگ، به ازای هر کیلوواتساعت برق $0.9$ کیلوگرم $CO_2$ تولید میکند. اگر یک شهر در یک ماه $100000$ کیلوواتساعت برق از این نیروگاه مصرف کند و هر درخت میانسال سالانه $10$ کیلوگرم $CO_2$ جذب کند، حداقل چند درخت باید در این شهر کاشته شود تا $CO_2$ تولیدی یک ماه آن کاملاً جذب شود؟

$108000$ درخت — $CO_2$ تولیدی ماهانهٔ شهر برابر $0.9\times100000=90000$ کیلوگرم است. هر درخت میانسال سالانه $10$ کیلوگرم جذب میکند، یعنی در یک ماه $\frac{10}{12}$ کیلوگرم؛ پس تعداد درخت لازم برابر $90000\div\frac{10}{12}=90000\times\frac{12}{10}=108000$ است. بنابراین «$108000$ درخت» درست است. رد گزینههای نادرست: «$9000$ درخت» نادرست است چون از تقسیم مستقیم $90000\div10$ به دست میآید و تبدیل نرخ سالانه به ماهانه را نادیده میگیرد. «$1080000$ درخت» نادرست است چون از ضرب $90000\times12$ بدون تقسیم بر $10$ حاصل میشود. «$10800000$ درخت» نادرست است چون یک رقم اضافه در محاسبه وارد شده است. تلهٔ تستی: تلهٔ اصلی این سؤال، فراموشکردن تبدیل نرخ جذب سالانهٔ درخت به نرخ ماهانه پیش از تقسیم است؛ چون CO2 دادهشده ماهانه است ولی نرخ جذب درخت سالانه است.

Question 1

اگر ۱۵۰ کیلووات‌ساعت برق از نفت خام و ۱۰۰ کیلووات‌ساعت از زغال‌سنگ تولید شود، مجموع $CO_2$ تولیدشده چند کیلوگرم است؟ (ردپای کربن: زغال‌سنگ $0.9	imes X$، نفت خام $0.7	imes X$)

Accepted Answer

$195$ — $CO_2$ تولیدشده از نفت خام برابر $150	imes0.7=105$ کیلوگرم و از زغال‌سنگ برابر $100	imes0.9=90$ کیلوگرم است؛ مجموع $105+90=195$ کیلوگرم. بنابراین «$195$» درست است.
رد گزینه‌های نادرست: «$185$» نادرست است چون حاصل جمع نادرست دو جزء است. «$205$» و «$215$» نادرست‌اند چون از به‌کارگیری ضریب اشتباه (مثلاً جابه‌جایی ضرایب دو منبع) ناشی می‌شوند.
تلهٔ تستی: تلهٔ اصلی این سؤال، جابه‌جا کردن ضریب زغال‌سنگ ($0.9$) و نفت خام ($0.7$) هنگام محاسبه است.

Question 2

در یک ناحیه بسته از طبیعت، مقدار کل کربن در برهم‌کنش بین هواکره، آب‌کره و سنگ‌کره همواره ثابت است. اگر در این ناحیه، بر اثر فرایندهای طبیعی، $500$ کیلوگرم کربن از هواکره به زیست‌توده گیاهان منتقل شود، کدام عبارت درست است؟

Accepted Answer

مقدار کربن در هواکره کاهش و در زیست‌توده افزایش می‌یابد اما مقدار کل کربن ثابت می‌ماند. — طبق قانون بقای ماده در چرخهٔ کربن، وقتی $500$ کیلوگرم کربن از هواکره به زیست‌تودهٔ گیاهان منتقل می‌شود، مقدار کربن هواکره کاهش و زیست‌توده به همان مقدار افزایش می‌یابد، اما این صرفاً جابه‌جایی است و مجموع کل کربن در ناحیه ثابت می‌ماند. پس پاسخ درست «مقدار کربن در هواکره کاهش و در زیست‌توده افزایش می‌یابد اما مقدار کل کربن ثابت می‌ماند» است.
رد گزینه‌های نادرست: «مقدار کربن در هواکره $500$ کیلوگرم کاهش می‌یابد و مقدار کل کربن در ناحیه نیز $500$ کیلوگرم کمتر می‌شود» نادرست است چون کربن از ناحیه خارج نشده، فقط جابه‌جا شده است. «مقدار کربن در هواکره و زیست‌توده هر دو ثابت می‌ماند زیرا کربن از هواکره خارج نمی‌شود» نادرست است چون طبق فرض سؤال انتقال کربن رخ داده است. «مقدار کربن در هواکره افزایش می‌یابد زیرا گیاهان با فتوسنتز کربن تولید می‌کنند» نادرست است چون گیاهان کربن تولید نمی‌کنند، فقط آن را از هواکره جذب می‌کنند.
تلهٔ تستی: تلهٔ اصلی این سؤال، خلط «کاهش کربن در یک بخش» با «کاهش کل کربن در کل ناحیه» است، درحالی‌که این دو مفهوم متفاوت‌اند.

Question 3

یک نیروگاه با سوزاندن زغال‌سنگ، به ازای هر کیلووات‌ساعت برق $0.9$ کیلوگرم $CO_2$ تولید می‌کند. اگر یک شهر در یک ماه $100000$ کیلووات‌ساعت برق از این نیروگاه مصرف کند و هر درخت میانسال سالانه $10$ کیلوگرم $CO_2$ جذب کند، حداقل چند درخت باید در این شهر کاشته شود تا $CO_2$ تولیدی یک ماه آن کاملاً جذب شود؟

Accepted Answer

$108000$ درخت — $CO_2$ تولیدی ماهانهٔ شهر برابر $0.9	imes100000=90000$ کیلوگرم است. هر درخت میانسال سالانه $10$ کیلوگرم جذب می‌کند، یعنی در یک ماه $\frac{10}{12}$ کیلوگرم؛ پس تعداد درخت لازم برابر $90000\div\frac{10}{12}=90000	imes\frac{12}{10}=108000$ است. بنابراین «$108000$ درخت» درست است.
رد گزینه‌های نادرست: «$9000$ درخت» نادرست است چون از تقسیم مستقیم $90000\div10$ به دست می‌آید و تبدیل نرخ سالانه به ماهانه را نادیده می‌گیرد. «$1080000$ درخت» نادرست است چون از ضرب $90000	imes12$ بدون تقسیم بر $10$ حاصل می‌شود. «$10800000$ درخت» نادرست است چون یک رقم اضافه در محاسبه وارد شده است.
تلهٔ تستی: تلهٔ اصلی این سؤال، فراموش‌کردن تبدیل نرخ جذب سالانهٔ درخت به نرخ ماهانه پیش از تقسیم است؛ چون CO2 داده‌شده ماهانه است ولی نرخ جذب درخت سالانه است.

Question 4

اگر $1000$ کیلوگرم نفت خام استخراج شود، مطابق نسبت مصرف جهانی، چه مقدار از آن برای تولید فراورده‌های سودمند (غیر از سوزاندن) به کار می‌رود؟

Accepted Answer

$200$ کیلوگرم — طبق آمار کتاب، $\frac{1}{5}$ از نفت خام مصرفی جهان صرف تولید فراورده‌های سودمند (غیر از سوزاندن) می‌شود. برای $1000$ کیلوگرم نفت خام: $1000	imes\frac{1}{5}=200$ کیلوگرم. بنابراین «$200$ کیلوگرم» درست است.
رد گزینه‌های نادرست: «$800$ کیلوگرم» نادرست است چون این مقدار سهم سوزانده‌شده ($\frac{4}{5}$) است، نه سهم فراورده‌های سودمند. «$400$ کیلوگرم» نادرست است چون معادل $\frac{2}{5}$ نفت خام است که نسبت درستی نیست. «$250$ کیلوگرم» نادرست است چون معادل $\frac{1}{4}$ است، نه $\frac{1}{5}$ کتاب.
تلهٔ تستی: تلهٔ اصلی این سؤال، خلط سهم سوزانده‌شده ($\frac{4}{5}$) با سهم فراورده‌های سودمند ($\frac{1}{5}$) است.

Question 5

در واکنش بسپارش اتن، اگر $14$ گرم اتن ($C_2H_4$) مصرف شود و بازده واکنش $80\%$ باشد، چند گرم پلی‌اتن تولید می‌شود؟ ($M_{C_2H_4}=28\,	ext{g/mol}$)

Accepted Answer

$11.2$ — مقدار مادهٔ اتن مصرفی $\frac{14}{28}=0.5$ مول است. با بازدهٔ $80\%$، جرم پلی‌اتن تولیدی برابر $0.5	imes0.8	imes28=11.2$ گرم است. بنابراین «$11.2$» درست است.
رد گزینه‌های نادرست: «$14.0$» نادرست است چون بازدهٔ واکنش را نادیده می‌گیرد و کل جرم اتن را بدون کسر بازده گزارش می‌کند. «$22.4$» نادرست است چون بازدهٔ $80\%$ را در جهت اشتباه (تقسیم به‌جای ضرب) اعمال می‌کند. «$28.0$» نادرست است چون دو برابر جرم واقعی اتن مصرفی است.
تلهٔ تستی: تلهٔ اصلی این سؤال، فراموش‌کردن ضرب در درصد بازده پس از محاسبهٔ جرم نظری محصول است.

فرایند	اثر بر $CO_2$ هوا
فتوسنتز گیاهان	مصرف (کم می‌کند)
تنفس جانداران	تولید (زیاد می‌کند)
سوختن سوخت فسیلی	تولید — ورودی غیرطبیعی
از بین رفتن جنگل‌ها	کاهش مصرف ← افزایش $CO_2$

فصل 03 (علوم تجربی نهم)

خلاصه‌ی درسنامه

فصل 03 (علوم تجربی نهم)

چرخه‌های طبیعی

چرخهٔ کربن

سوخت‌های فسیلی و نفت خام

هیدروکربن‌ها

تقطیر و برج پالایشگاه

نفت به‌عنوان مادهٔ اولیه: بسپارش

سوختن و ردپای کربن

فراتر از کتاب

نمونهٔ کامل

تله‌های رایج

نمونه تست

مباحث مرتبط

ادامه‌ی این مبحث رو ببین