Người ta dùng một laze hoạt động dưới chế độ liên tục để khoan một tấm thép

Giải SBT Lí 12 Bài 34: Sơ lược về laze

Bài 34.9 trang 100 SBT Lí 12: Người ta dùng một laze hoạt động dưới chế độ liên tục để khoan một tấm thép. Công suất của chùm laze là P = 10 W. Đường kính của chùm sáng là d = 1 mm. Bề dày của tấm thép là e = 2 mm. Nhiệt độ ban đầu là t₀ = 30^oC.

a) Tính thời gian khoan thép.

b) Tại sao nói kết quả tính được ở trên chỉ là gần đúng ?

Khối lượng riêng của thép : ρ = 7800kg/m³.

Nhiệt dung riêng của thép : c = 448 J/(kg.K).

Nhiệt nóng chảy riêng của thép : λ = 270kJ/kg.

Điểm nóng chảy của thép : T_c = 1535^oc.

Lời giải:

a) Thể tích thép cần nấu chảy :

$V=\frac{\pi {\text{d}}^{2}e}{4}=\frac{\pi {\mathrm{.1.10}}^{-6}{2.10}^{-3}}{4}=1,{57.10}^{-9}{m}^3$

Khối lượng thép cần nấu chảy :

m = V  = 1,57.10^-9.7 800 = 122.46.10^-7 kg.

Nhiệt lượng cần thiết để đưa khối thép lên điểm nóng chảy:

Q₁ = mc(T_c - t₀)

⇒ Q₁ = 122,46.10^-7.448(1535 - 30) = 8,257 J

Nhiệt lượng cần thiết để chuyển khối thép từ thể rắn sang thể lỏng ở điểm nóng chảy:

Q₂ = mλ = 122,46.10^-7.270.10³ = 3,306 J

Nhiệt lượng cần để nấu chảy thép : Q = Q₁ + Q₂ = 8,257 + 3,306 = 11,563 J

Thời gian khoan thép :

t = $\frac{Q}{\text{P}}=\frac{11,563}{10}$ = 1,1563s  1,16s

b) Thực ra, ta còn phải tốn rất nhiều nhiệt lượng để làm nóng một phần tấm thép xung quanh lỗ khoan và nhiệt lượng làm nóng môi trường xung quanh. Do đó số liệu ở trên chỉ là gần đúng.

Xem thêm lời giải sách bài tập Vật Lí lớp 12 hay, chi tiết khác:

Bài 34.1 trang 98 SBT Lí 12: Tia laze không có đặc điểm nào dưới đây Độ đơn sắc cao Độ định hướng cao...

Bài 34.2 trang 98 SBT Lí 12: Trong laze rubi có sự biến đổi của dạng năng lượng nào dưới đây thành quang năng...

Bài 34.3 trang 99 SBT Lí 12: Hiệu suất của một laze nhỏ hơn 1...

Bài 34.4 trang 99 SBT Lí 12: Thuật ngữ LAZE chỉ nội dung nào dưới đây Một nguồn phát sáng mạnh...

Bài 34.5 trang 99 SBT Lí 12: Trong laze rubi người ta cần dùng hai gương phẳng đặt song song và một đèn xenon...

Bài 34.6 trang 99 SBT Lí 12: Ba vạch $E_0,E_1,E_2$ trong hình 34.1 tượng trưng ba mức năng lượng của nguyên tử crom...

Bài 34.7 trang 100 SBT Lí 12: Một phôtôn có năng lượng 1,79 eV bay qua hai nguyên tử có mức kích thích 1,79 eV...

Bài 34.8 trang 100 SBT Lí 12: Màu đỏ của rubi do ion nào phát ra Ion nhôm...

Bài 34.10 trang 100 SBT Lí 12: Người ta dùng một laze $C{O}_2$ có công suất P = 10 W để làm dao mổ...

Bài 34.11 trang 101 SBT Lí 12: Để đo khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trăng người ta dùng một laze phát ra...