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:

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.