Laser (Laze) được sử dụng để khoan kim loại vì nó có thể tạo ra một chùm tia sáng với năng lượng lớn, tập trung vào một điểm

5/28

Laser (Laze) được sử dụng để khoan kim loại vì nó có thể tạo ra một chùm tia sáng với năng lượng lớn, tập trung vào một điểm nhỏ và có độ chính xác cao. Dùng một mũi khoan laser có công suất 100 W để khoan vào một khối kim loại. Biết nhiệt nóng chảy riêng của kim loại là \(250{\rm{\;J/g}}\), khối lượng riêng của kim loại là \(7,8{\rm{\;g/c}}{{\rm{m}}^3}\) và bán kính mũi khoan là \(0,2{\rm{\;cm}}\). Giải sử đã đun nóng đến nhiệt độ nóng chảy để lấy khoan. Lấy \(\pi = 3,14\). Để khoan xuyên qua tấm kim loại dày \(0,5{\rm{\;cm}}\) một lỗ tròn có đường kính bằng đường kính mũi khoan cần thời gian tối thiểu bằng bao nhiêu?

\(0,31{\rm{\;s}}\).

0,61 s.

\(1,53{\rm{\;s}}\).

\(1,23{\rm{\;s}}\).

Giải thích

Phương pháp:

Biểu thức liên hệ giữa thể tích và khối lượng: \({\rm{m}} = {\rm{DV}}\)

Nhiệt nóng chảy: \(Q = m\lambda \)

Cách giải:

Khối lượng của khối kim loại đã nóng chảy là:

\(m = D.V = 7,8.0,5.\pi {.0,2^2} = 0,48984\left( {\rm{g}} \right)\)

Nhiệt lượng cần cung cấp để nung nóng khối kim loại là:

\(Q = m\lambda = 0,48984.250 = 122,46\left( J \right)\)

Thời gian nóng chảy khối kim loại là:

\(t = \frac{Q}{P} = \frac{{122,46}}{{100}} \approx 1,23\left( {\rm{s}} \right)\)

Chọn D.