Tính chiều sâu cực đại của vết cắt bằng Laze

To_Be_The_Best

Active Member
Bài toán
Người ta dùng 1 loại laze $CO_2$ có công suất $P=10W$ làm dao mổ. Khi tia laze được chiếu vào vị trí cần mổ sẽ làm cho nước ở phần mô chỗ đó bốc hơi và mô bị cắt. Nhiệt độ cơ thể bệnh nhân là 37*C. Nhiệt dung riêng và nhiệt hóa hơi của nước lần lượt là $c= 4,18$ kJ/kg.độ và $L= 2260 kJ/kg$. Biết chùm laze có bán kính $r= 0,1 mm$ và di chuyển với vận tốc $v= 0,5 cm/s$ trên bề mặt của mô mềm. Chiều sâu cực đại của vết cắt là:
A. 1 mm
B. 2 mm
C. 3 mm
D. 4 mm
 
Câu này đề chuyên sư phạm đây mà. Không biết thi đại học có cho cái này không nhỉ? Trong SGK nâng cao không nhắc đến công thức tính công suất chùm laze.
 
Lời giải
Xét trong thời gian 1s tia laser đi được $0,5$cm. Đường kính tia laser là 0,2mm…Vậy diện tích bề mặt $S=0,2.10^{-3}.0,5.10^{2}=10^{-6}m^2$
$ \Rightarrow $ thể tích khối nước $V=Sh$
Năng lượng tia laser cung cấp trong 1s:
$W=Pt=10J \Rightarrow W=mc\left(t_2-t_1\right)+Lm$
(Bao gồm năng lượng làm khối lượng nước m(kg) nóng từ $37^0$ đến $100^0C$ và năng lượng làm m(Kg) nước bay hơi hết ở $100^0C$, thực tế con người không phải loài sứa nên không có chuyện 100% cơ thể là nước nhưng tỉ lệ nước rất cao và ta tạm coi như đó là một khối nước cho dễ giải!)
$ \Rightarrow m\approx 4.10^{-6}kg=D.V=DSh$ với h là độ sâu tia lazer xuyên xuống lớp da, D là khối lượng riêng của nước$\left(D=1000\dfrac{kg}{m^3}\right)$
$\Rightarrow h=\dfrac{m}{DS}\approx 4.10^{-3}m=4mm$. Chọn D.
 

Quảng cáo

Back
Top