Google
Câu hỏi: Người ta dùng một laze \(C{O_2}\) có công suất \(P = 10W\) để làm dao mổ. Tia laze chiếu vào chỗ nào sẽ làm cho nước của phần mô ở chỗ đó bốc hơi và mô bị cắt. Chùm tia laze có bán kính \(r = 0,1mm\) và di chuyển với tốc độ \(\nu = 0,5cm/s\) trên bề mặt của một mô mềm.
a) Tính nhiệt lượng cần thiết để làm bốc hơi \(1m{m^3}\) nước ở \({37^o}C\)
b) Tính thể tích nước mà laze có thể làm bốc hơi trong \(1{\rm{s}}\)
c) Ước tính chiều sâu cực đại của vết cắt.
Nhiệt dung riêng của nước: \(c = 4,18kJ/(kg. K)\)
Nhiệt hóa hơi riêng của nước: \(L = 2260kJ/kg\)
a) Tính nhiệt lượng cần thiết để làm bốc hơi \(1m{m^3}\) nước ở \({37^o}C\)
b) Tính thể tích nước mà laze có thể làm bốc hơi trong \(1{\rm{s}}\)
c) Ước tính chiều sâu cực đại của vết cắt.
Nhiệt dung riêng của nước: \(c = 4,18kJ/(kg. K)\)
Nhiệt hóa hơi riêng của nước: \(L = 2260kJ/kg\)
Phương pháp giải
Sử dụng công thức: Năng lượng laze thực hiện hai nhiệm vụ đưa nước đến nhiệt độ sôi và làm nước chuyển từ thể lỏng sang khí ở điểm sôi
+ Nhiệt lượng cần để đưa nước đến nhiệt độ sôi là: \({Q_1} = mc\Delta t\)
+ Nhiệt lượng làm nước chuyển từ thể lỏng sang khí ở điểm sôi: \({Q_2} = m\lambda \)
Lời giải chi tiết
a) + Nhiệt lượng cần để đưa nước đến nhiệt độ sôi là: \({Q_1} = mc\Delta t = DVc({T_s} - {t_0})\)
+ Nhiệt lượng làm nước chuyển từ thể lỏng sang khí ở điểm sôi: \({Q_2} = m\lambda = DV\lambda \)
Nhiệt lượng của laze cần thiết làm bốc hơi \(1m{m^3}\) nước ở \({37^o}C\):
\(\begin{array}{l}Q = {Q_1} + {Q_2} \\= DVc({T_s} - {t_0}) + DV\lambda \\ = {1000.10^{ - 9}}. 4180.(100 - 37) \\+ {1000.10^{ - 9}}. 2260.1000 = 2,52J\end{array}\)
b) Ta có
\(\begin{array}{l}Q = Pt\\ \Leftrightarrow DV'c({T_s} - {t_0}) + DV'\lambda = P. T\\ \Rightarrow V' = \dfrac{{Pt}}{{Dc({T_s} - {t_0}) + D\lambda }} \\= \dfrac{{10.1}}{{1000.4180.(100 - 37) + 1000.2260}}\\ = 0,{3765.10^{ - 9}}{m^3} = 0,3765m{m^3}\end{array}\)
c)
+ Chiều dài vết cắt trong \(1s\) : \(l = vt = v\)
+ Diện tích vết cắt: \(S = 2r. L = 2r. V\)
+ Chiều sâu vết cắt:
\(h = \dfrac{{V'}}{S} = \dfrac{{0,{{3765.10}^{ - 9}}}}{{2.0,{{1.10}^{ - 3}}. 0,{{5.10}^{ - 2}}}}\\ = 0,{3765.10^{ - 3}}m = 0,3765mm\)
Sử dụng công thức: Năng lượng laze thực hiện hai nhiệm vụ đưa nước đến nhiệt độ sôi và làm nước chuyển từ thể lỏng sang khí ở điểm sôi
+ Nhiệt lượng cần để đưa nước đến nhiệt độ sôi là: \({Q_1} = mc\Delta t\)
+ Nhiệt lượng làm nước chuyển từ thể lỏng sang khí ở điểm sôi: \({Q_2} = m\lambda \)
Lời giải chi tiết
a) + Nhiệt lượng cần để đưa nước đến nhiệt độ sôi là: \({Q_1} = mc\Delta t = DVc({T_s} - {t_0})\)
+ Nhiệt lượng làm nước chuyển từ thể lỏng sang khí ở điểm sôi: \({Q_2} = m\lambda = DV\lambda \)
Nhiệt lượng của laze cần thiết làm bốc hơi \(1m{m^3}\) nước ở \({37^o}C\):
\(\begin{array}{l}Q = {Q_1} + {Q_2} \\= DVc({T_s} - {t_0}) + DV\lambda \\ = {1000.10^{ - 9}}. 4180.(100 - 37) \\+ {1000.10^{ - 9}}. 2260.1000 = 2,52J\end{array}\)
b) Ta có
\(\begin{array}{l}Q = Pt\\ \Leftrightarrow DV'c({T_s} - {t_0}) + DV'\lambda = P. T\\ \Rightarrow V' = \dfrac{{Pt}}{{Dc({T_s} - {t_0}) + D\lambda }} \\= \dfrac{{10.1}}{{1000.4180.(100 - 37) + 1000.2260}}\\ = 0,{3765.10^{ - 9}}{m^3} = 0,3765m{m^3}\end{array}\)
c)
+ Chiều dài vết cắt trong \(1s\) : \(l = vt = v\)
+ Diện tích vết cắt: \(S = 2r. L = 2r. V\)
+ Chiều sâu vết cắt:
\(h = \dfrac{{V'}}{S} = \dfrac{{0,{{3765.10}^{ - 9}}}}{{2.0,{{1.10}^{ - 3}}. 0,{{5.10}^{ - 2}}}}\\ = 0,{3765.10^{ - 3}}m = 0,3765mm\)