34.10. Người ta dùng một laze CO2 có công suất P =10 W 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 = 0,1 mm và di chuyển với tốc độ v = 0,5 cm/s trên bề mặt của một mô mềm.
a) Tính nhiệt lượng cần thiết để làm bốc hơi 1 mm3 nước ở 37°C.
b) Tính thể tích nước mà tia laze có thể làm bốc hơi trong 1 s.
c) Ước tính chiều sâu cực đại của vết cắt.
Nhiệt dung riêng của nước : C = 4,18 kJ/(kg.K).
Nhiệt hoá hơi riêng của nước : L = 2 260 kJ/kg.
Hướng dẫn giải chi tiết
a) Khối lượng nước cần làm cho bốc hơi :
m = Vp= 1.10-6 kg với V = 1 mm3 = 1.10 -9 m3 và \(\rho \)= 1 000 kg/m3.
Nhiệt lượng cần thiết để đưa khối nước từ 37°C đến điểm sôi .
Q1= mC( 100 - 37) = 1.10-6.4 180.63 = 0,26334 J
Nhiệt lượng cần thiết để làm khối nước chuyển từ thể lổng sang thể khí ở điểm sôi :
Q2 = mL= 1.10-6.2 260.103 = 2,26 J
Advertisements (Quảng cáo)
Nhiệt lượng cần thiết để làm bốc hơi 1 mm3 nước ở 37°C :
Q = Q1 + Q2 = 0,26334 + 2,26 = 2,52334 J = 2,52 J
b) Nhiệt lượng mà vùng mô bị chiếu nhận được từ tia laze trong 1 s:
Q’ = ℘.1 = 10J
Thể tích nước bị bốc hơi trong 1s:
\(V’ = {{Q’} \over Q} = {{10} \over {2,52334}} = 3,963m{m^3}\)
c) Chiều dài của vết cắt trong 1s:
\(l = v.1 = 0,5cm = 5mm\)
Diện tích của vết cắt trong 1s
\(S = 2rl = 2.0,15 = 1m{m^2}\)
Chiều sâu cực đại của vết cắt:
\(h = {{V’} \over S} = {{3,963} \over 1} = 3,963mm \approx 4mm\)