Elevatortur - szymanski spil

Løsningerne er hentet på www.szymanskispil.dk
Opgave 6: Lasersvejsning
a) Man kender nyttevirkningen og effekten af laseren, så energiforbruget pr. time bliver:
Elaser Elaser Plaser t 3
1210W3600s Etilført
tilført
0,11
E 392727272,7 J 0,4GJ
b) Den maksimale fart svarer til, at der ikke afgives energi til omgivelserne, og at det kun er det
område, som laserstrålen rammer, der bliver opvarmet.
For at smelte pladen, skal den først opvarmes til 1515°C, hvorefter den skal skifte fase fra fast til
flydende. På 1s afgiver laserstrålen 12kJ, og denne energimængde kan smelte følgende stålmasse:
Etilført
Etilført mstål cstål T mstål Ls, stål mstål
c T L
stål s, stål
3
1210 J
mstål 0,0102223358kg
J 5 J
620 1515 20C 2,47 10
kg C
kg
Da man kender densiteten af stålet, kan man omregne massen til et rumfang:
mstål 0,0102223358kg
6
3 3
Vstål 1,3005516 10 m 1300,55
mm
stål
3 kg
7,86 10
3
m
Det smeltede område regnes som en kasse, og da tykkelsen (højden) er 12,0mm og bredden af
strålen 4,0mm, svarer dette rumfang til en kasselængde på:
3
V 1300,55mm
V h b l l 27,0948mm
hb12,0mm4,0mm cm
Denne længde kan strålen bevæge sig på 1 sekund, så den maksimale fart er: vmaks
2,7
s
Opgave 7: Laser
a) Gassen pumpes op i den exciterede tilstand B, hvorefter den henfalder til tilstand A. Det er fra
denne tilstand til grundtilstanden, at den stimulerede emission foregår, dvs. at laserstrålingen får
bølgelængden:
34
6,626110 Js299792458 hchc s
6
E foton 1,5495 10 m 1550nm
18
E foton 0,1282 10J0J m