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J'ai besoin d'aide pour mon DM de physique :
Exercice 11: Découpage laser d'une plaque d'aluminium

Une plaque d'aluminium d'épaisseur constante e = 0,50 x10^(-6) m, dont la température initiale est Ta = 293 K, est déposée horizontalement sur un matériau thermiquement isolant. Elle reçoit, perpendiculairement à sa surface, un faisceau laser homogène de section d'aire s = 0,20 x 10^(-6) m² et de puissance moyenne P. On suppose que toute l'énergie du faisceau incident est absorbée par le cylindre d'aluminium d'épaisseur e, de même section s que celle du faisceau et que la température de ce cylindre est uniforme à chaque instant.

1- Quel est le mode de transfert thermique qui s'effectue entre le faisceau laser et l'aluminium ?

2- Montrer que la masse du cylindre d'aluminium qui reçoit le faisceau vaut m = 2,70×10^(-10) kg.

3- Quels sont les changements d'état que subit l'aluminium durant le découpage au laser?

4- Calculer l'énergie nécessaire pour transformer le cylindre d'aluminium solide en aluminium vapeur.

5- Pour vaporiser le cylindre d'aluminium, il faut une durée At = 1,00 x10^(-3) s. Calculer la puissance P du faisceau laser.

Données concernant l'aluminium pour les conditions de l'exercice :
-Température de fusion: Tf = 933 K
- Température de vaporisation : Ty = 2 740 K
-Énergie massique de fusion : LF = 397 kJ.kg^(-1)
-Masse volumique du solide : p = 2 699 kg.m^(-3)
-Énergie massique de vaporisation à 2 740 K: Lv = 10 500 kJ.kg^(-1)
- Capacité thermique massique du solide: Cs = 900 J.kg^(-1).K^(-1)
-Capacité thermique massique du liquide : C₁ = 1 090 J.kg^(-1)


Merci d'avance ​


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