Насколько мощным должен быть лазер, чтобы проделать дыру в снегу?

Начнем с некоторых предположений. Вероятно, вы имеете в виду луч лазерной указки, поэтому размер отверстия, который вы хотите прожечь, примерно$4\,\text{mm}$в диаметре. Предположим, что это примерно$-5^\circ\text{C}$($23^\circ\text{F}$) снаружи. Последнее предположение, и это всего лишь предположение, позволяет предположить, что из-за теплопроводности вам нужно поставлять в 10 раз больше энергии, чем на самом деле требуется, чтобы растопить лед в течение 1 секунды.

Ледяной шар с$2\,\text{mm}$радиус содержит$3.4\,\text{g}$замерзшей воды, предполагая, что это плотно утрамбованный снег с$20\%$плотность жидкой воды. Занимает$35\,\text{J}$энергии для повышения температуры до$0^\circ\text{C}$и$1120\,\text{J}$для превращения его в жидкую воду. Предположим, что в 10 раз больше мощности, приложенной в течение 1 секунды для теплопроводности, и это становится$11.5\,\text{kW}$мощности лазера. Для сравнения, обычные лазерные указки выдают$1\,\text{mW}$так что вам понадобится лазер с$10,000,000$раз больше мощности. Такие мощные лазеры, безусловно, существуют, но вы не найдете их в Office Depot.

Проблема с этим расчетом заключается в большом размере луча. Если вы готовы принять отверстие гораздо меньшего размера, то количество энергии значительно уменьшится. Для отверстия$0.2\,\text{mm}$диаметра вы могли бы обойтись с лазером только$28\,\text{W}$власти.

Эти расчеты довольно грубы, так как не учитывалось влияние теплопроводности.