Bài giảng bài sự nở vì nhiệt của vật rắn vật lý 10 (5)

SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN Vì ray phải để hở khoảng ? Bạn có tin tháp Epphen lớn lên không? Trên thực phép đo vào ngày 1/1/1890 1/7/1890 cho thấy,trong vòng tháng tháp cao 10 cm.! SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN BÀI 36 I SỰ NỞ DÀI Thí nghiệm: a, Thí nghiệm : ℓ۪ Ở nhiệt độ to (ºC) chiều dài ℓo ℓ۪ Δℓ Ở nhiệt độ t (ºC) chiều dài tăng thêm đoạn Δℓ I SỰ NỞ DÀI Thí nghiệm: b, Kết : Nhiệt kế Đồng hồ micromet - Nhiệt độ ban đầu to = 20(ºC) - Chiều dài ban đầu ℓo=500mm ∆t ( 0C) ∆l (mm) α = l l0 t -5 30 0,25 1,67.10 40 0,33 1,65.10 -5 50 0,41 1,64.10 -5 60 0,49 1,63.10 -5 70 0,58 1,66.10 -5 Thanh đồng BÀI 36 SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN I SỰ NỞ DÀI Thí nghiệm: b, Kết : ∆t ( 0C) ∆l (mm) α = l l0 t 30 0,25 1,67.10 -5 40 0,33 1,65.10 -5 50 0,41 1,64.10 -5 60 0,49 1,63.10 -5 70 0,58 1,66.10 -5 Với sai số 5% coi α không thay đổi α = (1,65 0,08).10-5 K-1 SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN BÀI 36 I SỰ NỞ DÀI Thí nghiệm: b, Kết : - Từ biểu thức : α = l l0 t  l   l0 t   l0  t  t  Hay : l  t   l0 Với ε độ nở dài tỉ đối đồng t = (t – t0) độ tăng nhiệt độ đồng BÀI 36 SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN I SỰ NỞ DÀI Thí nghiệm: b, Kết : α = l l0 t c) làm thí nghiệm với vật rắn có độ dài chất liệu khác Kết thí nghiệm tương tự, hệ số α có giá trị thay đổi phụ thuộc vào chất liệu vật rắn SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN BÀI 36 I SỰ NỞ DÀI Kết Luận: - Sự tăng độ dài vật rắn nhiệt độ tăng gọi nở dài - Độ nở dài l vật rắn (hình trụ đồng chất) tỉ lệ với độ tăng nhiệt độ t độ dài ban đầu l0 vật l  l  l0   l0t (36.3) Trong đó: • l độ nở dài •t độ biến thiên nhiệt độ •  : hệ số nở dài ( 1/K hay K-1 ) phụ thuộc chất liệu vật rắn Hệ số nở dài số chất rắn : Chất liệu α (K-1) Nhôm 24.10-6 Đồng 17.10-6 Sắt, thép 11.10-6 Thủy tinh 9.10-6 Thạch anh 0,6.10-6 Inva (Ni-Fe) 0,9.10-6 BÀI 36 SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN II SỰ NỞ KHỐI :  Sự nở khối: tăng thể tích vật rắn nhiệt độ tăng  Độ nở khối: ΔV=V – Vo=βVoΔt (36.4) β : hệ số nở khối, phụ thuộc chất liệu vật rắn, đơn vị 1/K hay K-1  β≈3α  Lưu ý: công thức ΔV=V – Vo=βVoΔt áp dụng cho chất lỏng (trừ nước gần 40C) Sự nở nhệt đặc biệt nước BÀI 36 SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN III Ứng dụng :  Khắc phục tác dụng có hại nở nhiệt: làm cho vật rắn không bị cong nứt gãy nhiệt độ thay đổi - Giữa hai đầu ray phải có khe hở - Các ống kim loại dẫn nóng nước nóng phải có đoạn uốn cong Để ống bị nở dài đoạn cong biến dạng mà không bị gãy - Giữa nhịp cầu có khoảng cách BÀI 36 SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN III Ứng dụng :   Khắc phục tác dụng có hại nở nhiệt: làm cho vật rắn không bị cong nứt gãy nhiệt độ thay đổi Ứng dụng nở nhiệt kim loại khác để chế tạo băng kép, dùng làm rơ-le đóng ngắt mạch điện tự động dùng chế tạo ampe kế nhiệt, nhiệt kế kim loại Băng kép Băng kép gồm kim loại khác đồng thép tán chặt sát với Ở nhiệt độ bình thường băng kép thẳng Khi đốt nóng hay làm làm lạnh băng kép bị cong Thanh thép Thanh đồng Ứng dụng băng kép : dùng làm rơle nhiệt bàn điện Củng cố  Câu : Một lọ thuỷ tinh đậy nút thuỷ tinh Nút bị kẹt Hỏi phải mở nút cách cách sau đây? A Hơ nóng nút B Hơ nóng cổ lọ  C Hơ nóng nút cổ lọ D Hơ nóng đáy lọ Củng cố  Câu 2: Hiện tượng sau xảy nung nóng vật rắn? A Khối lượng vật tăng B Khối lượng vật giảm C Khối lượng riêng vật tăng D Khối lượng riêng vật giảm  Củng cố Câu 3: Ở 15oC ray đường sắt dài 12,5m Hỏi khe hở hai ray phải có độ rộng tối thiểu để ray không bị cong nhiệt độ tăng tới 50oC? Củng cố Câu 4: Nguyên tắc hoạt động dụng cụ không liên quan đến nở dài nhiệt A Băng kép B Nhiệt kế kim loại C Đồng hồ bấm dây  D Ampe kế nhiệt Củng cố Câu 5: Tại đổ nước sôi vào cốc thủy tinh cốc thủy tinh hay bị nứt vỡ, cốc thạch anh không bị nứt vỡ? A Vì cốc thạch anh có thành dày B Vì cốc thạch anh có đáy dài C Vì thạch anh cứng thủy tinh D Vì thạch anh có hệ số nở khối nhỏ  thủy tinh Mối liên hệ α β • β = 3α • Chứng minh Xét khối hình vuông ta có V=ℓ³ Suy ra: V ۪ (1+βt) = ℓ ۪³ (1+ αt)³ Do V ۪ = ℓ ۪³ => (1+βt) = (1+ αt)³ Do α nhỏ nên α³ nhỏ khai triển ta được: β = 3α [...]... tăng thể tích của vật rắn khi nhiệt độ tăng  Độ nở khối: ΔV=V – Vo=βVoΔt (36.4) β : là hệ số nở khối, phụ thuộc chất liệu của vật rắn, đơn vị 1/K hay K-1  β≈3α  Lưu ý: công thức ΔV=V – Vo=βVoΔt cũng áp dụng được cho chất lỏng (trừ nước ở gần 40C) Sự nở vì nhệt đặc biệt của nước BÀI 36 SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN III Ứng dụng :  Khắc phục tác dụng có hại của sự nở vì nhiệt: làm cho các vật rắn không... độ dài của dây tải điện này khi nhiệt độ tăng lên đến 50oC về mùa hè Cho biết hệ số nở dài của dây tải điện là α=11,5 .10- 6 K-1 Giải: Tóm tắt: t0=200C l0=1800m t=500C α=11,5 .10- 6 K-1 l =? Ta có Δl = l – lo= αloΔt =11,5 .10- 6.1800.(50-20) =0,621 (m) Độ dài của dây tải điện khi nhiệt độ tăng lên đến 50 0C là : l = l0 + Δl = 1800,62 m BÀI 36 SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN II SỰ NỞ KHỐI :  Sự nở khối: sự tăng... nứt gãy khi nhiệt độ thay đổi - Giữa hai đầu thanh ray phải có khe hở - Các ống kim loại dẫn hơi nóng hoặc nước nóng phải có đoạn uốn cong Để khi ống bị nở dài thì đoạn cong này chỉ biến dạng mà không bị gãy - Giữa các nhịp cầu có khoảng cách BÀI 36 SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN III Ứng dụng :   Khắc phục tác dụng có hại của sự nở vì nhiệt: làm cho các vật rắn không bị cong hoặc nứt gãy khi nhiệt độ thay... tăng D Khối lượng riêng của vật giảm  Củng cố Câu 3: Ở 15oC mỗi thanh ray của đường sắt dài 12,5m Hỏi khe hở giữa hai thanh ray phải có độ rộng tối thiểu là bao nhiêu để các thanh ray không bị cong khi nhiệt độ tăng tới 50oC? Củng cố Câu 4: Nguyên tắc hoạt động của dụng cụ nào không liên quan đến sự nở dài vì nhiệt A Băng kép B Nhiệt kế kim loại C Đồng hồ bấm dây  D Ampe kế nhiệt Củng cố Câu 5: Tại... dùng làm rơle nhiệt trong bàn là điện Củng cố  Câu 1 : Một lọ thuỷ tinh được đậy bằng nút thuỷ tinh Nút bị kẹt Hỏi phải mở nút bằng cách nào trong các cách sau đây? A Hơ nóng nút B Hơ nóng cổ lọ  C Hơ nóng cả nút và cổ lọ D Hơ nóng đáy lọ Củng cố  Câu 2: Hiện tượng nào sau đây sẽ xảy ra khi nung nóng một vật rắn? A Khối lượng của vật tăng B Khối lượng của vật giảm C Khối lượng riêng của vật tăng D... thay đổi Ứng dụng sự nở vì nhiệt của các kim loại khác nhau để chế tạo băng kép, dùng làm rơ-le đóng ngắt mạch điện tự động hoặc dùng chế tạo ampe kế nhiệt, nhiệt kế kim loại Băng kép Băng kép gồm 2 thanh kim loại khác nhau như đồng và thép được tán chặt sát với nhau Ở nhiệt độ bình thường băng kép thẳng Khi đốt nóng hay làm làm lạnh băng kép sẽ bị cong đi Thanh thép Thanh đồng Ứng dụng của băng kép :... Ampe kế nhiệt Củng cố Câu 5: Tại sao khi đổ nước sôi vào cốc thủy tinh thì cốc thủy tinh hay bị nứt vỡ, còn cốc thạch anh không bị nứt vỡ? A Vì cốc thạch anh có thành dày hơn B Vì cốc thạch anh có đáy dài hơn C Vì thạch anh cứng hơn thủy tinh D Vì thạch anh có hệ số nở khối nhỏ hơn  thủy tinh Mối liên hệ giữa α và β • β = 3α • Chứng minh Xét một khối hình vuông ta có V=ℓ³ Suy ra: V ۪ (1+βt) = ℓ ۪³ (1+ ... chất liệu vật rắn SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN BÀI 36 I SỰ NỞ DÀI Kết Luận: - Sự tăng độ dài vật rắn nhiệt độ tăng gọi nở dài - Độ nở dài l vật rắn (hình trụ đồng chất) tỉ lệ với độ tăng nhiệt độ... 1800,62 m BÀI 36 SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN II SỰ NỞ KHỐI :  Sự nở khối: tăng thể tích vật rắn nhiệt độ tăng  Độ nở khối: ΔV=V – Vo=βVoΔt (36.4) β : hệ số nở khối, phụ thuộc chất liệu vật rắn, đơn... 1,67 .10 -5 40 0,33 1,65 .10 -5 50 0,41 1,64 .10 -5 60 0,49 1,63 .10 -5 70 0,58 1,66 .10 -5 Với sai số 5% coi α không thay đổi α = (1,65 0,08) .10- 5 K-1 SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN BÀI 36 I SỰ NỞ DÀI