Bài giảng bài sự nở vì nhiệt của vật rắn vật lý 10 (7)

TRƯỜNG THPT HUỲNH THÚC KHÁNG CÁC THẦY CÔ GIÁO VÀ CÁC EM HỌC SINH MÔN VẬT LÝ 10 Bài 36 Tháp Eiffel lớn lên không ? Các phép đo vào ngày 1/1/1890 1/7/1890 cho thấy, vòng tháng tháp cao thêm 10 cm Bài 36: SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN I SỰ NỞ DÀI Thí nghiệm: Nhiệt kế a Tiến hành thí nghiệm: • Mục đích : • Dụng cụ : • Tiến hành : ll0= l – l0 l0 = 500 mm tl0= t – t0 t0 = 200C l Đồng hồ micromet Bài 36: SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN I SỰ NỞ DÀI Thí nghiệm: Nhiệt độ ban đầu:t0 = 200C a Tiến hành thí nghiệm : Độ dài ban đầu: l0 = 500 mm • Mục đích : t l • Dụng cụ : l α = • Tiến hành : (0C) (mm) l0 t • Kết : -5 30 0,25 1,67.10 1            Tính giá trị -5 1,65.10  40 0,33 5 1 trung bình    1,65.10 K  -5 50 0,41 1,64.10 Nhận xét giá trị  60 0,49 1,63.10  -5 lần đo 70 0,58  -5 1,66.10 Bài 36: SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN I SỰ NỞ DÀI Thí nghiệm: a Tiến hành thí nghiệm : b Nhận xét : • Hệ số α có giá trị không đổi Như ta viết : l  l t  l t  t  Với: l = l – l0 : độ nở dài vật rắn (m) t = t – t0 : độ tăng nhiệt độ vật rắn ( 0C ) l0 : chiều dài vật rắn nhiệt độ t0 (m) l: chiều dài vật rắn nhiệt độ t (m) Bài 36: SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN I SỰ NỞ DÀI Thí nghiệm: a Tiến hành thí nghiệm : b Nhận xét : c Thí nghiệm với vật rắn khác Thanh sắt Bài 36: SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN I SỰ NỞ DÀI Thí nghiệm: a Tiến hành thí nghiệm : b Nhận xét : c Thí nghiệm với vật rắn khác Làm thí nghiệm với vật rắn có độ dài chất liệu Thanh nhôm khác ta thu kết tương tự, hệ số α có giá trị thay đổi phụ thuộc chất liệu vật rắn Bài 36: SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN I SỰ NỞ DÀI Thí nghiệm: a Tiến hành thí nghiệm : b Nhận xét : c Thí nghiệm với vật rắn khác Kết luận: • Sự nở dài tăng độ dài vật rắn nhiệt độ tăng Thếl nở củatrụ vậtđồng rắn chất) Độ nởtỉ lệ với độ • Độ nở dài củalàvật rắndài (hình vậtđộrắn tốvật nào? tăng nhiệtdài độ t dàiphụ banthuộc đầu lyếu l  l  l  l t  l t  t  Trong đó:  : gọi hệ số nở dài vật rắn ( 1/K hay K-1 ) l: chiều dài vật rắn nhiệt độ t (m) l0 : chiều dài vật rắn nhiệt độ t0 (m) Bài 36: SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN I SỰ NỞ DÀI Hệ số nở dài số Thí nghiệm: chất rắn a Tiến hành thí nghiệm : Chất liệu α (K-1) b Nhận xét : c Thí nghiệm với vật rắn khác Nhôm 24.10-6 Kết luận: Đồng đỏ 17.10-6 Vì hệ số nở dài Inva nhỏ, Sắt, thép 11.10-6 Tại người ta làm nhiệt độ không lớn kích thước Inva (Ni-Fe) 0,9.10-6 thướcthực đo độ xác thước tế không đổi Thủy tinh 9.10-6 hợp kim Inva mà thép Thạch anh 0,6.10-6 thường ? Bài 36: SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN ÁP DỤNG l  l t  l t  t  Một thước thép 20oC có độ dài 1000mm Khi nhiệt độ tăng đến 400C thước thép dài thêm Biết hệ số nở dài thép 11.10-6 (K-1 ) A 2,4mm C 0,22mm B 3,2mm D 4,2mm Giải Độ nở dài thước thép bằng: l   l0 t   l0  t  t0  l  11.106.1000.(40  20)  0, 22mm Bài 36: SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN Quả qua vòngcầu tròn Dùngcầu lửachui nunglọtnóng Thả cầu xuống vòng tròn Như vậy, thể tích vật tăng lên nhiệt độ vật rắn tăng lên Bài 36 : SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN I SỰ NỞ DÀI Thí nghiệm: Kết luận: II SỰ NỞ KHỐI • Sự nở khối tăng thể tích vật rắn nhiệt độ tăng Thế nở khối vật rắn • Độ nở khối vật rắn (đồng chất, đẳng hướng) xác định theo công thức: V  V  V0  V0 t  V0 t  t  Trong đó: t = t –t0 : độ tăng nhiệt độ ( 0C) V0 : thể tích vật rắn nhiệt độ t0 ( m3 ) V : thể tích vật rắn nhiệt độ t ( m3 ) V = V –V0 : độ nở khối vật rắn ( m3)   3 : hệ số nở khối vật rắn (1/K hay K-1) Bài 36 : SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN I SỰ NỞ DÀI Thí nghiệm: Kết luận: II SỰ NỞ KHỐI III ỨNG DỤNG - Khắc phục tác dụng có hại nở nhiệt để vật rắn không bị cong nứt gãy nhiệt độ thay đổi Bài 36 : SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN I SỰ NỞ DÀI Thí nghiệm: Kết luận: II SỰ NỞ KHỐI III ỨNG DỤNG 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 Bài 36 : SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN I SỰ NỞ DÀI Thí nghiệm: Kết luận: II SỰ NỞ KHỐI III ỨNG DỤNG - Khắc tác dụng có hại nhiệt: Khi phục xây nhà lớn người ta nở phải dùng làm thépcho rắnvìkhông bị cong nứt gãyvới khinước nhiệt độ cát, bê vật tông Bêtông (là ximăng trộn thay sỏi)đổi nở nhiệt thép Nhờ mà trụ bị vật nứtrắnkhi độ - Bêtông Lợi dụngcốt thép nở không nhiệt để nhiệt lồng ghép đai trời sắt vàothay đổi bánh xe; chế tạo ampe kế; chế tạo băng kép dùng làm rơle điều nhiệt trong: bàn là, bếp điện… Bài 36 : SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN I SỰ NỞ DÀI Thí nghiệm: Ứng dụng băng kép Kết luận: II SỰ NỞ KHỐI hoạt động bàn III ỨNG DỤNG Đèn báo điện Tiếp điểm Lá đồng Lá thép Băng kép Bài 36 : SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN I SỰ NỞ DÀI Thí nghiệm: Kết luận: II SỰ NỞ KHỐI III ỨNG DỤNG Băng képbăng (gồmkép haithẳng, mạch kim loại khác đồng Lúc đầu điện đóng, đènnhư sáng Khivàđã thép đượcbăng tán chặt vớilạinhau ) sử dụng cácngắt thiết đủ nóng, kép sát cong phía đồng ởlàm bị tự động mạch điện.đóng – ngắt mạch điện nhiệt độ thay đổi Tháng 1(Mùa xuân) nhiệt độ thấp Tháp làm thép co lại gặp lạnh Tháng (Mùa hè) Nhiệt độ cao, tháp làm thép nở nhiệt độ tăng lên, nên ta trông thấy tháp cao Tháng Tháng Bài 36 : SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN CỦNG CỐ Câu : 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 dày C Vì cốc thạch anh cứng thủy tinh D Vì thạch anh có hệ số nở khối nhỏ thủy tinh Bài 36 : SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN CỦNG CỐ l  l t  l t  t  Câu 2: Một thép 0oC có độ dài 0,5 m Tính chiều dài thép 20oC Biết hệ số nở dài thép 12.10-6 (K-1 ) GIẢI Độ nở dài A 0,62 m l   l0t  12.106.0,5.20  120.106 (m) B 0,50012 m l  l  l0  l  l0  l C 0,512 m D Một kết khác Chiều dài thép nhiệt độ tăng l  l0  l  0,5  120.106  0,50012(m) Bài 36 : SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN CỦNG CỐ l  l t  l t  t  Câu 3: Ở 15oC ray đường dài 12,5 m Hỏi khe hở hai ray phải có độ rộng tối thiểu để ray không bị cong nhiệt độ tăng tới 50oC ? Biết hệ số nở dài sắt 11.10-6 (K-1 ) 3 A 3,81.10 (m) B 4,81.103 (m) C 4, 71.103 (m) D 3, 71.103 (m) Giải Độ nở dài ray bằng: l  l0 t  l0 t  t  l  11.106.12,5.(50  15)  4,81.103 m NHIỆM VỤ VỀ NHÀ +Nắm nở dài, nở khối công thức tính + Đọc trước 37 +Làm tập 6,7 trang 197 [...]... của vật rắn ở nhiệt độ t0 ( m3 ) V : thể tích của vật rắn ở nhiệt độ t ( m3 ) V = V –V0 : độ nở khối của vật rắn ( m3)   3 : hệ số nở khối của vật rắn (1/K hay K-1) Bài 36 : SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN I SỰ NỞ DÀI 1 Thí nghiệm: 2 Kết luận: II SỰ NỞ KHỐI III ỨNG DỤNG - Khắc phục tác dụng có hại của sự nở vì nhiệt để các vật rắn không bị cong hoặc nứt gãy khi nhiệt độ thay đổi Bài 36 : SỰ NỞ VÌ NHIỆT... thể tích vật đã tăng lên khi nhiệt độ của vật rắn tăng lên Bài 36 : SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN I SỰ NỞ DÀI 1 Thí nghiệm: 2 Kết luận: II SỰ NỞ KHỐI • Sự nở khối là sự tăng thể tích của vật rắn khi nhiệt độ tăng Thế nào là sự nở khối của vật rắn • Độ nở khối của vật rắn (đồng chất, đẳng hướng) được xác định theo công thức: V  V  V0  V0 t  V0 t  t 0  Trong đó: t = t –t0 : độ tăng nhiệt độ.. .Bài 36: SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN ÁP DỤNG l  l 0 t  l 0 t  t 0  Một thước thép ở 20oC có độ dài 100 0mm Khi nhiệt độ tăng đến 400C thước thép này dài thêm bao nhiêu Biết hệ số nở dài của thép là 11 .10- 6 (K-1 ) A 2,4mm C 0,22mm B 3,2mm D 4,2mm Giải Độ nở dài của thước thép bằng: l   l0 t   l0  t  t0  l  11 .10 6 .100 0.(40  20)  0, 22mm Bài 36: SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN Quả... NHIỆT CỦA VẬT RẮN I SỰ NỞ DÀI 1 Thí nghiệm: 2 Kết luận: II SỰ NỞ KHỐI III ỨNG DỤNG 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 Bài 36 : SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN I SỰ NỞ DÀI 1 Thí nghiệm: 2 Kết luận: II SỰ NỞ KHỐI III ỨNG DỤNG - Khắc tác dụng có hại của sự vì nhiệt: Khi phục xây các nhà lớn người ta nở phải... các rắnvìkhông bị cong hoặc nứt gãyvới khinước nhiệt và độ cát, bê vật tông Bêtông (là ximăng trộn thay sỏi)đổi nở vì nhiệt như thép Nhờ đó mà các trụ bị vật nứtrắnkhi độ ngoài - Bêtông Lợi dụngcốt sự thép nở vì không nhiệt của để nhiệt lồng ghép đai trời sắt vàothay các đổi bánh xe; chế tạo các ampe kế; chế tạo băng kép dùng làm rơle điều nhiệt trong: bàn là, bếp điện… Bài 36 : SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT... làm rơle điều nhiệt trong: bàn là, bếp điện… Bài 36 : SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN I SỰ NỞ DÀI 1 Thí nghiệm: Ứng dụng của băng kép 2 Kết luận: II SỰ NỞ KHỐI trong hoạt động của bàn là III ỨNG DỤNG Đèn báo điện Tiếp điểm Lá đồng Lá thép Băng kép Bài 36 : SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN I SỰ NỞ DÀI 1 Thí nghiệm: 2 Kết luận: II SỰ NỞ KHỐI III ỨNG DỤNG Băng képbăng (gồmkép haithẳng, thanh mạch kim loại khác nhau... dày hơn B Vì cốc thạch anh có đáy dày hơn C Vì cốc thạch anh cứng hơn thủy tinh D Vì thạch anh có hệ số nở khối nhỏ hơn thủy tinh Bài 36 : SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN CỦNG CỐ l  l 0 t  l 0 t  t 0  Câu 2: Một thanh thép ở 0oC có độ dài 0,5 m Tính chiều dài của thanh thép ở 20oC Biết hệ số nở dài của thép là 12 .10- 6 (K-1 ) GIẢI Độ nở dài A 0,62 m l   l0t  12 .10 6.0,5.20  120 .10 6 (m) B... khi nhiệt độ tăng l  l0  l  0,5  120 .10 6  0,50012(m) Bài 36 : SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN CỦNG CỐ l  l 0 t  l 0 t  t 0  Câu 3: Ở 15oC mỗi thanh ray của đường dài 12,5 m Hỏi khe hở giữa hai thanh ray phải có độ rộng tối thiểu bằng bao nhiêu để các thanh ray không bị cong khi nhiệt độ tăng tới 50oC ? Biết hệ số nở dài của sắt là 11 .10- 6 (K-1 ) 3 A 3,81 .10 (m) B 4,81 .10 3 (m) C 4, 71 .10 3... điện khi nhiệt độ thay đổi Tháng 1(Mùa xuân) nhiệt độ thấp Tháp làm bằng thép co lại khi gặp lạnh Tháng 7 (Mùa hè) Nhiệt độ cao, tháp làm bằng thép sẽ nở ra khi nhiệt độ tăng lên, nên ta trông thấy tháp cao hơn Tháng 1 Tháng 7 Bài 36 : SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN CỦNG CỐ Câu 1 : Tại sao khi đổ nước sôi vào trong cốc thủy tinh thì cốc thủy tinh hay bị nứt vỡ, còn cốc thạch anh không bị nứt vỡ ? A Vì cốc... hệ số nở dài của sắt là 11 .10- 6 (K-1 ) 3 A 3,81 .10 (m) B 4,81 .10 3 (m) C 4, 71 .10 3 (m) D 3, 71 .10 3 (m) Giải Độ nở dài của mỗi thanh ray bằng: l  l0 t  l0 t  t 0  l  11 .10 6.12,5.(50  15)  4,81 .10 3 m NHIỆM VỤ VỀ NHÀ +Nắm được sự nở dài, nở khối và công thức tính + Đọc trước bài 37 +Làm bài tập 6,7 trang 197  ... số nở dài vật rắn ( 1/K hay K-1 ) l: chiều dài vật rắn nhiệt độ t (m) l0 : chiều dài vật rắn nhiệt độ t0 (m) Bài 36: SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN I SỰ NỞ DÀI Hệ số nở dài số Thí nghiệm: chất rắn. .. nở dài vật rắn (m) t = t – t0 : độ tăng nhiệt độ vật rắn ( 0C ) l0 : chiều dài vật rắn nhiệt độ t0 (m) l: chiều dài vật rắn nhiệt độ t (m) Bài 36: SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN I SỰ NỞ DÀI Thí... chất liệu vật rắn Bài 36: SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN I SỰ NỞ DÀI Thí nghiệm: a Tiến hành thí nghiệm : b Nhận xét : c Thí nghiệm với vật rắn khác Kết luận: • Sự nở dài tăng độ dài vật rắn nhiệt độ