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

Một thép bị dãn ta kéo lực đủ lớn Làm để thép dãn mà ta không tác dụng lực kéo? I – SỰ NỞ DÀI Thí nghiệm  Dụng cụ - Thanh đồng - Bình chứa nƣớc kín có van - Nƣớc nóng - Nhiệt kế Đồng hồ micrômét (đo l) Thí nghiệm:  Tiến hành thí nghiệm Nhiệt kế ℓ0 ℓo chiều dài to (ºC) ℓ0 Δℓ Đồng hồ micromet t t0 Thanh đồng ℓ ℓ : chiều dài đồng t (0C) l = l - l0 : độ nở dài tương ứng với độ tăng nhiệt độ t = t – t0 Thí nghiệm: Bảng 36.1  Kết quả: - Nhiệt độ ban đầu to = 20(ºC) - Chiều dài ban đầu ℓo=500mm ∆t ( 0C) ∆l (mm) α = l l0 t 30 0,25 1,67.10 -5 -5 1,65.10 So sánh kết  vừa tính đƣợc, xem với -5 50  có 0,41sai lệch 1,64.10 nhiều không? 60 0,49 1,63.10 -5 40 0,33 70 0,58 1,66.10 -5  Nhận xét: - Kết TN cho thấy hệ số  có giá trị không đổi l - Từ biểu thức: α= l0 t  l = α l0 t = α l0 (t – t0) Hay: l α t = = l0 Với ε độ nở dài tỉ đối đồng t = (t – t0) độ tăng nhiệt độ đồng Làm với Chất liệu Hệ thí số αnghiệm có giá trị vật rắn có độ dài Nhôm chất liệu khác Vậy hệĐồng số α thay đổi phụ đỏ phụ thuộcSắt,vào thép Người ta tìm yếu tố nào? thuộc chất liệu hệ số  số Inva (Ni-Fe) chất rắn bảng Thủy tinh vật rắn bên Thạch anh α 24.10-6 17.10-6 11.10-6 0,9.10-6 9.10-6 0,6.10-6 Kết Luận: Chúng ta thấy nhiệt độ tăng chiều dài đồng tăng, tƣợng ngƣời ta gọi nở dài (vì nhiệt) Vậy nở dài gì? Kết Luận: - Sự tăng độ dài vật rắn nhiệt độ tăng gọi nở dài Nhiệt độ ban đầu to = 20(ºC) Chiều dài ban đầu ℓo=500mm ∆t ( 0C) ∆l (mm) α = l l0 t Độ nở dài phụ 30 thuộc yếu tố nào? 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 - Độ nở dài l vật rắn (hình trụ đồng chất) tỉ lệ với độ tăng nhiệt độ t độ dài ban đầu l0 vật - Công thức nở dài: l = l – l0 = l0t Trong đó: • l độ nở dài •t độ tăng nhiệt độ •  : hệ số nở dài ( 1/K hay K-1 ) phụ thuộc chất liệu vật rắn Tại cầu không chui lọt qua vòng tròn nữa? Vì thể tích cầu tăng lên bị nung nóng II – SỰ NỞ KHỐI Thế nở khối? II- SỰ NỞ KHỐI - Sự tăng thể tích vật rắn nhiệt độ tăng gọi nở khối - Công thức độ nở khối ( đồng chất, đẳng hướng): V  V  V0  V0 t V0, V: thể tích vật rắn t0 t (0C) (m3) t = t - t0 : độ tăng nhiệt độ (0C)   3: Hệ số nở khối (1/K K–1) III- ỨNG DỤNG - Trong kĩ thuật chế tạo lắp đặt máy móc xây dựng công trình, người ta phải tính toán để: + Khắc phục tác dụng có hại nở nhiệt + Lợi dụng nở nhiệt Khắc phục tác dụng có hại nở nhiệt  Đề phòng nở nhiệt: Khi trời nóng chiều dài cầu tăng lên Đầu cầu sắt phải đặt gối đỡ xê dịch đƣợc lăn CÓ KHOẢNG CÁCH GIỮA CÁC NHỊP CẦU GIỮA ĐẦU CÁC THANH RAY PHẢI CÓ KHE HỞ Để nhiệt độ tăng đƣờng ray không bị uốn cong gây nguy hiểm tàu qua CÁC ỐNG KIM LOẠI DẪN HƠI NÓNG HOẶC NƢỚC NÓNG PHẢI CÓ ĐOẠN UỐN CONG Để ống bị nở dài đoạn cong biến dạng mà không bị gãy LỢI DỤNG SỰ NỞ VÌ NHIỆT * Ứng dụng nở nhiệt khác chất để tạo băng kép dùng làm rơle điều nhiệt bàn là, bếp điện… Băng kép gồm kim loại khác nhƣ đồng thép đƣợc tán chặt sát với Ở nhiệt độ bình thƣờng băng kép thẳng Khi bị nóng lên, hai băng kim loại nở dài không giống mà băng kép bị uốn cong làm hở mạch điện qua băng kép Băng kép dùng làm rơle đóng, ngắt mạch điện Tháng Tháng • Tháng mùa Đông (lạnh),mà tháp làm thép nên thép co lại gặp lạnh • Đến tháng mùa Hè (nóng) nên thép nở ta thấy tháp cao lên CŨNG CỐ Baøi sgk/tr197 : 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 dầy B Vì cốc thạch anh có đáy dầy C Vì thạch anh cứng thủy tinh D Vì thạch anh có hệ số nở khối nhỏ thủy tinh Bài sgk/tr197 : Một thước thép 20 0C có độ dài 1000 mm Khi nhiệt độ tăng đến 40oC, thước thép dài thêm ? A 2,4mm B 3,2 m C 0,22 mm Giải  Độ tăng chiều dài l  l0 (t  t0 )  l  1000.11.106.(40  20)  l  220000.10 D 4,2 mm 6  0,22mm Vật lý – xung quanh ta Vì dễ nha sĩ Vì men khuyên không nên ăn bị rạn nứt thức ăn nóng? Vì bóng đèn điện Vì bóng tròn đèn sáng,dãn bị nở, gặp nước mưalạnh hắt co vào ngột nên bị vỡ dễđột bị vỡ ngay? Sự nở nhiệt vật rắn Vì bê Tạithép xâytông đúc nhà nở nhiệttagần lớnvìngười phảinhư dùng làm cho thép vànên bê tông ( hỗn nhau, nhà hợp đúc gồmsẽ xi bền măng, cát sỏi, nước)? vững Vì đổ nước nóng không vào cốc cốc dãn thủynở tinh dày Do mặt thìmặt cốctrong dễ bịvà vỡ? Tại Để gặp đặt nóng đường ray đường xe lửa,ray người có ta không khoảngđặt trống cácdãn ray nở, sát làmkhít đường nhau, raymà phải khôngđểbị cong có khe lên, hở dễ gây chúng? tai nạn Tại lợp nhà tôn Để người tôn ta khichỉ gặpđóng nóng đinhdãn đầubị nở đầu không phải để tự do? vênh [...]... )  l  100 0.11 .10 6.(40  20)  l  220000 .10 D 4,2 mm 6  0,22mm Vật lý – xung quanh ta Vì sao răng các dễ nha sĩ Vì men khuyên không nên ăn bị rạn nứt 1 thức ăn quá nóng? Vì sao bóng đèn điện Vì bóng tròn đang đèn sáng,dãn nếu bị 2 nở, gặp nước mưalạnh hắt co vào thì ngột nên bị vỡ dễđột bị vỡ ngay? Sự nở vì nhiệt của vật rắn Vì và bê Tạithép sao khi xâytông đúc nhà nở nhiệttagần lớnvìngười phảinhư... ta phải tính toán để: + Khắc phục tác dụng có hại của sự nở vì nhiệt + Lợi dụng sự nở vì nhiệt Khắc phục tác dụng có hại của sự nở vì nhiệt  Đề phòng sự nở vì nhiệt: Khi trời nóng chiều dài của cầu tăng lên Đầu cầu sắt phải đặt trên các gối đỡ xê dịch đƣợc trên các con lăn CÓ KHOẢNG CÁCH GIỮA CÁC NHỊP CẦU GIỮA ĐẦU CÁC THANH RAY PHẢI CÓ KHE HỞ Để khi nhiệt độ tăng đƣờng ray không bị uốn cong gây nguy... không chui lọt qua vòng tròn nữa? Vì thể tích của quả cầu tăng lên khi bị nung nóng II – SỰ NỞ KHỐI Thế nào là sự nở khối? II- SỰ NỞ KHỐI - Sự tăng thể tích của vật rắn khi nhiệt độ tăng gọi là sự nở khối - Công thức độ nở khối ( đồng chất, đẳng hướng): V  V  V0  V0 t V0, V: thể tích vật rắn ở t0 và t (0C) (m3) t = t - t0 : độ tăng nhiệt độ (0C)   3: Hệ số nở khối (1/K hoặc K–1) III- ỨNG DỤNG... UỐN CONG Để khi ống bị nở dài thì đoạn cong này chỉ biến dạng mà không bị gãy LỢI DỤNG SỰ NỞ VÌ NHIỆT * Ứng dụng sự nở vì nhiệt khác nhau giữa các chất để tạo ra băng kép dùng làm rơle điều nhiệt trong bàn là, bếp điện… Băng kép gồm 2 thanh kim loại khác nhau nhƣ đồng và thép đƣợc tán chặt sát với nhau Ở nhiệt độ bình thƣờng băng kép thẳng Khi bị nóng lên, do hai băng kim loại nở dài không giống nhau... thép nở ra do đó ta thấy tháp cao lên CŨNG CỐ Baøi 4 sgk/tr197 : 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 thạch anh có thành dầy hơn B Vì cốc thạch anh có đáy dầy hơn C Vì thạch anh cứng hơn thủy tinh D Vì thạch anh có hệ số nở khối nhỏ hơn thủy tinh Bài 5 sgk/tr197 : Một thước thép ở 20 0C có độ dài 100 0 mm Khi nhiệt. .. cho thép vànên bê tông ( hỗn 3 nhau, nhà hợp đúc gồmsẽ xi bền măng, cát sỏi, nước)? vững hơn Vì sao đổ nước nóng không vào cốc cốc dãn thủynở tinh dày đều 5 Do ở mặt ngoài thìmặt cốctrong dễ bịvà vỡ? Tại Để khi sao gặp khi đặt nóng đường ray các đường xe lửa,ray người có ta không khoảngđặt trống cácdãn thanh ray nở, sát làmkhít đường nhau, raymà 4 phải khôngđểbị cong có khe lên, hở giữa dễ gây chúng?... cácdãn thanh ray nở, sát làmkhít đường nhau, raymà 4 phải khôngđểbị cong có khe lên, hở giữa dễ gây chúng? tai nạn Tại sao khi lợp nhà bằng tôn Để người tôn ta khichỉ gặpđóng nóng đinhdãn ở một còn đầubị 6 nở đầu sẽ không kia phải để tự do? vênh ... chất rắn bảng Thủy tinh vật rắn bên Thạch anh α 24 .10- 6 17 .10- 6 11 .10- 6 0,9 .10- 6 9 .10- 6 0,6 .10- 6 Kết Luận: Chúng ta thấy nhiệt độ tăng chiều dài đồng tăng, tƣợng ngƣời ta gọi nở dài (vì nhiệt) ... lọt qua vòng tròn nữa? Vì thể tích cầu tăng lên bị nung nóng II – SỰ NỞ KHỐI Thế nở khối? II- SỰ NỞ KHỐI - Sự tăng thể tích vật rắn nhiệt độ tăng gọi nở khối - Công thức độ nở khối ( đồng chất,... 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 - Độ nở dài l vật rắn (hình trụ đồng chất) tỉ lệ với độ tăng nhiệt độ t độ dài ban đầu l0 vật - Công thức nở