II. CẢM ỨNG ĐIỆN TỪ
2.Sự giãn nở vì nhiệt của các chất
2.1 Sự giãn nở vì nhiệt của chất rắn:
a. Nội dung:
+ Chất rắn nở ra khi nóng lên co lại khi lạnh đi. + Các chất rắn khác nhau nở vì nhiệt khác nhau.
b. Giải thích sự nở vì nhiệt xuất phát từ cấu trúc phân tử.
Để hiểu tại sao khi nhiệt độ tăng lên chất rắn lại nở ra, ta xét cấu trúc của chất rắn. Các chất rắn có cấu tạo mạng tinh thể, nghĩa là các phân tử, nguyên tử, ion của chúng chiếm các vị trí xác định, tuần hoàn trong không gian, giữa chúng có lực liên kết. Thế năng tương tác giữa các phân tử như đồ thị hình bên tạo thành một hố thế năng không đối xứng.Nói một cách khác kích thước của vật rắn tăng theo nhiệt độ.
2.2 Sự nở vì nhiệt của chất lỏng
a. Nội dung
+ Chất lỏng nở ra nóng lên, co lại khi lạnh đi. + Các chất lỏng khác nhau nở vì nhiệt khác nhau.
b. Lưu ý:Với chất lỏng phổ biến nhất là nước thì sự nở vì nhiệt của nước không tuân theo quy luật trên mà theo quy luật riêng. Muốn biết quy luật này thế nào ta xét thể tích riêng ( thể tích ứng với một đơn vị khối lượng ) của nước thay đổi như thế nào theo nhiệt độ.
+ Khi nhiệt độ lớn hơn 4oC nước giãn nở giống nhau như các chất lỏng khác. Ngược lại trong khoảng từ 0 – 4oC nước co lại khi nhiệt độ tăng. Ở 4oC thể tích
riêng có giá trị cực tiểu. Điều này có ý nghĩa rất quan trọng là: khi thời tiết lạnh, nước hồ, ao sẽ đóng băng từ bao giờ cũng từ trên mặt dần xuống phía dưới vì khi nhiệt độ tới 4oC nước nặng nhất và chìm xuống dưới. Khi nhiệt độ xuống thấp hơn, nửa lớp nước lạnh ở nguyên phía trên và dần đóng băng.
+ Chính lớp băng do dẫn nhiệt kém làm cho ở phía dưới sâu nước không tiếp tục đóng băng nữa và nhờ vậy các sinh vật có thể sống được.
2.3 Sự nở vì nhiệt của chất khí
a. Nội dung
+ Chất khí nở ra khi nóng lên, co lại khi lạnh đi. + Các chất khí khác nhau nở vì nhiệt giống nhau.
b. Giải thích
+ Các phân tử chất khí có lực liên kết rất yếu nên nó chuyển động hỗn độn không ngừng và có vận tốc nhanh hơn chất rắn và lỏng. Vì vậy, khi bị nóng vận tốc chuyển động tăng rất nhanh nên thể tích tăng nhiều. Nhưng chất khí luôn luôn chiếm thể tích vật đựng nó, vật đựng càng lớn thì thể thể tích chất khí càng lớn, vật đựng càng nhỏ thì chất khí cũng bị ép nhỏ lại. Vì vậy, khi nghiên cứu sự giãn nở của chất khí phải chú ý đến cả hai mặt thể tích và áp suất.
+ Nếu chất khí đựng trong một bình kín bị đốt nóng thì vận tốc chuyển động của các phân tử sẽ tăng lên và số lần chúng va chạm vào thành vật chứa cũng nhiều hơn, lực va chạm cũng lớn hơn lên, kết quả là áp lực tăng lên nên nhiệt độ của chất khí tăng, thể tích không đổi nên suy ra áp suất tăng. Nếu vật chứa có lắp một pittông thì khi nhiệt độ tăng lên chất khí sẽ đẩy pittông ra ngoài nhờ thể tích giãn
nở đến một thể tích nào đó để áp suất của nó cân bằng với áp suất của không khí bên ngoài, do đó chất khí khi tăng nhiệt độ mà áp suất không đổi thì thể tích tăng.