Bài 18. Sự nở vì nhiệt của chất rắn

Chào quý thầy cô và các em.
Vì sao giữa các thanh ray phải để hở một khoảng ?
SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN
BÀI 36
I. SỰ NỞ DÀI
1. Thí nghiệm:
a, Thí nghiệm :
+ to = 20(ºC)
+ ℓo=500mm
b, Kết quả :
1,67.10 -5
1,65.10 -5
1,64.10 -5
1,63.10 -5
1,66.10 -5
Với sai số 5% coi như α không thay đổi
α = (1,65 0,08).10-5 K-1.
b, Kết quả :
I. SỰ NỞ DÀI
b, Nhận xét:
c) Làm thí nghiệm với các vật rắn có độ dài và chất liệu khác nhau, kết quả tương tự nhưng hệ số α có giá trị thay đổi phụ thuộc vào chất liệu của vật rắn.
không đổi.
không đổi.
I. SỰ NỞ DÀI
2. Kết Luận:
- Sự tăng độ dài của vật rắn khi nhiệt độ tăng gọi là sự nở dài.
- Độ nở dài l của vật rắn (hình trụ đồng chất) tỉ lệ với độ tăng nhiệt độ t và độ dài ban đầu l0 của vật đó.
Hệ số nở dài của một số chất rắn :
VẬN DỤNG
Một dây tải điện ở 20oC có độ dài 1800m. Tìm chiều 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:
Ta có Δl = l – lo= αloΔt
= 11,5.10-6.1800.(50-20)
= 0,621 (m).
Độ dài dây điện khi nhiệt độ tăng lên 50 0C là :
l = l0 + Δl = 1800,62 m .

Tóm tắt:
t0 = 200C
l0 = 1800 m.
t = 500C.
α = 11,5.10-6 (K-1)
l = ?
Thế nào là sự nở khối ?
Nêu công thức tính độ nở khối ?
II. SỰ NỞ KHỐI :
Sự nở khối: sự tăng thể tích của vật rắn khi nhiệt độ tăng
Độ nở khối: ΔV=V – Vo=βVoΔt
β : là hệ số nở khối (1/K hay K-1).
β ≈ 3α
II. SỰ NỞ KHỐI :
Lưu ý: công thức ΔV=V – Vo=βVoΔt
cũng áp dụng được cho chất lỏng (trừ nước ở gần 40C)
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 đổi
III. Ứng dụng :
- 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
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 ....
III. Ứng dụng :
Băng kép
Thanh thép
Thanh đồng
Ứng dụng của băng kép :
dùng làm rơle nhiệt trong bàn là điện
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.

VẬN DỤNG
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. Khối lượng riêng của vật giảm.

VẬN DỤNG
Câu 3: Nguyên tắc hoạt động của dụng cụ nào không liên quan đến sự nở dài vì nhiệt
Băng kép
Nhiệt kế kim loại
Đồng hồ bấm dây
Ampe kế nhiệt

VẬN DỤNG
Câu 4: 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?
Vì cốc thạch anh có thành dày hơn
Vì cốc thạch anh có đáy dài hơn
Vì thạch anh cứng hơn thủy tinh
Vì thạch anh có hệ số nở khối nhỏ hơn thủy tinh

VẬN DỤNG
NHIỆM VỤ VỀ NHÀ
- Trả lời câu hỏi: 1,2,3 SGK/197.
- Làm bài tập: 7, 8, 9 SGK/197.
- Đọc trước bài mới: “Bài 13. Các hiện tượng bề mặt của chất lỏng” SGK/ 198 + trả lời các câu hỏi C1, C2, ..., C5.

Các nha sĩ khuyên không nên ăn thức ăn quá nóng.
Vì sao ?
Vì men răng dễ bị rạn nứt.
Vì sao bóng đèn điện tròn đang sáng, nếu bị nước mưa hắt vào thì dễ bị vỡ ngay?
Vì bóng đang dãn nở, gặp lạnh co lại đột ngột nên bị vỡ.
Vì sao khi đỗ nước nóng vào cốc thủy tinh dày thì cốc dễ bị vỡ ?
Do cốc dãn nở không đều ở mặt trong và mặt ngoài .
Tại sao khi lợp nhà bằng tôn người ta chỉ đóng đinh ở một đầu còn đầu kia phải để tự do?
Để tôn khi gặp nóng dãn nỡ sẽ không bị vênh.
SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA
VẬT RẮN
1
2
6
5
Tại sao khi đặt đường ray xe lửa, người ta không đặt các thanh ray sát khít nhau, mà phải để có khe hở giữa chúng?
Để khi gặp nóng các đường ray có khoảng trống dãn nở, làm đường ray không bị cong lên, dễ gây ra tai nạn.
Tại sao khi xây đúc nhà lớn người ta phải dùng thép và bê tông (hỗn hợp gồm xi măng, cát - sỏi, nước)?
Vì thép và bê tông nở vì nhiệt gần như nhau, nên làm cho nhà đúc sẽ bền vững hơn.
4
3
Câu 6: 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?
VẬN DỤNG
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+ αt)³
Do V ۪ = ℓ ۪³ => (1+βt) = (1+ αt)³
Do α rất nhỏ nên α³ càng nhỏ cho nên
nếu khai triển ta được:
β = 3α