Bài 36. Sự nở vì nhiệt của vật rắn

Vì sao giữa các thanh ray phải để hở một khoảng ?
SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN
Bài 36:
QUAN SÁT VIDEO, NÊU HIỆN TƯỢNG QUAN SÁT ĐƯỢC VÀ GIẢI THÍCH
SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN
I. SỰ NỞ DÀI
1. Thí nghiệm
1. Chỉ ra các dụng cụ sử dụng trong thí nghiệm và vai trò của chúng.
?
Sự nở dài:
1. Thí nghiệm
a) Dụng cụ:
+ Thanh đồng
+ Bình chứa nước kín có 2 van
+ Nước nóng
+ Nhiệt kế
+ Đồng hồ micrômét (đo l ).
b) Tiến hành thí nghiệm

BÀI 36: Sự nở vì nhiệt của vật rắn
30
1,67.10 -5
40
50
60
70
0,25
0,33
0,41
0,49
0,58
1,65.10 -5
1,64.10 -5
1,63.10 -5
1,66.10 -5
Một số thí nghiệm khảo sát sự nở dài của vật rắn trên cùng một loại vật liệu như sau:
 
 
 
 : độ nở dài tỉ đối.
Hệ số α có giá trị không đổi. :
l = l – l0 : độ nở dài của vật rắn (m).
t = t – t0 : độ tăng nhiệt độ của vật rắn ( 0C ).
Sự nở dài:
1. Thí nghiệm
c) Kết quả:
d) Nhận xét:


BÀI 36: Sự nở vì nhiệt của vật rắn
Thanh sắt
Thí nghiệm với các vật rắn khác
Thanh nhôm
Thí nghiệm với các vật rắn khác
Hệ số nở dài của một số chất rắn
BÀI 36: Sự nở vì nhiệt của vật rắn
Sự nở dài:
1. Thí nghiệm
c) Kết quả:
d) Nhận xét:
e) 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.
Trong đó:
l là độ nở dài
t là độ biến thiên nhiệt độ
 : hệ số nở dài ( 1/K hay K-1 ) phụ thuộc chất liệu của vật rắn
BÀI 36: Sự nở vì nhiệt của vật rắn
l = l – l0 = l0t
Sự nở dài:
1. Thí nghiệm
c) Kết quả:
d) Nhận xét:
e) Kết luận:
g) Vận dụng:

BÀI 36: Sự nở vì nhiệt của vật rắn
SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN
I. SỰ NỞ DÀI
Câu 1: Những thước đo chính xác thường được làm bằng hợp kim Inva (Ni-Fe). Tại sao người ta lại lựa chọn vật liệu là hợp kim Inva mà không lựa chọn Sắt, Thép?
Câu 2: Độ nở dài của vật rắn không phụ thuộc vào
A. Chiều dài ban đầu của vật.
B. Bản chất của vật.
C. Nhiệt độ của vật
D. Độ tăng nhiệt độ của vật.
Câu 3: Độ nở dài tỉ đối của thanh kim loại không phụ thuộc vào
A. Chiều dài ban đầu của vật.
B. Bản chất của vật liệu làm vật.
C. Độ tăng nhiệt độ của vật
D. Tất cả các đáp án trên
2
3
II. Sự nở khối:
1. Khái niệm


- Sự nở khối: sự tăng thể tích của vật rắn khi nhiệt độ tăng

Sự nở vì nhiệt của vật rắn
Như vậy, thể tích vật đã tăng lên khi nhiệt độ của vật rắn tăng lên
II. Sự nở khối:
2. Công thức



- Độ nở khối: ΔV=V – Vo=βVoΔt

Sự nở vì nhiệt của vật rắn
t = t –t0 : độ tăng nhiệt độ ( 0C)
V : thể tích của vật rắn ở nhiệt độ t ( m3 )
V = V –V0 : độ nở khối của vật rắn ( m3)
Sự nở vì nhiệt đặc biệt của nước
Lưu ý: công thức
ΔV=V – Vo=βVoΔt
cũng áp dụng được cho chất lỏng (trừ nước ở gần 40C)
SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN
I. SỰ NỞ DÀI
II. SỰ NỞ KHỐI
III. ỨNG DỤNG
Nêu một số ứng dụng về sự nở nhiệt trong cuộc sống?
?
III- ỨNG DỤNG

- Trong kĩ thuật chế tạo và lắp đặt máy móc hoặc xây dựng công trình, người ta phải tính toán để:
+ Khắc phục tác dụng có hại của sự nở vì nhiệt:
Ứng dụng
Tại sao ở chỗ tiếp nối hai đầu thanh ray xe lửa lại có một khoảng hở ?

Trả lời: Người ta đặt khe hở như vậy để khi trời nóng, đường ray nở dài ra do đó nếu không có khe hở, sự nở vì nhiệt của đường ray sẽ bị ngăn cản gây ra lực lớn làm cong đường ray.
 
Các ống nước bằng kim loại lại phải uốn cong
Để khi ống bị nở dài thì đoạn cong này chỉ biến dạng mà không bị gãy
* 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…
Ứng dụng
Ở đầu cán (chuôi) dao, liềm bằng gỗ, thường có một cái khâu bằng sắt dùng để giữ lưỡi dao, liềm. Tại sao khi lắp khâu người thợ rèn phải nung nóng khâu rồi mới tra vào cán ?

Trả lời: Phải nung nóng khâu dao, liềm vì khi được nung nóng, khâu nở ra đẻ lắp vào cán, và khi khâu nguội đi co lại xiết chặt vào cán
Đèn báo điện
Ti?p di?m
Bang kộp
Lá đồng
Lá thép
?ng dụng của bang kép trong hoạt động của bàn là
Ứng dụng
Băng kép (gồm hai thanh kim loại khác nhau như đồng và thép được tán chặt sát với nhau) được sử dụng ở các thiết bị tự động đóng – ngắt mạch điện khi nhiệt độ thay đổi.
Lúc đầu băng kép thẳng, mạch điện đóng, đèn sáng. Khi đã đủ nóng, băng kép cong lại về phía thanh đồng làm ngắt mạch điện.
Hệ thống hóa kiến thức
Sự nở vì nhiệt của vật rắn
Sự nở dài
Sự nở khối
Sự nở dài là sự tăng độ dài của vật rắn khi nhiệt độ tăng.
Sự nở khối là sự tăng thể tích của vật rắn khi nhiệt độ tăng.
Δl = l – l0 = αl0Δt
V = V – V0 = V0t.
Ứng dụng
- Khắc phục tác hại của sự nở vì nhiệt
- Lợi dụng sự nở vì nhiệt
BÀI TẬP VẬN DỤNG
Câu 1: Ứng dụng nào sau đây không phải của hiện tượng nở vì nhiệt?
A. Giữa hai thanh ray đường sắt có một khe hở.
B. Những dây dẫn điện thường được căng hơi trùng.
C.Cốc thủy tinh nóng lên khi rót nước nóng vào.
D. Các ống dẫn thường có những chỗ uốn cong
TRẢ LỜI
BÀI TẬP VẬN DỤNG
Câu 2: Nguyên tắc hoạt động của dụng cụ nào sau đây không liên quan đến sự nở vì nhiệt?
A. Đồng hồ điện tử.
B. Nhiệt kế kim loại.
C. Áptômát
D. Rơle nhiệt.
TRẢ LỜI
BÀI TẬP VẬN DỤNG
Câu 3: Hiện tượng nào sau đây do sự nở vì nhiệt gây ra?
A. Nước đọng lại bên ngoài cốc nước đá.
B. Thanh kim loại bị kéo dãn.
C. Thanh kim loại bị uốn cong.
D. Cốc thủy tinh bị vỡ khi rót nước nóng vào.
TRẢ LỜI
Vì sao các nha sĩ khuyên không nên ăn thức ăn quá nóng?
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 đèn dãn nở, gặp lạnh co đột ngột nên bị vỡ.
Vì sao đổ 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 nở 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 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
Vật lý – xung quanh ta
Vật lý – xung quanh ta