Bài 36. Sự nở vì nhiệt của vật rắn

Chào mừng cô và các bạn cùng đến với bài thuyết trình của nhóm chúng em
Quá hoang đường!
Hết sức phi lí!
Sự nở vì nhiệt của vật rắn
Sự nở vì nhiệt
của chất rắn
Ứng dụng
Sự nở khối
Sự nở dài
Sự nở vì nhiệt
của vật rắn
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

3
6
Sự nở vì nhiệt
của vật rắn
Sự nở dài:
1. Thí nghiệm
c) Kết quả:


3
6
30
0,25
0,33
0,41
0,49
0,58
1,67.10 -5
1,65.10 -5
1,64.10 -5
1,63.10 -5
1,66.10 -5
40
50
60
70
Với:
Với sai số 5% coi như α không thay đổi α = (1,65 0,08).10-5 K-1.
 : 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 ).
l: chiều dài vật rắn ở nhiệt độ t (m).
l0 : chiều dài vật rắn ở nhiệt độ t0 (m).
Sự nở vì nhiệt
của vật rắn
3
6
Sự nở dài:
1. Thí nghiệm
c) Kết quả:
d) Nhận xét:


3
6
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
3
6
Sự nở vì nhiệt
của vật rắn
Sự nở dài:
1. Thí nghiệm
c) Kết quả:
d) Nhận xét:
e) Kết luận:
g) Bài tập:

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 ).
Giải
Độ nở dài của mỗi thanh ray bằng:
Thanh sắt
Sự nở vì nhiệt
của vật rắn
3
6
Thí nghiệm với các vật rắn khác
Sự nở vì nhiệt
của vật rắn
3
6
Thanh nhôm
Thí nghiệm với các vật rắn khác
Hệ số nở dài của một số chất rắn
Như vậy hệ số nở dài của thanh rắn có trị số bằng độ giãn tỉ đối của thanh rắn khi nhiệt độ của nó tăng thêm một độ.

Tại sao người ta làm thước đo độ chính xác bằng hợp kim Inva mà không phải bằng thép thường ?
Vì hệ số nở dài của Inva nhỏ, khi nhiệt độ không quá lớn thì kích thước của thước thực tế không đổi.
Sự nở vì nhiệt
của vật rắn
3
6
Sự nở vì nhiệt của vật rắn
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 khối thật vi diệu ^ ^
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)
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
Ứng dụng
Tại sao ở chỗ tiếp nối hai đầu thanh ray xe lửa lại có một khoảng hở ?

Trả lời: Người ta đạt 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.
 
Ứng dụng
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
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 ....
Ứng dụng
Đèn báo điện
Tiếp điểm
Băng kép
Lá đồng
Lá thép
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.
1. Một cách làm cho thể tích của vật rắn tăng (6 ô)
2. Hiện tượng xảy ra khi vật rắn được nung nóng (4 ô)
3. Điều gì của một chuyển động cho biết mức độ nhanh chậm của chuyển động (15 ô)
4. Dụng cụ để đo thể tích của chất lỏng (10 ô)
5 . Tốc độ trung bình trên mọi cung tròn như thế nào (7 ô)
6. Dụng cụ dùng để đo nhiệt độ (7 ô)
7. Từ dùng để so sánh sự nở dài của nhôm và Inva (8 ô)
8. Đơn vị đại lượng này là oC (7 ô)
9. Từ dùng để chỉ chỉ sự thay đổi thể tích của vật rắn khi bị hơ nóng (7 ô)
Sự nở vì nhiệt là sự tăng kích thước của các vật rắn khi nhiệt độ tăng do bị nung nóng
 Độ nở dài của vật rắn tỉ lệ với độ dài lo của nó ở 0°C và độ tăng nhiệt độ t:
 Độ nở khối của vật rắn tỉ lệ với thể tích Vo của nó ở 0°C và độ tăng nhiệt độ t:
  với
Tổng kết
Merci beaucoup