Bài 36. Sự nở vì nhiệt của vật rắn

SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN
Bài 36
I. SỰ NỞ DÀI
1. Thí nghiệm:
a. Tiến hành thí nghiệm:
Thí nghiệm khảo sát sự nở dài của vật rắn. (Khảo sát sự thay đổi chiều dài của vật rắn khi nhiệt độ của nó thay đổi).
Dụng cụ :
Thanh đồng
Bình chứa nước kín có 2 van
Nước nóng
Nhiệt kế
Đồng hồ micrômét (đo l ).
Bài 36: SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN
Mục đích :
1. Thí nghiệm:
a. Tiến hành thí nghiệm:
I. SỰ NỞ DÀI
Bài 36: SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN
Tiến hành :
Dụng cụ :
Mục đích :
l = l – l0
l0 = 500 mm
t = t – t0
t0 = 200C
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
1. Thí nghiệm:
I. SỰ NỞ DÀI
a. Tiến hành thí nghiệm :
Bài 36: SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN
Tiến hành :
Dụng cụ :
Mục đích :
Kết quả :
Với:
 : độ nở dài tỉ đối.
Hay :
1. Thí nghiệm:
I. SỰ NỞ DÀI
b. Nhận xét :
a. Tiến hành thí nghiệm :
Bài 36: SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN
Hệ số α có giá trị không đổi. Như vậy ta có thể viết :
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).
Thanh sắt
1. Thí nghiệm:
I. SỰ NỞ DÀI
b. Nhận xét :
a. Tiến hành thí nghiệm :
Bài 36: SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN
c. Thí nghiệm với các vật rắn khác
Thanh nhôm
1. Thí nghiệm:
I. SỰ NỞ DÀI
b. Nhận xét :
a. Tiến hành thí nghiệm :
Bài 36: SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN
c. Thí nghiệm với các vật rắn khác
Làm thí nghiệm với các vật rắn có độ dài và chất liệu khác nhau ta thu được kết quả tương tự, nhưng hệ số α có giá trị thay đổi phụ thuộc chất liệu của vật rắn.
2. Kết luận:
Sự nở dài là sự tăng độ dài của vật rắn khi nhiệt độ tăng.
 : gọi là hệ số nở dài của vật rắn ( 1/K hay K-1 )
l: chiều dài vật rắn ở nhiệt độ t (m).
l0 : chiều dài vật rắn ở nhiệt độ t0 (m).
1. Thí nghiệm:
I. SỰ NỞ DÀI
b. Nhận xét :
a. Tiến hành thí nghiệm :
Bài 36: SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN
Trong đó:
c. Thí nghiệm với các vật rắn khác
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
1. Thí nghiệm:
I. SỰ NỞ DÀI
b. Nhận xét :
a. Tiến hành thí nghiệm :
c. Thí nghiệm với các vật rắn khác
Bài 36: SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN
2. Kết luận:
Câu C2:
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.
Nếu t = 1 thì

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.
Quả cầu chui lọt qua vòng tròn
Dùng lửa nung nóng quả cầu
Thả quả cầu xuống vòng tròn
Bài 36: SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN
Như vậy, thể tích vật đã tăng lên khi nhiệt độ của vật rắn tăng lên
Sự nở khối là sự tăng thể tích của vật rắn khi nhiệt độ tăng.
Trong đó:
V0 : thể tích của vật rắn ở nhiệt độ t0 ( m3 )
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)
II. SỰ NỞ KHỐI
Độ nở khối của vật rắn (đồng chất, đẳng hướng) được xác định theo công thức:
III. ỨNG DỤNG
- Khắc phục tác dụng có hại của sự nở vì nhiệt để các vật rắn không bị cong hoặc nứt gãy khi nhiệt độ thay đổi.
Bài 36 : SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN
I. SỰ NỞ DÀI
II. SỰ NỞ KHỐI
III. ỨNG DỤNG
2. Kết luận:
1. Thí nghiệm:
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.
CỦNG CỐ
Câu 1 : 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 dày hơn.
B. Vì cốc thạch anh có đáy dày hơn.
C. Vì cốc thạch anh cứng hơn thủy tinh.
D. Vì thạch anh có hệ số nở khối nhỏ hơn thủy tinh.
Câu 2: Một thanh thép ở 0oC có độ dài 0,5 m. Tính chiều dài của thanh thép ở 20oC. Biết hệ số nở dài của thép là 12.10-6 (K-1 ).
A. 0,62 m.
B. 0,50012 m.
C. 0,512 m.
D. Một kết quả khác.
CỦNG CỐ
Câu 3: 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 ).
CỦNG CỐ
Giải
Độ nở dài của mỗi thanh ray bằng: