Bài 36. Sự nở vì nhiệt của vật rắn

KIỂM TRA BÀI CŨ
1.Thế nào là biến dạng cơ của vật rắn?
2.Phát biểu và viết công thức định luật Húc về biến dạng cơ của vật rắn?
3.Viết công thức tính lực đàn hồi trong vật rắn?
Một thanh thép bị dãn khi ta kéo một lực đủ lớn. Còn cách nào khác để làm thanh thép đó dãn ra mà ta không tác dụng lực kéo?
Sự nở vì nhiệt của vật rắn
Bài 36:
Sự nở vì nhiệt của vật rắn
I.Sự nở dài
II.Sự nở khối
III.Ứng dụng
- Thanh đồng
- Bình chứa nước kín có 2 van
- Nước nóng
- Nhiệt kế
- Đồng hồ micrômét(đo l).
a, Dụng cụ :
I .Sự nở dài
1. Thí nghiệm:
b.Tiến hành thí nghiệm
I .Sự nở dài
1. Thí nghiệm:
I - SỰ NỞ DÀI
1. Thí nghiệm
ℓ0
ℓ0 Δℓ
ở nhiệt độ ban đầu to chiều dài thanh là ℓo
Ở nhiệt độ sau t ( t > t0) chiều dài thanh là l
c, Kết quả
ℓ
Độ nở dài của thanh: l= l-lo
- Ban đầu:
+ Nhiệt độ thanh đồng: t0 = 20oC.
+ Độ dài thanh đồng: l0 = 500mm.
- Khi tăng đến nhiệt độ t:
+ Độ tăng nhiệt độ: t = t – t0
+ Độ nở dài của thanh đồng: l = l - l0
I - SỰ NỞ DÀI
1. Thí nghiệm
c, Kết quả
C1 :
-Tính
α = l/(l0. t)
-xác định giá trị trung bình của α
-Với sai số khoảng 5%,hãy nhận xét xem α có thay đổi không?
30
1,67.10 -5
40
50
60
70
0,25
0,33
0,41
0,49
0,58
α = l / (l0. t)
1,65.10 -5
1,64.10 -5
1,63.10 -5
1,66.10 -5
* Giá trị trung bình của α:
* Sai số tuyệt đối: α  0,08.10-5K-1.
* Ghi kết quả phép đo:
α = (1,65 0,08).10-5K-1.
I - SỰ NỞ DÀI
1. Thí nghiệm
 Với sai số 5% coi như α không thay đối
Làm thí nghiệm với các vật rắn có độ dài và chất liệu khác nhau.
 Kết quả thí nghiệm tương tự, nhưng hệ số α có giá trị thay đổi phụ thuộc vào chất liệu của vật rắn.
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.
Thế nào là sự nở dài?
I - SỰ NỞ DÀI
Độ nở dài Δl = l – l0 = αl0Δt
Độ nở dài phụ thuộc vào yếu tố nào?
C2:hãy cho biết ý nghĩa hệ số nở dài α
Từ α = l /(l0.t)
 Khi t = 1 (nhiệt độ tăng thêm 1 độ)
2. Kết luận
I - SỰ NỞ DÀI
thì α = l/l0=ε
“Hệ số nở dài của vật rắn có trị số bằng độ nở dài tỉ đối của vật rắn khi nhiệt độ của nó tăng thêm 1 độ”.
Bài tập ví dụ: SGK/196.
Giải:
Ta có:
Δl = αl0Δt
= 11.10-6.12,5.(50-15)
= 0,00481 m
=4,81 mm
Tóm tắt:
t0 = 15oC
l0 = 12,5m
t = 50oC
α = 11.10-6 K-1
Δl = ?
II - SỰ NỞ KHỐI
ở nhiệt độ ban đầu t0
ở nhiệt độ sau t > t0
lo
Vo
l= lo+∆l
V=Vo+ ∆V
- Sự tăng thể tích của vật rắn khi nhiệt độ tăng gọi là sự nở khối.
Với vật rắn đồng chất và đẳng hướng:
V = V – V0 = V0t.
V : Độ nở khối
: hệ số nở khối (1/K hay K -1)
3α.
II - SỰ NỞ KHỐI
Thế nào là sự nở khối?
Sự nở vì nhệt đặc biệt của nước
* Lưu ý: công thức ΔV=V – Vo=βVoΔt cũng áp dụng được cho chất lỏng (trừ nước ở gần 40C)
II - SỰ NỞ KHỐI
III . Ứng dụng(SGK/196).
Khắc phục tác hại của sự nở vì nhiệt: làm cho các vật rắn không bị cong hoặc nứt gãy khi nhiệt độ thay đổi.
SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN
- Giữa hai đầu thanh ray đường sắt 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.
- Có khoảng cách giữa các nhịp cầu
ở gối đỡ ở hai đầu cầu của một số cầu thép. Hai gối đỡ đó có cấu tạo không giống nhau . Một đầu được đặt lên các con lăn, tạo điều kiện cho cầu dài ra khi nóng lên mà không bị ngăn cản.

III. Ứng dụng(SGK/196)
Lợi dụng sự nở vì nhiệt.
Bài 36: Sự nở vì nhiệt của vật rắn
Băng kép(dùng trong các rơle đóng-ngắt mạch điện tự động)
Băng kép gồm 2 thanh kim loại khác nhau như đồng và thép được tán chặt sát với nhau. Ở nhiệt độ bình thường băng kép thẳng. Khi đốt nóng hay làm làm lạnh băng kép sẽ bị cong đi.
Băng kép
Băng kép
Các phép đo vào ngày 01/01/1890 và ngày 01/07/1890 cho thấy sau 6 tháng tháp đã cao thêm 10 cm.
Tháp ÉpPhen
Mở rộng
khi xây các nhà lớn người ta phải dùng thép và bê tông vì Bêtông (là ximăng trộn với nước và cát, sỏi) nở vì nhiệt như thép. Nhờ đó mà các trụ Bêtông cốt thép không bị nứt khi nhiệt độ ngoài trời thay đổi.
Câu 1: 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 dày hơn
Vì thạch anh cứng hơn thủy tinh
Vì thạch anh có hệ số nở khối nhỏ hơn thủy tinh
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.

Củng cố
Câu 3:Một thước nhôm ở 200C có độ dài 2000cm .Khi nhiệt độ tăng đến 500C,Thước thép này dài thêm bao nhiêu?
A.0,4cm
B.1,44cm
C.0,242cm
D.5,2cm
∆l=αl0 ∆t=24.10-6.2000.30=1,44cm