Bài tập dãn nở vì nhiệt lý 11 năm 2024

Độ nở dài \(\Delta l\) của vật rắn tỉ lệ với độ tăng nhiệt độ \(\Delta t\) và độ dài ban đầu \(l_0\) của vật đó.

\(\Delta l = l - {l_0} = \alpha {l_0}\Delta t\)

Trong đó:

+ \(\Delta t= t-t_0\)

+ \(\alpha\) là hệ số nở dài có đơn vị là \(K^{-1}\) hay \(1/K\) (giá trị \(\alpha\) phụ thuộc vào chất liệu của vật rắn).

II. Sự nở khối.

Sự tăng thể tích của vật rắn khi nhiệt độ tăng gọi là sự nở khối.

Độ nở khối \(\Delta V = V - {V_0} = \beta {V_0}\Delta t\) với \(\beta = 3\alpha \) gọi là hệ số nở khối, \(\beta\) có đơn vị là \(K^{-1}\) hay \(1/K\).

III. Ứng dụng.

- Lồng ghép đai sắt vào các bánh xe

- Chế tạo băng kép dùng làm rơle đóng – ngắt tự động mạch điện.

- Chế tạo các ampe kế nhiệt.

- Đầu thanh ray đường sắt phải có khe hở để khi nhiệt độ tăng, đường ray không bị uốn cong khi tàu đi qua.

Khi nhiệt độ thay đổi thì kích thước của vật rắn theo mọi phương đều thay đổi. Nếu ta xét sự thay đổi kích thước của của vật rắn chỉ theo một phương nào đó, thì ta có sự nở dài của vật rắn.

Trong thực tế, người ta khảo sát sự nở dài bằng cách khảo sát sự thay đổi chiều dài của một thanh rắn theo nhiệt độ, mà không quan tâm đến sự thay đổi tiết diện ngang của thanh

Trong các bảng số vật lí người ta ghi hệ số nở dài, chứ không ghi hệ số nở khối của chất rắn.

Vì tháp Eiffel được làm chủ yếu từ sắt nên sự thay đổi nhiệt độ ảnh hưởng đến chiều cao của tháp do hiệu ứng giãn nở nhiệt.Vào mùa đông tháp Eiffel bị co lại và ngắn đi 10 cm, ngược lại vào mùa hè tháp cũng cao lên 15–17 cm.

II. BÀI TẬP MINH HOẠ:

Câu 1: Khi xây cầu, thông thường một đầu cầu người ta cho gối lên các con lăn. Hãy giải thích cách làm đó?

Giải:

Khi xây cầu, thông thường một đầu cầu người ta cho gối lên các con lăn để khi có sự dãn nở con lăn sẽ di chuyển → tránh hiện tượng bị cong do tác hại của sự dãn nở vì nhiệt.

Câu 2: Cho ba thanh kim loại nhôm, đồng, sắt có cùng chiều dài ban đầu là 100 cm. Khi tăng thêm 500C thì độ tăng chiều dài của chúng theo thứ tự trên lần lượt là 0,12 cm; 0,086 cm; 0,060 cm. Trong ba chất đồng, nhôm và sắt, cách sắp xếp nào sau đây là đúng theo thứ tự từ chất dãn nở vì nhiệt nhiều nhất đến chất dãn nở vì nhiệt ít nhất?

Giải: thứ tự đúng là nhôm - đồng - sắt

Câu 3: Người ta sử dụng hai cây thước khác nhau để đo chiều dài. Một cây thước bằng nhôm và một cây thước làm bằng đồng. Nếu nhiệt độ tăng lên thì dùng hai cây thước để đo thì cây thước nào sẽ cho kết quả chính xác hơn? Biết đồng nở vì nhiệt kém hơn nhôm.

Giải: Dùng thước đo bằng đồng sẽ cho kết quả chính xác hơn vì đồng ít giãn nở vì nhiệt hơn.

Câu 4: Khi đun nóng một hòn bi bằng sắt thì xảy ra hiện tượng nào về thể tích và khối lượng riêng?

Giải:Thể tích tăng lên do sự giãn nở vì nhiệt, nhưng khối lượng riêng giảm (do khối lượng viên bi không đổi mà thể tích tăng nên khối lượng riêng giảm)

Một sản phẩm của công ty TNHH Giáo dục Edmicro

CÔNG TY TNHH GIÁO DỤC EDMICRO MST: 0108115077 Địa chỉ: Tầng 5 Tòa nhà Tây Hà, số 19 Đường Tố Hữu, Phường Trung Văn, Quận Nam Từ Liêm, Thành phố Hà Nội, Việt Nam