Ví dụ về sự nở khối của vật rắn

Hay nhất

Lỏng:khi đun nước, nếu đổ đầy nước vào ấm thì khi nhiệt độ tăng nước sẽ tràn ra làm tắt lửa. Thủy ngân được dùng làm nhiệt kế, khi nhiệt độ tăng, thủy ngân giãn nở nhiệt và dâng lên.
Rắn:người ta lợp mái tôn hình công vì khi chịu ảnh hưởng của nhiệt độ, mái tôn sẽ nở ra vì nhiêt. người ta để khoảng cách giữa 2 thanh ray trên đường tàu vì khi nhiệt độ cao, 2 thanh ray sẽ nở ra vì nhiệt.
Khí:không nên đậy nắp ngay vào phích khi vừa rót nước vào nếu ko sẽ bật nắp ra vì không khí trong phích gặp nhiệt độ nóng của nước sẽ nở ra đẩy nắp lên. Mùa hè, ko nên bơm xe quá căng vì khi nhiệt độ cao, không khí trong lốp sẽ nở ra và làm nổ lốp. Khi một quả bóng bàn bị kẹp, ta ngâm quả bóng bàn trong nước ấm , khôngkhí trong quả bóng nở ra tác dụng một lức đẩy lên vỏ quả làm vỏ quả phồng lên.

I. SỰ NỞ DÀI  

1. Thí nghiệm   

Ta có công thức:

$\varepsilon  = \frac{{\left| {\Delta l} \right|}}{{{l_o}}} = \alpha \Delta t$

Trong đó:

$\varepsilon  = \frac{{\left| {\Delta l} \right|}}{{{l_o}}}$ là độ nở dài tỉ đối;

$\Delta t = t - {t_o}$ là độ tăng nhiệt độ của thanh đồng.

Sự nờ vì nhiệt của vật rắn là sự tăng kích thước của vật rắn khi nhiệt độ tăng do bị nung nóng.

2. Kết luận   

Độ nở dài $\Delta l$ của vật rắn [hình trụ đồng chất] tỉ lệ với độ tăng nhiệt độ $\Delta t$ và độ dài ban đầu ${l_o}$ của vật đó.

Độ nở dài của vật rắn tỉ lệ thuận với độ tăng nhiệt độ $\Delta t$ và độ dài ban đầu ${l_o}$ của vật rắn đó.

$\Delta l = l - {l_o} = \alpha {l_o}\Delta t$

Trong đó:

- $\alpha $ hệ số nở dài, đơn vị là 1/K hay ${K^{ - 1}}.$

Bảng hệ số nở dài của một số chất rắn

II. SỰ NỞ KHỐI

Khi bị nung nóng, kích thước của vật rắn tăng theo mọi hướng nên thể tích của nó cũng tăng. Sự tăng thể tích của vật rắn khi nhiệt độ tăng gọi là sự nở khối.

Độ dài nở khối của vật rắn tỉ lệ với độ tăng nhiệt độ $\Delta t$ và thể tích ban đầu ${V_o}$ của vật đó.

$\Delta V = V - {V_o} = \beta {V_o}\Delta t$

Trong đó:  

- ${V_o}$ là thể tích của vật rắn ở nhiệt độ đầu ${t_o}$ và $V$ thể tích ở nhiệt độ cuối $t$;

- $\Delta t = t - {t_o}$ là độ tăng nhiệt độ

- $\beta $ là hệ số nở khối $\beta  = 3\alpha $ và có cùng đơn vị là 1/K hay ${K^{ - 1}}.$

III. ỨNG DỤNG

- Trong kĩ thuật chế tạo và lắp đặt máy móc hoặc xây dựng công trình. Ví dụ: giữa đầu các thanh ray của đường sắt phải có khe hở; hai đầu cầu sắt phải đặt trên các gối đỡ xê dịch được trên các con lăn; 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;...

- Lồng ghép đai sắt vào các bánh xe, để chế tạo băng kép dùng làm rơle đóng - ngắt tự động mạch điện; hoặc để chế tạo các ampe kế nhiệt, hoạt động dựa trên tác dụng nhiệt của dòng điện, dùng đo cả dòng điện một chiều và xoay chiều ;...

4. Luyện tập Bài 36 Vật lý 10

Qua bài giảng Sự nở vì nhiệt của vật rắn​ này, các em cần hoàn thành 1 số mục tiêu mà bài đưa ra như :

• Phát biểu được quy luật về sự nở dài và sự nở khối của vật rắn.

• Nêu được ý nghĩa vật lý và đơn vị đo của hệ số nở dài và hệ số nở khối.

• Vận dụng thực tiễn của việc tính toán độ nở dài và độ nở khối của vật rắn trong đời sống và kỹ thuật.

4.1. Trắc nghiệm

Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật lý 10 Bài 36 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết. 

• Câu 1:

  Mỗi thanh ray của đường sắt ở nhiệt độ \[15^oC\] có độ dài là 12,5m. Nếu hai đầu các thanh ray khi đó chỉ đặt cách nhau 4,50mm, thì các thanh ray  này có thể chịu được nhiệt độ lớn nhất bằng bao nhiêu để chúng không bị uốn cong do tác dụng nở nhiệt? Cho biết hệ số nở dài của mỗi thanh ray là \[\alpha  = {12.10^ - }^6{K^ - }^1.\]

  • A. \[t_{max} = 45^o\]C
  • B. \[t_{max} = 15^o\]C
  • C. \[t_{max} = 90^o\]C
  • D. \[t_{max} = 60^o\]C

• Câu 2:

  Một dây tải điện ở \[20^oC\] có độ dài 1 800m. Hãy xác định độ nở dài của dây tải điện này khi nhiệt độ tăng lên đến \[50^oC\] về mùa hè. Cho biết hệ số nở dài của dây tải điện là \[\alpha  = 1,{5.10^ - }^6{K^ - }^1\]

  • A. 0,31m
  • B. 0,62m
  • C. 0,22m
  • D. 0,44m

• Câu 3:

  Khối lượng riêng của sắt ở  \[800^oC\] bằng bao nhêu? Biết khối lượng riêng của nó ở  \[0^oC\] là  \[7,800.10^3kg/m^3\]

  • A. \[7,900.10^3kg/m^3\]
  • B. \[7,589.10^3kg/m^3\]
  • C. \[7,485.10^3kg/m^3\]
  • D. \[7,800.10^3kg/m^3\]

• Câu 4:

  Độ nở dài của vật rắn không phụ thuộc vào:

  • A. bản chất của vật.
  • B. nhiệt độ của vật.
  • C. chiều dài ban đầu.
  • D. độ tăng nhiệt độ.

• Câu 5:

  Một thước thép ở \[20^oC\] có độ dài 1 000mm. Khi nhiệt độ tăng đến \[40^oC\] , thước thép này dài thêm bao nhiêu?

  • A. 2,4 mm.
  • B. 3,2 mm.
  • C. 0,24 mm.   
  • D. 4,2 mm.

Câu 6- Câu 14: Xem thêm phần trắc nghiệm để làm thử Online 

4.2. Bài tập SGK và Nâng cao 

Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật lý 10 Bài 36 để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.

Bài tập 36.2 trang 87 SBT Vật lý 10

Bài tập 36.3 trang 87 SBT Vật lý 10

Bài tập 36.4 trang 87 SBT Vật lý 10

Bài tập 36.5 trang 87 SBT Vật lý 10

Bài tập 36.6 trang 88 SBT Vật lý 10

Bài tập 36.7 trang 88 SBT Vật lý 10

Bài tập 36.8 trang 88 SBT Vật lý 10

Bài tập 36.9 trang 88 SBT Vật lý 10

Bài tập 36.10 trang 88 SBT Vật lý 10

Bài tập 36.11 trang 88 SBT Vật lý 10

Bài tập 36.12 trang 89 SBT Vật lý 10

Bài tập 36.13 trang 89 SBT Vật lý 10

5. Hỏi đáp Bài 36 Chương 7 Vật lý 10

Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý Chúng tôi sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!

Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!

Rắn:

1] người ta lợp mái tôn hình công vì khi chịu ảnh hưởng của nhiệt độ, mái tôn sẽ nở ra vì nhiêt. người ta để khoảng cách giữa 2 thanh ray trên đường tàu vì khi nhiệt độ cao, 2 thanh ray sẽ nở ra vì nhiệt

2] Khi ta nung nóng 1 mảnh tôn, mảnh tôn sẽ nở ra vì nhiệt

3] Yên xe đạp để ngoài trời nắng lâu sẽ nở ra vì nhiệt

Sự nở vì nhiệt của chất rắn – Nhiệt độ thay đổi có thể làm thể tích của một vật thay đổi hay không? Đây sẽ là câu hỏi khó nếu như các em chưa từng được biết đến sự nở vì nhiệt của chất rắn. Trên thực tế, khi nhiệt độ thay đổi, chất rắn và chất lỏng cũng có sự thay đổi nhất định. Đây chính là những kiến thức hay ho thú vị mà bộ môn vật lý lớp 6 đem đến cho các em. Còn rất nhiều ứng dụng thực tế của sự nở vì nhiệt của chất rắn xuất hiện quanh chúng ta. Bài viết ngày hôm nay, chúng ta hãy cùng nhau tìm hiểu về chủ đề này nhé!

Lý thuyết sự nở vì nhiệt của chất rắn

Các nhà vật lý đã nghiên cứu và chúng minh được những định lý liên quan đến sự nở vì nhiệt của chất rắn. Khi nhiệt độ tăng lên, các chất rắn đều nở ra. Và khi nhiệt độ giảm xuống, các chất rắn co lại. Nói ngắn gọn, chất rắn nở ra khi nhiệt độ tăng cao và co lại khi gặp lạnh. Đây chính là lý thuyết về sự nở vì nhiệt của chất rắn. Trong thực tế, có rất nhiều trường hợp chúng ta đã được gặp, chính là ứng dụng của điều này. Tuy nhiên, có thể chúng ta không nhận ra, hoặc chưa biết đến.

Các chất rắn khác nhau có sự nở vì nhiệt khác nhau

Vật rắn có thể được cấu tạo từ các chất liệu khác nhau. Các chất rắn mang theo chất liệu khác nhau có sự nở vì nhiệt khác nhau. Ví dụ như một vật được làm bằng đồng sẽ có sự nở vì nhiệt khác vật làm bằng nhôm. Điều này đã được các nhà vật lý học chứng minh. Và đã có riêng những con số để nói lên sự nở vì nhiệt của các chất. Sự nở vì nhiệt của chất rắn thật sự rất quan trọng. Nó ảnh hưởng nhiều trong cuộc sống hằng ngày của chúng ta.

Thí nghiệm sự nở vì nhiệt của chất rắn

Đối với chất rắn, người ta phân biệt sự nở dài và sự nở khối. Nếu chúng ta chỉ xét vật theo một phương nhất định. Chúng ta thấy có sự thay đổi về chiều dài của vật thì đây chính là sự nở dài. Tuy nhiên, vật còn có cả sự nở khối nhưng chúng ta không khảo sát điều này. Trong các bảng số liệu vật lý, người ta cũng thường ghi hệ số nở dài của chất. Thay vì ghi hệ số nở khối của chất. Sự nở vì nhiệt của chất rắn có thể được xét trên nhiều phương diện khác nhau.

Sự nở dài của chất rắn

Để hiểu hơn về sự nở dài của chất rắn, chúng ta hoàn toàn có thể thực hiện một thí nghiệm đơn giản sau đây. Chuẩn bị một thanh kim loại đồng chất, một đầu được gắn chặt cố định. Một bên khác chuẩn bị một lẫy để có thể mở rộng góc đo khi thanh giãn nở vì nhiệt. Thực hiện thí nghiệm bằng cách lắp đặt giá thí nghiệm, bố trí thí nghiệm. Sau đó nung nóng thanh kim loại. Quan sát sự mở rộng góc đo sau khoảng thời gian bị nung nóng. Điều này cho thấy sự nở dài vì nhiệt của chất rắn. Vật rắn đã bị biến dạng khi nhiệt độ thay đổi.

Ứng dụng của sự nở vì nhiệt của các chất là khác nhau

Sự nở vì nhiệt của chất rắn theo chiều dài được gọi là sự nở dài. Ở đây, chúng ta xem xét về chiều dài của vật trước và sau khi nung nóng. Chiều dài lúc sau khi nung nóng sẽ tăng thêm một đoạn. Đây chính là sự nở dài của thanh cứng đó khi nhiệt độ tăng lên. Chúng ta có thể quy ước sự nở dài của chất rắn theo biểu thức có trong sách giáo khoa của các em. Trong đó denta l chính là độ dài tăng lên của thanh rắn.

Sự biến đổi hình dạng của chất rắn

Ngoài ra, sau khi nhiệt độ của thanh cứng trở về như ban đầu, kích thước này cũng có thể co lại. Nhiệt độ giảm đi cũng làm cho kích thước, chiều dài của vật cứng giảm bớt. Đây chính là nguyên lý của sự nở vì nhiệt của chất rắn. Ngoài ra, vật rắn còn có thể xét trên sự nở khối vì nhiệt.

Sự nở khối của chất rắn

Đối với những vật có hình dáng thuôn dài thì chúng ta có thể dễ dàng đo được sự nở dài. Thế nhưng, với những vật rắn hình cầu thì sao. Làm thế nào để chúng ta có thể đo được sự nở vì nhiệt của chất rắn này. Đây chính là lý do chúng ta xét đến sự nở khối của chất rắn. Những vật có hình dáng như hình cầu, hình hộp thì chúng ta sẽ xét đến sự nở khối. Khi nhiệt độ của vật rắn đó tăng lên, thì thể tích của vật rắn đó cũng tăng lên. Chúng ta có thể làm thí nghiệm với viên bi cứng bằng đồng.

Chuẩn bị thí nghiệm sự nở vì nhiệt

Chuẩn bị một viên bi bằng đồng, một vòng kim loại để viên bi chui qua dễ dàng. Nung nóng viên bi đồng, thử lại xem viên bi có thể lọt qua vòng kim loại hay không. Nếu viên bi không lọt qua, thì đây chính là sự nở khối vì nhiệt của viên bi. Chú ý nên chọn vòng kim loại có kích thước sát với kích thước của viên bi để làm thí nghiệm này chuẩn hơn. Sự nở vì nhiệt không chỉ là sự nở dài mà còn là sự nở khối. Khi nhiệt độ xung quanh tăng lên, dễ đến nhiệt độ của vật rắn cũng tăng lên. Từ đó dẫn đến sự thay đổi trong kích thước và thể tích của vật.

>>> Tìm hiểu thêm

Tìm hiểu về ròng rọc cố định? Giải đáp kiến thức vật lý 6

Chuyển động cơ học là gì? Các dạng bài tập cần lưu ý

Phương pháp giải bài tập

Chắc hẳn các em sau khi học xong chủ đề này sẽ có rất nhiều những bài tập liên quan. Từ những dạng bài trắc nghiệm lý thuyết cho đến tính toán, vận dụng thực tế. Các em sẽ được thầy cô trên lớp cho thực hiện và vận dụng. Tuy nhiên, các em đã ghi nhớ được phương pháp giải cho tất cả các dạng bài này hay chưa. Điều đầu tiên chính là các em cần phải nắm rõ lý thuyết.

Ứng dụng sự nở vì nhiệt của chất rắn

Lý thuyết cần nhớ

• Các chất rắn đều nở ra vì nhiệt. Khi nhiệt độ tăng cao, chất rắn sẽ nở ra. Khi nhiệt độ giảm đi, chất rắn sẽ co lại. Nhiệt độ từ môi trường bên ngoài cũng có thể tác động lên kích thước của vật rắn.
• Các chất khác nhau có sự nở vì nhiệt khác nhau. Điều này đã được các nhà vật lý học chứng minh. Ví dụ sự nở vì nhiệt của đồng, sẽ khác sự nở vì nhiệt của nhôm hay sắt. Các em khi làm bài nên nên chú ý đến các hệ số này để tính toán chính xác. Hầu hết các bài có liên quan đến tính toán đều sẽ cho số liệu theo các chất.
• Cùng một chất, nơi nào có nhiệt độ cao hơn tác động thì sẽ nở vì nhiệt nhiều hơn. Điều này đã được chứng mình trong nhiều thí nghiệm. Không phải bất cứ nhiệt độ nào vật cũng thay đổi như nhau. Nhiệt độ càng cao, sự nở vì nhiệt diễn ra ở vật càng mạnh mẽ. Nên nhiều khi chúng ta thực hiện hơ lửa một phần của vật thì phần đó sẽ nở ra nhiều hơn phần còn lại. Các em hoàn toàn có thể vận dụng điều này trong các bài tập thực tế, giải thích về sự nở vì nhiệt của vật.

Cách học vật lý 6 tốt

Đây chính là những lưu ý về cách làm trong các dạng bài tập về sự nở vì nhiệt của chất rắn. Chỉ cần các em nhớ rõ lý thuyết và những điều này, các em sẽ làm bài tập tốt hơn. Ngoài ra, trong các bài trắc nghiệm, các em cần đọc kỹ lý thuyết để chọn đáp án chính xác nhất. Đôi khi đáp án có thể đúng nhưng thiếu, đáp án đầy đủ nhất mới là đáp án chính xác nhất.

Trên đây chính là những thông tin về sự nở vì nhiệt của chất rắn dành cho các em mong muốn tìm hiểu. Đây là một bài học trong chương trình vật lý 6. Hy vọng những thông tin này có thể giúp ích cho các em trong việc học bài, thi cử, và vận dụng thực tế. Có rất nhiều trường hợp trong cuộc sống của chúng ta có thể vận dụng được điều này. Các em hãy học hỏi và áp dụng ngay nhé!

Ngoài ra, trên trang chủ của chúng tôi cũng có những bài viết mới. Các em có thể tìm hiểu thêm về Vật Lý, Hóa học tại đây.

>>> Tìm đọc thêm các bài viết cùng chủ đề

Giải pháp toàn diện giúp con đạt điểm 9-10 dễ dàng cùng Toppy

Với mục tiêu lấy học sinh làm trung tâm, Toppy chú trọng việc xây dựng cho học sinh một lộ trình học tập cá nhân, giúp học sinh nắm vững căn bản và tiếp cận kiến thức nâng cao nhờ hệ thống nhắc học, thư viện bài tập và đề thi chuẩn khung năng lực từ 9 lên 10.

Kho học liệu khổng lồ

Kho video bài giảng, nội dung minh hoạ sinh động, dễ hiểu, gắn kết học sinh vào hoạt động tự học. Thư viên bài tập, đề thi phong phú, bài tập tự luyện phân cấp nhiều trình độ.Tự luyện – tự chữa bài giúp tăng hiệu quả và rút ngắn thời gian học. Kết hợp phòng thi ảo [Mock Test] có giám thị thật để chuẩn bị sẵn sàng và tháo gỡ nỗi lo về bài thi IELTS.

Học online cùng Toppy

Nền tảng học tập thông minh, không giới hạn, cam kết hiệu quả

Chỉ cần điện thoại hoặc máy tính/laptop là bạn có thể học bất cứ lúc nào, bất cứ nơi đâu. 100% học viên trải nghiệm tự học cùng TOPPY đều đạt kết quả như mong muốn. Các kỹ năng cần tập trung đều được cải thiện đạt hiệu quả cao. Học lại miễn phí tới khi đạt!

Tự động thiết lập lộ trình học tập tối ưu nhất

Lộ trình học tập cá nhân hóa cho mỗi học viên dựa trên bài kiểm tra đầu vào, hành vi học tập, kết quả luyện tập [tốc độ, điểm số] trên từng đơn vị kiến thức; từ đó tập trung vào các kỹ năng còn yếu và những phần kiến thức học viên chưa nắm vững.

Trợ lý ảo và Cố vấn học tập Online đồng hành hỗ trợ xuyên suốt quá trình học tập

Kết hợp với ứng dụng AI nhắc học, đánh giá học tập thông minh, chi tiết và đội ngũ hỗ trợ thắc mắc 24/7, giúp kèm cặp và động viên học sinh trong suốt quá trình học, tạo sự yên tâm giao phó cho phụ huynh.