Viết công thức độ nở dài của vật rắn

Với giải bài 1 trang 197 sgk Vật Lí lớp 10 được biên soạn lời giải chi tiết sẽ giúp học sinh biết cách làm bài tập môn Vật Lí 10. Mời các bạn đón xem:

I. Sự nở dài.

Sự tăng độ dài của vật rắn khi nhiệt độ tăng gọi là sự nở dài.

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.

Sơ đồ tư duy về sự nở vì nhiệt của vật rắn

Sự tăng độ dài của vật rắn khi nhiệt độ tăng gọi là sự nở dài vì nhiệt.

Độ nở dài Δl của vật rắn hình trụ đồng chất tỉ lệ với độ tăng nhiệt độ Δt và độ dài ban đầu lo của vật đó.

Công thức tính sự nở vì nhiệt của chất rắn

Trong đó:

• Δl = l – lo là độ nở dài của vật rắn (đơn vị mét)
• lo – là chiều dài của vật rắn ở nhiệt độ to
• l – là chiều dài của vật rắn ở nhiệt độ t
• α – là hệ số nở dài của vật rắn, phụ thuộc vào chất liệu vật rắn (K‾¹)
• Δt =t – to là độ tăng nhiệt độ của vật rắn (°C hay K)
• to – là nhiệt độ đầu
• t – là nhiệt độ sau

Sự nở khối

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

Độ nở khối của vật rắn đồng chất đẳng hướng được xác định theo công thức:

Công thức tính sự nở khối

Trong đó:

• ΔV= V – Vo là độ nở khối của vật rắn (đơn vị m³)
• Vo – là thể tích của vật rắn ở nhiệt độ to
• V – là thể tích của vật rắn ở nhiệt độ t
• β – là hệ số nở khối β ≈ 3α (K‾¹)
• Δt =t – to là độ tăng nhiệt độ của vật rắn (°C hay K)
• to – là nhiệt độ đầu
• t – là nhiệt độ sau

Ứng dụng

• Phải tính toán để khắc phục tác dụng có hại của sự nở vì nhiệt.
• Lợi dụng sự nở vì nhiệt để lồng ghép đai sắt vào các bánh xe, để chế tạo các băng kép dùng làm rơle đóng ngắt điện tự động, …

Hướng dẫn giải bài tập sự nở vì nhiệt

Bài 1: Một thanh ray dài 10m được lắp trên đường sắt ở 20°C. Phải để hở 2 đầu 1 bề rộng bao nhiêu để nhiệt độ nóng lên đến 60°C thì vẫn đủ chỗ cho thanh ray giãn ra? α = 12.10^-6 (K‾¹)

Hướng dẫn giải: Áp dụng công thức sự nở dài của chất rắn Δl = α.lo.(t-to) = 4,8.10^-3 m

Bài 2: Buổi sáng ở nhiệt độ 15°C, chiều dài của thanh thép là 10m. Hỏi buổi trưa ở nhiệt độ 30°C thì chiều dài của thanh thép trên là bao nhiêu? Biết β = 3,3.10^-3 (K‾¹)

Hướng dẫn giải:

Áp dụng công thức sự nở khối của chất rắn, ta có:

• α = β/3 = 1,1.10^-3 (K‾¹)
• Δl = l – lo = α.lo.(t-to) => l = 10,00165 m

Bài 3: Một lá nhôm HCN có kích thước 2m x 1m ở 0°C. Đốt nóng tấm nhôm tới 400°C thì diện tích tấm nhôm sẽ là bao nhiêu? α = 25.10^-6 (K‾¹)

Hướng dẫn giải:

• a’ = l = lo.(1+α.Δt) = 2,02 m
• S = a’.b = 2,02.1 = 2,02 m²
• b’ = l = lo.(1+α.Δt) = 1,01 m
• S = a’.b, = 2,02.1,01 = 2,04 m²

Kiến thức tham khảo

Kiến thức liên quan: Cấu tạo chất và thuyết động học phân tử

Kiến thức liên quan: Quá trình đẳng nhiệt – Định luật Bôi-Lơ-Ma-Ri-Ốt

Kiến thức liên quan: Quá trình đẳng tích – Định luật Sác Lơ

Kiến thức liên quan: Quá trình đẳng áp – Định luật Gay-Luyxac

Chuyên mục tham khảo: Vật lý học

Nếu các bạn có bất cứ thắc mắc vui lòng comment phía dưới hoặc Liên hệ chúng tôi!

Chúng tôi luôn sẵn sàng đem lại những giá trị tốt đẹp cho cộng đồng!

Youtobe Facebook Twitter

Cập nhật lúc: 11:03 20-09-2017 Mục tin: Vật lý lớp 10

SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN

A. Phương pháp giải bài toán về biến dạng do nhiệt gây ra ( biến dạng nhiệt)

1. Sự nở dài

 - Công thức tính độ nở dài: \(\Delta l = l - {l_0} = \alpha {l_0}\Delta t\Delta l\)

Với  là chiều dài ban đầu tại t0

- .Công thức tính chiều dài tại \(t ^{0}C\) : \(l = {l_o}(1 + \alpha .\Delta t)\)                Trong đó: \(\alpha\) : Hệ số nở dài (K-1).

2. sự nở khối

  - Công thức độ nở khối :\(\Delta V = V - {V_0} = \beta {V_0}\Delta t\)

 - Công thức tính thể tích tại  \(t ^{0}C\): \((V = {V_0}(1 + \beta \Delta t)\)

    Với V0 là thể tích ban đầu tại t0

* Nhớ: \(\beta =3\alpha\) : Hệ số nở dài (K-1).

B Bài tập vận dụng

 Bài 1: Hai thanh kim loại, một bằng sắt và một bằng kẽm ở 00C có chiều dài bằng nhau, còn ở 1000C thì chiều dài chênh lệch nhau 1mm. Tìm chiều dài hai thanh ở 00C. Biết hệ số nở dài của sắt và kẽm là 1,14.10-5K-1 và 3,4.110-5K-1

Tất cả nội dung bài viết. Các em hãy xem thêm và tải file chi tiết dưới đây:

Luyện Bài tập trắc nghiệm môn Vật lý lớp 10 - Xem ngay

>> Học trực tuyến Lớp 10 tại Tuyensinh247.com, Cam kết giúp học sinh học tốt, hoàn trả học phí nếu học không hiệu quả.