Bài giảng Vật lí Lớp 10 - Bài 36: Sự nở vì nhiệt của vật rắn (Bản chuẩn kiến thức)

Nhiệt liệt chào mừng 
CÁC THẦY CÔ GIÁO VÀ CÁC EM HỌC SINH 
Nhiệt liệt chào mừng 
QUÍ THẦY CÔ GIÁO VÀ CÁC EM HỌC SINH 
 Một thanh thép bị dãn khi ta kéo một lực đủ lớn. 
 Làm thế nào để thanh thép đó dãn ra mà ta không tác dụng lực kéo? 
SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN 
Bài 36: 
- Thanh đồng. 
- Bình chứa nước kín có 2 van. 
- Nước nóng. 
- Nhiệt kế. 
- Đồng hồ micrômét ( đ o l ) . 
 Dụng cụ 
1. Thí nghiệm 
I – SỰ NỞ DÀI 
Nhiệt kế 
Đồng hồ micromet 
Thanh đồng 
1. Thí nghiệm: 
  Tiến hành thí nghiệm 
 l = l - l 0  : độ nở dài của thanh tương ứng với độ tăng nhiệt độ  t = t – t 0 
t 0 
t 
 ℓ 0 
ℓ 0 Δℓ 
ℓ o là chiều dài thanh ở t o (ºC) 
ℓ : chiều dài thanh đồng ở t ( 0 C) 
ℓ 
- Nhiệt độ ban đầu t o = 20(ºC) 
- Chiều dài ban đầu là ℓ o =500mm 
∆t ( 0 C) 
∆ l ( mm ) 
30 
0,25 
40 
0,33 
50 
0,41 
60 
0,49 
70 
0,58 
α 
l 0 . t 
 l 
= 
1,67.10 -5 
1,65.10 -5 
1,64.10 -5 
1,63.10 -5 
1,66.10 -5 
 Tính hệ số α của mỗi lần đo trong bảng 36.1 
Bảng 36.1 
 So sánh các kết quả  vừa tính được, xem các  có sai lệch với nhau nhiều không? 
 Kết quả: 
1. Thí nghiệm: 
 Nhận xét: 
- Kết quả TN trên cho thấy hệ số  có giá trị không đổi . 
- Từ biểu thức: 
α 
l 0 . t 
 l 
= 
 
α 
 l 
= 
. l 0 . t 
= 
. l 0 . (t – t 0 ) 
α 
Hay: 
 l 
l 0 
= 
α 
. t 
= 
 
 Với ε là độ nở dài tỉ đối của thanh đồng và 
 t = (t – t 0 ) là độ tăng nhiệt độ của thanh đồng. 
Làm thí nghiệm với các vật rắn có độ dài và chất liệu khác nhau. 
Người ta đã tìm được hệ số  của một số chất rắn như ở bảng bên 
Chất liệu 
α 
Nhôm 
Đồng đỏ 
Sắt, thép 
Inva (Ni-Fe) 
Thủy tinh 
Thạch anh 
24.10 -6 
17.10 -6 
11.10 -6 
0,9.10 -6 
9.10 -6 
0,6.10 -6 
Hệ số α có giá trị thay đổi phụ thuộc chất liệu của vật rắn 
 Vậy hệ số α phụ thuộc vào yếu tố nào? 
2. Kết Luận: 
Chúng ta thấy khi nhiệt độ tăng thì chiều dài của thanh đồng cũng tăng, hiện tượng đó người ta gọi là sự nở dài (vì nhiệt). Vậy sự nở dài là gì? 
2. Kết Luận: 
 - Sự tăng độ dài của vật rắn khi nhiệt độ tăng gọi là sự nở dài . 
∆t ( 0 C) 
∆ l ( mm ) 
30 
0,25 
40 
0,33 
50 
0,41 
60 
0,49 
70 
0,58 
α 
l 0 . t 
 l 
= 
1,67.10 -5 
1,65.10 -5 
1,64.10 -5 
1,63.10 -5 
1,66.10 -5 
Độ nở dài phụ thuộc yếu tố nào? 
Nhiệt độ ban đầu t o = 20(ºC) 
Chiều dài ban đầu là ℓ o =500mm 
 - Độ nở dài l của vật rắn (hình trụ đồng chất) tỉ lệ với độ tăng nhiệt độ t và độ dài ban đầu l 0 của vật đó . 
l = l – l 0 = l 0 t 
 - Công thức nở dài: 
Trong đó: 
  l là độ nở dài 
t là độ tăng nhiệt độ 
  : hệ số nở dài ( 1/K hay K -1 ) phụ thuộc chất liệu của vật rắn 
Quả cầu chui lọt qua vòng tròn 
Dùng lửa nung nóng quả cầu 
 Quả cầu không chui lọt được qua vòng tròn. 
sự nở khối 
Vì thể tích của quả cầu tăng lên khi bị nung nóng. 
Tại sao quả cầu không chui lọt qua vòng tròn nữa? 
II – SỰ NỞ KHỐI 
Thế nào là sự nở khối? 
II- SỰ NỞ KHỐI 
- Sự tăng thể tích của vật rắn khi nhiệt độ tăng gọi là sự nở khối. 
- Công thức độ nở khối ( đồng chất, đẳng hướng): 
V 0 , V: thể tích vật rắn ở t 0 và t ( 0 C) (m 3 ) 
 t = t - t 0  : độ tăng nhiệt độ ( 0 C) 
  3  : Hệ số nở khối (1/K hoặc K –1 ) 
III- ỨNG DỤNG 
 - Trong kĩ thuật chế tạo và lắp đặt máy móc hoặc xây dựng công trình, người ta phải tính toán để: 
 + Khắc phục tác dụng có hại của sự nở vì nhiệt . 
 + Lợi dụng sự nở vì nhiệt 
Khắc phục tác dụng có hại của sự nở vì nhiệt.  Đề phòng sự nở vì nhiệt: Khi trời nóng chiều dài của cầu tăng lên 
Đầu cầu sắt phải đặt trên các gối đỡ xê dịch được trên các con lăn. 
Có khoảng cách giữa các nhịp cầu 
GIỮA ĐẦU CÁC THANH RAY PHẢI CÓ KHE HỞ 
Để khi nhiệt độ tăng đường ray không bị uốn cong gây nguy hiểm khi tàu đi qua. 
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 
* Ứng dụng sự nở vì nhiệt khác nhau giữa các chất để tạo ra băng kép dùng làm rơle điều nhiệt trong bàn là, bếp điện 
LỢI DỤNG SỰ NỞ VÌ NHIỆT 
	 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 bị nóng lên, do hai băng kim loại nở dài không giống nhau mà băng kép sẽ bị uốn cong làm hở mạch điện đi qua băng kép 
Băng kép dùng làm rơle đóng, ngắt mạch điện 
Tháng 7 
Tháng 1 
 Tháng 1 là mùa Đông (lạnh),mà tháp làm bằng thép nên thép co lại khi gặp lạnh 
 Đến tháng 7 là mùa Hè (nóng) nên thép nở ra do đó ta thấy tháp cao lên. 
CŨNG CỐ 
Baøi 4 sgk/tr197 : 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 
D 
C 
B 
Vì coác thaïch anh coù thaønh daày hôn. 
Vì coác thaïch anh coù ñaùy daày hôn. 
Vì thaïch anh cöùng hôn thuûy tinh. 
Vì thaïch anh coù heä soá nôû khoái nhoû hôn thuûy tinh. 
Baøi 5 sgk/tr197 : Moät thöôùc theùp ôû 20 0 C coù ñoä daøi 1000 mm. Khi nhieät ñoä taêng ñeán 40 o C, thöôùc theùp naøy daøi theâm bao nhieâu ? 
A 
C 
B 
D 
2,4mm 
3,2 m 
0,22 mm 
4,2 mm 
Giaûi 
 Ñoä taêng chieàu daøi. 
 
 
Vì sao các nha sĩ khuyên không nên ăn thức ăn quá nóng? 
Vì men răng dễ bị rạn nứt. 
Vì sao bóng đèn điện tròn đang sáng, nếu bị nước mưa hắt vào thì dễ bị vỡ ngay? 
Vì bóng đèn dãn nở, gặp lạnh co đột ngột nên bị vỡ. 
Vì sao đổ nước nóng vào cốc thủy tinh dày thì cốc dễ bị vỡ? 
Do cốc dãn nở không đều ở mặt trong và mặt ngoài. 
Tại sao khi lợp nhà bằng tôn người ta chỉ đóng đinh ở một đầu còn đầu kia phải để tự do? 
Để tôn khi gặp nóng dãn nở sẽ không bị vênh. 
Sự nở vì nhiệt của vật rắn 
1 
2 
6 
5 
Tại sao khi đặt đường ray xe lửa, người ta không đặt các thanh ray sát khít nhau, mà phải để có khe hở giữa chúng? 
Để khi gặp nóng các đường ray có khoảng trống dãn nở, làm đường ray không bị cong lên, dễ gây tai nạn 
Tại sao khi xây đúc nhà lớn người ta phải dùng thép và bê tông ( hỗn hợp gồm xi măng, cát -sỏi, nước)? 
Vì thép và bê tông nở vì nhiệt gần như nhau, nên làm cho nhà đúc sẽ bền vững hơn. 
4 
3 
Vật lý – xung quanh ta 
Vật lý – xung quanh ta