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

 Đây là công trình nổi tiếng nào?ở đâu ? 
 Tháp Epphen làm bằng thép cao 320m, do kỹ sư người Pháp Epphen thiết kế.Tháp được xây dựng vào năm 1889 tại quãng trường Mars, ở Paris (thủ đô nước Pháp) 
Tại sao có sự kỳ lạ đó? 
Tháng 7 
Tháng 1 
Các phép đo vào ngày 01/01/1890 và ngày 01/07/1890 cho thấy sau 6 tháng tháp đã cao thêm 10 cm. 
Bài 36:SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN 
I - SỰ NỞ DÀI 
Video này diễn tả điều gì? 
I - SỰ NỞ DÀI 
1. Thí nghiệm(SGK/194+195) 
a) Thí nghiệm 
Mục đích của thí nghiệm là gì? 
- Thí nghiệm khảo sát sự nở dài vì nhiệt của vật rắn ( Khảo sát mối liên hệ giữa độ nở dài và độ tăng nhiệt độ ). 
Cần những dụng cụ gì để tiến hành thí nghiệm? 
Công dụng? 
- Bình chứa nước kín có 2 van, nước nóng, thanh đồng, nhiệt kế, đồng hồ micrômét( đ o l ) . 
I - SỰ NỞ DÀI 
1. Thí nghiệm(SGK/194+195) 
a) Thí nghiệm 
 ℓ 0 
ℓ 0 Δℓ 
t o (ºC) chiều dài thanh là ℓ o 
t ( ºC), t > t 0 , chiều dài thanh tăng thêm lượng Δℓ 
- Ban đầu: 
+ Nhiệt độ thanh đồng: t 0 = 20 o C. 
+ Độ dài thanh đồng: l 0 = 500mm. 
- Khi tăng đến nhiệt độ t: 
+ Độ tăng nhiệt độ: t = t – t 0 
+ Độ nở dài của thanh đồng:  l . 
I - SỰ NỞ DÀI 
1. Thí nghiệm(SGK/194+195) 
a) Thí nghiệm 
I - SỰ NỞ DÀI 
H ãy x ử l í k ết qu ả đ o được và hoàn thành C 1 ? 
Nhiệt độ thanh đồng: t 0 = 20 o C 
Độ dài thanh đồng: l 0 = 500mm. 
t ( 0 C) 
 l (mm) 
30 
0,25 
40 
0,33 
50 
0,41 
60 
0,49 
70 
0,58 
Bảng 36.1 
fx-5 70MS 
I - SỰ NỞ DÀI 
Nhiệt độ thanh đồng: t 0 = 20 o C 
Độ dài thanh đồng: l 0 = 500mm. 
t ( 0 C) 
 l (mm) 
30 
0,25 
16,7.10 -6 
40 
0,33 
16,5.10 -6 
50 
0,41 
16,4.10 -6 
60 
0,49 
16,3.10 -6 
70 
0,58 
16,6.10 -6 
Bảng 36.1 
* Giá trị trung bình của α : 
* Sai số tuyệt đối:  α  0,8.10 -6 K -1 . 
* Ghi kết quả thí nghiệm: 
α = (16,5 0,8).10 -6 K -1 . 
I - SỰ NỞ DÀI 
1. Thí nghiệm(SGK/194+195) 
a) Thí nghiệm 
Trả lời câu C1 
b) Nhận xét: 
Vậy:  l = α l 0 (t – t 0 ) 
Với t = (t – t 0 ) là độ tăng nhiệt độ của thanh đồng. 
I - SỰ NỞ DÀI 
1. Thí nghiệm(SGK/194+195) 
a) Thí nghiệm 
  l = α l 0 Δt 
= hằng số 
Với sai số 5% ta thấy α có giá trị không đổi 
c) 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 ph ụ thuộc vào chất liệu của vật rắn. 
Chất liệu 
α (K -1) 
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 
b) Nhận xét 
I - SỰ NỞ DÀI 
1. Thí nghiệm(SGK/194+195) 
a) Thí nghiệm 
2. Kết luận(SGK/194+195) 
- 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 l 0 của vật đó. 
Thế nào là sự nở dài? 
I - SỰ NỞ DÀI 
1. Thí nghiệm(SGK/194+195) 
Δ l = l – l 0 = α l 0 Δ t 
α : là hệ số nở dài phụ thuộc chất liệu của vật rắn, đơn vị 1/K hay K -1 . 
Tóm tắt: 
t 0 = 15 o C 
l 0 = 12,5m 
t = 50 o C 
α = 11.10 -6 K -1 
Δ l = ? 
Giải: 
Ta có: Δ l = l – l o = α l 0 Δ t 
 = 11.10 -6 .12,5.(50-15) 
 = 0,0048(m) 
 = 4,8mm 
fx-5 70MS 
Ở 15 0 C, mỗi thanh ray của đường sắt dài 12,5m. Hỏi khe hở giữa hai thanh ray phải bằng bao nhiêu để các thanh không bị cong khi nhiệt độ tăng tới 50 0 C? 
2. Kết luận(SGK/194+195) 
I - SỰ NỞ DÀI 
1. Thí nghiệm(SGK/194+195) 
3. Bài tập vận dụng 
II - SỰ NỞ KHỐI 
Video này diễn tả điều gì? 
	- Sự tăng thể tích của vật rắn khi nhiệt độ tăng gọi là sự nở khối. 
V = V – V 0 = V 0 t 
 là hệ số nở khối, 3 α . Đơn vị đo là 1/K hay K -1 . 
II - SỰ NỞ KHỐI 
Thế nào là sự nở khối? 
 Độ nở khối của vật rắn tỉ lệ với độ tăng nhiệt độ t và thể tích ban đầu V 0 của vật đó. 
 Phải tính toán để khắc phục tác dụng có hại của sự nở vì nhiệt để làm cho các vật rắn không bị cong hoặc nứt gãy khi nhiệt độ thay đổi. 
II I - ỨNG DỤNG 
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. 
II I - ỨNG DỤNG 
- Có khoảng cách giữa các nhịp cầu 
II I - ỨNG DỤNG 
II I - ỨNG DỤNG 
Bài 36: Sự nở vì nhiệt của vật rắn 
 Lợi dụng sự nở vì nhiệt: Tạo ra băng kép dùng làm rơle điều nhiệt trong bàn là, bếp điện 
II I - ỨNG DỤNG 
Băng kép được sử dụng nhiều ở các thiết bị tự động đóng-ngắt mạch điện khi nhiệt độ thay đổi 
Lúc đầu băng kép thẳng, mạch đóng, đèn sáng. Khi đã đủ nóng, băng kép cong lại về phía thanh thép làm ngắt mạch điện. 
II I - ỨNG DỤNG 
	Vì khi được nung nóng, khâu sẽ nở rộng ra dễ lắp vào cán, khi nguội đi khâu co lại xiết chặt vào cán. 
Ở đầu cán dao, liềm bằng gỗ, thường có một đai bằng sắt gọi là cái khâu dùng để giữ chặt lưỡi dao, liềm. Tại sao khi lắp khâu người thợ rèn phải nung nóng khâu rồi mới tra vào cán? 
CỦNG CỐ 
 Khi nhiệt độ của vật rắn tăng lên thì nói chung kích thước của vật tăng lên. Đó là sự nở vì nhiệt. 
 Sự nở vì nhiệt được phân thành 2 loại: sự nở dài và sự nở thể tích (nở khối). 
CỦNG CỐ 
Bêtông là hỗn hợp xi măng+nước+cát+sỏi nở vì nhiệt như thép. Nhờ vậy, các trụ bêtông cốt thép không bị nứt khi nhiệt độ ngoài trời thay đổi. 
Có thể em chưa biết? 
Caùc nha só khuyeân khoâng neân aên thöùc aên quaù noùng.Vì sao ? 
Vì men raêng deã bò raïn nöùt. 
Vì sao boùng ñeøn ñieän troøn ñang saùng, neáu bò nöôùc möa haét vaøo thì deã bò vôõ ngay? 
Vì boùng ñang daõn nôû, gaëp laïnh co laïi ñoät ngoät neân bò vôõ. 
Vì sao khi ñoã nöôùc noùng vaøo coác thuûy tinh daøy thì coác deã bò vôõ ? 
Do coác daõn nôû khoâng ñeàu ôû maët trong vaø maët ngoaøi . 
Taïi sao khi lôïp nhaø baèng toân ngöôøi ta chæ ñoùng ñinh ôû moät ñaàu coøn ñaàu kia phaûi ñeå töï do? 
Ñeå toân khi gaëp noùng daõn nôõ seõ khoâng bò veânh. 
SÖÏ NÔÛ VÌ NHIEÄT CUÛA VAÄT RAÉN 
VẬT LÍ - THẾ GIỚI QUANH TA 
1 
2 
6 
5 
Taïi sao khi ñaët ñöôøng ray xe löûa, ngöôøi ta khoâng ñaët caùc thanh ray saùt khít nhau, maø phaûi ñeå coù khe hôû giöõa chuùng? 
Ñeå khi gaëp noùng caùc ñöôøng ray coù khoaûng troáng daõn nôû, laøm ñöôøng ray khoâng bò cong leân, deã gaây ra tai naïn. 
Taïi sao khi xaây ñuùc nhaø lôùn ngöôøi ta phaûi duøng theùp vaø beâ toâng (hoãn hôïp goàm xi maêng, caùt - soûi, nöôùc)? 
Vì theùp vaø beâ toâng nôû vì nhieät gaàn nhö nhau, neân laøm cho nhaø ñuùc seõ beàn vöõng hôn. 
4 
3 
VẬN DỤNG 
Cho biết câu nào đúng, câu nào sai? 
1/ Chất rắn nở ra khi nóng lên, co lại khi lạnh đi 
2/ Các chất rắn khác nhau nở vì nhiệt giống nhau 
3/ Quả cầu nóng lên, thể tích quả cầu giảm	 
4/ Quả cầu nóng lên, khối lượng của quả cầu không thay đổi 	 
Đ 
S 
S 
Đ 
VẬN DỤNG 
Một thanh thép ở 20 0 C có độ dài 1000mm. Khi nhiệt độ tăng đến 40 0 C, thanh thép này dài thêm bao nhiêu? 
A. 2,4mm 
B. 3,2mm 
D. 4,2mm 
C. 0,22mm 
fx-5 70MS 
1. Học bài và tìm các ví dụ thực tế, giải thích một số hiện tượng liên quan đến sự nở vì nhiệt của vật rắn. 2. Làm bài tập từ bài 4 đến bài 8 SGK trang 197 
VẬT LÍ 10 
TỰ HỌC