Bài giảng Vật lí Lớp 10 - Bài 36: Sự nở vì nhiệt của vật rắn - Nguyễn Minh Trung

Vật lý 10.CB 
GV. Nguyễn Minh Trung 
KÍNH CHAØO QUYÙ THAÀY COÂ 
4/25/2022 
KIỂM TRA BÀI CŨ 
Câu 1: 
 Phát biểu và viết biểu thức định luật Húc về biến dạng cơ của vật rắn? 
Trả lời : 
 - Trong giới hạn đàn hồi, độ biến dạng tỉ đối của vật rắn (hình trụ đồng chất) tỉ lệ thuận với ứng suất tác dụng vào vật đó. 
 - Biểu thức:  = Δ l/l o =  .  
Câu 2: 
 Vật rắn khi nào nở ra và khi nào co lại? 
Các chất rắn khác nhau sự nở vì nhiệt có khác nhau hay không? 
Trả lời : 
 - Vật rắn nở ra khi nóng lên và co lại khi lạnh đi. 
 - Các chất rắn khác nhau sự nở vì nhiệt khác nhau. 
Bài 36. SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA CHẤT RẮN . 
I. Sự nở dài 
1. Thí nghiệm : 
t o (ºC) chiều dài thanh là ℓ o 
 ℓ 0 ℓ 1 Δℓ 
t ( ºC) chiều dài thanh tăng thêm lượng Δℓ 
t 0 ºC 
t ºC 
Bài 36. SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA CHẤT RẮN 
Bài 36. SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA CHẤT RẮN 
Nhiệt độ ban đầu: t o = 20 0 C 
Độ dài thanh ban đầu: l o = 500mm 
 Bảng số liệu: 
 t (oC) 
 l (mm) 
 =  l/l o  t 
30 
40 
50 
60 
0,25 
0,33 
0,41 
0,49 
16,7.10 -6 
16,5.10 -6 
16,4.10 -6 
16,3.10 -6 
Sự nở dài 
1. Thí nghiệm : 
C1 . 
Từ bảng số liệu hãy tính hệ số  =  l/lo  t của mỗi lần đo. Xác định giá trị trung bình của hệ số  đó? 
Giá trị trung bình của hệ số  = 16,5.10 -6 . 
Các em hãy cho biết với sai số khoảng 5 0 / 0 thì hệ số  có gía trị thay đổi hay không? 
Với sai số khoảng 5 0 / 0 thì hệ số  có gía trị không thay đổi. 
Ta có: 
 l =  lo  t 
Hệ số nở dài của một số chất 
 Chất liệu 
α (K -1 ) 
 Nhôm 
24.10 -6 
 Đồng 
17.10 -6 
 Sắt, thép 
11.10 -6 
 Thủy tinh 
9.10 -6 
 Thạch anh 
0,6.10 -6 
 Inva (Ni-Fe) 
0,9.10 -6 
Sự nở dài 
Thí nghiệm :(SGK ) 
Bài 36. SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA CHẤT RẮN 
Qua thí nghiệm các em hãy rút ra kết luận sự nở dài của vật rắn? 
 
 - Sự nở dài là sự tăng độ dài của vật rắn khi nhiệt độ tăng. 
 - Độ nở dài Δ l của vật rắn tỉ lệ thuận với độ tăng nhiệt độ Δ t và độ dài ban đầu l o của vật đó. 
 + Biểu thức: Δ l=l – lo= α lo Δ t 
	 α : là hệ số nở dài phụ thuộc chất liệu của vật rắn đơn vị 1/K hay K -1 . 
2. Kết luận : 
I. Sự nở dài 
Bài 36. SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA CHẤT RẮN 
C2. 
 Dựa vào công thức  =  l/l 0  t hãy cho biết ý nghĩa của hệ số nở dài  ? 
TL. 
 Nếu  t = 1 thì  =  l/l 0 . 
 Như vậy hệ số nở dài của thanh rắn có trị số bằng độ dãn tỉ đối của thanh rắn khi nhiệt độ của nó tăng thêm 1 độ. 
Sự nở dài 
Sự nở khối 
t 0 ºC 
t ºC 
h1 
h2 
 Bài 36. SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA CHẤT RẮN 
 
Các em hãy cho biết thế nào là sự nở khối? 
- Sự nở khối là sự tăng thể tích của vật rắn khi nhiệt độ tăng. 
Vậy sự nở khối có tuân theo quy luật như sự nở dài không? Viết biểu thức xác định quy luật đó? 
- Sự nở khối tuân theo quy luật như sự nở dài. 
- Biểu thức: 
Δ V=V – Vo= β Vo Δ t 
I. Sự nở dài 
II. Sự nở khối 
 - Sự nở khối là sự tăng thể tích của vật rắn khi nhiệt độ tăng . 
 - Độ nở khối Δ V của vật rắn tỉ lệ thuận với độ tăng nhiệt độ Δ t và độ dài ban đầu V o của vật đó . 
 + Biểu thức : Δ V=V – V o = β V o Δ t 
	 β : là h ệ s ố n ở kh ố i ph ụ thu ộ c ch ấ t li ệ u c ủa v ậ t rắ n đơn vị 1/K hay K -1 
	 β ≈3 α 
Bài 36. SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA CHẤT RẮN 
Sự nở vì nhiệt đặc biệt của nước . 
Lưu ý : công thức Δ V=V – V o = β V o Δ t 
c ũ ng áp d ụ ng đư ợ c cho ch ấ t l ỏ ng 
( tr ừ nư ớ c ở g ầ n 4 0 C) 
Sự nở dài 
Sự nở khối 
Ứng dụng 
Khắc phục tác dụng có hại của sự nở vì nhiệt : làm cho các vật rắn không bị cong hoặc nứt gãy khi nhiệt độ thay đổi . 
Bài 36. SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA CHẤT RẮN 
- Giữa hai đầu thanh ray phải có khe hở . 
- 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 . 
Có khoảng cách giữa các nhịp cầu 
Sự nở dài 
Sự nở khối 
Ứng dụng 
Khắc phục tác dụng có hại của sự nở vì nhiệt : làm cho các vật rắn không bị cong hoặc nứt gãy khi nhiệt độ thay đổi . 
Lợi dụng sự nở vì nhiệt . 
Bài 36. SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA CHẤT RẮN 
Băng kép 
	 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 đốt nóng hay làm làm lạnh băng kép sẽ bị cong đi . 
Băng kép 
  Câu 1: 
 Một lọ thuỷ tinh được đậy bằng nút thuỷ tinh . Nút bị kẹt . Hỏi phải mở nút bằng cách nào trong các cách sau đây ? 
	 A. Hơ nóng nút . 
	B. Hơ nóng cổ lọ . 
	C. Hơ nóng cả nút và cổ lọ . 
	D. Hơ nóng đáy lọ . 
 
Củng cố 
  Câu 2 : 
 Tại sao khi đổ nước sôi vào cốc thủy tinh thì cốc thủy tinh hay bị nứt vỡ , còn cốc thạch anh không bị nứt vỡ ? 
 A. Vì cốc thạch anh có thành dày hơn . 
 B. Vì cốc thạch anh có đáy dài hơn . 
 C. Vì thạch anh cứng hơn thủy tinh . 
 D. Vì thạch anh có hệ số nở khối nhỏ hơn thủy tinh . 
Củng cố 
 
  Câu 3 : 
 Nguyên tắc hoạt động của dụng cụ nào không liên quan đến sự nở dài vì nhiệt ? 
 A. Băng kép . 
 B. Nhiệt kế kim loại . 
 C. Đồng hồ bấm giây . 
 D. Ampe kế nhiệt . 
Củng cố 
 
  Câu 4 : 
	 Một dây tải điện ở 30 o C có độ dài 1500m. Hãy xác định độ nở dài của dây tải điện này khi nhiệt độ tăng lên đến 50 o C về mùa hè . Cho biết hệ số nở dài của dây tải điện là α =11,5.10 -6 K -1 . 
 Tóm t ắ t : 
 t 0 =30 0 C 
 l 0 =1500m 
 t=50 0 C 
 α =11,5.10 -6 K -1 
 Δ l=? 
 Giải: 
Ta có: 
 Δ l=l – l o = α l o Δ t 
 =11,5.10 -6 .1500.(50-30) => Δ l= 0,345(m) =34,5(cm) 
Củng cố 
* Gợi ý : 
Tóm tắt bài toán. 
 Viết công thức độ nở dài của vật rắn. 
 Xác định các đại lượng đã biết và đại lượng cần tìm. 
 Thay số và tính kết quả. 
BÀI TẬP VỀ NHÀ 
 Về nhà làm các bài tập 5 v à 7 trang197(SGK) 
* Gợi ý : 
 Bài tập 5 và 7 làm tương tự như bài tập 4 trong phần củng cố.