Bài giảng Vật lí Lớp 10 - Bài 36: Sự nở vì nhiệt của vật rắn - Phạm Công Đức

KIEÅM TRA BAØI CUÕ. 
+ Phaùt bieåu vaø vieát bieåu thöùc cuûa ñònh luaät Saclô vôùi nhieät ñoä Cenxiut . 
+ Laáy moät ví duï chöùng toû raèng khi nhieät ñoä cuûa moät löôïng khí taêng thì aùp suaát cuûa noù taêng . 
1 
2 
+ Nhieät giai tuyeät ñoái laø gì ? Vieát bieåu thöùc lieân heä giöõa nhieät ñoä tuyeät ñoái vaø nhieät ñoä Cenxiut . 
+ Phaùt bieåu vaø vieát bieåu thöùc cuûa ñònh luaät Saclô vôùi nhieät ñoä tuyeät ñoái . 
TL1 
TL2 
+ Nhieät giai tuyeät ñoái do Kelvin ñöa ra : 
Laáy goâc ôû ñoä khoâng tuyeät ñoái ( -273 0 C ), moãi ñoä chia baèng vôùi 1 ñoä trong nhieät giai Cenxiut 
Coâng thöùc lieân heä : T 0 K = t 0 C + 273. 
+ Khi theå tích khoâng ñoåi aùp suaát cuûa moät löôïng khí xaùc ñònh tyû leä vôùi nhieät ñoä tuyeät ñoái . 
+ Khi theå tích khoâng ñoåi , aùp suaát cuûa moät khoái löôïng khí xaùc ñònh bieán thieân theo haøm baäc nhaát ñoái vôùi nhieät ñoä . P t = P 0 ( 1 + t ) 
+ Ví duï : Khi ñeå xe ñaïp ngoaøi naéng ruoät xe ñaïp bôm caêng deã bò noå chöùng toû aùp suaát taêng leân khi nhieät ñoä taêng . 
GV:PHẠM CÔNG ĐỨC 
BÀI 36: SỰ NỞ VÌ NHIỆT 
CỦA CHẤT RẮN 
Bạn có tin không việc tháp Eiffel có thể lớn lên? 
Làm sao chuyện ấy có thể xảy ra được????? Thật hoang đường!!!! 
Đừng nói thế, trên thực thế các phép đo vào ngày 1/1/1890 và 1/7/1890 cho thấy,trong vòng 6 tháng tháp đã cao hơn 10 cm.! 
Tại sao lại như vậy? 
Sự nở dài 
Thí nghiệm 
t o (ºC) chiều dài thanh là ℓ o 
 ℓ ۪ ℓ ۪ Δℓ 
t ( ºC) chiều dài thanh tăng thêm lượng Δℓ 
Bài 36: Sự nở vì nhiệt của vật rắn 
t 0 ºC 
t ºC 
Bài 36: Sự nở vì nhiệt của vật rắn 
Sự nở dài 
Thí nghiệm 
Kết quả: 
Độ nở dài của vật rắn tỉ lệ với độ tăng nhiệt độ Δ t và độ dài ban đầu l o của vật 
Các kim loại khác nhau, độ giãn nở khác nhau 
Sự nở dài 
Thí nghiệm 
Kết quả 
Kết luận 
Sự nở dài: Sự tăng độ dài của vật rắn khi nhiệt độ tăng 
Biểu thức: Δ l=l – l o = α l o Δ t 
	 α : là hệ số nở dài 
	 phụ thuộc chất liệu của vật rắn 
	 đơn vị 1/K hay K -1 
Bài 36: Sự nở vì nhiệt của vật rắn 
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 
Ví dụ: 
	 Một dây tải điện ở 20 o C có độ dài 1800m. 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 tắt: 
t 0 =20 0 C 
l 0 =1800m 
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 .1800.(50-20) 
=0,621 (m) =62,1 (cm) 
Sự nở dài 
Sự nở khối 
t 0 ºC 
t ºC 
Thế nào là sự nở khối? 
h1 
h2 
Bài 36: Sự nở vì nhiệt của vật rắn 
Sự nở dài 
Sự nở khối 
Sự nở khối: sự tăng thể tích của vật rắn khi nhiệt độ tăng 
Độ nở khối: Δ V=V – V o = β V o Δ t 
	 β : là hệ số nở khối 
	 phụ thuộc chất liệu của vật rắn 
	 đơn vị 1/K hay K -1 
	 β ≈ 3 α 
Bài 36: Sự nở vì nhiệt của vật rắn 
Mối liên hệ giữa α và β 
β = 3 α 
Chứng minh 
Xét một khối hình vuông ta có V=ℓ³ 
Suy ra : V ۪ (1+ β t) = ℓ ۪ ³ (1+ α t)³ 
Do V ۪ = ℓ ۪ ³ => (1+ β t) = (1+ α t)³ 
Do α rất nhỏ nên α ², α ³ càng nhỏ cho nên 
nếu khai triển ta được : 
β = 3 α 
Sự nở vì nhệt đặc biệt của nước 
Lưu ý: công thức Δ V=V – V o = β V o Δ t 
cũng áp dụng được cho chất lỏng 
(trừ nước ở gần 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 vật 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 vật 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 
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/ Các chất rắn khác nhau nở vì nhiệt khác nhau 
4/ Quả cầu nóng lên, thể tích quả cầu giảm	 
5/ Quả cầu lạnh đi, thể tích quả cầu giảm 
6/ Quả cầu nóng lên, khối lượng của quả cầu không thay đổi 	 
 
 
 
 
 
 
Đ 
S 
Củng cố 
 
S 
Đ 
Đ 
Đ 
 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. 
 
 Câu 1 
 
 Câu 2: 
Hiện tượng nào sau đây sẽ xảy ra khi nung nóng một vật rắn? 
	A. Khối lượng của vật tăng. 
	B. Khối lượng của vật giảm. 
	C. Khối lượng riêng của vật tăng. 
	D. Khối lượng riêng của vật giảm. 
 
 
Câu 3: Ở 15 o C mỗi thanh ray của đường sắt dài 12,5m. Hỏi khe hở giữa hai thanh ray phải có độ rộng tối thiểu là bao nhiêu để các thanh ray không bị cong khi nhiệt độ tăng tới 50 o C? 
Câu 4: Nguyên tắc hoạt động của dụng cụ nào không liên quan đến sự nở dài vì nhiệt 
Băng kép 
Nhiệt kế kim loại 
Đồng hồ bấm dây 
Ampe kế nhiệt 
Câu 5: 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? 
Vì cốc thạch anh có thành dày hơn 
Vì cốc thạch anh có đáy dài hơn 
Vì thạch anh cứng hơn thủy tinh 
Vì thạch anh có hệ số nở khối nhỏ hơn thủy tinh