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

Tr­êng thpt qu¶n b¹ 
Bµi gi¶ng gi¸o ¸n ® iÖn tö 
Tr­êng thpt qu¶n b¹ 
Bµi gi¶ng gi¸o ¸n ® iÖn tö 
Gi¸o viªn : trÇn v¡n minh 
Tæ : to¸n - lý - tin 
 Bài 36 
SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT 
RẮN 
* Tại sao giữa hai đầu thanh ray của đường sắt lại phải có một khe hở ? 
	* Độ rộng của khe hở này phụ thuộc những yếu tố gì và có thể xác định nó theo công thức như thế nào ? 
Theo dõi hình ảnh sau 
Đường ray tàu hỏa 
Điểm nối cầu 
Có khe hở 
Có khe hở 
Có khe hở 
Có khe hở 
Có khe hở 
Có khe hở 
Có khe hở 
Có khe hở 
Có khe hở 
Có khe hở 
Có khe hở 
Vấn đề đặt ra 
Tại sao giữa hai đầu thanh ray của đường sắt hay tại điểm giao nối của cầu lại có khe hở ? 
Khe hở trên phụ thuộc vào yếu tố gì và có thể xác định nó theo công thức như thế nào ? 
I. SỰ NỞ DÀI 
* Ban đầu : 
	 Nhiệt độ thanh đồng : t 0 = 20 0 C. 
	 Độ dài thanh đồng : l 0 = 500 mm. 
* Khi tăng đến nhiệt độ t: 
	 Độ nở dài của thanh đồng : l. 
	 Độ tăng nhiệt độ : t = t – t 0 
1. Thí nghiệm : 
B¶ng kÕt qu ¶ 
Nhiệt độ ban đầu : t 0 = 20 0 C. 
Độ dài ban đầu : l 0 = 500 mm. 
t ( 0 C) 
l (mm) 
α = l/l 0. t 
30 
40 
50 
60 
70 
0.25 
0.33 
0.41 
0.49 
0.58 
Theo dâi vµ hoàn thành C1 
* Giá trị trung bình của α : 
α = ( α 1 + α 2 + α 3 + α 4 + α 5 )/5  1,65.10 -5 K -1 . 
Nhiệt độ ban đầu : t 0 = 20 0 C. 
Độ dài ban đầu : l 0 = 500 mm . 
t ( 0 C) 
l (mm) 
α = l/l 0. t 
30 
40 
50 
60 
70 
0.25 
0.33 
0.41 
0.49 
0.58 
1,67.10 -5 
1,65.10 -5 
1,64.10 -5 
1,63.10 -5 
1,66.10 -5 
Có giá trị không đổi 
Kết quả thí nghiệm : α không đổi . 
Vậy : l = α l 0 (t – t 0 ) (36.1) 
Hay: l /l 0 = α . t (36.2) 
Với ε = l /l 0 là độ nở dài tỉ đối . 
t = (t – t 0 ) là độ tăng nhiệt độ của thanh đồng . 
Tiến hành làm Tn 
	 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 phu 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 
Hệ số nở dài của một số chất rắn 
2. KẾT LUẬN 
	 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 . 
 l = l – l 0 =  l 0  t (36.3) 
Đây là công thức nở dài . 
 : là hệ số nở dài , phụ thuộc vào chất liệu vật rắn . 
Đơn vị đo là 1/K hay K -1 . 
ĐỌC VÀ HOÀN THÀNH CÂU C2 
Từ α = l/l 0 .t 
 Suy ra : Khi t = 1 , thì α = l/l 0 . 
Hệ số nở dài của thanh rắn có trị số bằng độ dãn dài tỉ đối của thanh rắn khi nhiệt độ của nó tăng thêm 1 độ . 
Trả lời : 
II. 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 : 
V = V – V 0 = V 0 t (36.4) 
 là hệ số nở khối ( 3 α ) 
Đơn vị đo là 1/K hay K -1 . 
Hãy theo dõi 
Làm lại bài ví dụ trang 196 
Chú ý: Công thức 36.4 cũng áp dụng 
cho cả chất lỏng(trừ nước ở gần 4 0 C), 
nhưng khi hệ số nở khối của các 
chất lỏng lớn hơn 10 đến 100 lần 
So với chất rắn 
III. ỨNG DỤNG 
	 * Khắc phục tác dụng có hại của sự nở vì nhiệt sao cho các vật rắn không bị cong hoặc gãy nứt khi nhiệt độ thay đổi . 
* Lợi dụng sự nở vì nhiệt để ghép đai sắt vào các bánh xe , chế tạo băng kép ,  
Củng cố bài học : 
Phát biểu và viết công thức nở dài của 
vật rắn . 
	 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 l0 của vật đó . 
 l = l – l 0 =  l 0  t 
Củng cố bài học : 
Hãy viết công thức xác định độ nở 
dài vật rắn . 
l /l 0 = α . t 
	 Hãy viết công thức xác định độ nở 
khối của vật rắn . 
V = V – V 0 = V 0 t 
Giao nhiệm vụ về nhà : 
* Học sinh chuẩn bị các bài tập 4,5,6,7,8,9 trang 197 sách giáo khoa . 
* Tiết học sau giải các bài tập .