Bài 36: Sự nở vì nhiệt của chất rắn

Bài 36: Sự nở vì nhiệt của vật rắn
I. Sự nở dài
1. Thí nghiệm
2. Kết quả:
-
Độ nở dài của vật rắn tỉ lệ với độ tăng
nhiệt độ Δt và độ dài ban đầu l
o
của vật
-
Các kim loại khác nhau, độ giãn nở khác
nhau

I. Sự nở dài
1. Thí nghiệm
2. Kết quả
3. Kết luận
-
Sự nở dài: Sự tăng độ dài của vật rắn
khi nhiệt độ tăng
-
Biểu thức: Δl=l – l
o
=αl
o
Δt
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
Δl=?
Giải:
Ta có
Δl=l – l
o
=αl
o
Δt
=11,5.10
-6
.1800.(50-20)
=0,621 (m) =62,1 (cm)

I. Sự nở dài
II. 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

I. Sự nở dài
II. Sự nở khối
-
Sự nở khối: sự tăng thể tích của vật rắn
khi nhiệt độ tăng
-
Độ nở khối: ΔV=V – V
o
=βV
o
Δt
β : là hệ số nở khối
phụ thuộc chất liệu của vật rắn
đơn vị 1/K hay K
-1

β≈3α
Bài 36: Sự nở vì nhiệt của vật rắn

Mối liên hệ giữa α và β
•
β = 3α
•
Chứng minh
Xét một khối hình vuông ta có V=ℓ³
Suy ra: V ۪ (1+βt) = ℓ ۪³ (1+ αt)³
Do V ۪ = ℓ ۪³ => (1+βt) = (1+ αt)³
Do α rất nhỏ nên α²,α³ càng nhỏ cho nên
nếu khai triển ta được:
β = 3α

Sự nở vì nhệt đặc biệt của nước
Lưu ý: công thức ΔV=V – V
o
=βV
o
Δt
cũng áp dụng được cho chất lỏng
(trừ nước ở gần 4
0
C)

I. Sự nở dài
II. Sự nở khối
III. 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

Xem chi tiết: Bài 36: Sự nở vì nhiệt của chất rắn