Bài giảng Vật lí 10 - Bài học số 36: Sự nở vì nhiệt của vật rắn

Nội dung text: Bài giảng Vật lí 10 - Bài học số 36: Sự nở vì nhiệt của vật rắn

1. Vì sao giữa các thanh ray phải để hở một khoảng ?
2. QUAN SÁT VIDEO, NÊU HIỆN TƯỢNG QUAN SÁT ĐƯỢC VÀ GIẢI THÍCH
3. SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN I. SỰ NỞ DÀI 1. Thí nghiệm ? 1. Chỉ ra các dụng cụ sử dụng trong thí nghiệm và vai trò của chúng.
4. Nhiệt kế Đồng hồ I. Sự nở dài: micromet 1. Thí nghiệm a) Dụng cụ: + Thanh đồng + Bình chứa nước kín có 2 van + Nước nóng + Nhiệt kế + Đồng hồ micrômét (đo l ). b) Tiến hành thí nghiệm
5. Nhiệt độ ban đầu: Một số thí nghiệm khảo sát sự nở t = 200C. dài của vật rắn trên cùng một loại 0 vật liệu như sau: Độ dài ban đầu: l0 = 500 mm. t l l 0 α= ( C) (mm) l0. t + + + + = 1 2 3 4 5 30 0,25 1,67.10 -5 5 −5 −1 40 0,33 1,65.10 -5 =1,65.10 K 50 0,41 1,64.10 -5 60 0,49 1,63.10 -5 70 0,58 1,66.10 -5
6. • Hệ số α có giá trị không đổi. : I. Sự nở dài: l 1. Thí nghiệm = t =  l c) Kết quả: 0 d) Nhận xét:  : độ nở dài tỉ đối. l = l – l0 : độ nở dài của vật rắn (m). 0 t = t – t0 : độ tăng nhiệt độ của vật rắn ( C ).
7. Thanh sắt
8. Thanh nhôm
9. Hệ số nở dài của một số chất rắn Chất liệu α (K-1) Nhôm 24.10-6 Đồng đỏ 17.10-6 Sắt, thép 11.10-6 Inva (Ni-Fe) 0,9.10-6 Thủy tinh 9.10-6 Thạch anh 0,6.10-6
10. I. Sự nở dài: - Sự tăng độ dài của vật rắn khi nhiệt độ tăng gọi là sự nở dài. 1. Thí nghiệm - Độ nở dài l của vật rắn (hình trụ đồng chất) tỉ lệ với c) Kết quả: độ tăng nhiệt độ t và độ dài ban đầu l0 của vật đó. d) Nhận xét: l = l – l0 = l0 t e) Kết luận: Trong đó: • l là độ nở dài • t là độ biến thiên nhiệt độ • : hệ số nở dài ( 1/K hay K-1 ) phụ thuộc chất liệu của vật rắn
11. I. Sự nở dài: 1. Thí nghiệm c) Kết quả: d) Nhận xét: e) Kết luận: g) Vận dụng:
12. SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN I. SỰ NỞ DÀI Câu 1: Những thước đo chính xác thường được làm bằng hợp kim Inva (Ni- Fe). Tại sao người ta lại lựa chọn vật liệu là hợp kim Inva mà không lựa chọn Sắt, Thép? Câu 2: Độ nở dài của vật rắn không phụ thuộc vào A. Chiều dài ban đầu của vật. B. Bản chất của vật. C. Nhiệt độ của vật D. Độ tăng nhiệt độ của vật. Câu 3: Độ nở dài tỉ đối của thanh kim loại không phụ thuộc vào A. Chiều dài ban đầu của vật. B. Bản chất của vật liệu làm vật. C. Độ tăng nhiệt độ của vật D. Tất cả các đáp án trên 2 3
13. II. Sự nở khối: 1. Khái niệm - Sự nở khối: sự tăng thể tích của vật rắn khi nhiệt độ tăng Như vậy, thể tích vật đã tăng lên khi nhiệt độ của vật rắn tăng lên
14. II. Sự nở khối: 2. Công thức - Độ nở khối: ΔV=V – Vo=βVoΔt 0 t = t –t0 : độ tăng nhiệt độ ( C) V : thể tích của vật rắn ở nhiệt độ t ( m3 ) 3 V = V –V0 : độ nở khối của vật rắn ( m )  3 : hệ số nở khối của vật rắn (1/K hay K-1)
15. Lưu ý: công thức ΔV=V – Vo=βVoΔt cũng áp dụng được cho chất lỏng (trừ nước ở gần 40C) Sự nở vì nhiệt đặc biệt của nước
16. SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN I. SỰ NỞ DÀI II. SỰ NỞ KHỐI III. ỨNG DỤNG Nêu một số ứng dụng về sự nở nhiệt trong ? cuộc sống?
17. III- ỨNG DỤNG - Trong kĩ thuật chế tạo và lắp đặt máy móc hoặc xây dựng công trình, người ta phải tính toán để: + Khắc phục tác dụng có hại của sự nở vì nhiệt:
18. Tại sao ở chỗ tiếp nối hai đầu thanh ray xe lửa lại có một khoảng hở ? Trả lời: Người ta đặt khe hở như vậy để khi trời nóng, đường ray nở dài ra do đó nếu không có khe hở, sự nở vì nhiệt của đường ray sẽ bị ngăn cản gây ra lực lớn làm cong đường ray.
19. Các ống nước bằng kim loại lại phải uốn cong Để khi ống bị nở dài thì đoạn cong này chỉ biến dạng mà không bị gãy
20. * Ứng dụng sự nở vì nhiệt khác nhau giữa các chất để tạo ra băng kép dùng làm rơle điều nhiệt trong bàn là, bếp điện
21. Ở đầu cán (chuôi) dao, liềm bằng gỗ, thường có một cái khâu bằng sắt dùng để giữ lưỡi dao, liềm. Tại sao khi lắp khâu người thợ rèn phải nung nóng khâu rồi mới tra vào cán ? Trả lời: Phải nung nóng khâu dao, liềm vì khi được nung nóng, khâu nở ra đẻ lắp vào cán, và khi khâu nguội đi co lại xiết chặt vào cán
22. Ứng dông cña băng kÐp trong ho¹t ®éng cña bµn lµ Đèn báo điện Tiếp điểm Băng kép Lá thép Lá đồng
23. Băng kép (gồm hai thanh kim loại khác nhau như đồng và thép được tán chặt sát với nhau) được sử dụng ở các thiết bị tự động đóng – ngắt mạch điện khi nhiệt độ thay đổi. Lúc đầu băng kép thẳng, mạch điện đóng, đèn sáng. Khi đã đủ nóng, băng kép cong lại về phía thanh đồng làm ngắt mạch điện.
24. Hệ thống hóa kiến thức Sự nở vì nhiệt của vật rắn Sự nở dài Sự nở khối Sự nở dài là sự tăng Sự nở khối là sự tăng độ dài của vật rắn khi thể tích của vật rắn khi nhiệt độ tăng. nhiệt độ tăng. Ứng dụng Δl = l – l0 = αl0Δt V = V – V0 = V0 t. - Khắc phục tác hại - Lợi dụng sự nở vì nhiệt của sự nở vì nhiệt
25. BÀI TẬP VẬN DỤNG Câu 1: Ứng dụng nào sau đây không phải của hiện tượng nở vì nhiệt? A. Giữa hai thanh ray đường sắt có một khe hở. B. Những dây dẫn điện thường được căng hơi trùng. C.Cốc thủy tinh nóng lên khi rót nước nóng vào. D. Các ống dẫn thường có những chỗ uốn cong TRẢ LỜI
26. BÀI TẬP VẬN DỤNG Câu 2: Nguyên tắc hoạt động của dụng cụ nào sau đây không liên quan đến sự nở vì nhiệt? A. Đồng hồ điện tử. B. Nhiệt kế kim loại. C. Áptômát D. Rơle nhiệt. TRẢ LỜI
27. BÀI TẬP VẬN DỤNG Câu 3: Hiện tượng nào sau đây do sự nở vì nhiệt gây ra? A. Nước đọng lại bên ngoài cốc nước đá. B. Thanh kim loại bị kéo dãn. C. Thanh kim loại bị uốn cong. D. Cốc thủy tinh bị vỡ khi rót nước nóng vào. TRẢ LỜI
28. Vật lý – xung quanh ta Vì mensao răngcác dễnha sĩ Vì sao bóng đèn điện bịkhuyên rạn nứt.không nên ăn trònVì bóngđang đènsáng, dãnnếu bị 1 thức ăn quá nóng? 2 nướcnở, gặpmưa lạnhhắt covào thì dễđộtbị vỡngộtngay? nên bị vỡ. Sự nở vì nhiệt của vật rắn TạiĐể khisao gặpkhi đặtnóngđường VìTại thép sao khivà bêxây tông đúc nhà raycác đườngxe lửa, rayngười có ta nởlớn vì người nhiệt ta gần phải như dùng khôngkhoảngđặt trốngcác dãnthanh 3 nhau,thép và nên bê tônglàm cho( hỗn 4 nhàhợp đúcgồm sẽxi bềnmăng, cát - raynở, sátlàmkhít đườngnhau, raymà vữngsỏi, nước)? hơn. phảikhôngđể bị congcó khe lên, hở giữadễ gâychúng? tai nạn Tại sao khi lợp nhà bằng Vì sao đổ nước nóng tôn Đểngườitôn takhichỉgặpđóngnóng 5 vàoDo cốccốcdãnthủynởtinhkhôngdày đều đinhdãnở mộtnở đầusẽ khôngcòn đầubị 6 thìở mặtcốctrongdễ bịvàvỡ?mặt ngoài. kia phảivênhđể. tự do?