Bài giảng Vật lí 10 - Tiết 56: Bài tập chất rắn

Nội dung text: Bài giảng Vật lí 10 - Tiết 56: Bài tập chất rắn

1. TIẾT 56 – BÀI TẬP CHẤT RẮN I. KIẾN THỨC TRỌNG TÂM 1. Độ nở dài: l = l – l0 = l0 t l = l0.(1+ . t) • l là độ nở dài •l0: chiều dài ban đầu (ở nhiệt độ t0) •l: chiều dài ở nhiệt độ t • t là độ tăng nhiệt độ : ∆t = t – t0 • : hệ số nở dài ( 1/K hay K-1 ) 2. Độ nở khối: ΔV=V – Vo=βVoΔt  : hệ số nở khối ( 1/K hay K-1 )  3
2. II. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM Bài 1. Vật nào sau đây không có cấu trúc tinh thể? A. Chiếc cốc thuỷ tinh. B. Hạt muối ăn. C. Viên kim cương. D. Miếng thạch anh.
3. Bài 2. Khi nói về mạng tinh thể điều nào sau đây sai? A. Tính tuần hoàn trong không gian của tinh thể được biểu diễn bằng mạng tinh thể. B. Trong mạng tinh thể, các hạt có thể là ion dương, ion âm, có thể là nguyên tử hay phân tử. C. Mạng tinh thể của tất cả các chất đều có hình dạng giống nhau. D. Trong mạng tinh thể, giữa các hạt ở nút mạng luôn có lực tương tác, lực tương tác này có tác dụng duy trì cấu trúc mạng tinh thể.
4. Bài 3. Các vật rắn được phân thành các loại nào sau đây? A. Vật rắn kết tinh và vật rắn vô định hình. B. Vật rắn dị hướng và vật rắn đẳng hướng. C. Vật rắn tinh thể và vật rắn đa tinh thể. D. Vật rắn vô định hình và vật rắn đa tinh thể.
5. Bài 4: Chọn cụm từ thích hợp trong các cụm từ sau A. Kết tinh B. Đơn tinh thể. C. Đa tinh thể D. Mạng tinh thể Điền vào chỗ trống của các câu 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5 cho đúng ý nghĩa vật lý. 4.1. Vật rắn .Đa tinh thể . Có tính đẳng hướng. 4.2. Viên kim cương là vật rắn có cấu trúc .Mạng tinh thể . 4.3. Mỗi vật rắn Kết tinh đều có nhiệt độ nóng chảy xác định 4.4. Nếu một vật được cấu tạo từ một tinh thể, ta nói vật rắn đó là vật rắn .Đơn tinh thể . 4.5. Các vật rắn vô định hình không có cấu trúc .Mạng tinh thể . .
6. III. BÀI TẬP TỰ LUẬN Bài 1: Một thước thép ở 200C có độ dài 1000mm. Khi nhiệt độ tăng đến 400C, thước thép này dài thêm bao nhiêu? Hệ số nở dài của thép là 12.10-6K-1 Giải ADCT tính độ nở dài: l = .l0. t l =12.10−6.1000.(40 − 20) = 0,24(mm)
7. Bài 2: Một sợi dây tải điện ở 200C có độ dài 1800m. Hãy xác định độ nở dài của dây tải điện này khi nhiệt độ tăng lên đến 500C về mùa hè. Cho biết hệ số nở dài của dây tải điện là α = 11,5.10-6 K-1. Giải ADCT tính độ nở dài: l = .l0. t l =11,5.10−6.1800.(50 − 20) = 0,621(m)
8. Bài 3: Một thanh dầm cầu bằng sắt có độ dài là 15 m khi nhiệt độ ngoài trời là 200C. Tính độ dài của thanh dầm cầu ở nhiệt độ 450C? Biết hệ số nở dài của sắt là 12.10-6K-1. Giải ADCT tính chiều dài thanh sắt ở 450C là : l = l0.(1+ . t) l =15.(1+12.10−6.25) =15,0045(m)
9. Bài 4: Một viên bi có thể tích 125mm3 ở 200C, được làm bằng chất có hệ số nở dài là 12.10-6K-1. Độ nở khối của viên bi này khi bị nung nóng tới 8200C có độ lớn là bao nhiêu? Giải ADCT tính độ nở khối ta có : V = .V0. t  3 36.10−6 (K −1) V = 36.10−6.125.(820 − 20) = 3,6(mm3 )
10. Bài 5: Một dây nhôm dài 2m, tiết diện 8mm2 ở nhiệt độ 20oC. Muốn nó dài ra thêm 0,8mm thì phải tăng nhiệt độ của dây lên đến bao nhiêu độ? Cho biết hệ sô nở dài của dây là 2,3.10-5 (K-1) Giải • ADCT tính độ nở dài ta có : l = .l0. t −3 l 0,8.10 0 t = = −5 17,39( C) .l0 2,3.10 .2 0 t = t − t0 t = t + t0 =17,39 + 20 = 37,39( C)
11. Bài 6: Hai thanh kim loại, một bằng sắt và một bằng kẽm ở 00C có chiều dài bằng nhau, còn ở 1000C thì chiều dài chênh lệch nhau 1,5 mm. Tìm chiều dài hai thanh ở 00C. Biết hệ số nở dài của sắt và kẽm là 1,14. 10-5K-1 và 3,4. 10-5K-1 Giải 0 Chiều dài của thanh sắt ở 100 C là : ls = l0.(1+ s . t) 0 Chiều dài của thanh kẽm ở 100 C là : lk = l0.(1+ k . t) Ta có: lk − ls =1,5(mm) l0 (1+ k . t) − l0 (1+ s . t) =1,5 l0. t.( k − s ) =1,5 1,5 l = = 663,72(mm) 0 (100 − 0).(3,4.10−5 −1,14.10−5 )
12. Bài 7 :Tính độ dài của thanh thép và thanh đồng ở 0oC sao cho ở bất kỳ nhiệt độ nào thanh thép cũng dài hơn thanh đồng 5cm. Cho hệ số nở dài của thép và đồng lần lượt là 1,2. 10-5K-1 và 1,7. 10-5K-1 Giải 0 Ở 0 C ta có: l0t – l0d = 5 (cm) (1) Ở nhiệt độ t ta có: lt – ld = 5 (cm) l0t (1+ t . t) − l0d (1+ d . t) = 5 (2) Từ (1) và (2) có l0t − l0d = l0t (1+ t . t) − l0d (1+ d . t) l0d t 12 12 = = l0d = l0t (3) l0t d 17 17 12 Thay (3) vào (1) ta được l − l = 5 l =17(cm) 0t 17 0t 0t l0d =12(cm)
13. Bài 8:Tính khối lượng riêng của sắt ở 8000C, biết khối lượng riêng 0 3 3 sắt ở 0 C là ρ0 = 7,8.10 kg/m . Hệ số nở dài của sắt là α = 11,5.10-6K-1. Giải m m 0 V Ta có: = và 0 = = (1) V V0 V0 V ADCT độ nở khối: V = V0.(1+ . t) =1+ . t (2) V0 Từ (1) và (2) suy ra: 0 =1+ . t = 0 1+ 3 . t 7,8.103 = 7590,5(kg / m3 ) 1+ 3.11,5.10−6.800