Công thức tính độ nở khối của vật rắn
|
Show
Chương VII: Biến dạng nhiệt của vật rắn, sự nở dài, sự nở khối Chương VII: Hiện tượng mao dẫn là gì? hiện tượng dính ướt Biến dạng nhiệt của vật rắn là biến dạng (thay đổi về hình dạng, kích thước) khi nhiệt độ môi trường xung quanh vật rắn thay đổi. Trong chương trình vật lý phổ thông ta chỉ xét đến biến dạng nhiệt của vật rắn đồng chất có tính đẳng hướng. Chương VII: Biến dạng nhiệt của vật rắn, sự nở dài, sự nở khối 1/ thí nghiệm vật lý sự nở dài của vật rắn: Một vật rắn bằng kim loại đồng chất, một cầu được gắn chặt cố định, một đầu được nối với một bộ phận lẫy có thể mở rộng góc đo khi thanh rắn giãn nở vì nhiệt. Nung nóng thanh kim loại kim loại ta thấy góc đo mở rộng sau một khoảng thời gian điều này chứng tỏ vật rắn đã bị biến dạng khi nhiệt độ thay đổi. Thí nghiệm vật lý minh họa sự nở dài của vật rắn khi nhiệt độ thay đổi Gọi lo là chiều dài ban đầu của vật rắn, l chiều dài sau khi biến dạng nhiệt của vật rắn ta có Biểu thức xác định độ nở dài của vật rắn trong đó
2/ Thí nghiệm vật lý về sự nở khối của vật rắn Một vật rắn có dạng hình cầu đồng chất và một vật rắn đồng chất khác hình vành khuyên tròn. Ở nhiệt độ ban đầu (nhiệt độ phòng) ta có thể đưa quả cầu qua hình vành khuyên dễ dàng do đường kính ngoài của quả cầu kim loại nhỏ hơn đường kính trong của vật rắn hình vành khuyên. Tiến hành nung nóng quả cầu kim loại bằng đèn ga, sau khi nung nóng quả cầu kim loại không thể đi qua được vật rắn hình vành khuyên, điều này chứng tỏ thể tích của của cầu đã tăng lên do nhiệt độ hay nói cách khác vật rắn đã bị biến dạng vì nhiệt. thí nghiệm vật lý chứng minh sự nở khối của vật rắn Gọi Vo thể tích ban đầu của vật rắn, V là thể tích sau khi biến dạng nhiệt của vật rắn ta có Biểu thức độ nở khối của vật rắn Trong đó:
Lưu ý: trong trường hợp vật rắn là một tấm kim loại mỏng phẳng biến dạng nhiệt của vật rắn coi như biến dạng về diện tích ta có thể áp dụng công thức Độ nở diện tích: Trong đó:
Chứng minh khi nở khối thì ta có β ≈ 3α Giả sử vật rắn đồng chất đẳng hướng có dạng hình lập phương với các cạnh có chiều dài ban đầu là lo => thể tích khối lập phương ban đầu Vo=lo3 Chiều dài của các cạnh sau khi giãn nở vì nhiệt: l=lo(1 + αΔt) Thể tích của khối lập phương sau khi giãn nở vì nhiệt: V=l3=lo3(1+αΔt)3=Vo(1+3αΔt + 3α2Δt2 + α3Δt3) lưu ý α rất nhỏ => α2 và α3 có thể bỏ qua => V = Vo(1+3αΔt)=Vo(1+βΔt) => điều phải chứng minh, tương tự cho trường hợp nở thể tích ta có β’=2α 3/ Ứng dụng biến dạng nhiệt của vật rắn Trong xây dựng người ta luôn phải tính đến trường hợp giãn nở vì nhiệt, nếu không các công trình xây dựng có thể bị cong, vênh, nứt, phá hủy do sự giãn nở không đồng đều của các vật rắn khác nhau. Để khắc phục hiện tượng biến dạng nhiệt của vật rắn theo thời tiết, trên các đường ray thường bố trí các khe hở để thanh ray có thể giãn nở vì nhiệt mà không làm cong vênh đường ray. Không chỉ có các kim loại, vật liệu bê tông cốt thép cũng bị giãn nở vì nhiệt nên trên các nhịp cầu đường bộ người ta cũng phải tạo ra các khe hở trên cầu để cho cầu giãn nở vì nhiệt khi thời tiết thay đổi tránh bị cong, vênh và gãy.
4. Luyện tập Bài 36 Vật lý 10Qua bài giảng Sự nở vì nhiệt của vật rắn này, các em cần hoàn thành 1 số mục tiêu mà bài đưa ra như :
4.1. Trắc nghiệmCác em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật lý 10 Bài 36 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết.
Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé! 4.2. Bài tập SGK và Nâng caoCác em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật lý 10 Bài 36 để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập. Bài tập 1 trang 197 SGK Vật lý 10 Bài tập 2 trang 197 SGK Vật lý 10 Bài tập 3 trang 197 SGK Vật lý 10 Bài tập 4 trang 197 SGK Vật lý 10 Bài tập 5 trang 197 SGK Vật lý 10 Bài tập 6 trang 197 SGK Vật lý 10 Bài tập 7 trang 197 SGK Vật lý 10 Bài tập 8 trang 197 SGK Vật lý 10 Bài tập 9 trang 197 SGK Vật lý 10 Bài tập 1 trang 257 SGK Vật lý 10 nâng cao Bài tập 2 trang 258 SGK Vật lý 10 nâng cao Bài tập 3 trang 258 SGK Vật lý 10 nâng cao Bài tập 36.1 trang 87 SBT Vật lý 10 Bài tập 36.2 trang 87 SBT Vật lý 10 Bài tập 36.3 trang 87 SBT Vật lý 10 Bài tập 36.4 trang 87 SBT Vật lý 10 Bài tập 36.5 trang 87 SBT Vật lý 10 Bài tập 36.6 trang 88 SBT Vật lý 10 Bài tập 36.7 trang 88 SBT Vật lý 10 Bài tập 36.8 trang 88 SBT Vật lý 10 Bài tập 36.9 trang 88 SBT Vật lý 10 Bài tập 36.10 trang 88 SBT Vật lý 10 Bài tập 36.11 trang 88 SBT Vật lý 10 Bài tập 36.12 trang 89 SBT Vật lý 10 Bài tập 36.13 trang 89 SBT Vật lý 10 5. Hỏi đáp Bài 36 Chương 7 Vật lý 10Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý HOC247 sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng! Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập! 1. Tính hệ số nở khối của ấm đồng.  2. Đưa ra khái niệm sự nở khối, công thức tính độ nở khối, đơn vị độ nở khối. - Khi tăng nhiệt độ thì kích thước của vật rắn theo các phương đều tăng nên thể tích của nó tăng. Sự tăng thể tích của vật rắn khi nhiệt độ tăng gọi là sự nở khối.
3. Rút ra công thức tính thể tích V tại thời điểm t. 4. Đưa ra mối quan hệ giữa hệ số nở khối và hệ số nở dài Chứng minh công thức: - Chế tạo băng kép dùng làm rơ le đóng ngắt các mạch điện tự động(bàn là điện, nồi cơm điện, ấm điện...), hoặc chế
tạo ampe kế nhiệt hoạt động dựa trên tác dụng nhiệt của dòng điện. - Lồng ghép
đai sắt vào các bánh xe, tra khâu vào cán liềm, dao, rựa... 6. Đưa ra một số khắc phục tác dụng có hại của hiện tượng sự nở vì nhiệt. 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 sao cho các vật rắn không bị cong hoặc nứt gãy….khi nhiệt độ thay đổi. Chẳng hạn như đoạn nối giữa hai thanh ray phải có khe hở nhỏ; hai đầu cầu sắt phải đặt trên hai gối đỡ và một trong hai gối đỡ này có thể xê dịch trên con lăn… 7. Giải thích vì sao chốt bị gẫy. + Dùng ga đốt nóng thanh kim loại, thanh kim loại nóng lên dãn nở dài, sau đó đẩy chốt qua trụ làm gẫy chốt. 8. Trình bày nguyên tắc hoạt động của bóng đèn trong bàn là điện |
