Bài giảng Vật lí 10 - Tiết 62: Sự nở vì nhiệt của vật rắn

TIẾT 62: SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮNI. SỰ NỞ DÀI.l0lΔlt0t > t0 l = l - l0: Độ nở dài t = t - t0: Độ tăng nhiệt độI. SỰ NỞ DÀI.1. Thí nghiệm. Mục đích:Khảo sát mối liên hệ giữa độ nở dài và độ tăng nhiệt độ. Dụng cụ:- Thanh đồng- Bình chứa nước kín có 2 van- Nhiệt kế- Đồng hồ micromet- Nước nóng.I. SỰ NỞ DÀI.1. Thí nghiệm.Nhiệt kếĐồng hồ micrometThanh đồngTiến hành thí nghiệm.I. SỰ NỞ DÀI.1. Thí nghiệm. Kết quả: Nhiệt độ ban đầu: t0 = 200C.Độ dài ban đầu: l0 = 500 mm. t (0C) l (mm)301,67.10 -5405060700,250,330,410,490,581,65.10 -51,64.10 -51,63.10 -51,66.10 -5αl0. t l = Sai số tỉ đối: δα = α / α 5%. Sai số tuyệt đối: α 0,08.10-5K-1.* Ghi kết quả phép đo: α = (1,65 0,08).10-5K-1.* Giá trị trung bình của α:α = (α1+ α2+ α3+ α4+ α5)/5 1,65.10-5K-1.Với sai số 5% coi như hệ số α có giá trị không đổi.I. SỰ NỞ DÀI.1. Thí nghiệm.Kết quả:Hệ số α có giá trị không đổi. Công thức tính độ nở dài: Δl = α lo (t – to) với là độ nở dài tỉ đối của chất rắn.Hay:Hệ số nở dài của một số chất rắnI. SỰ NỞ DÀI.1.Thí nghiệmChất liệuα (K-1)Nhôm24.10-6Đồng17.10-6Sắt, thép11.10-6Thủy tinh9.10-6Thạch anh0,6.10-6Inva (Ni-Fe)0,9.10-6I. SỰ NỞ DÀI.2. Kết luận. Sự nở dài (vì nhiệt) là sự tăng độ dài của vật rắn khi nhiệt độ tăng. Công thức tính độ nở dài: Δl = l – lo = α lo Δt Trong đó: Δl: độ nở dài. lo: độ dài của vật ở nhiệt độ đầu to. l: độ dài của vật ở nhiệt độ sau t. Δt = t – to: độ tăng nhiệt độ. α: hệ số nở dài (1/K hoặc K-1) Độ nở dài Δl của vật rắn (hình trụ đồng chất) tỉ lệ với độ tăng nhiệt độ Δt và độ dài ban đầu lo của vật đó.II. SỰ NỞ KHỐI. Sự nở khối là sự tăng thể tích của vật rắn khi nhiệt độ tăng. Công thức tính độ nở khối:ΔV = V – Vo = β Vo ΔtTrong đó:ΔV: độ nở khối. V: Thể tích của vật rắn ở nhiệt độ đầu to. Vo: Thể tích của vật rắn ở nhiệt độ cuối t Δt = t – to: độ tăng nhiệt độ. β: hệ số nở khối (1/K hoặc K-1). Với chất rắn đẳng hướng ta có:β = 3α III. ỨNG DỤNG.1. Khắc phục tác hại của sự nở vì nhiệt.Cửa có khe hở nhỏGiữa 2 đầu thanh ray có khe hởLàm cho các vật rắn không bị cong hoặc nứt gãy khi nhiệt độ thay đổi.Giữa các nhịp cầu phải có khoảng cáchCác ống KL dẫn hơi nóng hoặc nước nóng phải có đoạn uốn congIII. ỨNG DỤNG.2. Ứng dụng của sự nở vì nhiệt.Băng kép (dùng làm rơle đóng- ngắt tự động mạch điện) dùng trong bàn là, nồi cơm điện.