Tổng ôn chủ đề Sự nở vì nhiệt của vật rắn môn Vật Lý 10 năm 2021

TỔNG ÔN CHỦ ĐỀ SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN

 

a. Sự nở dài.

- Sự tăng độ dài của vật rắn khi nhiệt độ tăng gọi là sự nở dài vì nhiệt.

- Độ nở dài Dl của vật rắn hình trụ đồng chất tỉ lệ với độ tăng nhiệt độ Dt và độ dài ban đầu lo của vật đó:

+ Công thức tính độ nở dài:

\(\Delta l = l - {l_0} = \alpha {l_0}\Delta t\) ;

Với \({{l}_{0}}\) là chiều dài ban đầu tại t0

+ Công thức tính chiều dài tại \({{t}^{0}}C\) :

\(l={{l}_{o}}(1+\alpha .\Delta t)\) .

 Với a là hệ số nở dài của vật rắn, có đơn vị là K-1; Giá trị của a phụ thuộc vào chất liệu của vật rắn.

b. Sự nở khối.

- Sự tăng thể tích của vật rắn khi nhiệt độ tăng gọi là sự nở khối.

 + Công thức độ nở khối :

 \(\Delta V = V - {V_0} = \beta {V_0}\Delta t\)

+ Công thức tính thể tích tại \({{t}^{0}}C\):

V = Vo(1 + \(\beta .\Delta t)\).

Với V0 là thể tích ban đầu tại t0

- Với b là hệ số nở khối, b = 3a và cũng có đơn vị là K-1.

c. Ứng dụng.

- Phải tính toán để khắc phục tác dụng có hại của sự nở vì nhiệt.

- Lợi dụng sự nở vì nhiệt để lồng ghép đai sắt vào các bánh xe, để chế tạo các băng kép dùng làm rơle đóng ngắt điện tự động, …

 Thanh nhôm và thanh sắt có tiết diện bằng nhau ,nhưng có chiều dài ở 0\(^{0}\)c lần lượt l_0N =205mm và l_0S = 206mm .Biết \({{\alpha }_{NH}}\)=2.4.10\(^{-5}\)k\(^{-1}\),\({{\alpha }_{S}}\)=1.2.10\(^{-5}\)k\(^{-1}\).Hỏi ở nhiệt độ nào thì hai thanh có :

a. Chiều dài bằng nhau?                                                  

b. Thể tích bằng nhau?

Ta có chiều dài của thanh nhôm khi ở nhiệt độ cần tìm là

\({{l}_{1}}={{l}_{01}}\left( 1+\alpha \text{ }\!\!\Delta\!\!\text{ }t \right)=0,205\left( 1+{{24.10}^{-6}}\text{ }\!\!\Delta\!\!\text{ }t \right)\)

Ta có chiều dài của thanh sắt khi ở nhiệt độ cần tìm là

\({{l}_{2}}={{l}_{02}}\left( 1+\alpha \text{ }\!\!\Delta\!\!\text{ }t \right)=0,206\left( 1+{{12.10}^{-6}}\text{ }\!\!\Delta\!\!\text{ }t \right)\)

Vì chiều dài 2 thanh nhôm và sắt lúc này bằng nhau nên ta có :

\(\begin{array}{l}
0,205\left( {1 + {{24.10}^{ - 6}}{\rm{ }}\Delta {\rm{ }}t} \right) = 0,206\left( {1 + {{12.10}^{ - 6}}{\rm{ }}\Delta {\rm{ }}t} \right)\\
 \Leftrightarrow 0,205 + {4,92.10^{ - 6}}{\rm{ }}\Delta {\rm{ }}t = 0,206 + {2,472.10^{ - 6}}{\rm{ }}\Delta {\rm{ }}t\\
 \Leftrightarrow {4,92.10^{ - 6}}{\rm{ }}\Delta {\rm{ }}t - {2,472.10^{ - 6}}{\rm{ }}\Delta {\rm{ }}t = 0,206 - 0,205\\
 \Leftrightarrow {2,448.10^{ - 6}}{\rm{ }}\Delta {\rm{ }}t = 0,001\\
 \Leftrightarrow {\rm{ }}\Delta {\rm{ }}t = \frac{{0,001}}{{{{2,448.10}^{ - 6}}}} \simeq 408,5
\end{array}\)

Mà ta có :

 \(\text{ }\!\!\Delta\!\!\text{ }t=t-{{t}_{0}}=408,5-0=408,5\) ( độ c hoặc độ k đều được)

Câu 1: Một thước thép ở 10⁰C  có độ dài là 1000 mm. Hệ số nở dài của thép là 12.10^-6 K^-1. Khi nhiệt độ tăng đến 40⁰C , thước thép này dài thêm ban nhiêu?

A. 0,36 mm.                          

B. 36 mm.                 

C. 42 mm.                 

D. 15mm.

Câu 2: Một cái xà bằng thép tròn đường kính tiết diện 5cm hai đầu được chôn chặt vào tường. Cho biết hệ số nở dài của thép 1,2.10^-5 k^-1, suất đàn hồi 20.10¹⁰N/m². Nếu nhiệt độ tăng thêm 25⁰C thì độ lớn của lực do xà tác dụng vào tường là :

A. F = 11,7750N                   .

B. F = 117,750N.     

C. F = 1177,50 N                 

D. F = 11775N.

Câu 3: Một bình thuỷ tinh chứa đầy 50 cm³ thuỷ ngân ở 18⁰C . Biết: Hệ số nở dài của thuỷ tinh là :\({{\alpha }_{1}}\) = 9.10^-6 k^-1.Hệ số nở khối của thuỷ ngân là : \({{\beta }_{2}}\) = 18.10^-5k^-1. Khi nhiệt độ tăng đến 38⁰C thì thể tích của thuỷ ngân tràn ra là:

A. \(\Delta V\)= 0,015cm³    

B. \(\Delta V\)= 0,15cm³       

C. \(\Delta V\)= 1,5cm³       

D. \(\Delta V\)= 15cm³

Câu 4 Người ta muốn lắp một cái vành bằng sắt vào một bánh xe bằng gỗ có đường kính 100cm. Biết rằng đường kính của vành sắt lúc đầu nhỏ hơn đường kính của bánh xe 5mm. Vậy phải nâng nhiệt độ lên thêm bao nhiêu để có thể lắp vành sắt vào bánh xe?

A. 535⁰C                   

B. 274⁰C                   

C.  419⁰C                  

D. 234⁰C

Câu 5: Một tấm kim loại hình vuông ở 0^oC có đô dài mỗi cạnh là 40cm. khi bị nung nóng, diện tích của tấm kim loại tăng thêm 1,44cm². Xác định nhiệt độ của tấm kim loại? Biết hệ số nở dài của kim loại này là 12.10^-6 1/K.

A. 2500^oC                  

B. 3000^oC                      

C. 37,5^oC                   

D. 250^oC

Câu 6: Một bình thuỷ tinh chứa đầy 100 cm³ thuỷ ngân ở 20⁰C . Hỏi khi  nhiệt độ tăng đến 40⁰C thì khối lượng của thuỷ ngân tràn ra là bao nhiêu biết: Hệ số nở dài của thuỷ tinh là :\({{\alpha }_{1}}\) = 9.10^-6 K^-1.Hệ số nở khối và khối lượng riêng của thuỷ ngân ở 0⁰C là : \({{\beta }_{2}}\) = 1,82.10^-4K^-1 và ρ₀=1,36. 10⁴ kg/m³

A. Δm=4,19g              

B. 4,22g                       

C. 32g                          

D. 2,11g

Câu 7:  Một thanh ray dài 10m được lắp trên đường sắt ở nhiệt độ 20\(^{0}\)c .Phải để hở một khe ở đầu thanh với bề rộng là bao nhiêu ,nếu thanh ray nóng đến 50\(^{0}\)c thì vẫn đủ chổ cho thanh dãn ra .Hệ số nở dài của sắt làm thanh ray là   \(\alpha \)=12.10\(^{-6}\)\({{k}^{-1}}\).Chọn kết quả nào sau đây

A.\(\Delta l\)=3.6.10\(^{-2}\)m                      

B.\(\Delta l\)=3.6.10\(^{-3}\) m                     

C. \(\Delta l\)=3.6.10\(^{-4}\) m                   

D.\(\Delta l\)=3.6.10\(^{-5}\)m

 

---(Hết)---

 

Trên đây là toàn bộ nội dung Tổng ôn chủ đề Sự nở vì nhiệt của vật rắn môn Vật Lý 10 năm 2021. Để xem thêm nhiều tài liệu hữu ích khác, các em đăng nhập vào trang hoc247.net để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.

Chúc các em học tốt!