BÀI 20. SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA CHẤT KHÍ
I. LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM
1. Sự nở vì nhiệt của chất khí
Chất khí nở ra khi nóng lên, co lại khi lạnh đi. Nghĩa là:
+ Khi tăng nhiệt độ:
- Thể tích (V) của chất khí tăng.
- Khối lượng (m), trọng lượng (P) của chất khí không đổi.
- Khối lượng riêng (D), trọng lượng riêng (d) của chất khí giảm.
+ Khi giảm nhiệt độ:
- Thể tích (V) của chất khí giảm.
- Khối lượng (m), trọng lượng (P) của chất khí không đổi.
- Khối lượng riêng (D), trọng lượng riêng (d) của chất khí tăng.
2. Đặc điểm sự nở vì nhiệt của chất lỏng
- Các chất khí khác nhau sự nở vì nhiệt lại giống nhau.
- Chất khí nở vì nhiệt nhiều hơn chất lỏng, chất lỏng nở vì nhiệt nhiều hơn chất rắn.
Bảng độ tăng thể thích của 1000 cm3 một số chất khi nhiệt độ tăng thêm 50°C
Chất khí | Chất lỏng | Chất rắn |
| Không khí: 183 cm3 | Rượu: 58 cm3 | Nhôm: 3,45 cm3 |
| Hơi nước: 183 cm3 | Dầu hỏa: 55 cm3 | Đồng: 2,55 cm3 |
| Oxi: 183 cm3 | Thủy ngân: 9 cm3 | Sắt: 1,80 cm3 |
II. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP
Dạng 1. Giải thích các hiện tượng trong đời sống
Để giải thích các hiện tượng trong đời sống ta dựa vào các tính chất dãn nở vì nhiệt của chất khí sau đây:
- Các chất khí đều nở ra khi nóng lên và co lại khi lạnh đi.
- Các chất khí khác nhau nhưng dãn nở vì nhiệt lại giống nhau.
- Chất khí dãn nở vì nhiệt nhiều hơn chất lỏng, chất lỏng dãn nở vì nhiệt nhiều hơn chất rắn.
- Chất khí có tính chất nén được và chiếm hết thể tích của bình chứa.
Dạng 2. Bài tập cơ bản về sự nở vì nhiệt của chất khí
Bước 1: Xác định dữ kiện đã cho (nhiệt độ, dụng cụ chứa chất khí ...) và yêu cầu của đề bài.
Bước 2: Dựa trên đặc điểm sự nở vì nhiệt:
+ Chất khí tăng (giảm) thể tích khi tăng (giảm) nhiệt độ
+ Các chất khí khác nhau nở vì nhiệt giống nhau.
+ Chất khí nở vì nhiệt nhiều nhất, chất rắn nở vì nhiệt ít nhất.
Từ đó rút ra câu trả lời cho bài toán đã nêu.
III. GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA
Câu hỏi C1 (trang 62 SGK Vật Lí 6):Có hiện tượng gì xảy ra với giọt nước màu trong ống thủy tinh khi bàn tay áp vào bình cầu? Hiện tượng này chứng tỏ thể tích không khí trong bình thay đổi thế nào? Trả lời: Khi bàn tay áp vào bình cầu có hiện tượng: giọt nước di chuyển lên phía trên. Hiện tượng này chứng tỏ thể tích của không khí trong bình đã tăng lên, không khí nở ra. |  |
Câu hỏi C2 (trang 62 SGK Vật Lí 6):
Khi ta thôi không áp tay vào bình cầu, có hiện tượng xảy ra với giọt nước màu trong ống thuỷ tinh? Hiện tượng này chứng tỏ điều gì?
Trả lời:
Khi ta thôi không áp tay vào bình cầu, có hiện tượng giọt nước dịch chuyển xuống phía dưới ống thuỷ tinh. Hiện tượng trên chứng tỏ thể tích không khí trong bình giảm đi, không khí co lại.
Câu hỏi C3 (trang 63 SGK Vật Lí 6):
Tại sao thể tích không khí trong bình cầu lại tăng lên khi ta áp hai bàn tay nóng vào bình?
Trả lời:
Thể tích không khí trong bình cầu lại tăng lên khi ta áp tay nóng vào bình vì nhiệt độ của tay cao hơn so với nhiệt độ của bình làm cho bình nóng lên và không khí trong bình cũng nóng lên nên nở ra.
Câu hỏi C4 (trang 63 SGK Vật Lí 6):
Tại sao thể tích không khí trong bình lại giảm đi khi ta thôi không áp tay vào bình cầu?
Trả lời:
Khi ta thôi không áp tay vào bình cầu thì nhiệt độ của bình cao hơn nhiệt độ của không khí xung quanh bên ngoài làm nhiệt độ của bình và không khí trong bình cũng hạ xuống nên co lại.
Câu hỏi C5 (trang 63 SGK Vật Lí 6):
Hãy đọc bảng 20.1 ghi độ tăng thể tích của của 1000 cm3 (1 lít) một số chất, khi nhiệt độ của nó tăng thêm 50°C và rút ra nhận xét.
Bảng 20.1
Chất khí | Chất lỏng | Chất rắn |
| Không khí: 183 cm3 | Rượu: 58 cm3 | Nhôm: 3,45 cm3 |
| Hơi nước: 183 cm3 | Dầu hỏa: 55 cm3 | Đồng: 2,55 cm3 |
| Oxi: 183 cm3 | Thủy ngân: 9 cm3 | Sắt: 1,80 cm3 |
Trả lời: Đọc bảng theo ví dụ:
+ Độ tăng thể tích của 1000 cm3 (1 lít) rượu khi nhiệt độ của nó tăng thêm 50°C là 58 cm3
* Nhận xét: Với cùng một thể tích như nhau, khi được làm tăng nhiệt độ như nhau thì:
+ Các chất khí khác nhau nở vì nhiệt giống nhau.
+ Các chất lỏng, rắn khác nhau nở vì nhiệt khác nhau.
+ Chất khí nở vì nhiệt nhiều hơn chất lỏng, chất lỏng nở vì nhiệt nhiều hơn chất rắn.
Câu hỏi C6 (trang 63 SGK Vật Lí 6):Chọn từ thích hợp trong khung để điền vào chỗ trống của các câu sau: a) Thể tích khí trong bình (1)… khi khí nóng lên. b) Thể tích khí trong bình giảm khi khí (2)……. c) Chất rắn nở ra vì nhiệt (3) ……., chất khí nở ra vì nhiệt (4) …… | – Nóng lên, lạnh đi. – Tăng, giảm. – Nhiều nhất, ít nhất. |
Trả lời:
a) (1) tăng.
b) (2) lạnh đi.
c) (3) ít nhất, (4) nhiều nhất.
Câu hỏi C7 (trang 63 SGK Vật Lí 6):
Phải có điều kiện gì thì quả bóng bàn bị móp, được nhúng vào nước nóng mới có thể phồng lên?
Trả lời:
Khi cho quả bóng bàn bị ép vào nước nóng, không khí trong quả bóng bị nóng lên, nở ra làm cho quả bóng phồng lên như cũ. Do đó điều kiện để quả bóng bàn bị móp, được nhúng vào nước nóng mới có thể phồng lên là không khí bên trong quả bóng không được thất thoát ra ngoài, nghĩa là quả bóng không bị hở khí.
Câu hỏi C8 (trang 63 SGK Vật Lí 6):
Tại sao không khí nóng lại nhẹ hơn không khí lạnh? (Hãy xem lại bài trọng lượng riêng để trả lời câu hỏi này)
Tr lời: Trọng lượng riêng của không khí được xác định bằng công thức: \({\rm{d}} = \frac{{\rm{P}}}{{\rm{V}}} = \frac{{10.{\rm{m}}}}{{\rm{V}}}\)
(m là khối lượng khí, V là thể tích của khí).
Khi nhiệt độ tăng, khối lượng khí m không đổi nhưng thể tích V tăng do khí nở ra, do đó trọng lượng riêng d giảm. Vì vậy trọng lượng riêng của không khí nóng nhỏ hơn của không khí lạnh, nghĩa là không khí nóng nhẹ hơn không khí lạnh.
Câu hỏi C9 (trang 64 SGK Vật Lí 6):Dụng cụ đo độ nóng, lạnh đầu tiên của loài người do nhà bác học Galilê (1564 – 1642) sáng chế. Nó gồm một bình cầu có gắn một ống thuỷ tinh. Hơ nóng bình cầu rồi nhúng đầu ống thuỷ tinh vào một bình đựng nước. Khi bình khí nguội đi, nước dâng lên trong ống thuỷ tinh (H.20.3). Bây giờ, dựa theo mực nước trong ống thuỷ tinh, người ta có thể biết thời tiết nóng hay lạnh. Hãy giải thích tại sao?
Trả lời: + Khi thời tiết nóng lên, không khí trong bình cầu cũng nóng lên, nở ra đẩy mực nước trong ống thuỷ tinh xuống dưới. + Khi thời tiết lạnh đi, không khí trong bình cầu cũng lạnh đi, co lại dẫn đến mức nước trong ống thuỷ tinh khi đó dâng lên. |
|
Như vậy nếu gắn vào ống thuỷ tinh một băng giấy có chia vạch, thì có thể biết được lúc nào mức nước hạ xuống, dâng lên, tức là khi nào trời nóng, trời lạnh.
Trên đây là gợi ý giải bài tập Vật Lý 6 bài sự nở vì nhiệt của chất khí do giáo viên Ican trực tiếp biên soạn theo chương trình mới nhất. Chúc các bạn học tập vui vẻ.