BÀI 18. SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA CHẤT RẮN
I. LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM
1. Sự nở vì nhiệt của chất rắn
Chất rắn nở ra khi nóng lên, co lại khi lạnh đi. Nghĩa là:
+ Khi tăng nhiệt độ:
- Chiều dài \(\left( \ell \right),\) kích thước, thể tích (V) của chất rắn tăng.
- Khối lượng (m), trọng lượng (P) của chất rắn không đổi.
- Khối lượng riêng (D), trọng lượng riêng (d) của chất rắn giảm.
+ Khi giảm nhiệt độ:
- Chiều dài \(\left( \ell \right),\) kích thước, thể tích (V) của chất rắn giảm.
- Khối lượng (m), trọng lượng (P) của chất rắn không đổi.
- Khối lượng riêng (D), trọng lượng riêng (d) của chất rắn tăng.
2. Đặc điểm sự nở vì nhiệt của chất rắn
Các chất rắn khác nhau nở vì nhiệt khác nhau.
Chất rắn | Độ tăng chiều dài |
Nhôm | 0,12 cm |
Sắt | 0,086 cm |
Đồng | 0,06 cm |
Bê tông | 0,06 cm |
Thủy tinh | 0,045 cm |
Chú ý: Có một số chất rắn có sự nở vì nhiệt giống nhau được sử dụng để gắn với nhau, nhờ vậy chúng không bị hư hỏng khi có sự thay đổi nhiệt độ lớn.
Ví dụ: Bê tông và cốt thép, men răng và ngà răng, lớp chống dính và chảo … đều là những vật liệu có độ nở vì nhiệt như nhau.
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 rắn sau đây:
- Các chất rắn đều nở ra khi nóng lên và co lại khi lạnh đi.
- Các chất rắn khác nhau thì dãn nở vì nhiệt cũng khác nhau.
- Cùng một chất, nơi nào nóng nhiều hơn thì dãn nở cũng nhiều hơn
Dạng 2.
Bài tập cơ bản về sự nở vì nhiệt của vật rắn
Bước 1: Xác định dữ kiện đã cho (nhiệt độ, chiều dài, chiều rộng, chiều cao, thể tích, loại chất rắn ...) và yêu cầu của đề bài.
Bước 2: Dựa trên đặc điểm sự nở vì nhiệt:
+ Chất rắn to lên (bé đi) theo thể tích khi tăng (giảm) nhiệt độ
+ Các chất rắn khác nhau thì nở vì nhiệt cũng khác nhau.
Từ đó rút ra câu trả lời cho bài toán đã nêu.
III. GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA
Câu hỏi C1 (trang 58 SGK Vật Lí 6):
Tại sao sau khi bị hơ nóng, quả cầu lại không lọt qua vòng kim loại.
Trả lời: Khi hơ nóng quả cầu nở ra, thể tích của nó tăng lên, quả cầu không lọt qua vòng kim loại.
Câu hỏi C2 (trang 58 SGK Vật Lí 6):
Tại sao sau khi được nhúng vào nước lạnh, quả cầu lại lọt qua vòng kim loại.
Trả lời: Khi được nhúng vào nước lạnh, quả cầu nguội đi nên co lại (thể tích giảm) nên quả cầu nhỏ hơn lúc hơ nóng, do đó nó lọt qua đươc vòng kim loại.
Câu hỏi C3 (trang 59 SGK Vật Lí 6):
Chọn từ thích hợp trong khung để điền vào chỗ trống của các câu sau:
Nóng lên Lạnh đi | Tăng Giảm |
a) Thể tích quả cầu (1)… khi quả cầu nóng lên.
b) Thể tích của quả cầu giảm khi quả cầu (2)… đi.
Trả lời:
a) Thể tích quả cầu (1) tăng khi quả cầu nóng lên.
b) Thể tích của quả cầu giảm khi quả cầu (2) lạnh đi.
Câu hỏi C4 (trang 59 SGK Vật Lí 6):
Từ bảng dưới đây có thể rút ra nhận xét gì về sự nở vì nhiệt của các chất rắn khác nhau:
| Nhôm | 0,12 cm |
| Đồng | 0,086 cm |
| Sắt | 0,060 cm |
Trả lời:
Các chất rắn khác nhau, nở (co lại) vì nhiệt khác nhau (nhôm nở nhiều nhất đến đồng sau đó là sắt).
Câu hỏi C5 (trang 59 SGK Vật Lí 6):
Ở đầu cán (chuôi) dao, liềm bằng gỗ, thường có một đai bằng sắt, gọi là cái khâu. Dùng để giữ chặt lưỡi dao hay lưỡi liềm. Tại sao khi lắp khâu, người thợ rèn phải nung nóng khâu rồi mới tra vào cán?
Trả lời:
Khi lắp khâu sắt vào cán dao, liềm bằng gỗ, người thợ rèn phải nung nóng khâu để khâu nở rộng ra dễ tra vào cán, khi nguội đi khâu co lại bám chặt vào cán dao làm cho dao, liềm được gắn chặt vào cán hơn.
Câu hỏi C6 (trang 59 SGK Vật Lí 6):Hãy nghĩ cách làm cho quả cầu trong thí nghiệm ở hình 18.1, dù đang nóng vẫn có thể lọt qua vòng kim loại. Hãy làm thí nghiệm kiểm chứng Trả lời: Ta vẫn có thể làm cho quả cầu trong thí nghiệm đang nóng vẫn có thể lọt qua vòng kim loại bằng cách nung nóng vòng kim loại. |  |
Câu hỏi C7 (trang 59 SGK Vật Lí 6):
Hãy tự trả lời câu hỏi đã nêu ở đầu bài học. Biết rằng ở Pháp, tháng 1 đang là mùa đông, còn tháng 7 đang là mùa hạ.
Trả lời:
Tính chất chung của chất rắn là nở ra khi nóng lên và co lại khi lạnh đi.
Ở Pháp, tháng 1 đang là mùa Đông, tháng 7 là mùa hạ, do đó tháng 7 nóng hơn tháng 1 (tức nhiệt độ ngoài trời tháng 7 cao hơn tháng 1). Mà thép dãn nở theo nhiệt độ tăng, do đó vào tháng 7 tháp Ép-phen sẽ cao hơn so với tháng 1 (cao thêm l0 cm).
Trên đây là gợi ý giải bài tập Vật Lý 6 bài sự nở vì nhiệt của chất rắn do giáo viên Ican trực tiếp biên soạn theo chương trình mới nhất. Chúc các bạn học tập vui vẻ.