Bài 36 Sự nở vì nhiệt của chất rắn SBT Lý lớp 10. Giải bài 36.8, 36.9, 36.10 trang 86, 87 Sách bài tập Vật lí 10. Câu 36.8: Khi tiến hành thí nghiệm khảo sát sự nở dài vì nhiệt của vật rắn,…
Bài 36.8: Khi tiến hành thí nghiệm khảo sát sự nở dài vì nhiệt của vật rắn, các k quả đo độ dài l0 của thanh thép ở 0°C và độ nở dài Δl của nó ứng với độ tăng nhiệt độ t (tính từ 0°C đến t°C) được ghi trong Bảng 36.1 :
a) Tính độ dãn dài tỉ đối Δl/l0 của thanh thép ở những nhiệt độ t khác nhau được ghi trong Bảng 36.1.
b) Vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ
dãn dài tỉ đối Δl/l0 vào nhiệt độ t của thanh thép.
c) Dựa vào đồ thị vẽ được, tính giá trị trung bình của hệ số nở dài α của thanh thép.
a) Kết quả tính độ dãn dài tỉ đối của thanh thép ở những nhiệt độ t khác nhau (được ghi ở bảng bên)
b) Chọn tỉ xích trên các trục toạ độ :
Trục hoành : 1 cm → t = 10°C.
Trục tung : 1 cm → = 1,2.10-4
Đường biểu diễn đồ thị vẽ được trên
Advertisements (Quảng cáo)
Hình 36.1G có dạng đoạn thẳng.
Điều này chứng tỏ độ biến dạng tỉ đối \({{\Delta l} \over {{l_0}}}\) của thanh sắt tỉ lệ thuận với độ tăng nhiệt độ t (tính từ 0°C):
\({{\Delta l} \over {{l_0}}} = \alpha t\)
Nhận xét thấy hệ số tỉ lệ α chính là hệ số nở dài của thép.
Hệ số tỉ lệ α được xác định bởi hệ số góc của đường biểu diễn đồ thị ở Hình 36.1G.
Bài 36.9*: Một tấm đồng hình vuông ở 0°C có cạnh dài 50 cm. Khi bị nung nóng tới nhiệt độ t°C, diện tích của đồng tăng thêm 17 cm2. Tính nhiệt độ nung nóng t°C của tấm đồng. Hệ số nở dài của đồng là 17. 10-6 K-1.
Diện tích tấm đồng hình vuông ở 0°C là S0 = l02. Khi bị nung nóng, kích thước của tấm đồng tăng theo mọi hướng, nên diện tích của tấm đồng này ở
Advertisements (Quảng cáo)
t°C sẽ là :
S = l2 =(l0 + Δl)2 = l02 + 2l0 Δl + (Δl)2
Theo công thức nở dài : Δl = Δl0Δt.
Vì α = 17.l0-6 K-1 khá nhỏ và Δt = t – t0 = t không lớn, nên Δl << l0.
Do đó, bỏ qua (Δl)2 và coi gần đúng.:
S ≈ S0 + 2l0Δl hay ΔS = S – S0 ≈ 2αS0Δt
Từ đó suy ra : \(t \approx {{\Delta S} \over {2\alpha {S_0}}} = {{{{17.10}^{ – 4}}} \over {{{2.17.10}^{ – 6}}.{{\left( {0,5} \right)}^2}}} = {200^o}C\)
Bài 36.10*: Xác định độ dài của thanh thép và của thanh đồng ở 0°C sao cho ở bất kì nhiệt độ nào thanh thép luôn dài hơn thanh đồng một đoạn bằng 50 mm. Cho biết hệ số nở dài của đồng là 16.10-6 K-1.và của thép là 12.10-6 K-1.
Khi nhiệt độ tăng từ 0°C đến t°C thì độ dãn dài của :
– Thanh thép : Δl1 = l01α1t.
– Thanh đồng : Δl2 = l02α2t.
Từ đó suy ra độ dài chênh lệch của hai thanh thép và đồng ở nhiệt độ bất kì t°C có giá trị bằng :
Δl = Δl1 – Δl2 = l01α1t – l02α2t = (l01α1 – l02α2)t = 50 mm
Công thức này chứng tỏ Δl phụ thuộc bậc nhất vào t. Rõ ràng, muốn Δl không phụ thuộc t, thì hệ số của t phải luôn có giá trị bằng không, tức là :
\({l_{01}}{\alpha _1} – {l_{02}}{\alpha _2} = 0 = > {{{l_{02}}} \over {{l_{01}}}} = {{{\alpha _1}} \over {{\alpha _2}}}\)
hay: \({{{l_{02}}} \over {{l_{01}} – {l_{02}}}} = {{{\alpha _1}} \over {{\alpha _2} – {\alpha _1}}} = {{{{12.10}^{ – 6}}} \over {{{16.10}^{ – 6}} – {{12.10}^{ – 6}}}} = 3\)
Từ đó suy ra độ dài ở 0°C của :
– Thanh đồng : l02 = 3(l01 – l02) = Δl = 3.50 = 150 mm.
– Thanh thép : l01 = l02 + Δl = 150 + 50 = 200 mm.
