Giải Vật lý 10 nâng cao – Bài 52: Sự nở vì nhiệt của vật rắn

12

Câu C1 trang 256 SGK Vật lý lớp 10 Nâng cao. Tại sao thước đo chiều dài cần làm bằng vật liệu có hệ số nở dài thật nhỏ ?
Giải
Thước đo chiều dài phải làm bằng vật liệu có hệ số giãn nở dài thật nhỏ để đảm bảo được đọ chính xác của thước khi nhiệt đọ môi trường thay đổi.

Câu C2 trang 257 SGK Vật lý lớp 10 Nâng cao. Nêu thêm những ví dụ về ứng dụng hay đề phòng tác hại của sự nở vì nhiệt của vật rắn.
Giải:
– Nung vùng bi (trong dầu) trước khi lắp vào cổ trục, vòng trong của nó rộng ra thì dễ lắp khi nguội vòng trong được cố định chặt vào trục.
– Khi chế tạo pít-tông xi lanh tronng động cơ người ta phải tính toán đến sự dãn nở của chúng khi động cơ hoạt động để đảm bảo kín, khít
– Không làm bê tông cốt nhôm, cốt đồng, chỉ làm bê tông cốt thép vì hệ số dãn nỡ của bê tông bằng của thép, liên kết giữa cốt và bê tông vẫn được đảm bảo khi nhiệt độ môi trường thay đổi.

Bài 1 trang 257 SGK Vật lý lớp 10 Nâng cao. Mỗi thanh ray đường sắt ( làm bằng thép) dài 10m ở nhiệt độ \({20^0}\)C. Phải để một khe hở là bao nhiêu giữa 2 đầu thanh ray đối diện, để nếu nhiệt đọ ngoài trời tăng lên \({50^0}\)C thì vẫn đủ chỗ cho thanh ray dãn ra
Giải
Để cho thanh ray không bị cong thì khe hở tối thiểu giữa 2 ray phải bằng độ giãn dài tối đa của 1 thanh ray :
\(\eqalign{
& \Delta l = \alpha {l_{0.}}.(t – {t_0}) = 11,{0.10^{ – 6}}.10.(50 – 20) \cr&\;\;\;\;\;\,= {33.10^{ – 4}}(m) \cr
& \Delta l = 3,3\;mm \cr} \)

Bài 2 trang 258 SGK Vật lý lớp 10 Nâng cao. Một băng kép được chế tạo từ một bản bằng thép và một bản bằng hợp kim có đọ dài ban đầu bằng nhau. Hỏi khi đót nóng băng kép lên thì băng kép uốn cong về phí nào?
Giải
Hệ số nở dài của hợp kim \({\alpha _2} = {25.10^{ – 6}}{K^{ – 1}}\) lớn hơn của thép \({\alpha _2} = {11.10^{ – 6}}{K^{ – 1}}\) nên cùng với một chiều dài \({l_0}\) ban đàu thì khi nóng lên thanh hợp kim sẽ dài hơn thanh thép, do đó băng kép cong về phía thanh thép
[​IMG]

Bài 3 trang 258 SGK Vật lý lớp 10 Nâng cao. Một ấm nhôm có dung tích 2 lít ở \({20^0}C\). Chiếc ấm đó có dung tích là bao nhiêu khi nó ở \({80^0}C\) ?
Giải
\(\beta = 3\alpha \). Có thể coi ấm như một hình lập phương rỗng ở \({t_0} = {20^0}C\) có \({V_0} = 2l\). Dung tích ấm ở \({80^0}C\) là:
\(V = {V_0}\left[ {1 + 3\alpha (t – {t_0})} \right] \)
\(= 2\left[ {1 + 3.24,{{5.10}^{ – 6}}(80 – 20)} \right] = 2,009(l)\)