Biến dạng của vật rắn khi thay đổi nhiệt độ

Biến dạng của vật rắn khi thay đổi nhiệt độ

4.3/5

Tác giả: Thầy Tùng

Đăng ngày: 19 Aug 2022

Lưu về Facebook:
Hình minh họa Biến dạng của vật rắn khi thay đổi nhiệt độ

Lý thuyết về Biến dạng của vật rắn khi thay đổi nhiệt độ

1. Sự nở dài.

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

-  Độ nở dài \[\Delta l\] của vật rắn hình trụ đồng chất tỉ lệ với độ tăng nhiệt độ \[\Delta t\] và độ dài ban đầu lo của vật đó.

\[\Delta l=l-{{l}_{o}}=\alpha {{l}_{o}}\Delta t\]

 Trong đó:

  • \[\Delta l=l-{{l}_{o}}\] là độ nở dài của vật rắn (m)
  • \[{{l}_{o}}\] là chiều dài của vật rắn ở nhiệt độ \[{{t}_{o}}\]
  • l là chiều dài của vật rắn ở nhiệt độ t
  • \[\alpha \] là hệ số nở dài của vật rắn, phụ thuộc vào chất liệu vật rắn \[\left( {{K}^{-1}} \right)\]
  • \[\Delta t=t-{{t}_{o}}\] là độ tăng nhiệt độ của vật rắn (\[^{0}C\] hay K)
  • \[{{t}_{o}}\] là nhiệt độ đầu
  • t là nhiệt độ sau

2. Sự nở khối.

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

  Độ nở khối của vật rắn đồng chất đẳng hướng được xác định theo công thức :

\[\Delta V=V-{{V}_{o}}=\beta {{V}_{o}}\Delta t\]

Trong đó:

  • \[\Delta V=V-{{V}_{o}}\] là độ nở khối của vật rắn \[\left( {{m}^{3}} \right)\]
  • \[{{V}_{o}}\] là thể tích của vật rắn ở nhiệt độ \[{{t}_{o}}\]
  • V là thể tích của vật rắn ở nhiệt độ t
  • \[\beta \] là hệ số nở khối, \[\beta \approx 3\alpha \] và cũng có đơn vị là \[{{K}^{-1}}.\]
  • \[\Delta t=t-{{t}_{o}}\] là độ tăng nhiệt độ của vật rắn (\[^{0}C\] hay K)
  • \[{{t}_{o}}\]là nhiệt độ đầu
  • t là nhiệt độ sau

Bài tập tự luyện có đáp án

Câu 1: Gọi $ {{l}_{0}} $ là chiều dài ở $ 0{}^\circ C $ ; $ l $ là chiều dài ở $ t{}^\circ C $ ; $ \alpha $ là hệ số nở dài. Công thức tính chiều dài $ l $ ở $ t{}^\circ C $ là:

  • A
  • B
  • C
  • D
Bấm vào đây để xem đáp án chi tiết

Công thức: $ l={{l}_{0}}(1+\alpha t). $

Câu 2: Sự nở vì nhiệt:

  • A
  • B
  • C
  • D
Bấm vào đây để xem đáp án chi tiết

Sự nở vì nhiệt vừa có lợi vừa có hại.

Câu 3: Độ nở khối của vật rắn đồng chất được xác định theo công thức:

  • A
  • B
  • C
  • D
Bấm vào đây để xem đáp án chi tiết

Công thức: \[\Delta V=V-{{V}_{0}}=\beta {{V}_{0}}\Delta t\].

Câu 4: Khi vật rắn kim loại bị nung nóng thì khối lượng riêng của vật tăng hay giảm? Tại sao?

  • A
  • B
  • C
  • D
Bấm vào đây để xem đáp án chi tiết

Khi vật rắn kim loại bị nung nóng thì khối lượng riêng của vật giảm, vì khối lượng của vật không đổi nhưng thế tích của vật tăng.

Câu 5: Khi tăng nhiệt độ, thể tích của một vặt rắn đồng chất, đẳng hướng thay đổi như thế nào?

  • A
  • B
  • C
  • D
Bấm vào đây để xem đáp án chi tiết

Khi tăng nhiệt độ, thể tích của một vặt rắn đồng chất, đẳng hướng tăng.

Câu 6: Điều nào sau đây là đúng liên quan đến sự nở dài?

  • A
  • B
  • C
  • D
Bấm vào đây để xem đáp án chi tiết

Độ dãn nở tỉ lệ thuận với chiều dài ban đầu.

Câu 7: Đơn vị đo của hệ số nở dài $ \alpha $ là:

  • A
  • B
  • C
  • D
Bấm vào đây để xem đáp án chi tiết

Đơn vị đo của hệ số nở dài $ \alpha $ là K-1

Câu 8: Khi đổ nước sôi vào trong cốc thuỷ tinh thì cốc thuỷ tinh hay bị nứt vỡ, còn cốc thạch anh không bị nứt vỡ là vì:

  • A
  • B
  • C
  • D
Bấm vào đây để xem đáp án chi tiết

Thạch anh có hệ số nở khối nhỏ hơn thủy tinh nên khó bị vỡ hơn khi nhiệt độ tăng nhanh.

Câu 9: Độ nở dài \[\Delta l\] của vật rắn (hình trụ đồng chất) được xác định theo công thức:

  • A
  • B
  • C
  • D
Bấm vào đây để xem đáp án chi tiết

Công thức: $ \Delta l=l-{{l}_{0}}=l{{\alpha }_{0}}\Delta t $

Câu 10: Đâu không phải là đơn vị đo của hệ số nở khối $ \beta $ ?

  • A
  • B
  • C
  • D
Bấm vào đây để xem đáp án chi tiết

Kevin (K) không phải là đơn vị đo của hệ số nở khối.

Câu 11: Điều nào sau đây không phải là ứng dụng của sự nở vì nhiệt của vật rắn?

  • A
  • B
  • C
  • D
Bấm vào đây để xem đáp án chi tiết

Điều hòa nhiệt độ không hoạt động dựa trên hiện tượng sự nở vì nhiệt của vật rắn.

Câu 12: Khi tăng nhiệt độ, độ dài của thanh kim loại thay đổi như thế nào?

  • A
  • B
  • C
  • D
Bấm vào đây để xem đáp án chi tiết

Khi nhiệt độ tăng thì chiều dài của thanh kim loại tăng.

Câu 13: Gọi $ {{V}_{0}} $ là thể tích ở $ 0{}^\circ C $ ; $ V $ là thể tích ở $ t{}^\circ C $ ; $ \beta $ là hệ số nở khối. Công thức tính thể tích $ V $ ở $ t{}^\circ C $ là:

  • A
  • B
  • C
  • D
Bấm vào đây để xem đáp án chi tiết

Công thức: $ V={{V}_{0}}(1+\beta t). $

Câu 14: Dụng cụ có nguyên tắc hoạt động không liên quan đến sự nở vì nhiệt là:

  • A
  • B
  • C
  • D
Bấm vào đây để xem đáp án chi tiết

Dụng cụ có nguyên tắc hoạt động không liên quan đến sự nở vì nhiệt là đồng hồ bấm giây.

Câu 15: Giữa hệ số nở khối $ \beta $ và hệ số nở dài $ \alpha $ có biểu thức:

  • A
  • B
  • C
  • D
Bấm vào đây để xem đáp án chi tiết

Biểu thức liên hệ: $ \beta =3\alpha $