Bài 47: SỰ NỞ VÌ NHIỆT ppsx

MỤC ĐÍCH YÊU CẦU - Hiểu được sự nở dài và sự nở khối của vật rắn.. - Biết được vai trò của sự nở vì nhiệt trong đời sống kỹ thuật.. CHUẨN BỊ - Giáo án điện tử - Bộ dụng cụ thí nghiệm d

Bài 47: SỰ NỞ VÌ NHIỆT

I MỤC ĐÍCH YÊU CẦU

- Hiểu được sự nở dài và sự nở khối của vật rắn

- Biết được vai trò của sự nở vì nhiệt trong đời sống kỹ thuật

- Giải thích và ứng dụng được những hiện tượng nở vì nhiệt đơn giản

II CHUẨN BỊ

- Giáo án điện tử

- Bộ dụng cụ thí nghiệm dãn nở các thanh kim loại khác nhau, bộ thí nghiệm đốt nóng quả cầu

III TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC

Ổn định lớp học

1) Kiểm tra bài củ :

+ Câu 1: Phân biệt biến dạng đàn hồi và biến dạng dẻo ?

+ Câu 2: Phát biểu định luật Huc ? Nêu ý nghĩa đại lượng và đơn vị ? + Câu 3: Phân biệt biến dạng nén và biến dạng kéo và biến dạng lệch 2) Nội dung bài giảng :

Phân giáo án của giáo viên Phần ghi chép của học sinh

SỰ NỞ VÌ NHIỆT

GV tiến hành thí nghiệm nung

nóng thanh sắt và qủa cầu

GV : tại sao quả cầu nung nóng

không lọt qua lổ tròn ?

HS : Vì quả cầu nở ra vì nhiệt

 Sự nở vì nhiệt

I/ SỰ NỞ DÀI:

GV : Đối với vật rắn, khi

nhiệt độ tăng và khi nhiệt độ

giảm thì vật rắn sẽ như thế

nào ?

HS : Khi nhiệt độ tăng thì vật

rắn nở ra ( thể tích tăng ) và

SỰ NỞ VÌ NHIỆT:

Khi nhiệt độ của vật rắn tăng lên nĩi chung kích thước của vật rắn tăng lên

Đĩ là sự nở vì nhiệt

I/ SỰ NỞ DÀI:

Sự nở dài là sự tăng kích thước của vật rắn theo một phương đã chọn

Thí dụ : Sự tăng chiều dài của thanh ray xe lửa khi trời nĩng

Chỗ hở ở giữa 2 đầu thanh ray

khi nhiệt độ giảm thì vật rắn

co lại ( thể tích giảm )

GV : Em có thể dựa vào

thuyết động học phân tử để

giải thích sự nở vì nhiệt của

chất rắn ?

HS dựa vào thuyết động học

phân tử để giải thích sự nở vì

nhiệt của chất rắn

GV : các có thể nhắc lại thế

nào là tính dị hướng ?

HS : Khi một vật nở ra hay co

lại theo một hướng nhất định

nào đó ta nói vật rắn mang

tính dị hướng

GV : Giả sử ta có một thanh

vật rắn mang tính dị hướng theo

trục khi nhiệt độ tăng, khi đo

thanh sẽ nở dài ra  Sự nở

dài

GV : Thuyết giảng sự nở dài l

Gọi l là chiều dài của thanh ở 0oC

Khi thanh được làm nĩng lên đến

t0C thì chiều dài của thanh tăng thêm một đoạn l và cĩ độ dài : l = l + l ( 1 )

l = l + l ( 1 ) Kết quả thí nghiệm cho ta:

l =  l t ( 2 )

Từ(1) và (2)  l = l (1 +  t) (3)

 là hệ số nở dài ( K-1 hay độ-1 )

Hệ số nở dài phụ thuộc vào bản chất của chất làm thanh

II/ SỰ NỞ THỂ TÍCH:

= l0 ( 1 + .t )

Ta có l1 = l0 (1 + .t1 ) ;

l2 = l0 (1 + .t2 ) và l = l2 – l1

Các em có thể chứng minh

công thức :

l = .l0.t

GV gọi HS lên chứng minh : l

= .l0.t

l = l2 – l1 = l0 (1 + .t2 ) - l0 (1

+ .t1 )

= .l0.t

GV : chứng minh công thức :

l2 = l1(1 + .t)

Lập tỉ số : 2 0 2

1 0 1

l (1+ α.t ) l

=

l l (1+ α.t )

 l2 = l1 ( 2

1

1+ α.t 1+ α.t ) = l1 ( 1 + ( t2

– t1))

Khi tăng nhiệt độ thì kích thước của vật rắn theo các phương đều tăng lên theo định luật của sự nở dài nên thể tích của vật tăng lên, Đĩ là sự nở thể tích hay sự nở khối

Gọi V là thể tích của vật rắn ở 00 C Khi nhiệt độ của vật tăng lên t0C thì thể tích vật tăng thêm V và bằng :

V = V + V ( 4 )

Kết quả thí nghiệm cho ta:

V =  V t ( 2 )

Từ(4) và (5)  V = V (1 +  t) (6)

 là hệ số nở khối ( K-1 hay độ-1 )

Hệ số nở thể tích phụ thuộc vào bản chất của chất tạo nên vật rắn

Hệ số nở khối  của một chất xấp xỉ bằng 3 lần hệ số nở dài của chính chất

ấy  = 3 (7)

III HIỆN TƯỢNG NỞ VÌ NHIỆT

 l2 = l1(1 + .t)

Áp dụng công thức gần

đúng :

1

2

1+ ε

1+ ε = 1 + 1 – 2 ; (1, 2 : là

những con số rất nhỏ )

GV : Giảng giải cho HS phân

biệt l0 ( Chiều dài của thanh ở

00C ) khác l0 ( chiều dài ban

đầu) của bài trước

II/ SỰ NỞ THỂ TÍCH:

GV : Các em cho biết thế nào

là tính đẳng hướng ở vật rắn

?

HS : Thưa Thầy : Khi vật rắn

nở ra đều đặn theo mọi hướng

ta nói vật rắn mang tính đẳng

hướng

GV : Đối với vật rắn đẳng

hướng, khi nhiệt độ tăng, thanh

sẽ nở khối

TRONG KỸ THUẬT :

Vật rắn khi nở ra hay co lại đều tạo một lực khá lớn tác dụng lên các vật khác tiếp xúc với nĩ Vậy phải chú ý đến sự nở vì nhiệt trong kỹ thuật

* Ứng dụng sự nở vì nhiệt khác nhau giữa các chất để tạo ra băng kép dùng làm rơle điều nhiệt trong bàn là, bếp điện…

 Đề phịng sự nở vì nhiệt

- Ta phải chọn các vật liệu cĩ hệ số nở dài như nhau khi hàn ghép các vật liệu khác nhau

Chẳng hạn chế tạo đuơi bĩng đèn điện

Bê tơng nở vì nhiệt như thép

- Ta phải để khoảng hở ở chỗ hai vật

GV thuyết giảng về sự nở

khối :

V = V0 ( 1 + .t ) với  = 3

GV : Chứng minh  = 3

Theo công thức sự nở dài

l = l0(1 + .t )

 l3 = l03(1 + .t)3

= l0

3

( 1 + 3.t + 32t2 + 3t3 )

( Vì 2, 3 << 1  2  0 , 3 

0)

 l3 = l03( 1 + 3.t )

 V = V0 ( 1 + 3t ) = V0 ( 1 +

.t )

( Hoặc ta có thể dùng công

thức :

( 1 +  )m = 1 + m )

GV gọi HS chứng minh công

nối đầu nhau như chỗ nối hai đầu thanh ray xe lửa, chỗ đầu chân cầu …

- Ta phải tạo các vịng uốn trên các ống dẫn dài như ở đường ống dẫn khí hay chất lỏng

- Ta phải tạo các tấm tơn lợp cĩ dạng lượn sĩng

thức :

V2 = V1( 1 +  t)

III HIỆN TƯỢNG NỞ VÌ

NHIỆT TRONG KỸ THUẬT :

GV : Thuyết giảng phần ứng

dụng

GV yêu cầu HS cho biết thêm

vài ứng dụng thêm về sự nở

vì nhiệt của vật rắn

3) CŨNG Cố

Câu hỏi :

- Viết công thức , giải thích ký hiệu , đơn vị sữ dụng của sự nở dài và sự nở khối

- Đặt câu hỏi : HS có thể tự giải thích cơ chế đèn ở bàn ủi

4) Dặn DÒ Học SINH

- BT 6 SGK Tr 17

  