- Nêu được ý nghĩa vật lí và đơn vị đo của hệ số nở dài và hệ số nở khối.. - Nêu được ý nghĩa thực tiễn của việc tính toán độ nở dài và độ nở khối của vật rắn trong đời sống và kĩ thuật.
Trang 1BÀI 36: SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN
I. MỤC TIÊU
1 Về kiến thức
- Phát biểu và viết được công thức nở dài của vật rắn
- Phát biểu và viết được công thức nở khối của vật rắn
- Nêu được ý nghĩa vật lí và đơn vị đo của hệ số nở dài và hệ số nở khối
- Nêu được ý nghĩa thực tiễn của việc tính toán độ nở dài và độ nở khối của vật rắn trong đời sống và kĩ thuật
2 Về kĩ năng
- Xử lí các số liệu thực nghiệm để rút ta công thức nở dài của vật rắn
- Giải thích được các hiện tượng liên quan đến sự nở vì nhiệt của vật rắn trong đời sống và kĩ thuật
- Vận dụng được các công thức về sự nở dài và sự nở khối của vật rắn để giải các bài tập trong SGK và các bài tập tương tự
3 Thái độ
- Cẩn thận, tự giác, hăng hái phát biểu
II CHUẨN BỊ
1 Giáo viên
- Bảng phụ, hình ảnh minh họa
2 Học sinh
- Học bài cũ, chuẩn bị bài mới
III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
1 Ổn định lớp, kiểm tra sỉ số
2 Kiểm tra bài cũ
3 Đặt vấn đề
Tại sao giữa hai đầu thanh ray của đường sắt lại phải có một khe hở?
Độ rộng của khe hở này phụ thuộc những yếu tố gì và có thể xác định nó theo công thức nào? Để trả lời được các câu hỏi này chúng ta đi vào bài học hôm nay
Trang 2Bài 36: SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN
4 Hoạt động dạy học
GV: Yêu cầu HS quan sát hình
36.2
GV: Yêu cầu HS mô tả dụng cụ
thí nghiệm hình 36.2
GV: Mô tả thí nghiệm:
Đặt một thanh đồng vào trong
bình nước Ta tiến hành tăng dần
nhiệt độ của nước từ t0 đến t
Thanh đồng nở dài ra và đẩy đầu
đo của đồng hồ micromet dịch
chuyển, làm kim của nó quay từ
từ trên mặt thang đo
GV: Sau khi tiến hành thí
nghiệm người ta thu được bảng
số liệu như trong SGK bảng 36.1
GV: Yêu cầu HS dựa vào bảng
số liệu này hãy tính hệ số ?
GV: Yêu cầu HS nhận xét về hệ
số ?
Như vậy ta có thể viết:
Trong đó: l0 và l là độ dài của
thanh đồng ở nhiệt độ ban đầu t0
và nhiệt độ cuối t
HS: Quan sát
HS: Trả lời + Thanh đồng + Bình nước + Nhiệt kế + Đồng hồ micromet HS: Lắng nghe
HS: Tính toán
HS: Hệ số có giá trị không đổi
HS: Lắng nghe
I – Sự nở dài
1 Thí nghiệm
Nhiệt độ ban đầu: to= 200C
Độ dài ban đầu: lo= 500 mm
(0C) (mm) 30
40 50 60 70
0,25 0,33 0,41 0,49 0,58
1,67.10-5
1,65.10-5
1,64.10-5
1,63.10-5
1,66.10-5
Trang 3Từ công thức trên ta cũng có thể
viết lại dưới dạng:
Đặt
: là độ nở dài tỉ đối
= t- t 0: độ tăng nhiệt độ của
thanh đồng
GV: Chúng ta thấy khi nhiệt độ
tăng thì chiều dài của thanh đồng
cũng tăng, hiện tượng đó người
ta gọi là sự nở dài vì nhiệt của
vật rắn
GV: Yêu cầu HS phát biểu định
nghĩa sự nở dài là gì?
GV: Yêu cầu HS trình bày công
thức độ nở dài?
GV: Yêu cầu HS gọi tên và trình
bày đơn vị của từng đại lượng có
trong công thức
GV: Yêu cầu HS trả lời câu C2
HS: Lắng nghe
HS: Phát biểu
HS: Trình bày
HS: Trình bày
2 Kết luận
Sự nở dài là sự tăng độ dài của vật rắn khi nhiệt độ tăng
Độ nở dài của vật rắn (hình trụ đồng chất) tỉ lệ với độ tăng nhiệt độ và độ dài ban đầu của vật đó
Hay:
Trong đó : hệ số nở dài (1/K hay K-1) : độ nở dài của vật rắn (m)
l 0 : độ dài của vật rắn ở
nhiệt độ đầu t 0 (m)
Trang 4GV: Yêu cầu HS đọc SGK và
cho biết thế nào là sự nở khối?
GV: Yêu cầu HS trình bày công
thức độ nở khối?
GV: Yêu cầu HS gọi tên và trình
bày đơn vị của từng đại lượng có
trong công thức
GV: Yêu cầu HS đọc ứng dụng
GV: Giải thích các ứng dụng
HS: Trả lời
Ta có:
Khi = 1 Thì Như vậy: Hệ số nở dài
có độ lớn bằng độ nở dài của mỗi đơn vị dài của vật rắn, khi nhiệt
độ tăng thêm 1 độ
HS: Trả lời
HS: Trình bày
HS: Trình bày
l : độ dài của vật rắn ở nhiệt độ cuối t (m)
= t – t 0 : độ tăng nhiệt độ của vật rắn (0C)
II – Sự nở khối
Sự nở khối là sự tăng thể tích của vật rắn khi nhiệt độ tăng
Hay:
Trong đó:
: độ nở khối (m3)
= t – t 0: độ tăng nhiệt độ của vật tắn (0C)
V 0 : thể tích của vật rắn
ở nhiệt độ đầu t 0 (m3)
V : thể tích của vật rắn
ở nhiệt độ cuối t (m3) : hệ số nở khối (1/K hay K-1) (Với)
Trang 5GV: Yêu cầu HS làm bài 5,6
HS: Lắng nghe và ghi chép
HS: Thực hiện
III – Ứng dụng
Khắc phục tác hại của sự nở vì nhiệt sao cho các vật rắn không
bị cong hoặc nứt gãy khi nhiệt
độ thay đổi
Lợi dụng sử nở vì nhiệt của vật rắn để lồng ghép đai sắt vào các bánh xe, chế tạo băng kép dùng làm rơle đóng ngắt tự động mạch điện, ampe kế …
IV – Bài tập áp dụng
5/SGK Tóm tắt:
t0 = 20oC
lo = 1000 mm =1 m
t = 40oC = ?
Giải
Ta có: = lo
= 11.10-6.1.(40 – 20) = 2,2 10-4 (m)
= 0,22 (mm) 6/SGK
Tóm tắt:
t = 800 oC
t0 = 0oC
D0 = 7,8.103 kg/m3
D = ?
Giải
Ta có:
Trang 6D =
m = D.V
Mà: V =
Vì khối lượng m không đổi nên:
DoVo = DV
D =
= 7,599.103 kg/m3