Bài 36: Sự nở vì nhiệt của vật rắn

BÀI 52: SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA CHẤT RẮN
I. Sự nở dài
II. Sự nở thể tích (hay sự nở khối)
III. Hiện tượng nở vì nhiệt trong kĩ thuật



Sự nở vì nhiệt: Khi nhiệt độ của vật rắn
tăng lên thì nói chung kích thước của vật
tăng lên. Đó là vì nhiệt.

Sự nở vì nhiệt được phân thành 2 loại: sự
nở dài và sự nở thể tích.



I. Sự nở dài
Sự nở dài là sự tăng kích thước của vật rắn theo một phương đã chọn.
Xét sự nở dài của một thanh kim loại:
t
o
(ºC) chiều dài thanh là ℓ
o
ℓ ۪
t (ºC) chiều dài thanh tăng thêm
lượng Δℓ
ℓ ۪ ℓ
ℓ = ℓ
0

+۪ ℓ (1)
Kết quả của thí nghiệm cho biết Δℓ=αℓ
0
(t-t
0
) (2).
Thế (2) vào (1), ta được: ℓ= ℓ
0
[1+ α(t-t
0
)]
Trong đó α là hệ số tỉ lệ, có đơn vị là K
-1
(hoặc độ
-1
)
Hệ số nở dài α phụ thuộc vào bản chất của chất làm thanh.


II. Sự nở thể tích (sự nở khối)
Khi nhiệt độ tăng 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. Đó là sự nở
thể tích hay sự nở khối.
Gọi V
0
là thể tích của vật ở nhiệt độ t
0
.
Khi nhiệt độ của vật tăng lên đến nhiệt độ t thì thể tích của vật là:
V = V

0
[1 + β ( t – t
0
)]
Với β là hệ số nở thể tích hay hệ số nở khối, có đơn vị là K
-1
(hoặc độ
-1
).
Thực nghiệm cho thấy hệ số nở khối của một chất xấp xỉ bằng 3 lần hệ
số nở dài của chính chất ấy, tức là: β =3α.


III. Hiện tượng nở vì nhiệt trong kĩ thuật
Vật rắn khi nở ra hay co lại đều tạo nên một lực khá lớn tác dụng lên
vật khác tiếp xúc với nó. Do đó người ta phải chú ý đến sự nở vì nhiệt
trong kĩ thuật.
Ứng dụng sự nở vì nhiệt: tạo ra băng kép dùng làm rơle điều nhiệt
trong bàn là, bếp điện…