Bài 36.8 trang 86 Sách bài tập (SBT) Vật lí 10
Khi tiến hành thí nghiệm khảo sát sự nở dài vì nhiệt của vật rắn, các k quả đo độ dài l0 của thanh thép ở 0°C và độ nở dài Δl của nó ứng với độ tăng nhiệt độ t (tính từ 0°C đến t°C) được ghi trong Bảng 36.1 :
a) Tính độ dãn dài tỉ đối Δl/l0 của thanh thép ở những nhiệt độ t khác nhau được ghi trong Bảng 36.1.
b) Vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ
dãn dài tỉ đối Δl/l0 vào nhiệt độ t của thanh thép.
c) Dựa vào đồ thị vẽ được, tính giá trị trung bình của hệ số nở dài α của thanh thép.
Hướng dẫn trả lời:
a) Kết quả tính độ dãn dài tỉ đối của thanh thép ở những nhiệt độ t khác nhau (được ghi ở bảng bên)
b) Chọn tỉ xích trên các trục toạ độ :
Trục hoành : 1 cm → t = 10°C.
Trục tung : 1 cm → = 1,2.10-4
Đường biểu diễn đồ thị vẽ được trên
Hình 36.1G có dạng đoạn thẳng.
Điều này chứng tỏ độ biến dạng tỉ đối \({{\Delta l} \over {{l_0}}}\) của thanh sắt tỉ lệ thuận với độ tăng nhiệt độ t (tính từ 0°C):
\({{\Delta l} \over {{l_0}}} = \alpha t\)
Nhận xét thấy hệ số tỉ lệ α chính là hệ số nở dài của thép.
Hệ số tỉ lệ α được xác định bởi hệ số góc của đường biểu diễn đồ thị ở Hình 36.1G.
Bài 36.9* trang 87 Sách bài tập (SBT) Vật lí 10
Một tấm đồng hình vuông ở 0°C có cạnh dài 50 cm. Khi bị nung nóng tới nhiệt độ t°C, diện tích của đồng tăng thêm 17 cm2. Tính nhiệt độ nung nóng t°C của tấm đồng. Hệ số nở dài của đồng là 17. 10-6 K-1.
Hướng dẫn trả lời:
Diện tích tấm đồng hình vuông ở 0°C là S0 = l02. Khi bị nung nóng, kích thước của tấm đồng tăng theo mọi hướng, nên diện tích của tấm đồng này ở
t°C sẽ là :
S = l2 =(l0 + Δl)2 = l02 + 2l0 Δl + (Δl)2
Theo công thức nở dài : Δl = Δl0Δt.
Vì α = 17.l0-6 K-1 khá nhỏ và Δt = t - t0 = t không lớn, nên Δl << l0.
Do đó, bỏ qua (Δl)2 và coi gần đúng.:
S ≈ S0 + 2l0Δl hay ΔS = S - S0 ≈ 2αS0Δt
Từ đó suy ra : \(t \approx {{\Delta S} \over {2\alpha {S_0}}} = {{{{17.10}^{ - 4}}} \over {{{2.17.10}^{ - 6}}.{{\left( {0,5} \right)}^2}}} = {200^o}C\)
Bài 36.10* trang 87 Sách bài tập (SBT) Vật lí 10
Xác định độ dài của thanh thép và của thanh đồng ở 0°C sao cho ở bất kì nhiệt độ nào thanh thép luôn dài hơn thanh đồng một đoạn bằng 50 mm. Cho biết hệ số nở dài của đồng là 16.10-6 K-1.và của thép là 12.10-6 K-1.
Hướng dẫn trả lời:
Khi nhiệt độ tăng từ 0°C đến t°C thì độ dãn dài của :
- Thanh thép : Δl1 = l01α1t.
- Thanh đồng : Δl2 = l02α2t.
Từ đó suy ra độ dài chênh lệch của hai thanh thép và đồng ở nhiệt độ bất kì t°C có giá trị bằng :
Δl = Δl1 – Δl2 = l01α1t – l02α2t = (l01α1 – l02α2)t = 50 mm
Công thức này chứng tỏ Δl phụ thuộc bậc nhất vào t. Rõ ràng, muốn Δl không phụ thuộc t, thì hệ số của t phải luôn có giá trị bằng không, tức là :
\({l_{01}}{\alpha _1} - {l_{02}}{\alpha _2} = 0 = > {{{l_{02}}} \over {{l_{01}}}} = {{{\alpha _1}} \over {{\alpha _2}}}\)
hay: \({{{l_{02}}} \over {{l_{01}} - {l_{02}}}} = {{{\alpha _1}} \over {{\alpha _2} - {\alpha _1}}} = {{{{12.10}^{ - 6}}} \over {{{16.10}^{ - 6}} - {{12.10}^{ - 6}}}} = 3\)
Từ đó suy ra độ dài ở 0°C của :
- Thanh đồng : l02 = 3(l01 - l02) = Δl = 3.50 = 150 mm.
- Thanh thép : l01 = l02 + Δl = 150 + 50 = 200 mm.
Giaibaitap.me
Giải bài tập trang 87, 88 bài 37 các hiện tượng bề mặt của chất lỏng Sách bài tập (SBT) Vật lí 10. Câu 37.1: Một vòng nhôm mỏng có đường kính 50 mm và trọng lượng P = 68.10-3 N...
Giải bài tập trang 88 bài 37 các hiện tượng bề mặt của chất lỏng Sách bài tập (SBT) Vật lí 10. Câu 37.5: Một mẩu gỗ hình lập phương có khối lượng 20 g được đặt nổi trên mặt nước...
Giải bài tập trang 88, 89 bài 37 các hiện tượng bề mặt của chất lỏng Sách bài tập (SBT) Vật lí 10. Câu 37.8: Một bình có ống nhỏ giọt ở đầu phía dưới...
Giải bài tập trang 89 bài 38 sự chuyển thể của các chất Sách bài tập (SBT) Vật lí 10. Câu 38.1: Xác định lượng nhiệt Q cần cung cấp để làm nóng chảy 100 g nước đá ở 0°C...
