Bài 5 trang 197 sgk Vật lý lớp 10

Một thước thép ở 20⁰ C có độ dài 1 000mm. Khi nhiệt độ tăng đến 40⁰C, thước thép này dài thêm bao nhiêu?

A. 2,4 mm.                                            B. 3,2 mm.

C. 0,242 mm.                                         D. 4,2 mm.

Hướng dẫn giải:

Chọn C

Ta có công thức độ tăng chều dài thước:

          ∆l = l₂ – l₁ = l₁ α(t₂ – t₁)

=>       ∆l = 1000.12.10^-6 (40 - 20) = 0,24 mm

Bài 6 trang 197 sgk Vật lý lớp 10

Khối lượng riêng của sắt ở 800⁰C bằng bao nhêu? Biết khối lượng riêng của nó ở 0^o C là 7,800.10³ kg/ m³.

A. 7,900.10³ kg/m³

B. 7,599.10³ kg/m³

C. 7,857.10³ kg/m³

D. 7,485.10³ kg/m³

Hướng dẫn giải:

Chọn B

Ρ = \({m \over V}\); ρ_o = \({m \over {{V_0}}}\)

\(\Rightarrow {p \over {{p_0}}} = {{{V_0}} \over V} = {{{V_0}} \over {{V_0}\left( {1 + \beta t} \right)}}\)

\( \Rightarrow P = {{{p_0}} \over {1 + \beta t}} = {{7,{{800.10}^3}} \over {1 + {{3.12.10}^{ - 6}}.800}} = 7,{58.10^3}\) kg/m³

Bài 7 trang 197 sgk Vật lý lớp 10

Một dây tải điện ở 20^oC có độ dài 1 800m. Hãy xác định độ nở dài của dây tải điện này khi nhiệt độ tăng lên đến 50^oC về mùa hè. Cho biết hệ số nở dài của dây tải điện là α = 11,5 . 10^-6 K^-1.

Hướng dẫn giải:

Độ tăng chiều dài của thanh khi nhiệt độ tăng đến 50⁰C là ∆l

         ∆l = l₂ – l₁ = l₁α(t₂- t₁)

         ∆l = 1800. 11,5. 10^-6 (50^o – 20^o) = 0,62.

Bài 8 trang 197 sgk Vật lý lớp 10

Mỗi thanh ray của đường sắt ở nhiệt độ 15^o C có độ dài là 12,5m. Nếu hai đầu các thanh ray khi đó chỉ đặt cách nhau 4,50mm, thì các thanh ray  này có thể chịu được nhiệt độ lớn nhất bằng bao nhiêu để chúng không bị uốn cong do tác dụng nở nhiệt?

Cho biết hệ số nở dài của mỗi thanh ray là α = 12.10^-6 K^-1.

Hướng dẫn giải:

Để thanh ray không bị cong khi nhiệt độ tăng thì độ tăng chiều dài của thanh phải bằng khoảng cách giữa hai đầu thanh ray.

                       ∆l = l₂  - l₁ = l₁α(t₂ – t₁)

=>         t₂ = t_max = \(\frac{\triangle l}{\alpha l_{1}}\)+ t₁= \(\frac{4,5.10^{-3}}{12.10^{-6.}.12,5}\) + 15

=>         t_max = 45^o. 

Bài 9 trang 197 sgk Vật lý lớp 10

Xét một vật rắn đồng chất, đẳng hướng và có dạng khối lập phương. Hãy chứng minh độ tăng thể tích ∆V của vật rắn này khi bị nung nóng từ nhiệt độ đầu t₀ đến nhiệt độ t được xác định bởi công thức:

                 ∆V = V – V₀ = βV₀∆t

Với V₀ và V lần lượt là thể tích của vật rắn ở nhiệt độ đầu t₀ và nhiệt độ cuối t, ∆t = t – t₀, β ≈ 3α (α là hệ số nở dài của vật rắn này)

 Chú ý: α ² và α³ rất nhỏ so với α.

Hướng dẫn giải:

+ Gọi V₀ là thể tích của khối lập phương ở 0^oC:

                 V₀ = l₀³

+ V là thể tích của khối lập phương ở t⁰C:

                 V = l³ = [l₀(1+ α∆t)]³ =  l₀³ (1+α∆t)³

Mà (1+ α∆t)³ = 1 + 3α∆t + 3α²∆t² + α³∆t³

Vì α khá nhỏ nên α², α³ có thể bỏ qua.

=>             V = l³ = l₀³ (1+ 3α∆t) = V_o (1+ β∆t) với β = 3α. 

Giaibaitap.me