CHƯƠNG VI: NHIỆT

BÀI 29: SỰ NỞ VÌ NHIỆT

1. NHẬN BIẾT 

Câu 1: Khi nung nóng một vật rắn, điều gì sau đây sẽ xảy ra?

Giải:

- Khi nung nóng một vật rắn thì thể tích của nó tăng lên nhưng khối lượng của nó không đổi.

- Vì vậy trọng lượng của nó cũng không thay đổi. Trọng lượng riêng của vật được tính bằng tỉ số giữa trọng lượng và thể tích, thể tích vật tăng nên trọng lượng riêng của vật giảm

Câu 2: Sự giãn nở vì nhiệt của nước khác thủy ngân và dầu ở điểm cơ bản nào?

Giải:

 Thủy ngân và dầu có thể tích càng tăng khi nhiệt độ càng tăng( giãn nở đều). Nước sẽ giảm thể tích khi nhiệt độ tăng từ thấp đến 4°C, từ 4°C nếu tăng nhiệt độ thì thể tích nước tăng ( giãn nở không đều).

Câu 3: Tại sao quả bóng bàn bị bẹp, khi được nhúng vào nước nóng lại phòng lên như cũ?

Giải:

- Khi nhúng vào nước nóng vỏ quả bóng bàn và không khí trong quả bóng sẽ nở ra.

- Nhưng do không khí nở vì nhiệt nhiều hơn vỏ quả bóng bàn, nên nó sẽ làm vỏ quả bóng phồng nên như cũ

Câu 4: Em hãy so sánh sự giống nhau và khác nhau về sự nở vì nhiệt của chất lỏng và chất khí?

Giải:

- Giống nhau: các chất lỏng và chất khí đều nở ra khi nóng lên và co lại khi lạnh đi.

- Khác nhau:

   + Các chất lỏng khác nhau thì co dãn vì nhiệt khác nhau.

   + Các chất khí khác nhau thì co dãn vì nhiệt giống nhau, chất khí nở vì nhiệt nhiều hơn chất lỏng.

Câu 5:  So sánh sự giãn nở vì nhiệt của chất rắn và chất khí?

Giải:

* Giống nhau:

- Hầu hết các chất đều nở ra khi nóng lên và co lại khi lạnh đi.

- Khi co giãn vì nhiệt nếu gặp vật cản sẽ gây ra một lực rất lớn.

* Khác nhau:

- Các chất rắn khác nhau thì co giãn vì nhiệt khác nhau.

- Các chất khí khác nhau co giãn vì nhiệt giống nhau.

- Chất khí nở hơn chất rắn.

2. THÔNG HIỂU 

Câu 1: Trên đường ray hoặc trên các cây cầu, các khớp nối có được đặt khít nhau không, vì sao?

Giải:

  Các khớp nối không được đặt khít nhau. Bao giờ các khớp nối cũng được đặt cách nhau vài centimet để tránh trường hợp các phần bị đội lên nhau khi giãn nở vì nhiệt.

Câu 2: Các tấm lợp mái nhà thường có dạng lượn sóng là để?

Giải:

- Các tấm tôn lợp có dạng lượn sóng là để tránh tác hại của sự co dãn vì nhiệt của chất rắn.

- Nếu lợp tôn phẳng, khi trời nắng, mái tôn bị đinh ghim chặt lại làm cản trở hoạt động co dãn gây ra hiện tượng rách mái tôn.

- Khi ta để ở dạng lượn sóng, mái tôn có thể co dãn thoải mái mà không bị đinh làm gián đoạn hoạt động co dãn của nó.

Câu 3:  Vì sao khi đun nước, không nên đổ nước thật đầy ấm?

Giải:

Khi đun nước, nhiệt độ tăng, thể tích chất lỏng tăng, nếu đổ đầy ấm, nước tràn ra ngoài.

Câu 4: Các roong cao su trong nắp chai bia có tác dụng gì?

Giải:

- Trong quá trình vận chuyển, nhiệt độ chai có thể thay đổi nên chai có thể nở ra hoặc co lại.

- Các roong cxao su trong nắp chai có tác dụng làm cho nắp chai được kín, không để bia bên trong chảy ra ngoài

Câu 5: Một lọ thuỷ tinh được đậy bằng một chiếc nút gỗ. Nút bị kẹt. Hỏi phải mở nút bằng cách nào?

Giải:

Khi hơ nóng cổ lọ thủy tinh thì cổ lọ thủy tinh sẽ nở ra. Như thế nút sẽ lỏng ra và có thể mở được nút.

3. VẬN DỤNG 

Câu 1: Có ba bình đựng rượu, nước và thuỷ ngân có thể tích giống nhau ở nhiệt độ 50°C. khi giảm nhiệt độ của chúng xuống tới 10°C. So sánh thể tích của 3 bình?

Giải:

- Trong ba chất kể trên thì thủy ngân giãn nở vì nhiệt ít nhất, rượu lớn nhất. Do đó khi giảm nhiệt độ của chúng thì thể tích của thủy ngân giảm đi ít nhất.

- Vì vậy thể tích thủy ngân lúc này lớn nhất trong 3 chất lỏng.

Câu 2: An định đổ đầy nước vào một chai thuỷ tinh rồi nút chặt lại và bỏ vào ngăn làm nước đá của tủ lạnh. Bình ngăn không cho An làm, vì nguy hiểm. Hãy giải thích tại sao?

Giải:

- Vì chai có thể bị vỡ. Do nước ban đầu khi hạ nhiệt độ thể tích sẽ giảm, nhưng tới 4°C nếu tiếp tục giảm nhiệt độ thì thể tích nước lại tăng.

Như vậy khi nước đông đặc lại thành đá, thì thể tích tăng, dẫn đến vỡ chai.

Câu 3: Ba thanh sắt, đồng và nhôm ở nhiệt độ 20°C có kích thước giống nhau. Nếu hạ nhiệt độ của chúng xuống 0°C khi đó điều gì sẽ xảy ra? So sánh kích thước của 3 thanh kim loại đó?

Giải:

- Do nhôm giãn nở vì nhiệt nhiều hơn đồng, đồng giãn nở vì nhiệt nhiều hơn sắt. Nên khi nhiệt độ giảm thì nhôm bị co lại nhiều nhất, sắt bị co lại ít nhất.

Vì vậy kích thước của thanh sắt bị giảm đi ít nhất, nên nó lớn nhất.

Câu 4: Một viên bi thép có kích thước vừa đủ lọt qua một chiếc vòng thép. Nếu nung nóng hòn bi lên, nó có thể chui lọt qua vòng thép nữa không? Vì sao?

Giải:

 Vì khi nung nóng viên bi thì kích thước của viên bi tăng lên. Do đó nó không lọt qua vòng thép được nữa

Câu 5: Vì sao cánh cửa nhà, cửa tủ bằng gỗ sau một thời gian sử dụng lại hay bị cong vênh?

Giải:

Vì lúc đầu, người thợ mộc làm cánh cửa vừa khít với khung bê tông. Nhưng khi nhiệt độ thay đổi, gỗ co giãn không đều và khung bê tông không giãn nở dẫn đến cong vênh

4. VẬN DỤNG CAO 

Câu 1: Biết 1 lít rượu khi tăng thêm 50°C thì thể tích của nó tăng thêm 50ml. Khi đun nóng 0,5m3 một chất A tăng thêm 50°C thì thể tích của nó tăng thêm 9000ml. Hỏi A là chất nào?

Giải:

- Biết 1 lít rượu khi tăng thêm 50°C thì thể tích của nó tăng thêm 50ml. Như vậy nếu 500 lít rượu (0,5m3) tăng thêm 50°C thì thể tích của nó tăng thêm 25000ml.

- Vậy chất A giãn nở vì nhiệt kém rượu (chất lỏng) do đó chất A không thể là chất khí, nó chỉ có thể là chất rắn hoặc chất lỏng.

Câu 2: Người ta sử dụng hai cái thước, một thước làm bằng nhôm, một thước làm bằng đồng để đo chiều dài. Nếu nhiệt độ tăng lên thì dùng thước nào chính xác hơn? tại sao?

Giải:

Dùng thước đồng sẽ chính xác hơn.

   Vì đồng giãn nở vì nhiệt kém hơn nhôm, nên khi nhiệt độ tăng lên thì thước đồng bị giãn nở ít hơn thước nhôm. Do đó thước đồng bị sai lệch ít hơn. Nên khi đo chiều dài thì thước đồng chính xác hơn.

Câu 3:  Bóng đèn điện đang sáng, nếu bị nước mưa hắt vào (hoặc nước từ tầng trên dột xuống) thì bị vỡ ngay. Vì sao như vậy?

Giải:

  Vì khi bóng đèn đang hoạt động thì nó rất nóng, thủy tinh làm bóng đèn đang bị nở ra. Nếu bị nước mưa hắt vào thì nhiệt độ của lớp thủy tinh bị giảm đột ngột, và nó co lại đột ngột dẫn đến thủy tinh bị vỡ.

Câu 4: Ban đầu hai bình A và B chứa cùng một lượng nước ở nhiệt độ 80°C. Người ta giảm nhiệt độ của bình A 10°C và bình B xuống 30°C.

- Khi đó cho ta biết điều gì về thể tích nước của hai bình A và B?

Giải:

- Sau khi giảm nhiệt độ thì bình A có nhiệt độ là 70°C, bình B có nhiệt độ là 50°C. Do bình A hạ nhiệt độ ít hơn bình B nên thể tích của nó bị giảm đi ít hơn bình B.

- Vì vậy thể tích nước ở bình A lúc này lớn hơn nước ở bình B

Câu 5: Một bình nước có chứa 2 lít nước ở nhiệt độ 20°C. Người ta đun nóng để nhiệt độ nước trong bình lên đến 80°C. Biết rằng trong giai đoạn từ 20°C đến 80°C cứ mỗi khi tăng 1 độ thì 1 lít nước sẽ tăng thêm 0,45cm3. Tích thể tính nước trong bình khi nhiệt độ là 80°C.

Giải:

- Trong bình có chứa 2 lít nước nên mỗi khi tăng 1 độ thì thể tích nước trong bình tăng 0,9cm3.

- Thể tích nước tăng lên là:

   (80 – 20).0,9 = 54 (cm3) = 0,054 (lít)

- Thể tích nước trong bình lúc này là:

   2 + 0,054 = 2,054 (lít)

Đáp số: 2,054 lít