PHẦN 2. NĂNG LƯỢNG VÀ SỰ BIẾN ĐỔI

CHỦ ĐỀ 6: NHIỆT

BÀI 26. SỰ NỞ VÌ NHIỆT

(20 câu)

1. NHẬN BIẾT (5 câu)

Câu 1: Chất lỏng và chất khí nở vì nhiệt như thế nào?

Giải:

Chất lỏng và chất khí đều nở ra khi nóng lên co lại khi lạnh đi.

Chất lỏng nở ra vì nhiệt ít hơn so với chất khí khi nở ra vì nhiệt.

Câu 2: Khi nhận thêm hay mất bớt năng lượng nhiệt, kích thước của vật thay đổi thế nào?

Giải:

- Khi nhận thêm năng lượng nhiệt, kích thước của vật lớn hơn kích thước ban đầu.

- Khi mất bớt năng lượng nhiệt, kích thước của vật nhỏ hơn kích thước ban đầu.

Câu 3: Chuẩn bị

(1) Ống kim loại rỗng, trên thân có bộ phận gắn ống dẫn nước nóng vào và ra, có lỗ để cắm nhiệt kế.

(2) Đồng hồ chỉ thị độ giãn nở có độ chia nhỏ nhất 0,01 mm;

(3) Hai thanh kim loại đồng chất (nhôm và đồng) chiều dài bằng nhau;

(4) Giá đỡ ống kim loại rỗng, một đầu giá có bộ phận định vị thanh kim loại và điều chỉnh được, đầu còn lại có bộ phận gá lắp đồng hồ;

(5) Ngoài ra cần nước đun sôi 100⁰C và nước ở nhiệt độ phòng.

Tiến hành

- Lần 1: Đổ nước sôi qua phễu vào ống kim loại rỗng, trong ống có thanh nhôm, đợi kim đồng hồ chỉ giá trị ổn định, đọc giá trị. Sau đó đổ nước lạnh vào ống kim loại rỗng để nhiệt độ ống trở về nhiệt độ phòng.

- Lần 2: Thay thanh nhôm bằng thanh đồng và tiến hành tương tự như lần 1.

Sau khi được làm nóng, chiều dài của thanh đồng và thanh nhôm tăng thêm bao nhiêu? Độ tăng chiều dài của thanh nào lớn hơn?

Giải:

Qua thí nghiệm ta thấy: Độ tăng chiều dài của thanh nhôm nhiều hơn độ tăng chiều dài của thanh đồng.

Câu 4: Nêu một số ứng dụng sự nở vì nhiệt trong thực tiễn?

Giải:

Sự nở vì nhiệt của các chất rắn, lỏng và khí được con người ứng dụng trong đời sống, ví dụ như để chế tạo: nhiệt kế thuỷ ngân đo nhiệt độ cơ thể từ 35^oC đến 42^oC , nhiệt kế

kim loại đo nhiệt độ trong các lò nướng thức ăn từ 50^oC đến 30^oC, khí cầu,…

Sư nở vì nhiệt được ứng dụng trong kĩ thuật như chế tạo băng kép. Băng kép được cấu tạo bởi hai thanh làm bằng hai chất nở vì nhiệt khác nhau, được gắn chặt vào nhau dọc theo chiều dài của thanh. Khi nhiệt độ tăng, băng kép cong về phía thanh nở ít hơn. Do có tính chất này mà băng kép được sử dụng để đóng ngất mach điển tự động khi nhiệt độ thay đổi ở mội số thiết bì điện như: bản là, âm đun nước,

Câu 5: Nêu ví dụ về tác hại của sự nở vì nhiệt? Và cách ngăn chặn các tác hại ấy.

Giải:

Những ngày nắng nóng, các thanh ray bị nở vì nhiệt, nó có thể gây ra những lực rất lớn, có thể làm cong cả những thanh ray tàu hoá. Đề ngăn chặn tác hại do sự nở vì nhiệt của các chất gây ra, trong từng trường bợp, người ta đưa ra các giải pháp thích hợp. Ví dụ như: gối đỡ ở hai đầu cầu được làm bằng các con lăn thép, bia không đóng đầy chai, lắp van thoát khí ở nồi áp suất.

2. THÔNG HIỂU (5 câu)

Câu 1: Chiều cao của tháp Eiffel vào mùa đông hay mùa hè lớn hơn? Vì sao?

Giải:

Chiều cao của tháp Eiffel vào mùa hè lớn hơn vì vào mùa hè, nhiệt độ tăng cao, sắt nở ra.

Câu 2: Chuẩn bị

Ba bình giống nhau có gắn ống thủy tinh chứa: nước, rượu và dầu; khay.

Tiến hành

- Điều chỉnh mực chất lỏng trong mỗi bình ngang nhau (đánh dấu vị trí mực chất lỏng ban đầu) (hình 26.3).

- Đặt ba bình chất lỏng vào cùng một khay, từ từ đổ nước nóng vào khay.

So sánh mực chất lỏng ở mỗi bình sau khi đổ nước nóng vào khay.

Giải:

Mực chất lỏng ở bình rượu dâng cao hơn mực chất lỏng ở bình dầu, mực chất lỏng ở bình dầu dâng cao hơn mực chất lỏng ở bình nước.

Câu 3: Dựa vào bảng 26.1, hãy nhận xét về sự nở vì nhiệt của các chất khí ở điều kiện áp suất không đổi.

Giải:

Sự nở vì nhiệt của các chất khí ở điều kiện áp suất không đổi: Chất khí khác nhau nở vì nhiệt giống nhau.

Câu 4: Nêu một ví dụ về ứng dụng sự nở vì nhiệt của chất khí và giải thích.

Giải:

Những chiếc khinh khí cầu có thể bay lên nhờ không khí khi được đốt nóng giãn nở ra, dòng không khí nóng này di chuyển lên cao tạo thành lực đẩy hướng lên trên làm cho khinh khí cầu nhẹ hơn và có thể bay lên cao.

Câu 5: Ở nhiệt độ bình thường khoảng 20⁰C, thanh băng kép có hình dạng thẳng như trong hình 26.5a.

- Nếu làm nóng thanh như ở hình 26.5b thì thanh thay đổi hình dạng như thế nào?

- Lắp thanh vào mạch điện (hình 26.5c), sau đó làm nóng thanh thì có hiện tượng gì xảy ra?

Giải:

- Nếu làm nóng thanh như ở hình 26.5b thì thanh nóng lên sẽ nở dài ra và cong về phía thanh dài ra ít hơn.

- Lắp thanh vào mạch điện (hình 26.5c), sau đó làm nóng thanh thì thanh nóng lên sẽ nở dài ra và cong về phía thanh dài ra ít hơn làm chạm vào tiếp điểm giúp mạch kín, có dòng điện chạy qua bóng đèn và bóng đèn sáng.

 3. VẬN DỤNG (5 câu)

Câu 1: Lọ thủy tinh có nắp xoay bằng sắt khi để lâu ngày, rất khó dùng tay mở nắp. Nếu hơ nóng nắp sắt này rồi mới xoay thì xoay dễ dàng hơn. Giải thích vì sao?

Giải:

Khi hơ nóng nắp sắt thì nắp sắt nóng lên nở ra không bám chặt vào miệng lọ thủy tinh nữa giúp ta xoay mở được dễ dàng hơn.

Câu 2: 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 3: 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 4: 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 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 (5 câu)

Câu 1: 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 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: 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

Câu 4:  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 5: 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.