Hiện tượng nào sau đây sẽ xảy ra khi nung nóng một vật rắn?

Câu hỏi: Hiện tượng nào sau đây sẽ xảy ra khi nung nóng một vật rắn?

A. Khối lượng của vật tăng.

B. Khối lượng của vật giảm.

C. Khối lượng riêng của vật tăng.

D. Khối lượng riêng của vật giảm

Trả lời:

Lời giải: Chọn D

  Khi nung nóng một vật rắn, khối lượng vật không đổi nhưng thể tích tăng lên nên khối lượng riêng của vật giảm.

Cùng Top lời giải tìm hiểu về sự giãn nở của chất rắn nhé!

I. Lý thuyết sự nở vì nhiệt của chất rắn

1. Sự giãn nở vì nhiệt của chất rắn là gì?

   Các nhà vật lý đã chứng minh được định lý liên quan tới sự giãn nở vì nhiệt của chất rắn. Nghĩa là khi nhiệt độ tăng lên thì chất rắn sẽ nở ra, còn khi nhiệt độ giảm xuống thì chất rắn sẽ co lại. Hiểu một cách đơn giản, sự giãn nở vì nhiệt của chất rắn là khi chất rắn gặp nhiệt độ sẽ nở ra, và sẽ co lại khi gặp lại.

   Vật rắn có thể được cấu tạo từ các loại chất liệu khác nhau. Và mỗi chất rắn đều có sự nở vì nhiệt khác nhau. Điều này đã được các nhà khoa học thí nghiệm và có con số cụ thể để chứng minh. Chẳng hạn như 1 vật được làm bằng nhôm sẽ có sự nở nhiệt khác vật làm bằng sắt, đồng.

2. Ví dụ sự nở nhiệt của chất rắn trong cuộc sống

- Ở đầu cán (chuôi) dao, liềm bằng gỗ, thường có một ñai bằng sắt gọi là cái khâu dùng để giữ chặt lưỡi dao, liềm. Phải nung nóng khâu dao, liềm vì khi được nung nóng, khâu nở ra dể lắp vào cán, và khi nguội đi khâu co lại xiết chặt vào cán.
- Các tấm tôn lợp lại có dạng lượn sóng  Để khi trời nóng các tấm tôn có thể dãn nở vì nhiệt mà ít bị ngăn cản hơn, nên tránh được hiện tượng gây ra lực lớn, có thể làm rách tôn lợp maái.
- Đổ nước nóng vào cốc bằng thuỷ tinh chịu lửa, thì cốc không bị vỡ, còn đổ nước nóng vào cốc thuỷ tinh thường thì cốc dễ bị vỡ vì thuỷ tinh chịu lửa nở vì nhiệt ít hơn thuỷ tinh thường tới 3 lần.

II. Phân loại sự nở vì nhiệt của chất rắn

1. Sự nở dài của chất rắn

+ Sự nở vì nhiệt của chất rắn theo chiều dài được gọi là sự nở dài. 

+ Biểu thức xác định độ nở dài của vật rắn:

​+ Hệ số nở dài của một số vật liệu:

2. Sự nở khối của chất rắn

+ Sự tăng thể tích của vật rắn khi nhiệt độ tăng gọi là sự nở khối.

+ Biểu thức độ nở khối của vật rắn: 

III. Bài tập tập sự giãn nở vì nhiệt của vật rắn

Bài tập 1: Một thanh kim loại có hệ số nở dài là 1,2.10^-6K^-1 ở 25^oC thanh kim loại có chiều dài là 1,5m. Tính chiều dài của thanh kim loại trên khi nhiệt độ tăng đến 40^oC

Hướng dẫn:

l=l_o(1+αΔt)l= 1,500027(m)

Bài tập 2: Ở nhiệt độ 60^oC một thanh kim loại có chiều dài là 2,34m. Chiều dài của thanh kim loại trên là bao nhiêu sau khi nhiệt độ giảm đi 20^oC? Biết hệ số nở dài của thanh kim loại là 1,14.10^-6K^-1.

Hướng dẫn

l=l_o(1+αΔt)l= 2,34(1-1,14.10^-6.40)=2,3399 (m)

Bài tập 3: Một thước thép ở 20°C có độ dài 1000mm. Khi nhiệt độ tăng đến 40°C, thước thép này dài thêm bao nhiêu? Hệ số nở dài của thép là α = 1,2.10^-5K^-1.

Hướng dẫn:

Thước thép này dài thêm là: Δl = αl₀(t- t₀) = 0,24mm.

Bài tập 4: Tính khối lượng riêng của sắt ở 800°C, biết khối lượng riêng sắt ở 0°C là ρ₀ = 7,8.10³kg/m³. Hệ số nở dài của sắt là α = 11,5.10^-6K^-1.

Hướng dẫn:

Khối lượng riêng của sắt tỉ lệ nghịch với thể tích của của nó nên:

Độ nở khối của sắt ở 800°C là:

ΔV = βV₀ Δt = 3αV₀ Δt = 0,0276V₀.

⇒ V₁ = 1,0276 V₀

Thay vào (1) ta suy ra: ρ₁ = 7590,5kg/m³.

Bài tập 5: Khi nhiệt độ tăng thêm 1^oC thì độ dài của một dây đồng dài 1m tăng thêm 0,017mm. Nếu độ tăng độ dài do nở vì nhiệt tỉ lệ với độ dài ban đầu và độ tăng nhiệt độ của vật thì một dây điện bằng đồng dài 50m ở nhiệt độ 20^oC, sẽ có độ dài bằng bao nhiêu ở nhiệt độ 40^oC?

Giải: Vì độ tăng độ dài do nở vì nhiệt tỉ lệ với độ dài ban đầu và độ tăng nhiệt độ của vật nên ta có:

Độ dài tăng thêm của dây đồng khi tăng nhiệt độ từ 20^oC đến 40^oC là:

50 x 0,017 x (40 – 20) = 17mm = 0,017m.

Độ dài của dây đồng ở 40^oC là: 50 + 0,017 = 50,017m.