Công thức tính sự nở vì nhiệt của chất rắn – DINH LUAT

Sự nở vì nhiệt của chất rắn

Mở rộng dài

Sự tăng chiều dài của vật rắn khi nhiệt độ tăng được gọi là sự giãn nở vì nhiệt.

Độ nở dài Δl của một hình trụ đồng chất tỉ lệ với độ tăng nhiệt độ Δt và độ dài ban đầu lo của vật.

Ở đâu:

• Δl = l – lo là độ giãn dài của vật rắn tính bằng mét
• lo – là chiều dài của vật rắn ở nhiệt độ
• l – là chiều dài của vật rắn ở nhiệt độ t
• α – là hệ số nở của vật rắn, phụ thuộc vào vật liệu rắn (k‾¹)
• t = t – to là độ tăng nhiệt độ của chất rắn (°c hoặc k)
• to – là nhiệt độ đầu
• t – là nhiệt độ sau

Mở rộng lớn

Sự tăng thể tích của chất rắn khi nhiệt độ tăng được gọi là sự nở khối.

Độ nở khối của vật rắn đẳng hướng được xác định theo công thức sau:

Ở đâu:

• Δv= v – vo là độ nở khối của vật rắn tính bằng mét khối
• vo – thể tích của chất rắn ở nhiệt độ cao
• v – là thể tích của chất rắn ở nhiệt độ t
• β – là hệ số giãn nở khối lượng β ≈ 3α (k‾¹)
• t = t – to là độ tăng nhiệt độ của chất rắn (°c hoặc k)
• to – là nhiệt độ đầu
• t – là nhiệt độ sau

Áp dụng

• Các tác động bất lợi của sự giãn nở nhiệt phải được xem xét.
• Sử dụng sự giãn nở nhiệt để tích hợp đai sắt vào bánh xe tạo thành đai kép dùng làm rơle đóng cắt tự động,…

Cách giải quyết vấn đề giãn nở nhiệt

Bài 1: Một thanh ray dài 10m được lắp đặt trên một đường ray ở nhiệt độ 20°c. 2 đầu của 1 phải mở rộng bao nhiêu để nóng đến 60°c mà vẫn đủ chỗ cho thanh ray nở ra? α = 12.10^-6 (k‾¹)

Hướng dẫn giải: Áp dụng công thức độ dãn dài của vật rắn Δl = α.lo.(t-to) = 4,8.10^-3 m

Bài 2: Ở nhiệt độ 15°C vào buổi sáng, chiều dài của thanh thép là 10m. Chiều dài của thanh thép trên vào buổi trưa ở nhiệt độ 30°C là bao nhiêu? Biết rằng β = 3,3.10^-3 (k‾¹)

Giải pháp:

Áp dụng công thức độ nở khối của chất rắn, ta có:

• α = β/3 = 1,1.10^-3 (k‾¹)
• Δl = l – lo = α.lo.(t-to) => l = 10,00165 mét

Bài 3: Lá nhôm có kích thước 2m x 1m ở 0°c. Nếu nung nóng tấm nhôm lên 400°C thì diện tích tấm nhôm là bao nhiêu? α = 25.10^-6 (k‾¹)

Hướng dẫn giải pháp:

• a’ = l = lo.(1+α.Δt) = 2,02 m
• s = a’.b = 2,02.1 = 2,02 m²
• b’ = l = lo.(1+α.Δt) = 1,01 m
• s = a’.b, = 2,02.1,01 = 2,04 m²

Kiến thức tham khảo

Kiến thức liên quan: Cấu trúc vật chất và thuyết động học phân tử

Kiến thức liên quan: Quá trình đẳng nhiệt – phương pháp vải sơn

Kiến thức liên quan: Quá trình đẳng áp – Định luật Isaac

Kiến thức liên quan: Quá trình ép đẳng tĩnh – Định luật Gay-Lussac

Tham khảo: Vật lý

Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào, vui lòng nhận xét bên dưới hoặc liên hệ với chúng tôi!

Chúng tôi luôn sẵn sàng mang đến những giá trị tốt đẹp cho cộng đồng!

youtubefacebook twitter