Nội dung bài viết

    Xem thêm

    Công thức nở khối và cách giải các dạng bài tập (2024) chi tiết nhất

    Với tài liệu về Công thức nở khối và cách giải các dạng bài tập (2024) chi tiết nhất bao gồm: lý thuyết và bài tập cũng như những định nghĩa, tính chất, các dạng bài sẽ giúp bạn nắm vững kiến thức và học tốt môn Vật lí hơn

    1 388 29/01/2024
    Trang trước
    Chia sẻ
    Trang sau  

    Công thức nở khối và cách giải các dạng bài tập chi tiết nhất

    I. Lý thuyết

    1. Khái niệm

    - Sự nở vì nhiệt của vật rắn là sự tăng kích thước của vật rắn khi nhiệt độ tăng do bị nung nóng.

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

    Trọn bộ Công thức Vật Lí lớp 10 Chương 7: Chất rắn và chất lỏng. Sự chuyển thể quan trọng

    Trọn bộ Công thức Vật Lí lớp 10 Chương 7: Chất rắn và chất lỏng. Sự chuyển thể quan trọng

    Trong thực tế, người ta khảo sát sự nở dài bằng cách khảo sát sự thay đổi chiều dài của một thanh rắn theo nhiệt độ, mà không quan tâm đến sự thay đổi tiết diện ngang của thanh. Trong các bảng số vật lí người ta ghi hệ số nở dài, chứ không ghi hệ số nở khối của chất rắn.

    2. Công thức

    Độ nở khối của vật rắn đồng chất tỉ lệ thuận với độ tăng nhiệt độ Δt và thể tích ban đầu V0 của vật đó.

    ∆V=V-V0=βV0∆t

    Trong đó:

    + ∆V = V - V0 là độ nở khối của vật rắn (m3)

    + V0 là thể tích của vật rắn ở nhiệt độ to(m3)

    + V là thế tích của vật rắn ở nhiệt độ t(m3)

    + β là hệ số nở khối, β = 3α (K−1).

    + Δt = t – t0 là độ tăng nhiệt độ của vật rắn (°C hay K)

    + t0 là nhiệt độ đầu (°C hay K)

    + t là nhiệt độ sau(°C hay K)

    3. Kiến thức mở rộng

    - Từ công thức hệ số nở khối, ta có thể tính:

    + Thể tích của vật rắn ở nhiệt độ t: V=V0(1+β.∆t)

    + Thể tích của vật rắn ở nhiệt độ t0: V0=V1+β.∆t

    + Hệ số nở khối: β=V-V0V0.∆t=∆VV0.∆t

    + Độ tăng nhiệt độ: ∆t=∆Vα.V0

    - Công thức liên hệ giữa hệ số nở dài và hệ số nở khối:

    β = 3α

    Trong đó, α là hệ số nở dài của vật rắn (K−1)

    - Sự thay đổi khối lượng riêng:

    1D=1D0(1+β.∆t)⇒D=D01+β.∆t

    Trong đó:

    D0 là khối lượng riêng ban đầu (kg/m3)

    D1 là khối lượng riêng lúc sau (kg/m3)

    β là hệ số nở khối (K−1).

    Δt = t – t0 là độ tăng nhiệt độ của vật rắn (°C hay K)

    II. Bài tập vận dụng

    Bài 1: Một quả cầu bằng đồng thau có có đường kính 100cm ở nhiệt độ 25°C. Tính thể tích của quả cầu ở nhiệt độ 60°C. Biết hệ số nở dài α=1,8.10-5K-1

    Lời giải

    Thể tích quả cầu ở 250C: V1=43πR3=43.3,14.(0,5)3=0,524(m3)

    Mà: β=3α=3.1,8.10-5=5,4.10-5(K-1)

    Áp dụng công thức nở khối ta được:

    ∆V=V2-V1=βV1∆t=5,4.10-5.0,524(60-25)⇒V2=V1+9,904.10-4=0,5249904m3

    Bài 2: Tìm độ nở khối của một quả cầu nhôm bán kính 40cm khi nó được đun nóng từ 0°C đến 100°C. Biết .

    Lời giải

    Thể tích của quả cầu ở 0°C là:V0=43.π.R3

    Áp dụng công thức độ nở khối, ta được:

    ∆V=V-V0=βV0∆t=43.πR3.2.α∆t⇒∆V=43π.(0,4)3.3,24.10-6(100-0)=1,93.10-3(m3)

    Bài 3: 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.

    Lời giải:

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

    ρ0ρ1=V1V0⇔ρ1=ρ0V0V1  (1)

    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 4: Một viên bi có thể tích 125mm3 ở 20°C, được làm bằng chất có hệ số nở dài là 12.10-6 K-1. Độ nở khối của viên bi này khi bị nung nóng tới 820°C có độ lớn là bao nhiêu?

    Lời giải:

    Độ nở khối của viên bi ở 820°C là:

    ΔV = βV0(t- t0) = 3,6 mm3.

    Câu 5: Một bình thuỷ tinh chứa đầy 50 cm3 thuỷ ngân ở 18°C . Biết: Hệ số nở dài của thuỷ ngân là: α1 = 9.10-6 k-1. Hệ số nở khối của thuỷ ngân là: β1 = 18.10-5k-1. Khi nhiệt độ tăng đến 38°C thì thể tích của thuỷ ngân tràn ra là:

    A. ΔV = 0,015cm3 B. ΔV = 0,15cm3 C. ΔV = 1,5cm3 D. ΔV = 15cm3

    Lời giải:

    Chọn B

    Tham khảo các loạt bài Vật lí khác:

    Bài viết cùng lớp mới nhất

    Xem thêm
    1 388 29/01/2024
    Trang trước
    Chia sẻ
    Trang sau  

    Xem thêm các chương trình khác: