Giải Lý 10 SGK nâng cao Chương 7 Bài 52 Sự nở vì nhiệt của vật rắn

Mỗi thanh ray đường sắt (làm bằng thép) dài 10m ở nhiệt độ 20^oC. Phải để một khe hở là bao nhiêu giữa hai thanh ray đối diện, để nếu nhiệt độ ngoài trời tăng lên đến 50^oC thì vẫn đủ chỗ cho thanh dãn ra?

Hướng dẫn giải:

Để cho thanh ray không bị cong thì khe hở tối thiểu giữa 2 ray phải bằng độ giãn dài tối đa của 1 thanh ray :

\(\begin{array}{l} {\rm{\Delta }}l = \alpha {l_{0.}}.(t - {t_0})\\ = 11,{0.10^{ - 6}}.10.(50 - 20) = {33.10^{ - 4}}(m)\\ \Rightarrow {\rm{\Delta }}l = 3,3\:mm \end{array}\)

Một băng kép được chế tạo từ một bản bằng thép và một bản bằng hợp kim có độ dài ban đầu bằng nhau. Hỏi khi đốt nóng lên thì băng kép uốn cong về bên nào? Cho biết hệ số nở dài của thép là α₁ = 11.10^-6 K^-1 còn của hợp kim là α₂ = 25.10^-6K^-1.

Hướng dẫn giải:

Hệ số nở dài của hợp kim \({\alpha _2} = {25.10^{ - 6}}{K^{ - 1}}\) lớn hơn của thép \({\alpha _1} = {11.10^{ - 6}}{K^{ - 1}}\) nên cùng với một chiều dài l₀ ban đầu thì khi nóng lên thanh hợp kim sẽ dài hơn thanh thép, do đó băng kép cong về phía thanh thép.

Một ấm nhôm có dung tích 2 lít ở 20^oC. Chiếc ấm đó có dung tích là bao nhiêu khi nó ở 80^oC?

Hướng dẫn giải:

Có thể coi ấm như một hình lập phương rỗng, ấm có hệ số nở khối là: β = 3.α.

Ở nhiệt độ \({t_0} = {20^o}C\) ấm có thể tích V₀ = 2l.

Dung tích ấm ở 80^oC là:

\(V = {V_0}.[1 + 3.\alpha .(t - {t_0})\left] {{\rm{ = }}2.} \right[1{\rm{ }} + {\rm{ }}3.24,{5.10^{ - 6}}.\left( {80 - 20} \right)] = 2,0088\) lít.

Trên đây là nội dung hướng dẫn giải chi tiết bài tập SGK nâng cao môn Vật lý 10 Chương 7 Bài 52 Sự nở vì nhiệt của vật rắn được trình bày rõ ràng, cụ thể với phương pháp ngắn gọn và khoa học. Hy vọng rằng đây sẽ là tài liệu hữu ích giúp các em học sinh lớp 10 học tập thật tốt!