Phương pháp giải bài tập về Sự nở khối vì nhiệt của vật rắn môn Vật Lý 10 năm 2021

PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP SỰ NỞ KHỐI VÌ NHIỆT CỦA VẬT RẮN

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

 + Công thức độ nở khối :

 \(\Delta V = V - {V_0} = \beta {V_0}\Delta t\)

+ Công thức tính thể tích tại \({{t}^{0}}C\):

V = Vo(1 + \(\beta .\Delta t)\).

Với V0 là thể tích ban đầu tại t0

- Với b là hệ số nở khối, b = 3a và cũng có đơn vị là K-1.

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

Giải

Độ nở khối của viên bi ở 820°C là:

ΔV = βV₀(t- t₀) = 3,6 mm³.

Câu 2: Cho hệ số nở dài của thủy ngân là \({\alpha _1} = {9.10^{ - 6}}{K^{ - 1}}\) . Hệ số nở khối của thủy ngân là \({\beta _2} = {18.10^{ - 5}}{K^{ - 1}}\). Hãy tính thể tích của:

Một bình thủy tinh chứa đầy 50 cm³ thủy ngân ở 18^oC. Khi nhiệt độ tăng đến 38^oC thì thể tích của thủy ngân tràn ra là

A. ΔV=0,015cm³

B. ΔV=0,15cm³

C. ΔV=1,5cm³

D. ΔV=15cm³

Giải

Chọn B

Độ tăng thể tích của thủy ngân là:

\({\rm{\Delta }}{V_2} \approx {\beta _2}V.{\rm{\Delta }}t\)

Độ tăng dung tích của bình chứa là:

\({\rm{\Delta }}{V_1} \approx 3{\alpha _2}V.{\rm{\Delta }}t\)

Thể tích thủy ngân tràn ra:

\({\rm{\Delta }}V = {\rm{\Delta }}{V_2} - {\rm{\Delta }}{V_1} = \left( {{\beta _2} - 3{\alpha _1}} \right)V.{\rm{\Delta }}t\)

Thay số ta được ΔV=0,15cm³

Câu 3: Một bình thủy tinh chứa đầy 50cm^3 thủy ngân ở 18*C. Hỏi khi nhiệt độ tăng tới 38*C thì thể tích thủy ngân tràn ra là bao nhiêu? Cho biết hệ số nở dài của thủy tinh là 9.10^-6 và hệ số nở khối của thủy ngân là 18.10^-5.

Giải

Thể tích thủy tinh tăng lên:
ΔV₁ = V₀₁.3α.Δt = 5.10^-5.3.9.10^-6.20
= 2,7.10^-8
Thể tích thủy ngân tăng lên:
ΔV₂ = V₀₂.β.Δt = 5.10^-5.18.10^-5.20
= 1,8.10^-7
Thể tích thủy ngân tràn ra ngoài:
ΔV₂ - ΔV₁ = 1,53.10^-7 (m³)

Bài 1: Một viên bi có thể tích 125mm³ ở 20⁰C, được làm bằng chất có hệ số nở dài là 12.10^-6K^-1. Độ nở khối của viên bi này khi bị nung nóng tới 820⁰C có độ lớn là bao nhiêu?

(Đs: 3,6mm³)

Bài 2: Một tấm sắt phẳng có một lỗ tròn. Đường kính lỗ tròn ở 20⁰C là d₂₀ = 20cm. Biết hệ số nở dài của sắt là α = 1,2.10^-5K^-1. Hãy tính đường kính lỗ ấy khi miếng sắt đó ở 50⁰C.

(Đs: 20,0072cm)

Bài 3: Đem nung nóng một quả cầu bằng đồng có bán kính r=5cm từ 0*C đến 100*C. Cho biết hệ số nở dài của đồng là 17.10^-6 K-1. Độ tăng thể tích của quả cầu là bao nhiêu?

(Đs: 2,67.10^-6 (m³)

Bài 4: 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

Chọn B

---(Hết)---

Trên đây là toàn bộ nội dung Phương pháp giải bài tập về Sự nở khối vì nhiệt của vật rắn môn Vật Lý 10 năm 2021. Để xem thêm nhiều tài liệu hữu ích khác, các em đăng nhập vào trang Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.

Chúc các em học tốt!