Bài tập cơ bản và nâng Vật lý 6 bài: Sự nở vì nhiệt của chất rắn

CHƯƠNG II  SỰ NỞ VÌ NHIỆT CỦA CHẤT RẮN Chất rắn nở ra khi nóng lên, co lại khi lạnh đi. Các chất rắn khác nhau nở vì nhiệt khác nhau. Câu 1: Khi đốt nóng các thanh vật liệu có chiều dài khác nhau từ 00C đến 500C thì chiều dài biến thiên theo bảng dưới đây : Vật liệu Chiều dài ở 00C (m) Chiều dài ở 500 (m) Sắt 10 10, 006 Đồng 15 15,0127 Thủy tinh thường 1 1,00045 Thạch anh 2 2,00005 Vật liệu nào nở vì nhiệt nhiều nhất, ít nhất ? Câu 2: Vật liệu A nở vì nhiệt nhiều hơn vật liệu B. Lúc đầu, vật liệu A dùng làm bánh quay, còn vật liệu B dùng làm trục quay. Sau khi quay một thời gian thì các vật liệu nóng lên. Mô tả các hiện tượng xảy ra tiếp theo. Làm lại câu a nhưng lần này, vật liệu B dùng làm bánh quay, vật liệu A dùng làm trục quay. Câu 3: Một băng kép được cấu tạo bởi hai vật liệu có độ dãn nở vì nhiệt khác nhau, hàn dính lại nhau. Ở băng kép trong hình vẽ dưới đây thì lớp L1 dãn nở nhiều hay ít hơn lớp L2 ? Câu 4: Em hãy tìm hiểu nguyên lí hoạt động của đèn chớp tắt được mô tả như hình vẽ bên. Câu 5: Hãy tìm hiểu nguyên lí hoạt động của nhiệt kế kim loại. Câu 6: Ở tâm của một đĩa bằng sắt có một lỗ nhỏ. Nếu nung nóng đĩa thì : A-Đường kính của lỗ tăng. B-Đường kính của lỗ giảm vì sắt nở làm lỗ hẹp lại. C-Đường kính của lỗ không thay đổi, chỉ có đường kính ngoài của đĩa tăng. Câu 7: Vạch một đoạn thẳng lên một đồng xu. Nung nóng đồng xu thì đoạn thẳng : A-Biến thành đường cong. B-Vẫn là đoạn thẳng. C-Là đường gấp khúc. Câu 8: Một thanh đồng được uốn như hình vẽ. Đầu A sẽ chuyển động như thế nào nếu : -Đốt nóng đoạn AB và BC lên cùng nhiệt độ. -Đốt nóng cả thanh lên cùng nhiệt độ. -Thay đổi nhiệt độ các đoạn như thế nào thì điểm A đứng yên. Câu 9: Câu hỏi thảo luận Giả sử sau này, em là một kỹ sư nghiên cứu vật liệu để làm chất trám răng. Ngoài yếu tố độ bền, độ kết dính, màu sắc, tính thẩm mỹ, em còn phải chú ý yếu tố nào của vật liệu ? ✍ Hướng dẫn Câu 1: Khi nhiệt độ tăng từ 00C đến 500C thì : 1m sắt tăng thêm 0,006/10 m = 0,0006 m = 0,6mm. 1m đồng tăng thêm 0,0127/15 m = 0,00127m = 1,2mm. 1m thủy tinh tăng thêm 0,00045 m = 0,45mm. 1m thạch anh tăng thêm 0,00005/2 = 0,000025m = 0,025mm. Vậy đồng nở vì nhiệt nhiều nhất và thạch anh nở vì nhiệt ít nhất. Câu 2: A là bánh quay, B là trục quay. Vì A nở vì nhiệt nhiều hơn B nên sau một thời gian hoạt động nhiệt độ tăng lên, đường kính lỗ của bánh đà tăng nhanh hơn đường trục quay, vì vậy, bánh đà bị lỏng. Nếu A là trục quay, B là bánh đà thì ngược lại, đường kính trục quay tăng nhanh hơn đường kính lỗ của bánh đà, chuyển động bị hãm . Câu 3: Lớp L1 nở vì nhiệt nhiều hơn lớp L2. Câu 4: Lúc đầu, băng kép thẳng, dòng điện qua dây tóc làm bóng đèn nóng lên. Khi nhiệt độ tăng, băng kép cong, chỗ tiếp xúc hỡ, dòng điện ngắt, đèn tắt. Băng kép thẳng trở lại như cũ, dòng điện lại đi qua, đèn sáng và quá trình chớp tắt cứ lặp đi lặp lại. Câu 5: Khi nhiệt độ tăng, băng kép cong làm quay kim chỉ thị. Nhiệt độ càng tăng, kim sẽ lệch về phía phải. Đọc được số chỉ của kim thì biết nhiệt độ cần đo. Để thuận tiện, người ta chia trực tiếp thang đo theo giá trị nhiệt độ tương ứng. Câu 6: Khi nung nóng đều một vật rắn, vật nở đều, ta được một vật mới có hình dạng giống vật cũ nhưng lớn hơn. Do đó, khi nung nóng một đĩa có lỗ ở giữa thì toàn bộ kích thước của đĩa tăng, vì vậy đường kính của lỗ cũng tăng. Câu 7: Đoạn thẳng vẫn là đoạn thẳng. Câu 8: a) Đoạn AB dãn xuống dưới một đoạn d, đoạn BC dãn sang trái một đoạn d. Ket quả điểm A đi xuốngvề bên trái một góc 450. b) Nếu đoạn DC đi lên 2d thì điểm A sẽ đi lên về phía trái một góc 450. c) Giữ đoạn BC có nhiệt độ không đổi. Đốt nóng đoạn AB có nhiệt độ gấp hai lần nhiệt độ đoạn CD. Khi đó đoạn CD với chiều dài 2a sẽ đi lên đoạn 2d. Đoạn AB với chiều dài a đi xuống một đoạn 2a. Kết quả, điểm A đứng yên. Đ ể chế tạo kính thiên văn, người ta nung nóng thủy tinh đến nhiệt độ nóng chảy. Nếu để kính nguội lạnh đột ngột hoặc không đều, kính sẽ bị rạn nứt. Vì vậy sau khi được tạo hình, kính được để nguội dần trong một phòng luôn được điều hoà nhiệt độ, mỗi ngày giảm khoảng vài độ. Như vậy để hoàn thành một kính thiên văn, phải mất vài năm ! Đây là bộ điều chỉnh nhiệt tự động, thường dùng để điều chỉnh nhiệt độ của các bình tắm nước nóng. Khi nóng, mạch điện bị ngắt. Tại sao ?