Công thức nở dài (hay, chi tiết)

Bài viết Công thức nở dài hay, chi tiết Vật Lí lớp 10 hay nhất gồm 4 phần: Định nghĩa, Công thức, Kiến thức mở rộng và Bài tập minh họa áp dụng công thức trong bài có lời giải chi tiết giúp học sinh dễ học, dễ nhớ Công thức nở dài hay, chi tiết.

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 độ dài của vật rắn khi nhiệt độ tăng gọi là sự nở dài vì nhiệt. 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.

Sự co dãn vì nhiệt khi bị ngăn cản có thể gây ra những lực rất lớn.

2. Công thức

Độ nở dài Δl của vật rắn đồng chất tỉ lệ thuận với độ tăng nhiệt độ Δt và độ dài ban đầu ℓ₀ của vật đó. 

Trong đó:

+  là độ nở dài của vật rắn (m)

+  ℓ₀ là chiều dài của vật rắn ở nhiệt độ t_o (m)

+   ℓ là chiều dài của vật rắn ở nhiệt độ t(m)

+ α là hệ số nở dài của vật rắn, phụ thuộc vào chất liệu vật rắn (K⁻¹)

+  ∆t = 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

- Bảng hệ số nở dài của một số chất rắn:

- Biến dạng tỉ đối:

Trong đó: ε là biến dạng tỉ đối của vật rắn

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

α là hệ số nở dài của vật rắn, phụ thuộc vào chất liệu vật rắn (K⁻¹)

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

+ Chiều dài của vật rắn ở nhiệt độ t:

+ Chiều dài của vật rắn ở nhiệt độ t₀:

+ Hệ số nở dài:

+ Độ tăng nhiệt độ:

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

β = 3α

Trong đó, β là hệ số nở khối của vật rắn (K⁻¹)

- Sự thay đổi khối lượng riêng:

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

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

α là hệ số nở dài của vật rắn, phụ thuộc vào chất liệu vật rắn (K⁻¹)

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

4. Ví dụ minh họa

Bài 1:Một thanh ray dài 10m được lắp lên đường sắt ở nhiệt độ 20°C. Phải để hở một khe ở đầu thanh ray với bề rộng là bao nhiêu để khi nhiệt độ tăng lên 50°C thì vẫn đủ chỗ cho thanh ray nở ra. Biết hệ số nở dài của chất làm thanh ray là 12.10⁻⁶K⁻¹.

Lời giải

Vậy phải để hở đầu thanh ray: 3,6mm

Bài 2:Một thanh nhôm và một thanh thép ở 0°C có cùng độ dài là ℓ₀. Khi đun nóng tới 100°C thì độ dài của hai thanh chênh nhau 0,5mm. Hỏi độ dài ℓ₀ của 2 thanh này ở 0°C là bao nhiêu?. Biết

Lời giải

Xem thêm các Công thức Vật Lí lớp 10 quan trọng hay khác:

• Công thức nở khối hay, chi tiết

• Công thức tính nhiệt nóng chảy hay, chi tiết

• Công thức tính nhiệt hóa hơi hay, chi tiết

• Công thức tính độ ẩm tỉ đối hay, chi tiết

• Công thức tính độ ẩm tuyệt đối hay, chi tiết