Bài 29. Sự nở vì nhiệt

I. Sự nở vì nhiệt của chất rắn

Thí nghiệm

Chuẩn bị:

• Ba thanh nhôm, đồng, sắt (1).
• Khay đựng cồn và tấm chắn đậy khay đựng cồn để đảm bảo các thanh tăng nhiệt độ giống nhau (2).
• Bộ phận ghi độ dãn nở của các thanh, mặt ghi vạch và kim chỉ thị (3).

Tiến hành:

• Khi đốt cồn trong khay, đậy nắp chắn lên khay, thì thấy các kim chỉ thị quay. Kim ứng với thanh nhôm quay nhiều nhất, kim ứng với thanh sắt quay ít nhất.
• Khi tắt đèn cồn các kim chỉ thị lại dần quay về vị trí cũ.

Nhận xét:

• Các chất nhôm, đồng, sắt đều nở ra khi nhiệt độ tăng. 
• Nhôm nở vì nhiệt nhiều hơn đồng và sắt.

Kết luận:

• Chất rắn nở ra khi nóng lên, co lại khi lạnh đi.
• Các chất rắn khác nhau nở vì nhiệt khác nhau.

II. Sự nở vì nhiệt của chất lỏng

Thí nghiệm

Chuẩn bị:

• Một bình thuỷ tinh đựng nước màu có ống thuỷ tinh xuyên qua nút.
• Một chậu thuỷ tinh đựng nước lạnh.

Tiến hành:

• Đặt bình thuỷ tinh vào chậu nước nóng. Quan sát và giải thích hiện tượng xảy ra với nước màu trong ống thuỷ tinh.
• Lấy bình thuỷ tinh từ chậu nước nóng ra đặt vào chậu nước lạnh. Quan sát và giải thích hiện tượng xảy ra với nước màu trong ống thuỷ tinh.

Nhận xét:

• Khi đặt bình vào chậu nước nóng, mực nước trong ống thủy tinh dâng lên. Nguyên nhân do khi được làm nóng, nước nở ra, tăng thể tích.
• Khi đặt bình vào chậu nước lạnh, mực nước trong ống thủy tinh hạ xuống. Nguyên nhân do khi lạnh, nước co lại, giảm thể tích.

Kết luận:

• Các chất lỏng nở ra khi nóng lên, co lại khi lạnh đi.
• Các chất lỏng khác nhau nở vì nhiệt khác nhau.

III. Sự nở vì nhiệt của chất khí

Thí nghiệm

Chuẩn bị:

• Bình cầu với nút cao su có ống thuỷ tinh xuyên qua.
• Cốc nước màu.

Tiến hành:

• Nhúng đầu ống thuỷ tinh xuyên qua nút cao su vào nước màu.
• Dùng ngón tay cái bịt chặt đầu còn lại của ống rồi rút ống ra khỏi nước sao cho trong ống còn giữ lại một giọt nước màu.
• Lắp nút cao su có gắn ống thuỷ tinh trên vào bình cầu.
• Quan sát, mô tả và giải thích hiện tượng xảy ra đối với giọt nước màu trong ống thuỷ tinh khi chỉ cần xoa hai tay vào nhau rồi áp vào bình cầu.

Nhận xét:

• Giọt nước màu trong ống thủy tinh đi lên, chứng tỏ thể tích khí trong bình tăng, không khí nở ra.
• Nguyên nhân khi xoa hai bàn tay và áp vào bình cầu thì nhiệt từ bàn tay làm cho không khí trong bình nóng lên và nở ra.

❗Độ tăng thể tích của 1000 cm³ các chất khác nhau khi nhiệt độ tăng thêm 50^oC.

IV. Công dụng và tác hại của sự nở vì nhiệt

1. Công dụng

• Sự nở vị nhiệt của chất lỏng, chất khí được dùng vào việc chế tạo các loại nhiệt kế khác nhau.
• Sự nở vì nhiệt của chất khí được dùng vào việc chế tạo các loại khí cẩu.
• Sự nhở vì nhiệt của các chất rắn khác nhau được sử dụng trong việc chế tạo các băng kép dùng trong việc đóng ngắt tự động các dụng cụ dùng điện.

2. Tác hại

Sử nở vì nhiệt có thể tạo ra lực có cường độ cực mạnh đủ sức làm biến dạng đường sắt, đường ống dẫn nước, dẫn khí,...có thể gây ra tai hại nguy hiểm.

1. Các chất nở ra khi nóng lên, co lại khi lạnh đi.

2. Các chất rắn, lỏng khác nhau nở vì nhiệt khác nhau. Các chất khí khác nhau nở vì nhiệt giống nhau.

3. Chất khí nở vì nhiệt nhiều hơn chất lỏng, chất lỏng nở vì nhiệt nhiều hơn chất rắn.

4. Sự nở vì nhiệt có thể có ích nhưng cũng có thể có hại.