Bài tập & Lời giải
Câu hỏi mở đầu: Nếu buộc chặt bong bóng vào miệng một cái chai rỗng rồi đặt chai vào cốc nước ấm, thì ta thấy bong bóng được “thổi” căng dần lên. Em có biết vì sao không?
Xem lời giải
1. SỰ NỞ VÌ NHIỆT
Tìm hiểu sự nở vì nhiệt của chất rắn
Câu hỏi 1: Tiến hành Thí nghiệm 1 và cho biết quả cầu có lọt qua vòng kim loại không trong các trường hợp sau:
a. Trước khi hơ nóng.
b. Sau khi hơ nóng.
c. Sau khi nhúng vào nước lạnh.
Câu hỏi 2: Thí nghiệm 1, có thể rút ra kết luận gì?
Câu hỏi 3: Đề xuất một cách khác để quả cầu kim loại sau khi hơ nóng vẫn lọt qua vòng kim loại.
Câu hỏi thảo luận 1: Thí nghiệm 2: Sự nở vì nhiệt của các chất rắn khác nhau
Chuẩn bị: băng kép gắn với tay cầm bằng gỗ, đèn cồn.
Tiến hành thí nghiệm:
Bước 1: Hơ đều băng kép trên ngọn lửa đèn cồn trong khoảng 3 – 4 phút (Hình 28.2). Quan sát băng kép.
Bước 2: Đặt băng kép đã hơ nóng trên bàn. Quan sát hiện tượng xảy ra khi băng kép nguội dần.
Câu hỏi 4: Tiến hành Thí nghiệm 2 và trả lời các câu hỏi sau:
a. Hiện tượng gì xảy ra với băng kép khi hơ nóng?
b. Điều gì xảy ra với băng kép khi nó nguội trở lại?
c. Có thể rút ra kết luận gì về sự nở vì nhiệt của các chất rắn khác nhau?
Xem lời giải
Tìm hiểu sự nở vì nhiệt của chất lỏng
Câu hỏi thảo luận 2: Thí nghiệm 3: Sự nở vì nhiệt của chất lỏng
Chuẩn bị: bình cầu, nước màu, nút cao su có lỗ, ống thủy tinh, chậu nước ấm, bút màu.
Tiến hành thí nghiệm:
Bước 1: Đổ đầy nước màu vào một bình cầu. Đậy chặt bình bằng nút cao su có ống thủy tinh cắm xuyên qua (Hình 28.3). Dùng bút màu đánh dấu mực nước trên ống thủy tinh.
Bước 2: Đặt bình cầu vào chậu nước ấm. Quan sát mực nước trong ống thủy tinh.
Bước 3: Nhấc bình cầu ra khỏi chậu nước ấm và đặt bình cầu lên bàn. Quan sát hiện tượng xảy ra với mực nước trong ống thủy tinh.
Câu hỏi 5: Tiến hành Thí nghiệm 3 và cho biết mực nước trong ống thủy tinh thay đổi thế nào trong các trường hợp sau:
a. Đặt bình cầu vào chậu nước ấm.
b. Đưa bình cầu ra khỏi chậu nước ấm.
Câu hỏi 6: Lặp lại tương tự Thí nghiệm 3 nhưng sử dụng hai bình cầu đựng hai chất lỏng khác nhau: nước màu và dầu ăn. So sánh và kết luận về sự nở vì nhiệt của hai chất lỏng.
Câu hỏi luyện tập 1: Vì sao khi đựng nước giải khát có gas trong chai, người ta không đổ đầy chai?
Câu hỏi thảo luận 3: Thí nghiệm 4: Sự nở vì nhiệt của chất khí
Chuẩn bị: bình cầu, nút cao su có lỗ, ống thủy tinh chữ L, nước màu.
Tiến hành thí nghiệm:
Bước 1: Đậy chặt bình cầu bằng nút cao su.
Bước 2: Nhúng một đầu ống chữ L vào cốc nước màu, dùng ngón tay bịt chặt đầu kia để lấy một giọt nước màu vào trong ống, rồi gắn ống chữ L xuyên qua nút cao su (Hình 28.4).
Bước 3: Xoa hai bàn tay vào nhau cho nóng lên, rồi áp chặt hai bàn tay vào bình cầu. Quan sát hiện tượng xảy ra với giọt nước màu.
Bước 4: Thôi áp tay vào bình cầu. Quan sát hiện tượng xảy ra với giọt nước màu.
Câu hỏi 7: Tiến hành Thí nghiệm 4, mô tả và giải thích hiện tượng xảy ra với giọt nước màu trong các trường hợp sau:
a. Áp chặt hai bàn tay vào bình cầu.
b. Thả hai bàn tay ra khỏi bình cầu.
Câu hỏi luyện tập 2: Từ Bảng 28.1, hãy so sánh sự nở vì nhiệt của chất rắn, chất lỏng và chất khí.
Bảng 28.1 Độ tăng thể tích của 1 000 $cm^{3}$ một số chất, khi nhiệt độ của nó tăng thêm $50^{\circ}C$
| Chất rắn | Độ tăng thể tích ($cm^{2}$ | Chất lỏng | Độ tăng thể tích (cm^{3}) | Chất khí ( ở áp suát không đổi) | Độ tăng thể tích ($cm^{3}$) |
| Nhôm | 3,45 | Xăng | 47,5 | Không khí | 138 |
| Đồng | 2,55 | Dầu hỏa | 55,0 | Hơi nước | 138 |
| Thép carbon | 1,62 | Thủy ngân | 9,0 | Nitrigen | 138 |
Câu hỏi vận dụng 1: Khi nhiệt độ tăng lên, khối lượng riêng của chất lỏng và chất khí thay đổi thế nào?
Xem lời giải
2. CÔNG DỤNG VÀ TÁC HẠI CỦA SỰ NỞ VÌ NHIỆT
Tìm hiểu công dụng của sự nở vì nhiệt
Câu hỏi 8: Nêu một ứng dụng của sự nở vì nhiệt trong thực tế mà em biết.
Câu hỏi vận dụng 2: Giải thích cách hoạt động của rơ le nhiệt trong bàn là điện (Hình 28.6).
Xem lời giải
Phòng tránh các tác hại của sự nở vì nhiệt
Câu hỏi 9: Nêu một số tác hại của sự nở vì nhiệt mà em biết.
Câu hỏi vận dụng 3: Giải thích các trường hợp sau:
a. Vì sao giữa các nhịp cầu luôn có khe hở?
b. Vì sao các đường ống dẫn chất lỏng hoặc hơi phải có những đoạn uốn cong?