Sự nở vì nhiệt

I. Sự nở vì nhiệt của chất rắn

Thí nghiệm tìm hiểu sự nở vì nhiệt của chất rắn:

Chuẩn bị:

(1) Ống kim loại rỗng, trên thân có bộ phận gắn ống dẫn nước nóng vào và ra, có lỗ để cắm nhiệt kế;

(2) Đồng hồ chỉ thị độ giãn nở có độ chia nhỏ nhất 0,01 mm;

(3) Hai thanh kim loại đồng chất (nhôm và đồng) có chiều dài bằng nhau;

(4) Giá đỡ ống kim loại rỗng, một đầu giá có bộ phận định vị thanh kim loại và điều chỉnh được, đầu còn lại có bộ phận lắp đồng hồ;

(5) Nước đun sôi (100^oC) và nước ở nhiệt độ phòng.

Hình 1: Bộ dụng cụ thí nghiệm sự nở vì nhiệt của vật rắn

​Tiến hành:

Lần 1:

• Đổ nước sôi qua phễu vào ống kim loại rỗng, trong ống có thanh nhôm, đợi kim đồng hồ chỉ giá trị ổn định, đọc và ghi lại số chỉ của đồng hồ.
• Sau đó đổ nước ở nhiệt độ phòng vào ống kim loại rỗng để nhiệt độ ống trở về nhiệt độ phòng.

Lần 2: Thay thanh nhôm bằng thanh đồng và tiến hành tương tự như lần 1.

Nhận xét:

• Sau khi được làm nóng, chiều dài của thanh đồng và thanh nhôm đều tăng lên.
• Chiều dài của thanh nhôm tăng nhiều hơn thanh đồng.

II. Sự nở vì nhiệt của chất lỏng và chất khí

Sự nở vì nhiệt của chất lỏng

Thí nghiệm tìm hiểu sự nở vì nhiệt của chất lỏng:

Chuẩn bị: Ba bình giống nhau có gắn ống thuỷ tinh chứa lần lượt: rượu, nước và dầu; khay đựng.

Hình 2

Tiến hành:

• Điều chỉnh mực chất lỏng trong mỗi bình ngang nhau (đánh dấu vị trí mực chất lỏng ban đầu).
• Đặt ba bình chất lỏng vào cùng một khay, từ từ đổ nước nóng vào khay.
• So sánh mực chất lỏng ở mỗi ống thuỷ tinh sau khi đổ nước nóng vào khay.

Nhận xét:

• Khi đặt các bình vào chậu nước nóng, mực chất lỏng trong ống thủy tinh dâng lên. Nguyên nhân do khi được làm nóng, chất lỏng nở ra, tăng thể tích.
• Cột chất lỏng dâng lên trong các ống không cùng độ cao.

Sự nở vì nhiệt của chất khí

* Bảng số liệu thực nghiệm về độ tăng thể tích của 1000 cm³ các chất khác nhau khi nhiệt độ tăng thêm 50^oC. 

III. Ứng dụng của sự nở vì nhiệt trong thực tiễn

Sự nở vì nhiệt của chất rắn, lỏng và khí được ứng dụng nhiều trong đời sống.

Ví dụ: chế tạo nhiệt kế thuỷ ngân, nhiệt kế kim loại, khí cầu,...

Hình 3: Một số ứng dụng của sự nở vì nhiệt

Sự nở vì nhiệt cũng được ứng dụng trong chế tạo băng kép. Băng kép được cấu tạo bởi hai thanh làm bằng hai chất nở vì nhiệt khác nhau, gắn chặt vào nhau dọc theo chiều dài của thanh. Khi nhiệt độ tăng, băng kép cong về phía thanh nở ít hơn.

Băng kép được ứng dụng để đóng ngắt mạch điện tự động ở bàn là, ấm đun nước,...

Hình 4: Ứng dụng của băng kép