Bài 36: Sự nở vì nhiệt của chất rắn
Sự nở dài
Sự tăng độ dài của vật rắn khi nhiệt độ tăng gọi là sự nở dài vì nhiệt.
Độ nở dài Δl của vật rắn hình trụ đồng chất tỉ lệ với độ tăng nhiệt độ Δt và độ dài ban đầu l0 của vật đó.
Δl = l - l0 = αl0(t - t0) = αl0Δt
Δl là độ nở dài của vật rắn (m)
l0 là chiều dài của vật rắn ở nhiệt độ t0
l là chiều dài của vật rắn ở nhiệt độ t
α là hệ số nở dài của vật rắn, phụ thuộc vào chất liệu vật rắn (K-1)
t0 là nhiệt độ đầu
t là nhiệt độ sau
Ứng dụng
Lồng ghép đai sắt vào các bánh
Chế tạo băng kép dùng làm rơle đóng – ngắt tự động mạch điện
Chế tạo các ampe kế nhiệt
Các ống nước bằng kim loại dẫn hơi nóng hoặc nước nóng phải uốn cong để khi ống bị nở dài thì đoạn cong này chỉ biến dạng mà không bị gãy.
Đề phòng sự nở vì nhiệt: Khi trời nóng chiều dài của cầu tăng lên. Đầu cầu sắt phải đặt trên các gối đỡ xê dịch được trên các con lăn.
Sự nở khối
Sự tăng thể tích của vật rắn khi nhiệt độ tăng gọi là sự nở khối
Độ nở khối của vật rắn (đồng chất đẳng hướng) được xác định theo công thức:
ΔV = V - V0 = βV0Δt
Trong đó
ΔV là độ nở khối của vật rắn (m3)
V là thể tích của vật rắn ở nhiệt độ t
V0 là thể tích của vật rắn ở nhiệt độ t0
Δ = t - t0 là độ tăng nhiệt độ của vật rắn (K hoặc 0C)
t là nhiệt độ sau
t0 là nhiệt độ đầu
β là hệ số nở khối, β xấp xỉ bằng 3α, có đơn vị đo là 1/K, K^-1