Công thức về sự nở vì nhiệt của chất lỏng
|
Nếu như các em đã tìm hiểu trong bài viết trước, các em sẽ biết chất rắn có sự thay đổi khi nhiệt độ thay đổi. Đối với chất lỏng cũng vậy, khi có sự thay đổi về nhiệt, chất lỏng cũng biến đổi. Bài viết ngày hôm nay, chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu về hiện tượng này. Liệu sự nở vì nhiệt của chất lỏng có đem đến lợi ích trong cuộc sống hàng ngày hay không? Sự nở vì nhiệt này xảy ra như thế nào? Hãy đọc bài viết này để tìm hiểu ngay về kiến thức này nhé! Show
Sự nở vì nhiệt của chất lỏng là gì ?Giống với chất rắn. Khi nhiệt độ thay đổi, chất lỏng cũng có sự nở ra và co lại khác nhau. Lý thuyết sự nở vì nhiệt của chất lỏng được thí nghiệm và ghi lại như sau:
 Ngoài ra, trên lớp, những em cũng sẽ được triển khai những thí nghiệm để chứng tỏ được điều này. Tuy nhiên, sự biến hóa của chất lỏng khó hoàn toàn có thể quan sát được. Bởi lẽ, chất lỏng luôn được đựng trong vật cứng. Khi nung nóng, hoặc làm tăng nhiệt độ của chất lỏng. Thì vật cứng đựng chất lỏng cũng đảm nhiệm nhiệt độ và nở ra. Sự nở vì nhiệt của chất rắn đã được chúng tôi đề cập đến ở bài viết trước . Chính vì vậy, để thí nghiệm sự nở vì nhiệt của chất lỏng đem lại kết quả chính xác. Các em cần phải thực hiện theo chuẩn các bước được hướng dẫn. Đôi khi, các em có thể lấy sẵn số liệu từ thí nghiệm chứng minh để sử dụng. Mà các em không cần phải làm thí nghiệm để chứng minh lại điều này. Sự nở vì nhiệt của chất lỏng được lý giải theo công thứcChất lỏng nở ra khi nóng lên, co lại khi lạnh đi. Nghĩa là : + Khi tăng nhiệt độ : – Thể tích ( V ) của chất lỏng tăng . – Khối lượng ( m ), khối lượng ( P. ) của chất lỏng không đổi . – Khối lượng riêng ( D ), khối lượng riêng ( d ) của chất lỏng giảm + Khi giảm nhiệt độ : – Thể tích ( V ) của chất lỏng giảm . – Khối lượng ( m ), khối lượng ( P. ) của chất lỏng không đổi . – Khối lượng riêng ( D ), khối lượng riêng ( d ) của chất lỏng tăng . Đặc điểm sự nở vì nhiệt của chất lỏngChất lỏng hay chất rắn đều có những đặc thù riêng theo sự nở vì nhiệt. Chúng ta cần nhớ những đặc thù sau đây :
Trong thực tế, sự nở vì nhiệt của chất lỏng không quá rõ rệt. Với trình độ vật lý lớp 6, các em cũng không cần phải tìm hiểu quá sâu và chứng minh về điều này. Những bài tập các em được gặp hầu hết sẽ là bài tập tính toán, có cho sẵn số liệu. Các em chỉ cần nhớ lý thuyết và áp dụng tính toán sẽ có kết quả chính xác. Sự nở vì nhiệt đặc biệt quan trọng của nướcNước được coi là một chất lỏng đặc biệt. Các nhà vật lý học đã nghiên cứu và nhận ra được những tính chất rõ rệt của nước khi nhiệt độ thay đổi. Thay vì chỉ có những con số chỉ độ nở vì nhiệt của các chất lỏng khác. Thì nước có riêng một quá trình thay đổi trong các khoảng nhiệt khác nhau. Các em có thể đọc tham khảo sự nở vì nhiệt của chất lỏng là nước ngay dưới đây.
Dựa trên những khoảng nhiệt này, chúng ta có thể nắm bắt được sự thay đổi của nước. Các em có thể sẽ gặp phải những bài tập tình huống. Yêu cầu giải thích trạng thái của nước theo từng khoảng nhiệt độ. Các em sẽ cần phải dùng đến điều này. Đây chỉ là những tính chất liên quan đến chất lỏng là nước. Đối với những chất lỏng khác, các em không thể áp dụng điều này. Sự nở vì nhiệt của chất lỏng sẽ khác nhau phụ thuộc vào các chất. Các dạng bài tập tương quanDạng bài tập liên quan đến chủ đề sự nở vì nhiệt của chất lỏng sẽ có khá nhiều. Theo từng dạng bài khác nhau, các em cần phải nhớ cách làm khác nhau. Chúng tôi đã tìm hiểu và tổng hợp các dạng bài phía dưới đây. Các em hãy tham khảo nhé! Dạng 1 : Giải thích những hiện tượng kỳ lạ trong đời sốngĐể lý giải những hiện tượng kỳ lạ trong đời sống ta dựa vào những đặc thù dãn nở vì nhiệt của chất lỏng sau đây : – Các chất lỏng nở ra khi nóng lên và co lại khi lạnh đi . – Các chất lỏng khác nhau thì dãn nở vì nhiệt cũng khác nhau . – Chất lỏng dãn nở vì nhiệt nhiều hơn chất rắn . Lưu ý : Khi co và giãn thể tích của chất lỏng tăng nhưng khối lượng của nó không đổi khác ( trừ trường hợp đặc biệt quan trọng là nước, khi nhiệt độ tăng từ 0 °C đến 4 °C thì thể tích của nước giảm đi chứ không tăng lên ) . Dạng 2 : Bài tập cơ bản nhu yếu giám sát về sự nở vì nhiệt của chất lỏng .
+ Chất lỏng tăng ( giảm ) thể tích khi tăng ( giảm ) nhiệt độ + Các chất lỏng khác nhau thì nở vì nhiệt cũng khác nhau . + Chất lỏng tăng thể tích nhiều hơn chất rắn khi ở cùng một nhiệt độ . Từ đó rút ra câu vấn đáp đúng chuẩn cho bài toán đã nêu . Dạng 3 : Tìm hiểu về sự dãn nở đặc biệt quan trọng của nước .
+ Tăng từ 0°C đến 4°C, nước co lại, thể tích của nước giảm. + Tăng từ 4 °C trở lên, sự nở ra, thể tích của nước tăng . Trên đây chính là những lý thuyết và ví dụ về sự dãn nở đặc biệt của nước. Hi vọng những điều này có thể giúp cho các em hiểu hơn về bài học của mình. Không chỉ vậy, những kiến thức vật lý cũng được áp dụng rất nhiều trong thực tế. Các em nên ghi nhớ để vận dụng tốt hơn nhé! Cảm ơn các em đã đón đọc bài viết.
1. Sự nở vì nhiệt của chất lỏng – Các chất lỏng đều nở ra khi nóng lên và co lại khi lạnh đi. Ví dụ: Khi nhúng bình cầu đựng nước màu vào chậu nước nóng → mực nước trong ống dâng lên Khi nhúng bình cầu đựng nước màu vào chậu nước lạnh → mực nước giảm xuống – Các chất lỏng khác nhau thì sự nở vì nhiệt của chúng cũng khác nhau. Ví dụ: Dùng ba bình cầu giống nhau để thể tích ban đầu của các chất lỏng như nhau. Cùng nhúng 3 bình trong 1 chậu nước nóng để chúng có cùng một độ tăng nhiệt độ như nhau. Nhúng ba bình cầu chứa ba loại chất lỏng khác nhau vào chậu nước nóng, ta thấy mực chất lỏng ở các ống thủy tinh dâng lên khác nhau. 2. Lưu ý – Đối với nước, khi tăng nhiệt độ từ 0oC đến 4oC thì nước co lại chứ không nở ra. Chỉ khi tăng nhiệt độ từ 4oC trở lên nước mới nở ra. – Đối với chất lỏng, sự dãn nở của nó là sự dãn nở khối. Giải thích các hiện tượng trong đời sống Để giải thích các hiện tượng trong đời sống, ta dựa vào các tính chất dãn nở vì nhiệt của chất lỏng sau đây: – Các chất lỏng đều nở ra khi nóng lên và co lại khi lạnh đi. – Các chất lỏng khác nhau thì dãn nở vì nhiệt cũng khác nhau. – Chất lỏng dãn nở vì nhiệt nhiều hơn chất rắn. Lưu ý: Khi dãn nở thể tích của chất lỏng tăng chứ khối lượng của nó vẫn không thay đổi (trừ trường hợp đặc biệt là nước, khi tăng nhiệt độ tăng từ 0oC đến 4oC thể tích của nước bị giảm đi chứ không tăng lên). A. Chất lỏng co lại khi lạnh đi. B. Độ dãn nở vì nhiệt của các chất lỏng khác nhau là như nhau. C. Khi nhiệt độ thay đổi thì thể tích chất lỏng thay đổi. D. Chất lỏng nở ra khi nóng lên.
Độ dãn nở vì nhiệt của các chất lỏng khác nhau là khác nhau. ⇒ Đáp án B A. Cả khối lượng riêng và trọng lượng riêng đều tăng. B. Ban đầu khối lượng riêng và trọng lượng riêng giảm sau đó bắt đầu tăng. C. Cả khối lượng riêng và trọng lượng riêng đều giảm. D. Cả khối lượng riêng và trọng lượng riêng đều không đổi.
Khi giảm nhiệt độ thì m không thay đổi, còn V giảm.
⇒ Đáp án A A. Chất lỏng ở hai bình giống nhau nhưng nhiệt độ của chúng khác nhau. B. Chất lỏng ở hai bình khác nhau, nhiệt độ của chúng khác nhau. C. Hai bình A và B chứa cùng một loại chất lỏng. D. Hai bình A và B chứa hai loại chất lỏng khác nhau.
Hai bình như nhau, chứa lượng chất lỏng như nhau, nhiệt độ ban đầu như nhau. Khi cho vào nước nóng thì nước bình A dâng cao hơn bình B → Chất lỏng trong bình A nở nhiều hơn bình B → Hai chất lỏng nở khác nhau → hai chất lỏng khác nhau. ⇒ Đáp án D A. Khối lượng không đổi, ban đầu thể tích giảm sau đó tăng. B. Khối lượng không đổi, thể tích giảm. C. Khối lượng tăng, thể tích giảm. D. Khối lượng tăng, thể tích không đổi.
– Khối lượng không phụ thuộc vào nhiệt độ. – Với nước, tại nhiệt độ 4oC nước có khối lượng riêng lớn nhất → thể tích nhỏ nhất. Do đó, khi nhiệt độ tăng từ 0oC đến 4oC thể tích giảm dần, khi nhiệt độ tăng từ 4oC đến 100oC thể tích tăng dần. ⇒ Đáp án A. A. Nước trào ra nhiều hơn rượu B. Nước và rượu trào ra như nhau C. Rượu trào ra nhiều hơn nước D. Không đủ cơ sở để kết luận
Khi đun nóng cả hai bình ở cùng một nhiệt độ như nhau, lượng rượu trào ra khỏi bình nhiều hơn lượng nước vì rượu nở nhiều vì nhiệt hơn nước. ⇒ Đáp án C Về mùa đông, ở các xứ lạnh A. nước dưới đáy hồ đóng băng trước. B. nước ở giữa hồ đóng băng trước. C. nước ở mặt hồ đóng băng trước. D. nước trong hồ đóng băng cùng một lúc.
Sự đóng băng của nước trong hồ ở các xứ lạnh là nước ở mặt hồ đóng băng trước ⇒ Đáp án C A. giống nhau B. không giống nhau C. tăng dần lên D. giảm dần đi
Các chất lỏng khác nhau nở vì nhiệt không giống nhau ⇒ Đáp án B A. Chất lỏng co lại khi nhiệt độ tăng, nở ra khi nhiệt độ giảm. B. Chất lỏng nở ra khi nhiệt độ tăng, co lại khi nhiệt độ giảm. C. Chất lỏng không thay đổi thể tích khi nhiệt độ thay đổi. D. Khối lượng riêng của chất lỏng tăng khi nhiệt độ thay đổi.
Chất lỏng nở ra khi nhiệt độ tăng, co lại khi nhiệt độ giảm ⇒ Đáp án B A. thể tích của nước tăng nhiều hơn thể tích của bình. B. thể tích của nước tăng ít hơn thể tích của bình. C. thể tích của nước tăng, của bình không tăng. D. thể tích của bình tăng trước, của nước tăng sau và tăng nhiều hơn.
Khi đặt bình cầu đựng nước vào nước nóng, người ta thấy mực chất lỏng trong ống thủy tinh mới đầu tụt xuống một ít, sau đó mới dâng lên cao hơn mức ban đầu. Điều đó chứng tỏ thể tích của bình tăng trước, của nước tăng sau và tăng nhiều hơn. ⇒ Đáp án D A. Khối lượng riêng nhỏ nhất B. Khối lượng riêng lớn nhất C. Khối lượng lớn nhất D. Khối lượng nhỏ nhất
Khối lượng thì không đổi còn thể tích nước ở 4oC bé nhất nên khối lượng riêng lớn nhất ⇒ Đáp án B |
