Một thước thép ở 20 ∘ C có độ dài 1m, hệ số nở đài của thép là α = 11.10 − 6 K − 1 . Khi nhiệt độ tăng đến 40 ∘ C , thước thép này dài thêm là
A. 2,4 mm.
B. 3,2 mm.
C. 4,2 mm.
D. 0,22 mm.
Một thước thép ở 20 ° C có độ dài 1000 mm. Khi nhiệt độ tăng đến 40 ° C , thước thép này dài thêm bao nhiêu? Biết hệ số nở dài của thép là α = 11 .10 − 6 K − 1 .
A. 2,4 mm
B. 3,2 mm
C. 0,22 mm
D. 4,2 mm
Độ nở dài: Δ l = l 0 . α . Δt = 1000 .11.10 − 6 40 − 20 = 0 , 22 mm
=> Chọn C
∆l = alpha × lo × | t-to |
= 11.10^-6 × 1000 × | 40-20 |
= 0.22 mm
Một thanh thép hình trụ có hệ số nở dài α = 11.10- 6K- 1, ban đầu có chiều dài 100m. Để chiều dài của nó là 100,11m thì độ tăng nhiệt độ bằng:
A. 1700C
B. 1250C
C. 1500C
D. 1000C
1 thước thép có chiều dài 0,5m ở 0°C. Biết hệ số nở dài của thép là 1,2.10−5 K−1 a) Chiều dài của thước thép khi ở nhiệt độ 40°C là bao nhiêu?
Khi ở nhiệt độ 40oC thì thước thép này dài thêm là: \(\Delta l=\alpha l_0\left(t-t_0\right)=1,2.10^{-5}.0,5.\left(40-0\right)=2,4.10^{-4}m=0,00024m\)
Chiều dài của thước thép ở nhiệt độ 40oC là:
\(0,5+0,00024=0,50024\) m
Một dụng cụ có hai thanh đồng thau và thép, ở bất kì nhiệt độ nào trong khoảng từ -100 oC đến 100 oC hiệu chiều dài giữa hai thanh đều bằng 2 cm. Cho hệ số nở dài của đồng thau và thép là 18.10-6 K-1 và 11.10-6 K-1. Chiều dài của thanh thép và đồng ở 0 oC lần lượt là:
A. 3,1cm và 1,1cm
B. 7,1cm và 5,1cm
C. 4,1cm và 2,1cm
D. 5,1cm và 3,1cm
Đáp án: D
Gọi l1 là chiều dài của thanh đồng thau, l2 là chiều dài của thanh thép.
Theo giả thiết, ở nhiệt độ bất kỳ ta đều có:
l2 – l1 = 2 cm (1)
Ở 0 oC ta cũng có:
l02 – l01 = 2 cm (2)
Mặt khác, ta lại có:
l2 = l02(1 + α2∆t) và l1 = l01(1 + α1∆t)
Thay l1, l2 vào (1) ta được:
l02(1 + α2∆t) - l01(1 + α1∆t) = l02 – l01
→ l02.α2 = l01.α1 (3)
Từ (2) và (3), chú ý rằng :
α2 = 18.10-6 K-1 và α1 = 11.10-6 K-1
Ta suy ra được chiều dài của thanh thép và thanh đồng ở 0 oC là 5,1cm và 3,1cm
Tiết diện thẳng của một thanh thép là 1,3cm2. Thanh này được giữ chặt giữa hai điểm cố định ở 300C. Lực tác dụng vào thanh khi nhiệt độ giảm xuống còn 200C. Cho hệ số nở dài của thép = 11.10- 6K- 1 và suất đàn hồi E = 2,28.1011Pa.
A. F = 3,2N
B. F = 6kN
C. F = 6520N
D. F = 3260N
Gọi:
l, l0 lần lượt là chiều dài của thanh thép ở 200C và 300C
Δl độ co của thanh thép khi nhiệt độ giảm từ 300 xuống 200C
+ Ta có: ∆ l = l - l 0 = α l 0 ∆ t (1)
+ Mặt khác, theo định luật Húc, ta có: F = E S l 0 ∆ l (1)
Từ (1) và (2), ta có: F = E S α ∆ t = 2 , 28 . 10 11 . 1 , 3 . 10 - 4 . 11 . 10 - 6 . 10 = 3260 N
Vậy lực tác dụng vào thanh khi nhiệt độ giảm xuống còn 200C là F = 3260N
Đáp án: D
Khi tiến hành thí nghiệm khảo sát sự nở dài vì nhiệt của vật rắn, các k quả đo độ dài l0 của thanh thép ở 0 ° C và độ nở dài ∆ l của nó ứng với độ tăng nhiệt độ t (tính từ 0 ° C đến t ° C) được ghi trong Bảng 36.1 :
Dựa vào đồ thị vẽ được, tính giá trị trung bình của hệ số nở dài α của thanh thép.
Hình 36.1G có dạng đoạn thẳng.
Điều này chứng tỏ độ biến dạng tỉ đối ∆ l/ l 0 của thanh sắt tỉ lệ thuận với độ tăng nhiệt độ t (tính từ 0 ° C):
∆ l/ l 0 = α t
Nhận xét thấy hệ số tỉ lệ α chính là hệ số nở dài của thép.
Hệ số tỉ lệ α được xác định bởi hệ số góc của đường biểu diễn đồ thị ở Hình 36.1G.
Một thước kẹp có giới hạn đo 150 mm, được khắc độ chia ở 0 ° C. Xác định sai số tuyệt đối của thước kẹp này khi sử dụng nó để đo độ dài các vật ở 50 ° C trong hai trường hợp : Thước kẹp được làm bằng hợp kim Inva (thép pha 36% niken) có hệ số nở dài là 0,9. 10 - 6 K - 1
Thước kẹp bằng hợp kim Inva : Hợp kim Inva có hệ số nở dài α i n v = 0,9. 10 - 6 K - 1 Áp dụng công thức tính tương tự phần (a), ta xác định được sai số tuyệt đối của thước kẹp này khi nhiệt độ của thước tăng từ t 0 = 0 ° C đến t 1 = 50 ° C là :
∆ l’ = l 0 α i n v t 1 ≈ 150.0,9. 10 - 6 .50 = 6,75 μ m
Một băng kép gồm hai lá kim loại thẳng, lá đồng ở dưới, lá thép ở trên. Khi bị nung nóng thì
A. băng kép cong xuống dưới, vì đồng có hệ số nở dài lớn hơn thép.
B. băng kép cong lên trên, vì thép có hệ số nở dài lớn hơn đồng.
C. băng kép cong xuống dưới, vì đồng có hệ số nở dài nhỏ hơn thép.
D. băng kép cong lên trên, vì thép có hệ số nở dài nhỏ hơn đồng.
Xác định độ dài của thanh thép và của thanh đồng ở 0 ° C sao cho ở bất kì nhiệt độ nào thanh thép luôn dài hơn thanh đồng một đoạn bằng 50 mm. Cho biết hệ số nở dài của đồng là 16. 10 - 6 K - 1 .và của thép là 12. 10 - 6 K - 1
Khi nhiệt độ tăng từ 0 ° C đến t ° C thì độ dãn dài của :
- Thanh thép : ∆ l 1 = l 01 α 1 t.
- Thanh đồng : ∆ l 2 = l 02 α 2 t.
Từ đó suy ra độ dài chênh lệch của hai thanh thép và đồng ở nhiệt độ bất kì t ° C có giá trị bằng :
∆ l = ∆ l1 – ∆ l2 = l 01 α 1 t – l 02 α 2 t = ( l 01 α 1 – l 02 α 1 )t = 50 mm
Công thức này chứng tỏ ∆ l phụ thuộc bậc nhất vào t. Rõ ràng, muốn ∆ l không phụ thuộc t, thì hệ số của t phải luôn có giá trị bằng không, tức là :
hay:
Từ đó suy ra độ dài ở 0 ° C của :
- Thanh đồng : l 02 = 3( l 01 - l 02 ) = ∆ l = 3.50 = 150 mm.
- Thanh thép : l 01 = l 02 + ∆ l = 150 + 50 = 200 mm.