Một thanh nhôm và một thanh đồng ở 100 ° C có độ dài tương ứng là 100,24 mm và 200,34 mm được hàn ghép nối tiếp với nhau. Cho biết hệ số nở dài của nhôm là 24. 10 - 6 K - 1 và của đồng là 17. 10 - 6 K - 1 Xác định hệ số nở dài của thanh kim loại ghép này.
Gọi α là hệ số nở dài của thanh kim loại ghép. Độ dài của thanh này ở nhiệt độ t = 100 ° C được tính theo công thức :
với l = l 1 + l 2 = 100,24 + 200,34 = 300,58 mm, còn l 0 = l 01 + l 02 là độ dài của thanh kim loại ghép ở 0 ° C, với l 01 và l 02 là độ dài tương ứng của thanh nhôm và thanh đồng ở 0 ° C. Vì l 1 = l 01 (1 + α 1 t) và l 2 = l 02 (1 + α 2 t), nên ta có :
Từ đó ta tìm được :
Một thanh nhôm và một thanh đồng ở 100 oC có độ dài tương ứng là 100,24 mm và 200,34 mm được hàn ghép nối tiếp với nhau. Cho biết hệ số nở dài của nhôm là α1 = 24.10-6 K-1. Và của đồng là α2 = 17.10-6 K-1. Xác định hệ số nở dài của thanh kim loại ghép này.
A. 17.10-6 K-1
B. 19,3.10-6 K-1
C. 24.10-6 K-1
D. 41.10-6 K-1
Đáp án: B
Gọi α là hệ số nở dài của thanh kim loại ghép. Độ dài của thanh này ở nhiệt độ t = 100 oC được tính theo công thức:
l = l0 (1 + α.t)
Với l = l1+ l2 = 100,24 + 200,34 = 300,58 mm, còn l0 = l01 + l02 là độ dài của thanh kim loại ghép ở 0 oC, với l01 và l02 là độ dài tương ứng của thanh nhôm và thanh đồng ở 0 oC.
Vì l1 = l01(1 + α1t) và l2 = l02(1 + α2t), nên ta có:
Từ đó ta tìm được:
Xác định độ dài của thanh đồng và độ dài của thanh thép ở 0 ° C sao cho ở bất kì nhiệt độ nàọ, thanh thép luôn dài hơn thanh đồng 25 mm. Cho biết hệ số nở dài của đồng là 18. 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 = ∆ l 1 - l 2 l 1 = l 01 α 1 t - l 02 α 2 t = ( l 01 α 1 - l 02 α 2 )t = 25 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 :
l 01 α 1 - l 02 α 2 = 0 ⇒ l 02 / l 01 = α 1 / α 2
hay:
Từ đó suy ra độ dài ở 0 ° C của :
- Thanh đồng : l 02 = 2( l 01 - l 02 ) = ∆ l = 2.25 = 50 mm.
- Thanh thép : l 01 = l 02 + ∆ l = 50 + 25 = 75 mm.
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.
Một thanh kim loại có hệ số nở dài là \(1,2.10^{-6}K^{-1}\) ở \(25^oC\) thanh kim loại có chiều dài là \(1,5m\)Chiều dài của thanh kim loại khi nhiệt độ tăng lên \(400^oC\) là:
\(l=l_o\left(1+\alpha\Delta t\right)\approx1,5m\)
Một thanh kim loại hình trụ đồng chất có tiết diện ngang là 10cm2. Một đầu thanh kim loại được giữ cố định bằng tấm chắn, đầu còn lại chịu tác dụng của một lực bằng bao nhiêu để khi nhiệt độ môi trường tăng từ 00C đến 200C thanh kim loại không thể dài ra. Biết suất đàn hồi của thanh kim loại là 2.1011Pa, hệ số nở dài của thanh kim loại là 1,14.10-7K-1
A. F = 4 , 56 . 10 6 N
B. F = 114 N
C. F = 456 N
D. F = 228 N
Ta có:
+ Độ nở dài của thanh kim loại: ∆ l = α l 0 ∆ t
+ Trong điều kiện nhiệt độ không đổi để kéo dài thanh kim loại trên cần một lực là: F = E S l 0 ∆ l
=>Để thanh kim loại không thể nở dài khi nhiệt độ thay đổi ta cần tác dụng một lực nén dọc theo trục thanh kim loại có độ lớn: F = E S l 0 ∆ l = E S α ∆ t = 2 . 10 11 . 10 . 10 - 4 . 1 , 14 . 10 - 7 . 20 = 456 N
Đáp án: C
.Một thước bằng sắt dùng để đo chiều dài một thanh đồng.Ở 100C chiều dài thanh đồng là 90,00cm.Chiều dài thanh đồng đo được ở 300C là bao nhiêu?Biết hệ số nở dài của sắt và đồng lần lượt là 11.10-6/K và 17.10-6/K
Một thanh nhôm và một thanh đồng ở 100 ° C có độ dài tương ứng là 100,24 mm và 200,34 mm được hàn ghép nối tiếp với nhau. Cho biết hệ số nở dài của nhôm là α 1 = 24 . 10 - 6 K - 1 . Và của đồng là α 2 = 17 . 10 - 6 K - 1 . Xác định hệ số nở dài của thanh kim loại ghép này.
A. 17 . 10 - 6 K - 1
B. 19 , 3 . 10 - 6 K - 1
C. 24 . 10 - 6 K - 1
D. 41 . 10 - 6 K - 1
Đáp án: B
Gọi α là hệ số nở dài của thanh kim loại ghép. Độ dài của thanh này ở nhiệt độ t = 100 oC được tính theo công thức: ℓ = ℓ0 (1 + α.t)
Với ℓ = ℓ1 + ℓ2 = 100,24 + 200,34 = 300,58 mm, còn ℓ0 = ℓ01 + ℓ02 là độ dài của thanh kim loại ghép ở 0 oC, với ℓ01 và ℓ02 là độ dài tương ứng của thanh nhôm và thanh đồng ở 0 oC. Vì ℓ1 = ℓ01(1 + α1t) và ℓ2 = ℓ02(1 + α2t), nên ta có:
Hai thanh kim loại, một bằng sắt và một bằng kẽm ở 0 oC có chiều dài bằng nhau, còn ở 100 oC thì chiều dài chênh lệch nhau 1mm. Biết hệ số nở dài của sắt và kẽm là α1 = 1,14.10-5 K-1 và α2 = 3,4.10-5 K-1. Chiều dài hai thanh ở 0 oC là:
A. 49,25 cm
B. 44,25 cm
C. 40,25 cm
D. 34,25 cm
Đáp án: B
Gọi l1, l2 lần lượt là chiều dài của thanh sắt và thanh kẽm ở 100 oC
Ta có:
Lấy (2) trừ (1) theo vế ta có:
Suy ra:
