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
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 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
Một thanh nhôm và một thanh thép ở 0 ° C có cùng độ dài là l 0 . Khi nung nóng tới 100 ° C, độ dài của hai thanh chênh nhau 0,5 mm. Xác định độ dài l0 của hai thanh này ở 0 ° C. Cho biết hệ số nở dài của nhôm là 24. 10 - 6 K - 1 và của thép là 11. 10 - 6 K - 1
A. l 0 ≈ 0,38 m. B. l 0 ≈ 5,0 m.
C. l 0 = 0,25 m. D. l 0 = 1,5 m.
Biết hệ số nở dài của thanh kim loại bằng đồng là 18 . 10 - 6 K - 1 , của thanh kim loại bằng sắt là 12 . 10 - 6 K - 1 . Tổng chiều dài ban đầu của thanh đồng và thanh sắt ở nhiệt độ 0 o C là 6m. Hiệu chiều dài của hai thanh kim loại luôn không đổi. Xác định chiều dài ban đầu của mỗi thanh ở nhiệt độ 0 o C
A. l 01 = 3 m l 02 = 3 m
B. l 01 = 3 , 6 m l 02 = 2 , 4 m
C. l 01 = 2 , 4 m l 02 = 3 , 6 m
D. l 01 = 3 m l 02 = 2 m
Ta có:
- Thanh đồng: α 1 = 18 . 10 - 6 K - 1
Chiều dài ở nhiệt độ 00C: l 01
Chiều dài ở nhiệt độ t0C: l 1 = l 01 1 + α 1 t
- Thanh sắt: α 2 = 12 . 10 - 6 K - 1
Chiều dài ở nhiệt độ 00C: l 02
Chiều dài ở nhiệt độ t0C: l 2 = l 02 1 + α 2 t
- Tổng chiều dài hai thanh ở 00C: l 01 + l 02 = 6 m (1)
- Hiệu chiều dài hai thanh ở nhiệt độ t0C:
l 1 - l 2 = l 01 1 + α 1 t - l 02 1 + α 2 t = l 01 - l 02 + l 01 α 1 t - l 02 α 2 t
Theo đầu bài, hiệu chiều dài của hai thanh kim loại luôn không đổi
⇒ l 1 - l 2 không phụ thuộc vào nhiệt độ t
l 01 α 1 t - l 02 α 2 t = 0 → l 01 α 1 = l 02 α 2 (2)
Từ (1) và (2), ta suy ra: l 01 + l 02 = 6 m 18 . 10 - 6 l 01 = 12 . 10 - 6 l 02 → l 01 = 2 , 4 m l 02 = 3 , 6 m
Đáp án: C
Ở nhiệt độ 0 ° C tổng chiều dài của thanh đồng và thanh sắt là l 0 = 5 m . Hiệu chiều dài của chúng ở cùng nhiệt độ bất kỳ nào cũng không đổi. Tìm chiều dài của mỗi thanh ở 0 ° C . Biết hệ số nở dài của đồng là 18 . 10 - 6 K - 1 , của sắt là 12 . 10 - 6 K - 1 .
A. l 0 s = 3 m ; l 0 đ = 2 m
B. l 0 s = 3 , 5 m ; l 0 đ = 1 , 5 m
C. l 0 s = 4 m ; l 0 đ = 1 m
D. l 0 s = 1 m ; l 0 đ = 4 m
Đáp án: A
Chiều dài của mỗi thanh ở t oC:
Thanh đồng: lđ = l0đ + l0đ .ađ .∆t = l0đ + l0đ .ađ .t (vì t0 = 0 oC)
Thanh sắt: ls = l0s + l0s.as.∆t = l0s + l0s.as.t
Hiệu chiều dài của chúng: lđ – ls = l0đ + l0đađt – l0s – l0sast.
Vì hiệu chiều dài như nhau ở mọi nhiệt độ nên: lđ – ls = l0đ – l0s
→ (l0đađ – l0sas).t = 0 → l0đađ – l0sas = l0đađ – (l0 – l0đ)as = 0
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:
Ở nhiệt độ 0 ° C tổng chiều dài của thanh đồng và thanh sắt là 5 m. Hiệu chiều dài của chúng ở cùng nhiệt độ bất kỳ nào cũng không đổi. Tìm chiều dài của mỗi thanh ở 0 ° C . Biết hệ số nở dài của đồng là 18.10-6 K-1, của sắt là 12.10-6 K-1.
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:
Ở nhiệt độ 0 oC tổng chiều dài của thanh đồng và thanh sắt là l0 = 5 m. Hiệu chiều dài của chúng ở cùng nhiệt độ bất kỳ nào cũng không đổi. Tìm chiều dài của mỗi thanh ở 0 oC. Biết hệ số nở dài của đồng là 18.10-6 K-1, của sắt là 12.10-6 K-1.
A. l0s = 3 m; l0đ = 2 m
B. l0s = 3,5 m; l0đ = 1,5 m
C. l0s = 4 m; l0đ = 1 m
D. l0s = 1 m; l0đ = 4 m
Đáp án: A
Chiều dài của mỗi thanh ở t oC:
Thanh đồng:
lđ = l0đ + l0đ .ađ .∆t
= l0đ + l0đ .ađ .t (vì t0 = 0 oC)
Thanh sắt:
ls = l0s + l0s.as.∆t
= l0s + l0s.as.t
Hiệu chiều dài của chúng:
lđ – ls = l0đ + l0đađt – l0s – l0sast.
Vì hiệu chiều dài như nhau ở mọi nhiệt độ nên:
lđ – ls = l0đ – l0s
→ (l0đađ – l0sas).t = 0
→ l0đađ – l0sas = l0đađ – (l0 – l0đ)as = 0
l0s = l0 – l0đ = 3 m.