Giải bài 8 trang 197 – Bài 36 - SGK môn Vật lý lớp 10
Mỗi thanh ray của đường sắt ở nhiệt độ \(15^{o}C\) có độ dài là 12,5 m. Nếu hai đầu các thanh ray khi đó chỉ đặt cách nhau 4,50 mm, thì các thanh ray này có thể chịu được nhiệt độ lớn nhất bằng bao nhiêu để chúng không bị uốn cong do tác dụng nở vì nhiệt? Cho biết hệ số nở dài của mỗi thanh ray là \(\alpha=12.10^{-6}K^{-1}\)
Đổi \(4,5mm =4,5.10^{-3}m\)
Điều kiện để thanh ray không bị uốn cong là: \( \Delta l<\Delta {{l}_{o}} \\ \)
\( \Rightarrow \alpha {{l}_{o}}(t-{{t}_{o}})\le \Delta {{l}_{o}} \\ \Rightarrow t\le {{t}_{o}}+\dfrac{\Delta {{l}_{o}}}{\alpha {{l}_{o}}}={{15}^{o}}+\dfrac{4,{{5.10}^{-3}}}{{{12.10}^{-6}}.12,5}={{45}^{o}} \\ \)
Vật nhiệt độ lớn nhất mà thanh ray có thể chịu được để không bị uốn cong là 45 độ C.
Ghi nhớ :
- Sự nở vì nhiệt của vật rắn là sự tăng kích thước của vật rắn khi nhiệt độ tăng do bị nung nóng.
- Độ nở dài của vật rắn tỉ lệ thuận với độ tăng nhiệt độ \(\Delta t\) và độ dài ban đầu \( {{l}_{0}} \) của vật đó.
\( \Delta l=l-{{l}_{0}}=\alpha {{l}_{0}}\Delta t \)
- Độ nở khối của vật rắn tỉ lệ với độ tăng nhiệt độ \(\Delta t\) và thể tích ban đầu \( {{V}_{0}} \) của vật đó.
\( \Delta V=V-{{V}_{0}}=\beta {{V}_{0}}\Delta t,\text{ với }\beta \text{=3}\alpha \)