Bài 19: Sự nở vì nhiệt của chất lỏng (trang 59 SBT Vật Lí 6)

Bài 19.1.Hiện tượng nào dưới đây sẽ xảy ra khi đun nóng 1 lượng chất lỏng?

A. khối lượng của chất lỏng sẽ tăng

B. trọng lượng của chất lỏng sẽ tăng

C. thể tích của chất lỏng sẽ tăng

D. cả trọng lượng, khối lượng và thể tích của chất lỏng tăng

Đáp án:

Chọn đáp án C

Khi đun nóng 1 lượng chất lỏng, ta sẽ thấy chất lỏng nở ra vì vậy thể tích của chất lỏng tăng.

Bài 19.2. Hiện tượng nào dưới đây sẽ xảy ra đối với khối lượng riêng của 1 chất lỏng khi đun nóng 1 lượng chất lỏng này trong chiếc bình thủy tinh?

A. khối lượng riêng của chất lỏng sẽ tăng

B. khối lượng riêng của chất lỏng sẽ giảm

C. khối lượng riêng của chất lỏng không có sự thay đổi

D. khối lượng riêng của chất lỏng ban đầu giảm nhưng sau đó mới tăng

Đáp án:

Chọn đáp án B

Ta tính khối lượng riêng theo công thức: D = m/V

Khi đun nóng 1 lượng chất lỏng, thể tích của chất lỏng tăng lên, khối lượng không đổi do đó khối lượng riêng của chất lỏng giảm.

Bài 19.3. Hãy mô tả thí nghiệm như trong hình vẽ 19.1 và giải thích

Đáp án:

- Hình a: bình thủy tinh có chứa chất lỏng được đặt trên giá, phía dưới có đặt một đèn cồn

- Hình b: khi đun, ban đầu mực nước trong ống hút sẽ giảm xuống một chút, vì khi đun nóng thì bình thủy tinh nhận nhiệt nên sẽ nở ra trước

- Hình c: sau đó, nước cũng nóng lên và có sự nở ra. Vì nước nở nhiều hơn so với thủy tinh, nên mực nước trong ống sẽ dâng lên và dâng lên cao hơn mức ban đầu

Bài 19.4. Tại sao trên các bình chia độ thường có ghi 20^o C?

Đáp án:

Vì thể tích của bình phụ thuộc vào nhiệt độ. Trên bình có ghi 20^o C, có nghĩa là các giá trị về thể tích ghi trên bình là chính xác khi ở nhiệt độ 20^o C. Khi đổ chất lỏng có nhiệt độ khác 20^o C vào bình thì giá trị đo được sẽ không hoàn toàn chính xác. Tuy nhiên sai số là rất nhỏ, không đáng kể với các thí nghiệm không đòi hỏi phải có độ chính xác cao.

Bài 19.5*. An định đổ đầy nước vào 1 chai thủy tinh sau đó nút chặt lại và bỏ vào ngăn làm nước đá của tủ lạnh. Bình ngăn không cho An làm như vậy, vì rất nguy hiểm. Hãy giải thích tại sao?

Đáp án:

Vì khi đổ đầy nước vào bình thủy tinh rồi nút chặt bỏ vào ngăn đá, nước khi đông đặc lại sẽ thành nước đá thì thể tích của nó sẽ tăng và có thể làm vỡ chai gây nguy hiểm.

Bài 19.6. Dùng các loại dụng cụ chính xác, người ta đo được thể tích của cùng lượng benzen (chất lỏng dễ cháy) ở các nhiệt độ khác nhau.

1. Hãy tính độ tăng của thể tích (so với V₀) theo nhiệt độ sau đó điền vào bảng.

Nhiệt độ (0oC)	Thể tích (cm3)	Độ tăng thể tích (cm3)
0	V0 = 1000	Δ V0=⋯
10	V1 = 1011	Δ V1=⋯
20	V2 = 1022	Δ V2=⋯
30	V3 = 1033	Δ V3=⋯
40	V4 = 1044	Δ V4=⋯

2. Vẽ lại vào vở hình vẽ 19.2, sử dụng dấu (+) để ghi độ tăng của thể tích ứng với nhiệt độ (ví dụ trong hình là độ tăng thể tích Δ V₂ tương ứng với nhiệt độ là 20^oC).

a. Các dấu + có cùng nằm trên 1 đường thẳng không?

b. Có thể dựa vào đường biểu diễn này để dự đoán độ tăng thể tích khi ở nhiệt độ 25^oC không? Làm thế nào?

Đáp án:

1. Tính độ tăng thể tích:

Δ V_o = 0 cm³

Δ V₁ = 11 cm³

Δ V₂ = 22 cm³

Δ V₃ = 33 cm³

Δ V₄ = 44 cm³

2. Vẽ đồ thị:

a. Các dấu + đều cùng nằm trên 1 đường thẳng

b. Ta có thể dựa vào đường biểu diễn này để dự đoán về độ tăng thể tích khi nhiệt độ là 25^oC. Độ tăng thể tích ở 25^oC là 27,5cm³.

Cách làm:

Ta thấy: cứ tăng lên 10^oC thì Δ V = 11 cm³.

Vì vậy cứ tăng 5^oC thì Δ V = 11: 2 = 5,5 cm³.

Vậy độ tăng thể tích khi nhiệt độ ở 25^oC là: 22 + 5,5 = 27,5 cm³.

Bài 19.7. 1 bình cầu đựng nước có gắn 1 ống thủy tinh như trong hình 19.3. Khi đặt bình vào 1 chậu đựng nước đá thì mực nước trong ống thủy tinh sẽ thay đổi thế nào

A. ban đầu dâng lên một chút sau đó hạ xuống bằng mức ban đầu

B. mới đầu hạ xuống một chút sau đó dâng lên cao hơn so với mức ban đầu

C. mới đầu hạ xuống một chút sau đó dâng lên bằng với mức ban đầu

D. mới đầu dâng lên một chút sau đó hạ xuống thấp hơn so với mức ban đầu

Đáp án:

Chọn đáp án B

Vì khi đặt bình vào 1 chậu đựng nước đá ở nhiệt độ 0^oC thì bình và chất lỏng sẽ co lại do đó mực nước trong ống thủy tinh cũng hạ xuống. Sau đó khi nhiệt độ tăng từ 4^oC trở lên thì nước nở ra do đó mực nước sẽ dâng lên cao hơn so với mức ban đầu.

Bài 19.8. 2 bình cầu 1 và 2 như được vẽ ở hình 19.4 có cùng dung tích, đều chứa đầy nước. Các ống thủy tinh cắm ở 2 bình có đường kính trong là d₁ > d₂. Khi tăng nhiệt độ của 2 bình lên bằng nhau thì

A. mực nước trong ống thủy tinh ở bình 1 dâng lên cao hơn so với mực nước trong ống thủy tinh ở bình 2

B. mực nước trong ống thủy tinh ở bình 2 dâng lên cao hơn so với mực nước trong ống thủy tinh ở bình 1

C. mực nước trong ống thủy tinh dâng lên bằng nhau

D. mực nước trong hai ống thủy tinh không có sự thay đổi

Đáp án:

Chọn đáp án B.

Vì khi nhiệt độ tăng thì thể tích của chất lỏng cũng tăng như nhau nhưng d₁ > d₂ đo đó chiều cao h₂ > h₁.

Lưu ý: thể tích của hình trụ bằng diện tích đáy x chiều cao, diện tích đáy tỷ lệ với đường kính của đáy.

Bài 19.9. 3 bình 1,2,3 (H. 19.5a) có cùng dung tích, nút có cắm các ống thủy tinh đường kính trong bằng nhau. Bình 1 có chứa đầy nước, bình 2 chứa đầy rượu, bình 3 chứa đầy dầu hỏa. Tăng nhiệt độ của 3 bình cho đến khi mực chất lỏng trong 3 ống thủy tinh dâng lên bằng nhau (H19.5b). Khi đó:

A. nhiệt độ 3 bình như nhau

B. bình 1 có nhiệt độ thấp nhất

C. bình 2 có nhiệt độ thấp nhất

D. bình 2 có nhiệt độ thấp nhất

Đáp án:

Chọn đáp án C.

Khi tăng nhiệt độ thì rượu nở ra vì nhiệt nhiều nhất do đó để thể tích bằng nhau thì bình rượu sẽ có nhiệt độ thấp nhất.

Bài 19.10. Nước ở trong trường hợp nào sau đây có trọng lượng riêng lớn nhất?

A. thể lỏng, nhiệt độ trên 4^oC

B. thể lỏng, nhiệt độ bằng 4^oC

C. thể rắn, nhiệt độ bằng 0^oC

D. thể hơi, nhiệt độ bằng 100^oC

Đáp án:

Chọn đáp án B.

Xác định trọng lượng riêng bằng công thức: d = P/V. Vì vậy nếu cùng 1 lượng nước, khi trọng lượng P không thay đổi thì d tỷ lệ nghịch với thể tích V.

Khi tăng nhiệt độ từ 0^oC đến 4^oC thì nước sẽ co lại chứ không nở ra (V giảm). Chỉ khi nhiệt độ tăng từ 4^oC trở lên thì nước mới nở ra (V tăng). Chính vì vậy, ở 4^oC nước ở dạng thể lỏng và có trọng lượng riêng lớn nhất.

Bài 19.11. Khối lượng riêng của rượu khi ở nhiệt độ 0^oC là 800kg/m³. Tính khối lượng riêng của rượu khi ở nhiệt độ 50^oC, biết rằng khi nhiệt độ tăng thêm 1^oC thì thể tích của rượu sẽ tăng thêm 1/1000 thể tích của nó ở nhiệt độ 0^oC.

Đáp án:

Gọi V₁ là thể tích của rượu khi ở nhiệt độ 0^oC.

Khi tăng thêm 1^oC thì thể tích rượu cũng tăng thêm:

Khi tăng thêm 50^oC thì thể tích rượu sẽ tăng thêm:

V = 50V₀ = 50 x 0,001V₁ = 0,05V₁

Thể tích rượu ở nhiệt độ 50^oC: V₂ = V₁ + 0,05. V₁ = 1,05V₁

Khối lượng riêng của rượu ở nhiệt độ 0^oC và ở 50^oC lần lượt là:

Bài 19.12. Dụng cụ vẽ ở trong hình 19.6 sử dụng để đo sự nở vì nhiệt của chất lỏng. Ở nhiệt độ t₁^oC mực nước trong ống thủy tinh ở vị trí số 0, ở nhiệt độ t₂^oC mực nước trong ống thủy tinh sẽ ở vị trí số 5. Độ dài giữa hai vạch chia liên tiếp trên ống thủy tinh là 1cm³

a. Hỏi khi tăng nhiệt độ từ t₁^oC lên t₂^oC, thể tích của chất lỏng sẽ tăng lên bao nhiêu cm³?

b. Kết quả đo đó có hoàn toàn chính xác không? Tại sao?

Đáp án:

a. Thể tích chất lỏng sẽ tăng thêm 5cm³

b. Kết quả đo đó không thật chính xác vì đã bỏ qua sự nở ra vì nhiệt của bình đựng và ống thủy tinh chứa nước

Bài 19.13. Hình 19.7 vẽ thí nghiệm để minh họa sự nở vì nhiệt đặc biệt của nước. Hãy dựa vào hình vẽ để trả lời các câu hỏi dưới đây:

a. Ở thí nghiệm hình 19.7a, nước được đưa đến nhiệt độ nào?

b. Ở thí nghiệm trong hình 19.7b, nước được đưa đến nhiệt độ nào? Thể tích của nước có sự thay đổi như thế nào từ thí nghiệm trong hình 19.7a sang thí nghiệm trong hình 19.7b?

c. Ở thí nghiệm trong hình vẽ 19.7c, nước được đưa đến nhiệt độ nào? Thể tích của nước có sự thay đổi như thế nào từ thí nghiệm hình 19.7b sang thí nghiệm trong hình vẽ 19.7c?

d. Từ các thí nghiệm hãy rút ra kết luận về sự nở vì nhiệt của nước?

Đáp án:

a. Ở thí nghiệm hình vẽ 19.7a nước được đưa đến nhiệt độ 1^oC

b. Ở thí nghiệm trong hình 19.7b nước được đưa đến nhiệt độ 4^oC. Thể tích của nước giảm từ thí nghiệm trong hình vẽ 19.7a sang thí nghiệm trong hình vẽ 19.7b.

c. Ở thí nghiệm hình vẽ 19.7c nước được đưa đến nhiệt độ 7^oC. Thể tích của nước tăng từ thí nghiệm như trong hình 19.7b sang hình 19.7c.

d. Từ 0^oC → 4^oC: nước có sự co lại khi đun nóng

-Từ 4^oC trở lên: nước nở ra

Thể tích của nước khi ở 4^oC là nhỏ nhất

Bài trước: Bài 18: Sự nở vì nhiệt của chất rắn (trang 57 SBT Vật Lí 6) Bài tiếp: Bài 20: Sự nở vì nhiệt của chất khí (trang 63 SBT Vật Lí 6)