Sự nở vì nhiệt của chất khí vật lý 6: Giải thích lý thuyết và bài tập thực hành

Lý thuyết sự giãn nở vì nhiệt của chất khí

Chất khí sẽ nở ra khi nóng lên và co lại khi lạnh đi. Nghĩa là:

Khi tăng nhiệt độ:

• Thể tích (V) của chất khí tăng.

• Khối lượng (m), trọng lượng (P) của chất khí sẽ không đổi.

• Khối lượng riêng (D), trọng lượng riêng (d) của chất khí giảm.

Khi giảm nhiệt độ:

• Thể tích (V) của chất khí giảm.

• Khối lượng (m), trọng lượng (P) của chất khí không đổi.

• Khối lượng riêng (D), trọng lượng riêng (d) của chất khí tăng.

Thí nghiệm sự nở vì nhiệt của chất khí

Để hiểu rõ hơn thì các em có thể làm theo thí nghiệm dưới đây để chứng minh định lý vừa rồi.

Bước 1:

Cắm một ống thủy tinh xuyên qua nút cao su của bình nước màu đã chuẩn bị.

Nhúng một đầu của ống thủy tinh vào cốc nước màu, dùng tay bịt đầu còn lại của ống nước sao cho còn một giọt nước còn lại trên ống.

Bước 2:

Lắp chặt nút cao su có ống thủy tinh chứa nước màu vào bình cầu đã chuẩn bị.

Hai lòng bàn tay xát vào nhau cho nóng lên, rồi sau đó áp chặt vào bình cầu.

Quan sát hiện tượng

Khi áp hai bàn tay vào bình, ta nhìn thấy:

• Giọt nước màu trong ống thủy tinh đi lên, chứng tỏ thể tích khí trong bình tăng, không khí nở ra.
• Chứng tỏ đã có lực tác dụng vào giọt nước và đẩy giọt nước đi lên, lực này do không khí dãn nở mà có.

Khi thôi không áp hai bàn tay nóng vào bình cầu, ta thấy:

• Giọt nước màu trong ống thủy tinh đi xuống, không khí trong bình co lại, thể tích khô.

Kết luận sự nở vì nhiệt của chất khí

Qua thí nghiệm trên, ta có 3 kết luận về sự nở vì nhiệt của chất khí như sau:

• Chất khí nở ra khi nóng lên, co lại khi lạnh đi
• Các chất khí khác nhau nở vì nhiệt như nhau
• Chất khí nở vì nhiệt nhiều hơn chất lỏng, chất lỏng nở vì nhiệt nhiều hơn chất rắn

So sánh sự nở vì nhiệt của chất khí

Dưới đây là bảng so sánh sự nở vì nhiệt của một số chất khí, với sự nở vì nhiệt của một số chất lỏng và chất rắn

Chất khí

Chất lỏng Chất rắn

Không khí: 183 m3

Rượu: 58 m3 Nhôm: 3,54 m3

Hơi nước: 183 m3

Dầu hỏa: 55 m3 Đồng: 3,55 m3

Khí oxy: 183 m3

Thủy ngân: 9 m3 Sắt: 1,80 m3

Xem thêm: Giải thích sự nóng chảy và đông đặc dễ hiểu nhất (Vật lý 6)

Ứng dụng sự nở vì nhiệt của chất khí vào đời sống

Trong thực tế, các em sẽ gặp rất nhiều những ứng dụng, sự việc được giải thích bằng kiến thức vật lý.

Hãy thử điểm qua một số ứng dụng sự nở vì nhiệt của chất khí thường thấy nhất

• Các em có thể thấy khinh khí cầu được đốt lửa là những quả cầu chứa khí nóng. Chúng bay lên vì không khí trong đó nhẹ hơn là không khí ngoài khí quyển nên khinh khí cầu bay được.

• Khi một quả bóng bàn bị méo, các em có thể ngâm quả bóng bàn trong nước ấm. Khi đó, không khí trong quả bóng nở ra tác dụng một lực đẩy lên vỏ quả làm vỏ quả phồng lên.

• Khi bơm xe đạp ta không nên bơm bánh xe quá căng. Bởi khi thời tiết nóng chất khí dãn nở hơn chất rắn là lốp xe nên có thể dẫn đến nổ lốp xe.

Bài tập sự nở vì nhiệt của chất khí

Câu 1: Chọn từ thích hợp điền vào chỗ trống: Chất khi nở vì nhiệt ... chất lỏng, chất lỏng nở vì nhiệt ... chất rắn

A. Nhiều hơn- ít hơn

B. Nhiều hơn- nhiều hơn

C. Ít hơn- nhiều hơn

D. Ít hơn- ít hơn

Câu 2: Phát biểu nào sau đây không đúng?

A. Chất khí nở ra khi nóng lên, co lại khi lạnh đi.

B. Các chất khí khác nhau nở vì nhiệt giống nhau.

C. Chất khí nở vì nhiệt nhiều hơn chất lỏng, chất lỏng nở vì nhiệt nhiều hơn chất rắn.

D. Khi nung nóng khí thì thể tích của chất khí giảm.

Câu 3: Hãy chọn câu trả lời đúng điền vào chỗ trống: Các khối hơi nước bốc lên từ mặt biển, sông, hồ bị ánh nắng mặt trời chiếu vào nên.............., ………….., ………… và bay lên tạo thành mây.

A. Nở ra, nóng lên, nhẹ đi.

B. Nhẹ đi, nở ra, nóng lên.

C. Nóng lên, nở ra, nhẹ đi.

D. Nhẹ đi, nóng lên, nở ra.

Câu 4: Khi nhúng quả bóng bàn bị móp vào trong nước nóng, nó sẽ phồng trở lại. Vì sao vậy?

A. Vì nước nóng làm vỏ quả bóng co lại.

B. Vì nước nóng làm vỏ quả bóng nở ra.

C. Vì nước nóng làm cho khí trong quả bóng co lại.

D. Vì nước nóng làm cho khí trong quả bóng nở ra

Gợi ý đáp án:

Câu 1: B. nhiều hơn- nhiều hơn

Câu 2: D. Khi nung nóng khí thì thể tích của chất khí giảm.

Câu 3: C. nóng lên, nở ra, nhẹ đi.

Câu 4: D. Vì nước nóng làm cho khí trong quả bóng nở ra

Như vậy, Monkey và các em đã cùng nhau tìm hiểu sự nở vì nhiệt của chất khí qua lý thuyết và các bài tập tổng hợp trên đây. Các em hãy cố gắng luyện tập cũng như ôn lại bài học thường xuyên để học thật tốt. Nhớ theo dõi các bài viết của Monkey chuyên mục kiến thức cơ bản mỗi ngày để không bỏ lỡ những kiến thức thú vị.