Ta nói sự giãn nở vì nhiệt của nước đặt biệt là vì khi tăng nhiệt độ từ 0 - 4 độ C  thì nước co lại nhưng không nở ra. Nước chỉ nỡ ra khi nhiệt độ từ 4 độ C trở lên.

k tui nha bn

trả lời được mình k cho

 Khi nước nóng lên từ 0 đến 4^oC, tỉ trọng của nó tăng. Nó chỉ bắt đầu giãn nở khi nhiệt độ của nó tăng vượt quá 4^oC.

Tính chất khác biệt này của nước gắn liền với cấu trúc nguyên tử của nó. Các phân tử nước chỉ có thể tương tác theo một kiểu: mỗi phân tử nước chỉ có thể nhận duy nhất bốn phân tử láng giềng có tâm khi đó tạo thành một tứ diện. Tương tác này mang lại một cấu trúc dạng viền, dễ vỡ biểu hiện tính giả-kết tinh của nước. Tất nhiên, chúng ta có thể nói tới cấu trúc của nước, như với mọi chất lỏng khác, chỉ ở mức trật tự gần. Với khoảng cách tăng dần tính từ phân tử đã chọn, trật tự này sẽ chịu sự biến dạng dần dần do sự bẻ cong và sự gãy vỡ của các liên kết liên phân tử. Khi nhiệt độ tăng, liên kết giữa các phân tử bị đứt thường xuyên hơn, nên càng lúc càng có nhiều phân tử với những liên kết chưa bị chiếm giữ chứa những khoảng trống của cấu trúc tứ diện và, do đó, mức độ giả-kết tinh giảm. Cấu trúc kiểu viền của nước là một chất giả kết tinh vừa nói ở trên giải thích một cách thuyết phục sự dị thường của những tính chất vật lí của nước, nhất là tính kì lạ của sự giãn nở nhiệt của nó. Một mặt, sự tăng nhiệt độ làm tăng khoảng cách trung bình giữa các nguyên tử của một phân tử do sự tăng dao động nội phân tử, tức là phân tử hơi “phình ra” một chút. Mặt khác, sự tăng nhiệt độ làm phá vỡ cấu trúc kiểu viền của nước thành ra dẫn tới sự co cụm dày đặc hơn của các phân tử. Hiệu ứng thứ nhất (dao động) sẽ dẫn tới sự giảm tỉ trọng của nước. Đây là hiệu ứng thường gặp gây ra sự giãn nở nhiệt của các chất rắn. Hiệu ứng thứ hai, hiệu ứng phá vỡ cấu trúc, thì trái lại, nó làm tăng tỉ trọng của nước khi nóng lên. Trong lúc đun nước lên 4^oC, hiệu ứng cấu trúc chiếm ưu thế và do đó tỉ trọng của nước tăng lên. Tiếp tục đun nóng thêm thì hiệu ứng dao động bắt đầu chiếm ưu thế và do đó tỉ trọng của nước giảm.

chỉ cảm ơn 1 người thôi chứ

Cảm ơn bạn nhìu nhìu nha # Trần Hoàng Sơn

1. Sự nở vì nhiệt của các chất

Sự co dãn vì nhiệt khi bị ngăn cản có thể gây ra những lực rất lớn.

Ví dụ 1:

– Dùng bông tẩm cồn đốt nóng thanh thép đã được lắp trên giá và chặn chốt ngang. Sau khi thanh thép đốt nóng, thép nở ra bẽ gãy chốt ngang.

– Thanh thép nở dài ra khi nóng lên.

– Hiện tượng xảy ra chứng tỏ khi dãn nở vì nhiệt, nếu bị ngăn cản thanh thép có thể sinh ra một lực rất lớn.

Ví dụ 2:

Lắp chốt ngang sang bên phải gờ chặn, dùng khăn lạnh làm nguội thanh thép.

⇒ Chốt ngang cũng bị bẻ gãy

2. Một số ứng dụng về sự nở vì nhiệt của các chất

Sự nở vì nhiệt của chất rắn, lỏng và khí có rất nhiều ứng dụng trong đời sống và kĩ thuật. Ứng dụng để chế tạo băng kép (khi bị đốt nóng hay làm lạnh đều bị cong lại), đó là thiết bị tự động đóng ngắt mạch điện khi nhiệt độ thay đổi.

Trong kĩ thuật chế tạo và lắp đặt máy móc hoặc xây dựng công trình, người ta phải tính toán để khắc phục tác dụng có hại của sự nở vì nhiệt sao cho các vật rắn không bị cong hoặc nứt, gãy khi nhiệt độ thay đổi. Ví dụ : Đoạn nối các thanh ray xe lửa phải có khe hở, trên các công trình cầu, các ống kim loại dẫn hơi nước phải có đoạn uốn cong …

– Dựa vào tính dãn nở vì nhiệt của các chất, khi có vật cản sẽ tạo ra một lực rất lớn và đặc điểm của chúng để giải thích về cấu tạo các dụng cụ phục vụ trong đời sống và trong kĩ thuật, hay các hiện tượng trong thực tế.

– Dựa vào tính dãn nở khác nhau của các chất rắn khác nhau để giải thích sự hoạt động của băng kép khi thay đổi nhiệt độ.

– Dựa vào tính dãn nở khác nhau của các chất lỏng khác nhau để giải thích nên sử dụng chất lỏng nào ở trong nhiệt kế.

Em tham khảo bài giảng giáo viên Hoc24 đã làm ở đây sẽ có câu trả lời cho câu hỏi này nhé.

https://hoc24.vn/ly-thuyet/bai-21-mot-so-ung-dung-cua-su-no-vi-nhiet.1933

/hoi-dap/question/18938.html vô trang này là có đáp án

Khi nước nóng tỉ trọng nó tăng. Nó chỉ bắt đầu dãn nở khi nhiệt độ tăng

Khi tăng nhiệt độ từ 0 độ C đến 4 độ C thì nước co lại chứ không nở ra. Chỉ khi nhiệt độ tăng từ 4 độ C trở lên, nước mới nở ra. Vì vậy, ở 4 độ C nước có trọng lượng riêng lớn nhất.

Chọn D

Vì nước dãn nở vì nhiệt một cách rất đặc biệt. Khi tăng nhiệt độ từ 0oC đến 4oC thì nước co lại chứ không nở ra. Chỉ khi nhiệt độ tăng từ 4oC trở lên nước mới nở ra. Chính sự dãn nở không đều đó nên người ta không chế tạo nhiệt kế nước.

Chất rắn :
chất rắn nở ra khi nóng lên,co lại khi lạnh đi

Các chắn rắn khác nhau nở vì nhiệt khác nhau

sự nở vì nhiệt của chất rắn khi bị ngăn cản có thể gây ra những lực rất lớn

Chất lỏng:

chất lỏng nở ra khi nóng lên, co lại khi lạnh đi

các chất lỏng khác nhau nở vì nhiệt khác nhau

sự nở vì nhiệt của chất lỏng khi bị ngăn cản có thể gây ra những lực khá lớn

Chất khí:

chất khí nở ra khi nóng lên, co lại khi lạnh đi

các chất khí khác nhau nở vì nhiệt khác nhau

sự nở vì nhiệt của chất khí khi bị ngăn cản có thể gây ra những lực khá lớn

VD:khi để 1 quả bóng căng ra ngoài nắng 1 lúc thì quả bóng sẽ nổ lên vì lượng khí trong quả bóng nóng lên, nở ra và tạo ra 1 lực làm nổ quả bóng( hihi, làm sai, nên làm lại) nhé cam =))))

Các loại vật liệu thường thay đổi kích thước của nó khi chịu tác động của nhiệt độ trong khi áp suất được giữ không đổi. Trong trường hợp đặc biệt của các vật liệu rắn, áp suất không ảnh hưởng đáng kể đến kích thước của vật thể, và vì thế đối với chất rắn không cần thiết phải xác định rằng áp suất được giữ không đổi.

Các chất rắn kỹ thuật phổ biến thường có hệ số giãn nở nhiệt mà hệ số này không thay đổi đáng kể trong khoảng dao động nhiệt độ mà nó được thiết kế sửa dụng, ở những nơi cần độ chính xác cực kỳ cao không bắt buộc, các tính toán thực nghiệm có thể dựa trên các hằng số, giá trị trung bình, giá trị hệ số giãn nở.Giãn nở tuyến tính hay giãn nở dài có nghĩa là sự thay đổi theo một chiều (dài) khác với giãn nở thể tích. Đối với phép tính sắp xỉ đầu tiên, sự thay đổi chiều dài của một vật thể do giãn nở nhiệt liên quan đến sự thay đổi nhiệt độ theo một hệ số giãn nở tuyến tính. Nó là sự thay đổi chiều dài tỉ lệ với mức độ thay đổi nhiệt độ. Giả sử ảnh hưởng của áp suất là không đáng kể, chúng ta có thể viết:

{\displaystyle \alpha _{L}={\frac {1}{L}}\,{\frac {dL}{dT}}}

với {\displaystyle L} là chiều dài của vật thể và {\displaystyle dL/dT} là tốc độ thay đổi chiều dài theo biến thiên theo nhiệt độ.

Để chuyển đổi không gian tuyến tính có thể được viết:

{\displaystyle {\frac {\Delta L}{L}}=\alpha _{L}\Delta T}

Phương trình này có thể sử dụng khi hệ số giãn nở dài không thay đổi quá lớn so với sự thay đổi nhiệt độ {\displaystyle \Delta T}. Nếu nó thay đổi, phương trình phải được tích hợp.

Ảnh hưởng của ứng suất[sửa | sửa mã nguồn]

Đối với các vật liệu rắn có chiều dài đáng kể, như các thanh hay cáp, việc ước tính sự giãn nở nhiệt có thể được miêu tả bởi ứng suất của vật liện theo {\displaystyle \epsilon _{\mathrm {thermal} }} và được xác định như sau:

{\displaystyle \epsilon _{\mathrm {thermal} }={\frac {(L_{\mathrm {final} }-L_{\mathrm {initial} })}{L_{\mathrm {initial} }}}}

với {\displaystyle L_{\mathrm {initial} }} là chiều dài trước khi chịu tác động của nhiệt độ và {\displaystyle L_{\mathrm {final} }} là chiều dài sau khi chịu tác động của nhiệt độ.

Đối với hầu hết chất rắn, sự giãn nở nhiệt tỉ lệ thuận với sự thay đổi nhiệt độ:

{\displaystyle \epsilon _{\mathrm {thermal} }\propto \Delta T}

Vì vậy, sự thay đổi về ứng suất hoặc nhiệt độ có thể được ước lượng theo:

{\displaystyle \epsilon _{\mathrm {thermal} }=\alpha _{L}\Delta T}

với

{\displaystyle \Delta T=(T_{\mathrm {final} }-T_{\mathrm {initial} })}

là sự khác biệt nhiệt độ giữa hai mức ứng suất được ghi nhận, có thể tính theo độ C hoặc Kelvin, và {\displaystyle \alpha _{L}}là hệ số giãn nở dài trên 1 độ C hoặc 1K ký hiệu lần lượt là °C⁻¹ hay K⁻¹. Trong lĩnh vực cơ học môi trường liên tục, sự giãn nở nhiệt và những ảnh hưởng của nó được xem là eigenstrain và eigenstress.

Giãn nở diện tích[sửa | sửa mã nguồn]

Hệ số giãn nở diện tích liên quan đến sự thay đổi kích thước của vật liệu theo diện tích khi chịu tác động của nhiệt độ. Nó là sự thay đổi theo tỉ lệ diện tích theo mức độ thay đổi nhiệt độ. Bỏ qua áp suất, chúng ta có thể viết:

{\displaystyle \alpha _{A}={\frac {1}{A}}\,{\frac {dA}{dT}}}

với {\displaystyle A} là diện tích tiếp xúc nhiệt của vật thể, và {\displaystyle dA/dT} là tỉ lệ thay đổi diện tích trên một đơn vị nhiệt.

Sự thay đổi diện tích có thể được tính theo:

{\displaystyle {\frac {\Delta A}{A}}=\alpha _{A}\Delta T}

Phương trình này có thể áp dụng cho đến khi hệ số giãn nở diện tích không thay đổi quá lớn so với sự thay đổi nhiệt độ {\displaystyle \delta T}. Nếu nó thay đối lớn, phương trình phải được tính tích phân.

Giãn nở thể tích[sửa | sửa mã nguồn]

Đối với chất rắn, chúng ta có thể bỏ qua ảnh hưởng của áp suất tác dụng lên vật liệu, và hệ số giãn nở thể tích có thể được viết như sau:^[2]

{\displaystyle \alpha _{V}={\frac {1}{V}}\,{\frac {dV}{dT}}}

với {\displaystyle V} là thể tích vật liệu, và {\displaystyle dV/dT} tốc độ thay đổi thể tích theo nhiệt độ.

Điều này có nghĩa rằng thể tích của vật liệu thay đổi theo một tỷ lệ nhất định. Ví dụ, một khối thép có thể tích 1 mét khối có thể giãn nở lên thành 1.002 mét khối khi nhiệt độ tăng lên 50 K, tức theo tỉ lệ giãn nở 0,2%. Nếu chúng ta có một khối thép có thể tích 2 mét khối, cũng với cùng nhiệt độ trên thì nó có thể giãn nở thành 2,004 mét khối, tức là tỉ lệ giãn nở là 0,2%. Hệ số giãn nổ thể tích có thála2 0,2% cho 50 K, hay 0,004% K⁻¹.

Nếu chúng ta biết hệ số giãn nở, thì chúng ta có thể tính được sự thay đổi thể tích

{\displaystyle {\frac {\Delta V}{V}}=\alpha _{V}\Delta T}

với {\displaystyle \Delta V/V} là tỉ lệ thay đổi thề tích (ví dụ 0.002) và {\displaystyle \Delta T} là sự thay đổi nhiệt độ (50 °C).

Ví dụ nêu trên giả sử rằng hệ số giãn nở không đổi khi nhiệt độ thay đổi. Điều này không phải lúc nào cũng đúng, nhưng đúng với đối với những thay đổi nhiệt độ nhỏ, chúng ta có thể tính gần đúng. Nếu hệ số giãn nở thể tích không đổi đáng kể theo nhiệt độ, thì phương trình trên có thể được phân tích:

{\displaystyle {\frac {\Delta V}{V}}=\int _{T_{i}}^{T_{f}}\alpha _{V}(T)\,dT}

với {\displaystyle \alpha _{V}(T)} là hệ số giã nở thể tích là một hàm của nhiệt độ T, và {\displaystyle T_{i}},{\displaystyle T_{f}} là nhiệt độ ban đầu và cuối.

Giãn nở đẳng áp của chất khí[sửa | sửa mã nguồn]

Đối với một khí lý tưởng, giãn nở nhiệt thể tích (như sự biến đổi tương đối về thể tích do nhiệt độ thay đổi) phụ thuộc vào kiểu quá trình mà nhiệt độ thay đổi. Hai trường hợp đơn giản là sự thay đổi đẳng áp tức áp suất không đổi, và thay đổi đoạn nhiệt, tức không có nhiệt trao đổi với môi trường.

Định luật khí lý tưởng có thể được viết như sau:

{\displaystyle pv=T\,}

với p là áp suất, v là thể tích, và t là nhiệt độ tính theo đơn vị năng lượng. Viết theo phương trình logarit:

{\displaystyle \ln \left(v\right)+\ln \left(p\right)=\ln \left(T\right)}

Theo định nghĩa về hệ số giãn nở nhiệt thể tích đẳng áp, phương trình trên được viết như sau:

{\displaystyle \gamma _{p}\equiv {\frac {1}{v}}\left({\frac {\partial v}{\partial T}}\right)_{p}=\left({\frac {d(\ln v)}{dT}}\right)_{p}={\frac {d(\ln T)}{dT}}={\frac {1}{T}}.}

Chỉ số {\displaystyle p} biểu thị quá trình đẳng áp.

Giãn nở của chất lỏng[sửa | sửa mã nguồn]

Về mặt lý thuyết, hệ số giãn nở tuyến tính có thể được đưa ra từ hệ số giãn nở thể tích (α_V ≈ 3α). Tuy nhiên, đối với các chất lỏng α được tính từ việc xác định thực nghiệm của giá trị α_V.

Giãn nở của hợp kim[sửa | sửa mã nguồn]

Sự giãn nở của các hợp phần trong hỗn hợp có thể triệt tiêu nhau như trong trường hợp invar.

Khả năng giãn nở nhiệt của các hỗn hợp từ từ sự giãn nở của các thành phần nguyên chất trong hỗn hợp đó và sự giãn nở dư được xác định từ:

{\displaystyle {\frac {\partial V}{\partial T}}=\sum _{i}{\frac {\partial V_{i}}{\partial T}}+\sum _{i}{\frac {\partial V_{i}^{E}}{\partial T}}}

{\displaystyle \alpha =\sum _{i}\alpha _{i}V_{i}+\sum _{i}\alpha _{i}^{E}V_{i}^{E}}

{\displaystyle {\frac {\partial {\bar {V^{E}}}_{i}}{\partial T}}=R{\frac {\partial (ln(\gamma _{i}))}{\partial P}}+RT{\partial ^{2} \over \partial T\partial P}ln(\gamma _{i})}

Hệ số giãn nở nhiệt ở một số vật liệu[sửa | sửa mã nguồn]

Hệ số giãn nở nhiệt thể tích của polypropylen bán kết tinh.

Hệ số giãn nở nhiệt tuyến tính của một số mác thép.

Mục này tóm tắt một số hệ số giãn nở nhiệt của một vài loại vật liệu phổ biến.

Đối với các vật liệu đẳng hướng các hệ số giãn nở nhiệt dài α và hệ số giãn nở thể tích α_V có mối quan hệ α_V = 3α. Đối với các chất lỏng thường hệ số giản nở thể tích được liệt kê và hệ số giãn nở dài được tính toán ở đây với mục đích so sánh.

Đối với các loại vật liệu phổ biến như nhiều kim loại và hợp chất, hệ số giãn nở nhiệt tỉ lệ nghịch với điểm nóng chảy.^[3] Trong trường hợp đặc biệt đối với kim loại thì có mối quan hệ sau:

{\displaystyle \alpha \approx {\frac {0.020}{M_{P}}}}

đối với các halua và oxit

{\displaystyle \alpha \approx {\frac {0.038}{M_{P}}}-7.0\cdot 10^{-6}\,\mathrm {K} ^{-1}}

Trong bảng bên dưới, phạm vi giá trị của α là từ 10⁻⁷ K⁻¹ đối với các chất rắn cứng đến 10⁻³ K⁻¹ đối với các chất lỏng hữu cơ. Hệ số α thay đổi theo nhiệt độ và một số loại vật liệu có độ dao động rất cao; xem ví dụ sự dao động so với nhiệu độ của hệ số giãn nở thể tích của polypropylen (PP) bán kến tinh ở các áp suất khác nhau, và sự dao động của hệ số giãn nở dài theo nhiệt độ của thép ở các cấp khác nhau (từ dưới lên: thép không gỉ ferrit, thép không gỉ martensit, thép cacbon, thép không gỉ duplex, thép austenit).

(Công thức α_V ≈ 3α thường dùng cho chất rắn.)^[4]

Từ 0oC → 4oC: nước co lại khi đun nóng

-Từ 4oC trở lên: nước nở ra

Thể tích của nước ở 4oC nhỏ nhất

Khi nhiệt độ tăng từ 0 độ C đến 4 độ C, nước co lại chứ không nở ra. Chỉ khi nhiệt độ tăng từ 4 độ C trở lên nước mới nở ra.Vì vậy nước ở nhiệt độ 4 độ C có khối/trọng lượng riêng lớn nhất.

Tính chất đặc biệt của nước:

- Khi tăng nhiệt độ từ 0 - 4 độ C thì nước co lại nhưng không nở ra. Nước chỉ nở ra khi nhiệt độ từ 4 độ C trở lên.

Nước > 4 độ C : nở ra

Nước< 4 độ C : co lại

Nên nước 4 độ C có khối lượng và trọng lượng lớn nhất

Khi đun nước có sự dãn nở vì nhiệt của chất lỏng và chất khí.

- Ấm nước (chất rắn)

- Nước trong ấm (chất lỏng)

Khi đun nước đã có sự dãn nở của  chất rắn(ấm đun nước)và chất lỏng(nươc trong ấm)