Bài: Sự Nở Vì Nhiệt Của Chất Khí

Tóm tắt lý thuyết

1. Thí nghiệm

• Cắm một ống thủy tinh nhỏ xuyên qua nút bình cầu
• Cho một giọt nước màu vào trong ống thuỷ tinh.
• Lắp chặt nút cao su có ống thủy tinh chứa nước màu vào bình cầu.
• Xát hai lòng bàn tay vào nhau cho nóng lên, sau đó áp chặt vào bình cầu 

2. Trả lời câu hỏi

• Có hiện tượng gì xảy ra với giọt nước trong ống thủy tinh? Hiện tượng này chứng tỏ thể tích không khí trong bình cầu thay đổi thế nào?
  • Ta thấy giọt nước màu đi lên, chứng tỏ thể tích khí trong bình nở ra.
  • Nói cách khác: đã có lực tác dụng vào giọt nước đẩy giọt nước đi lên, lực này do không khí dãn nở mà có
• Khi ta thôi không áp tay vào bình cầu, có hiện tượng gì xảy ra với giọt nước màu trong ống thủy tinh? Hiện tượng này chứng tỏ điều gì?
  • Giọt nước màu đi xuống, chứng tỏ thể tích không khí trong bình giảm, không khí trong bình co lại
• Tại sao thể tích không khí trong bình cầu lại tăng khi ta áp hai bàn tay nóng vào bình?
  • Thể tích khí trong bình tăng lên là do không khí trong bình nóng lên
• Tại sao thể tích không khí trong bình cầu lại giảm khi ta thôi không áp hai bàn tay nóng vào bình?
  • Thể tích khí trong bình giảm đi là do không khí trong bình lạnh đi.

Bảng 1: So sánh sự nở vì nhiệt của các chất rắn, lỏng và khí.

3. So sánh sự nở vì nhiệt của các chất khác nhau.

• Các chất khí khác nhau nhưng lại nở vì nhiệt giống nhau.
• Chất khí nở vì nhiệt nhiều hơn chất lỏng, chất lỏng nở vì nhiệt nhiều hơn chất rắn.

4. Rút ra kết luận

a. Thể tích khí trong bình tăng khi nóng lên.

b. Thể tích khí trong bình giảm khi lạnh đi.

c. Chất rắn nở ra vì nhiệt ít nhất, chất khí nở ra vì nhiệt nhiều nhất.

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

Bài tập minh họa

Bài 1:

Tại sao không khí nóng lại nhẹ hơn không khí lạnh? 

Hướng dẫn giải:

• Trọng lượng riêng của không khí được xác định bằng công thức: 

\[d=\frac{P}{V}\] mà $P=10m\Rightarrow d=\frac{10m}{V}$

• Khi nhiệt độ tăng: m không đổi nhưng V tăng do đó d giảm. 

Vì vậy trọng lượng riêng của không khí nóng nhỏ hơn trọng lượng riêng của không khí lạnh. 

Bài 2:

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

Hướng dẫn giải:

Chọn đáp án C.

• Các khối hơi nước bốc lên từ mặt biển, sông, hồ bị ánh nắng mặt trời chiếu vào nên nóng lên, nở ra, nhẹ đi và bay lên tạo thành mây.

Câu hỏi trắc nghiệm (5 câu):

Câu 1: Trong các cách sắp xếp các chất nở vì nhiệt từ nhiều tới ít sau đây ,cách sắp xếp nào là đúng?

A. Rắn ,lỏng ,khí.

B.  Rắn ,khí ,lỏng.

C. Khí ,lỏng ,rắn.

D. Khí ,rắn ,lỏng.

Đáp án đúng: C

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

Chọn đáp án C

Câu 2: 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

Đáp án đúng: C

Các khối hơi nước bốc lên từ mặt biển, sông, hồ bị ánh nắng mặt trời chiếu vào nên nóng lên, nở ra, nhẹ đi và bay lên tạo thành mây.

Câu 3:Hiện tượng nào sau đây xảy ra khi tăng nhiệt độ của một lượng khí đựng trong một bình không đậy nút?

A. Khối lượng của lượng khí tăng.

B. Thể tích của lượng khí tăng.

C. Khối lượng riêng của lượng khí giảm

D. Cả ba đại lượng trên đều không thay đổi.

Đáp án đúng: C

Chọn câu C: Khối lượng riêng của lượng khí giảm.

Câu 4: Tại sao quả bóng bàn đang bị dẹp, khi nhúng vào nước nóng lại có thể phồng lên?

A. Vì không khí bên trong quả bóng bị nóng lên, không khí bên ngoài bị lạnh đi nên đẩy thành bóng về hình dạng cũ.

B. Vì không khí bên trong quả bóng bị  nước nóng là biến đổi đột ngột , đẩy thành bóng về hình dạng cũ , sau đó lại xẹp xuống.

C. Vì không khí bên trong quả bóng bị nóng lên và nở ra đẩy thành bóng về hình dạng cũ.

D. Vì không khí bên ngoài quả bóng bị nóng lên, đẩy thành bóng về hình dạng cũ. Đáp án đúng: C

Chọn đáp án C

Vì không khí bên trong quả bóng bị nóng lên và nở ra đẩy thành bóng về hình dạng cũ.

Câu 5: 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

Đáp án đúng: B

Chất khi nở vì nhiệt nhiều hơn chất lỏng, chất lỏng nở vì nhiệt nhiều hơn chất rắn

Giải bài tập SGK

Giải bài C1, C2, C3, C4 tr 62 sách GK Lý lớp 6

Quan sát thí nghiệm và trả lời các câu hỏi:

C1: Có hiện tượng gì xảy ra với giọt nước màu trong ống thuỷ tinh khi bàn tay áp vào bình cầu? Hiện tượng này chứng tỏ thể tích không khí trong bình thay đổi thế nào?

C2: Khi ta thôi không áp tay vào bình cầu, có hiện tượng gì xảy ra với giọt nước màu trong ống thuỷ tinh? Hiện tượng chứng tỏ điều gì?

C3: Tại sao thể tích không khí trong bình cầu lại tăng lên khi ta áp hai bàn tay nóng vào bình?

C4: Tại sao thể tích không khí trong bình lại giảm đi khi ta thôi không áp tay vào bình cầu?

Hướng dẫn giải

Hướng dẫn giải chi tiết bài tập C1:

• Giọt  nước màu đi lên, chứng tỏ thể tích không khí trong bình khi đó tăng: không khí nở ra.

Hướng dẫn giải chi tiết bài tập C2:

• Giọt nước màu hồng đi xuống, chứng tỏ thể tích không khí trong bình giảm: không khí co lại

Hướng dẫn giải chi tiết bài tập C3:

• Do không khí trong bình khi đó bị nóng lên

Hướng dẫn giải chi tiết bài tập C4:

• Do không khí trong bình khi đó lạnh đi

Giải bài C5 tr 63 sách GK Lý lớp 6

Hãy đọc bảng 20.1 ghi độ tăng thể tích của 1000cm3 (1 lít) một số chất, khi nhiệt độ của nó tăng thêm 500C và rút ra nhận xét.

Hướng dẫn giải

• Các chất khí khác nhau nở vì nhiệt giống nhau.
• Các chất lỏng, rắn khác nhau nở vì nhiệt khác nhau.
• Chất khí nở vì nhiệt nhiều hơn chất lỏng, chất lỏng nở vì nhiệt nhiều hơn chất rắn.

Giải bài C6 tr 63 sách GK Lý lớp 6

Chọn từ thích hợp để điền vào chỗ trống của các câu sau:

a) Thể tích khí trong bình (1).......... khi khí nóng lên.

b) Thể tích khí trong bình giảm khi khí (2)...............

c) Chất rắn nở ra vì nhiệt (3) ............., chất khí nở ra vì nhiệt (4) .................

Các từ để điền:

- Nóng lện lạnh đi

- Tăng, giảm

- Nhiều nhất, ít nhất

Hướng dẫn giải

(1) Tăng;

(2) Lạnh đi;

(3) Ít nhất;

(4) Nhiều nhất

• Thể tích khí trong bình tăng khi khí nóng lên.
• Thể tích khí trong bình giảm khi khí lạnh đi
• Chất rắn nở ra vì nhiệt ít nhất, chất khí nở ra vì nhiệt nhiều nhất

Giải bài C7 tr 63 sách GK Lý lớp 6

Phải có điều kiện gì thì quả bóng bàn bị móp, được nhúng vào nước nóng mới có thể phồng lên?

Hướng dẫn giải

• Trong trường hợp quả bóng bàn bị móp lại đồng thời bị nứt thì khi thả vào nước nóng không thể phồng lên được, vì không khí trong bóng nở ra sẽ theo vết nứt ra ngoài.
• Nếu quả bóng bàn bị móp, nhưng không bị nứt thì khi thả bóng vào nước nóng, không khí nở ra nhưng không thoát ra ngoài được, nên đẩy vào vỏ và làm phồng bóng lên

Giải bài C8 tr 63 sách GK Lý lớp 6

Tại sao không khí nóng lại nhẹ hơn không khí lạnh? (Hãy xem lại bài trọng lượng riêng để trả lời câu hỏi này)

Hướng dẫn giải

Trọng lượng riêng của không khí được xác định bằng công thức:

                              $d=10.\frac{m}{V}$

Khi nhiệt độ tăng, khối lượng m không đổi nhưng thể tích V tăng, do đó d giảm. Vì vậy trọng lượng riêng của không khí nóng nhỏ hơn của không khí lạnh, nghĩa là không khí nóng nhẹ hơn không khí lạnh

Giải bài C9 tr 64 sách GK Lý lớp 6

Dụng cụ đo độ nóng, lạnh đầu tiên của loài người do nhà bác hoc Galilê (1564 - 1642) sáng chế. Nó gồm một bình cầu có gắn một ống thuỷ tinh. Hơ nóng bình cầu rồi nhúng đầu ống thuỷ tinh vào một bình đựng nước. Khi bình khí nguội đi, nước dâng lên trong ống thuỷ tinh.

Bây giờ, dựa theo mực nước trong ống thuỷ tinh, người ta có thể biết thời tiết nóng hay lạnh. Hãy giải thích tại sao?

Hướng dẫn giải

• Khi thời tiết nóng lên, không khí trong bình cầu cũng nóng lên, nở ra đẩy mực nước trong ống thuỷ tinh xuống dưới.
• Khi thời tiết lạnh đi, không khí trong bình cầu cũng lạnh đi, co lại dẫn đến mức nước trong ống thuỷ tinh khi đó dâng lên.
• Nếu gắn vào ống thuỷ tinh một băng giấy có chia vạch, thì có thể biết được lúc nào mức nước hạ xuống, dâng lên, tức là khi nào trời nóng, trời lạnh

Bài viết gợi ý:

1. Bài: Sự nở vì nhiệt của chất lỏng

2. Chương 2: Nhiệt học – Bài: Sự nở vì nhiệt của chất rắn

3. Bài: Tổng kết chương I: Cơ học

4. Bài: Ròng rọc

5. Bài: Mặt phẳng nghiêng

6. Bài: Đòn bẩy

7. Bài: Máy cơ đơn giản