1. Kiến thức trọng tâm
Sự nở vì nhiệt là hiện tượng các vật rắn, lỏng, khí nở ra khi nóng lên và co lại khi lạnh đi. Khi nhiệt độ tăng, các phân tử chuyển động nhanh hơn, khoảng cách giữa chúng tăng lên, làm thể tích của vật tăng. Ngược lại, khi nhiệt độ giảm, thể tích của vật giảm xuống.
Các chất khác nhau nở vì nhiệt khác nhau. Trong ba thể, chất khí nở vì nhiệt nhiều nhất, chất lỏng nở ít hơn, chất rắn nở ít nhất. Các chất rắn khác nhau cũng có mức độ nở vì nhiệt khác nhau: nhôm nở nhiều hơn sắt, sắt nở nhiều hơn đồng. Tính chất này được ứng dụng trong băng kép: khi nóng lên, băng kép cong về phía kim loại nở ít hơn.
Sự nở vì nhiệt có nhiều ứng dụng trong đời sống: làm nhiệt kế, làm rơ le nhiệt, làm khe hở trên đường ray xe lửa hay cầu để tránh cong vênh khi trời nắng nóng. Tuy nhiên, nó cũng gây ra những tác hại như làm nứt vỡ các công trình nếu không chừa khe hở, làm bật nắp chai khi rót nước nóng đầy chai.
Khi tính toán đơn giản, người ta thường quan tâm đến sự thay đổi chiều dài của vật rắn khi nhiệt độ thay đổi, và sự thay đổi thể tích của chất lỏng, chất khí.
2. Ví dụ minh họa
Ví dụ: Vì sao khi rót nước sôi vào cốc thủy tinh dày, cốc dễ bị nứt vỡ?
Lời giải: Khi rót nước sôi vào cốc, lớp thủy tinh ở phía trong tiếp xúc với nước nóng nở ra nhanh, trong khi lớp thủy tinh ở phía ngoài chưa kịp nóng lên nên chưa nở ra. Sự nở không đều này tạo ra lực làm cốc bị nứt. Để tránh hiện tượng đó, nên tráng cốc bằng một ít nước nóng trước hoặc rót nước sôi từ từ, dùng cốc thủy tinh mỏng.
3. Ghi nhớ
- Các vật nở ra khi nóng lên, co lại khi lạnh đi.
- Chất khí nở vì nhiệt nhiều nhất, sau đó đến chất lỏng, rồi chất rắn.
- Các chất khác nhau có mức độ nở vì nhiệt khác nhau.
- Cần chừa khe hở cho các công trình để tránh hư hỏng do nở vì nhiệt.