Tháp Eiffel (hình 26.1) được xây dựng tại Paris (Pa – ri) nước Pháp, là một công trình kiến trúc nổi tiếng toàn cầu. Tháp được làm bằng sắt. Khi xây xong tháp cao 325 m. Vào mùa đông và mùa hè, tháp có chiều cao chênh lệch khoảng 17 cm. Vì sao lại xảy ra hiện tượng như vậy?

Chuẩn bị

(1) Ống kim loại rỗng, trên thân có bộ phận gắn ống dẫn nước nóng vào và ra, có lỗ để cắm nhiệt kế.

(2) Đồng hồ chỉ thị độ giãn nở có độ chia nhỏ nhất 0,01 mm;

(3) Hai thanh kim loại đồng chất (nhôm và đồng) chiều dài bằng nhau;

(4) Giá đỡ ống kim loại rỗng, một đầu giá có bộ phận định vị thanh kim loại và điều chỉnh được, đầu còn lại có bộ phận gá lắp đồng hồ;

(5) Ngoài ra cần nước đun sôi 100⁰C và nước ở nhiệt độ phòng.

Tiến hành

- Lần 1: Đổ nước sôi qua phễu vào ống kim loại rỗng, trong ống có thanh nhôm, đợi kim đồng hồ chỉ giá trị ổn định, đọc giá trị. Sau đó đổ nước lạnh vào ống kim loại rỗng để nhiệt độ ống trở về nhiệt độ phòng.

- Lần 2: Thay thanh nhôm bằng thanh đồng và tiến hành tương tự như lần 1.

Sau khi được làm nóng, chiều dài của thanh đồng và thanh nhôm tăng thêm bao nhiêu? Độ tăng chiều dài của thanh nào lớn hơn?

Khi nhận thêm hay mất bớt năng lượng nhiệt, kích thước của vật thay đổi thế nào?

Chiều cao của tháp Eiffel vào mùa đông hay mùa hè lớn hơn? Vì sao?

Chuẩn bị

Ba bình giống nhau có gắn ống thủy tinh chứa: nước, rượu và dầu; khay.

Tiến hành

- Điều chỉnh mực chất lỏng trong mỗi bình ngang nhau (đánh dấu vị trí mực chất lỏng ban đầu) (hình 26.3).

- Đặt ba bình chất lỏng vào cùng một khay, từ từ đổ nước nóng vào khay.

So sánh mực chất lỏng ở mỗi bình sau khi đổ nước nóng vào khay.

Chất lỏng và chất khí nở vì nhiệt như thế nào?

Chuẩn bị dụng cụ như hình 26.3, nếu đổ nước lạnh vào khay, hãy dự đoán sự thay đổi mực chất lỏng ở mỗi bình, sau đó làm thí nghiệm kiểm chứng dự đoán của em.

Dựa vào bảng 26.1, hãy nhận xét về sự nở vì nhiệt của các chất khí ở điều kiện áp suất không đổi.

Nêu một ví dụ về ứng dụng sự nở vì nhiệt của chất khí và giải thích.

Ở nhiệt độ bình thường khoảng 20⁰C, thanh băng kép có hình dạng thẳng như trong hình 26.5a.

- Nếu làm nóng thanh như ở hình 26.5b thì thanh thay đổi hình dạng như thế nào?

- Lắp thanh vào mạch điện (hình 26.5c), sau đó làm nóng thanh thì có hiện tượng gì xảy ra?

Lọ thủy tinh có nắp xoay bằng sắt khi để lâu ngày, rất khó dùng tay mở nắp. Nếu hơ nóng nắp sắt này rồi mới xoay thì xoay dễ dàng hơn. Giải thích vì sao?