Sau khi đã tìm hiểu về sự thay đổi của chất rắn trong môi trường thay đổi nhiệt ở bài trước, hôm nay, các em sẽ được tiếp tục tìm hiểu về một chất khác rất dễ dàng nhìn thấy trong đời sống, đó là chất lỏng. Chất lỏng nở vì nhiệt như thế nào? Ứng dụng sự nở vì nhiệt của chất lỏng ra sao? Hãy cùng Wikihoc tìm hiểu và xem hiện tượng về sự nở vì nhiệt của chất lỏng trong bài viết này ngay nhé!
Lý thuyết sự nở vì nhiệt của chất lỏng
Chất lỏng là chất xuất hiện hàng ngày xung quanh chúng ta, và cũng là hợp chất không thể thiếu trong đời sống của con người. Cũng giống như chất rắn, khi nhiệt độ xung quanh thay đổi, chất lỏng cũng sẽ có sự thay đổi nhất định.
Thí nghiệm sự nở vì nhiệt của chất lỏng
Trước khi giải thích về sự thay đổi của chất lỏng khi nhiệt độ thay đổi, hãy cùng Wikihoc thực hiện một vài thí nghiệm nhỏ để có thể dễ dàng hình dung hiện tượng sự nở vì nhiệt của chất lỏng nhé!
Thí nghiệm 1:
-
Dụng cụ thí nghiệm
Dụng cụ thí nghiệm bao gồm:
-
Một bình hình cầu bằng thuỷ tinh có nút cao su cắm xuyên qua một ống thuỷ tinh, nước trong bình là nước màu để dễ quan sát hiện tượng.
-
Một bình nước nóng, một bình nước lạnh.
-
Một khăn khô.
-
Tiến hành thí nghiệm
Bước 1: Lau sạch các dụng cụ thí nghiệm, nút chặt bình bằng nút cao su. Quan sát nước màu dâng lên trong bình thuỷ tinh.
Bước 2: Đặt bình cầu thuỷ tinh vào trong chậu nước nóng đã chuẩn bị, sau đó quan sát hiện tượng xảy ra với mực nước màu trong ống thuỷ tinh. Làm tương tự với chậu nước lạnh.
-
Kết quả thí nghiệm
-
Khi nhúng bình cầu vào chậu nước nóng: mực nước màu trong ống thuỷ tinh sẽ tăng lên.
-
Khi nhúng bình cậu lại vào chậu nước lạnh: mực nước màu trong ống thuỷ tinh sẽ giảm xuống.
Thí nghiệm 2:
-
Dụng cụ thí nghiệm
-
Chuẩn bị ba bình cầu thuỷ tinh có cùng thể tích, cùng loại chất lỏng và ba bình cầu thuỷ tinh có cùng thể tích nhưng khác loại chất lỏng.
-
Hai chậu nước nóng và hai chậu nước lạnh có cùng nhiệt độ.
-
Tiến hành thí nghiệm
Bước 1: Nút chặt các bình bằng nút cao su có cắm xuyên qua ống thuỷ tinh.
Bước 2: Nhúng ba bình cầu có cùng loại chất lỏng, cùng thể tích vào chậu nước nóng. Tương tự nhúng ba bình cầu khác loại chất lỏng vào chậu nước nóng rồi quan sát.
-
Kết quả thí nghiệm
-
Ba bình cùng loại chất lỏng khi đặt vào nước nóng sẽ tăng cùng một mức như nhau.
-
Ngược lại ba bình khác loại chất lỏng khi đặt vào chậu nước nóng sẽ có ba mức trong ống thuỷ tinh khác nhau.
Giải thích hiện tượng sự nở vì nhiệt của chất lỏng
Ở thí nghiệm 1 ta có thể thấy, mực nước tăng lên khi ở trong chậu nước nóng và hạ xuống khi đặt lại vào chậu nước lạnh, đồng nghĩa với việc chất lỏng sẽ nở ra khi nóng lên và co lại khi gặp lạnh.
Ở thí nghiệm 2, các chất lỏng khác nhau sẽ có sự nở vì nhiệt khác nhau.
Nêu kết luận sự nở vì nhiệt của chất lỏng
Qua trên, ta có 3 kết luận về sự nở vì nhiệt của chất lỏng như sau:
-
Chất lỏng sẽ nở ra khi nóng lên: Khi nhiệt độ môi trường xung quanh tăng lên hay nhiệt độ tiếp xúc với chất lỏng cao, chất lỏng có hiện tượng nở ra. Sự thay đổi của chất lỏng nhiều hay ít sẽ tùy thuộc vào nhiệt độ ảnh hưởng đó cao hay thấp.
-
Chất lỏng sẽ co lại khi lạnh đi: Khi chất lỏng đang ở nhiệt độ khá cao và bắt đầu giảm nhiệt độ, chất lỏng sẽ có hiện tượng co lại. Tùy theo mức nhiệt giảm thấp đến đâu mà mức độ co lại của chất lỏng sẽ bị thay đổi.
-
Chất lỏng khác nhau có sự nở vì nhiệt khác nhau: Các chất lỏng khác nhau sẽ có những cấu tạo phân tử không giống nhau. Chính vì vậy nên khi nhiệt độ tăng lên, sự thay đổi trong vị trí phân tử cũng sẽ dẫn đến sự thay đổi về thể tích. Như ở thí nghiệm 2 ở trên, các em có thể hiểu một cách đơn giản, rượu, nước và xăng là ba loại chất lỏng khác nhau. Khi ba loại chất lỏng này cùng được nâng cao đến một nhiệt độ nhất định, chúng sẽ có sự nở hoàn toàn khác nhau.
So sánh sự nở vì nhiệt của chất lỏng
Bảng so sánh sự nở vì nhiệt của chất lỏng với chất rắn và khí:
Sự nở vì nhiệt của nước có gì đặc biệt?
Nước được các nhà vật lý học coi là một loại chất lỏng đặc biệt khi nhiệt độ thay đổi. Thay vì chỉ có những con số chỉ độ nở vì nhiệt như các loại chất lỏng khác, thì nước có riêng một quá trình thay đổi trong các khoảng nhiệt độ khác nhau.
-
Nhiệt độ tăng từ 0°C đến 4°C, nước co lại, thể tích của nước giảm.
-
Nhiệt độ chỉ tăng từ 4°C trở lên, sự nở của nước sẽ tuân theo quy luật của sự nở vì nhiệt của chất lỏng, nghĩa là nước sẽ nở ra.
-
Thể tích nước ở 4°C là nhỏ nhất cho nên khối lượng riêng của nước ở 4°C sẽ là lớn nhất.
-
Khi nhiệt độ lên tới 100°C, nước sẽ sôi và chuyển dần sang trạng thái khí. Ví dụ điển hình cho trường hợp này là khi bạn đun sôi nước đến 100°C thì nước sẽ bốc hơi.
Xem thêm: Sự nở vì nhiệt của chất khí vật lý 6: Giải thích lý thuyết và bài tập thực hành
Ứng dụng sự nở vì nhiệt của chất lỏng
Trong đời sống hằng ngày, chúng ta rất dễ bắt gặp những hiện tượng nở vì nhiệt của chất lỏng, như:
-
Khi đun nước, không nên đổ đầy nước vào ấm vì khi nhiệt độ tăng, nước sẽ tràn ra làm tắt lửa.
-
Khi bị cảm sốt, ta thường đo nhiệt độ bằng nhiệt kế thủy ngân, thủy ngân sẽ nở ra vì nhiệt nên trên thanh nhiệt kế sẽ thấy mức thuỷ ngân bị đẩy cao lên.
-
Khi đóng một chai nước ngọt, chúng ta thường thấy nước trong bình không bao giờ được đầy chai, vì khi ở nhiệt độ cao thì có thể làm chai bị vỡ ra.
Bài tập sự nở vì nhiệt của chất lỏng
Bài 1: Hiện tượng nào dưới đây xảy ra đối với khối lượng riêng của một chất lỏng khi đun nóng một lượng chất lỏng này trong bình thủy tinh?
A. Khối lượng riêng của chất lỏng thoạt đầu giảm, rồi sau đó mới tăng.
B. Khối lượng riêng của chất lỏng giảm
C. Khối lượng riêng của chất lỏng không thay đổi
D. Khối lượng riêng của chất lỏng tăng
Bài 2: Đun nóng một lượng nước đá từ 0oC đến 100oC. Khối lượng và thể tích lượng nước đó thay đổi như thế nào?
A. Khối lượng không đổi, ban đầu thể tích giảm sau đó tăng.
B. Khối lượng tăng, thể tích không đổi.
C. Khối lượng tăng, thể tích giảm.
D. Khối lượng không đổi, thể tích giảm.
Bài 3: Kết luận nào sau đây khi nói về sự nở ra vì nhiệt của chất lỏng?
A. Chất lỏng co lại khi nhiệt độ tăng, nở ra khi nhiệt độ giảm
B. Chất lỏng nở ra khi nhiệt độ tăng, co lại khi nhiệt độ giảm
C. Khối lượng riêng của chất lỏng tăng khi nhiệt độ thay đổi
D. Chất lỏng không thay đổi khi nhiệt độ thay đổi
Bài 4: Các chất lỏng khác nhau nở vì nhiệt…
A. Giống nhau
B. Không giống nhau
C. Tăng dần lên
D. Giảm dần đi
Bài 5: Kết luận nào sau đây là đúng khi nói về khối lượng riêng và khối lượng của một lượng nước ở 4oC?
A. Khối lượng riêng nhỏ nhất
B. Khối lượng nhỏ nhất
C. Khối lượng lớn nhất
D. Khối lượng riêng lớn nhất
Bài 6: Hiện tượng nào sau đây sẽ xảy ra khi nung nóng một lượng chất lỏng?
A. Khối lượng của chất lỏng tăng
B. Trọng lượng của chất lỏng tăng
C. Thể tích của chất lỏng tăng
D. Cả khối lượng, trọng lượng và thể tích đều tăng
Bài 7: Làm lạnh một lượng nước từ 100oC về 50oC. Khối lượng riêng và trọng lượng riêng của nước thay đổi như thế nào?
A. Cả khối lượng riêng và trọng lượng riêng đều tăng.
B. Ban đầu khối lượng riêng và trọng lượng riêng giảm sau đó bắt đầu tăng.
C. Cả khối lượng riêng và trọng lượng riêng đều giảm.
D. Cả khối lượng riêng và trọng lượng riêng đều không đổi.
Bài 8: Chọn câu phát biểu sai?
A. Chất lỏng co lại khi lạnh đi.
B. Độ dãn nở vì nhiệt của các chất lỏng khác nhau là như nhau.
C. Khi nhiệt độ thay đổi thì thể tích chất lỏng thay đổi.
D. Chất lỏng nở ra khi nóng lên.
Đáp án:
-
B
-
A
-
B
-
B
-
D
-
C
-
A
-
B
Trên đây là lý thuyết và một số bài tập về sự nở vì nhiệt của chất lỏng mà các em sẽ được tìm hiểu ở chương trình vật lý 6. Hy vọng, thông qua bài viết này các em sẽ hiểu được sự thay đổi của chất lỏng ở từng nhiệt độ và áp dụng được nhiều trong thực tế. Cảm ơn các em đã theo dõi bài viết này.
