Mỗi thanh ray của đường sắt ở nhiệt độ 15 độ C có độ dài

Bài 36: Sự nở vì nhiệt của vật rắn

Bài 8 (trang 197 SGK Vật Lý 10) : Mỗi thanh ray của đường sắt ở nhiệt độ 15^o C có độ dài là 12,5 m. Nếu hai đầu các thanh ray khi đó chỉ đặt cách nhau 4,50 mm, thì các thanh ray này có thể chịu được nhiệt độ lớn nhất bằng bao nhiêu để chúng không bị uốn cong do tác dụng nở vì nhiệt? Cho biết hệ số nở dài của mỗi thanh ray là α = 12. 10^-6 (k^-1).

Lời giải:

    t₁ = 15^oC

    l₁ = 12,5 m

    Δl = 4,5 mm = 4,5.10-3 m

    α = 12.10^-6 K^-1

    t = ?

Khoảng cách giữa hai thanh ray liên tiếp nhau chính là độ nở dài của mỗi thanh khi thnah đạt đến nhiệt độ lớn nhất tºC.

Ta có: Δl = α.l0.Δt

→ Độ tăng nhiệt độ tối đa là:

Mà Δt = t – t₀ ⇒ t = Δt + t₀ = 45º

Vậy thanh ray chịu được nhiệt độ lớn nhất để không bị uốn cong là: t_max = t = 45ºC