Chủ đề 2.1.6 Sự giãn nở tuyến tính và thể tích của chất rắn khi đun nóng.

1. Sự giãn nở nhiệt.

2. Khai triển tuyến tính.

3. Mở rộng khối lượng.

4. Sự giãn nở nhiệt của chất lỏng.

Văn học: Dmitrieva V.F. Vật lý: Sách giáo khoa cơ bản dành cho học sinh trình độ sơ cấp cấp 1 và cấp 2. – K: Tekhnika, 2008. – 648 tr. (§81)

1. Sự giãn nở nhiệt là sự gia tăng kích thước tuyến tính của vật thể và thể tích của nó, xảy ra khi nhiệt độ ngày càng tăng.

Trong quá trình làm nóng chất rắn, khoảng cách trung bình giữa các nguyên tử tăng lên.

2. Giá trị bằng tỉ số giữa độ giãn dài tương đối của vật với sự thay đổi nhiệt độ của nó một lượng ∆T = T – T 0 gọi là hệ số giãn nở nhiệt độ:

Từ công thức này, chúng tôi xác định sự phụ thuộc của chiều dài của vật rắn vào nhiệt độ:

l = l 0 (1+α∆Т)

3. Khi nhiệt độ tăng thì thể tích của vật cũng thay đổi. Trong phạm vi nhiệt độ không lớn lắm, thể tích tăng tỷ lệ thuận với nhiệt độ. Sự giãn nở thể tích của chất rắn được đặc trưng bởi hệ số nhiệt độ giãn nở thể tích β - giá trị bằng tỉ số giữa độ tăng tương đối về thể tích ∆V/V 0 của vật với độ biến thiên của nhiệt độ ∆T:

; V = V 0 (1+ β∆Т).

4. Trong quá trình làm nóng một chất lỏng, động năng trung bình của chuyển động hỗn loạn của các phân tử của nó tăng lên. Điều này dẫn đến sự gia tăng khoảng cách giữa các phân tử và do đó làm tăng thể tích. Sự giãn nở nhiệt của chất lỏng, giống như chất rắn, được đặc trưng bởi hệ số nhiệt độ giãn nở thể tích. Thể tích chất lỏng khi đun nóng được xác định theo công thức: V = V 0 (1+ β∆T). Nếu thể tích của các vật tăng thì mật độ của chúng giảm: ρ = ρ 0 /(β∆T)

Thể tích của hầu hết các vật thể tăng lên trong quá trình nóng chảy và giảm trong quá trình đông đặc, trong khi mật độ của chất cũng thay đổi.

Mật độ của một chất giảm khi nóng chảy và tăng khi đông đặc. Nhưng có những chất, chẳng hạn như silicon, germanium và bismuth, có mật độ tăng khi tan chảy và giảm khi đông đặc. Nước đá (nước) cũng thuộc loại chất đó.

Câu hỏi và nhiệm vụ kiểm tra

1 Sự giãn nở nhiệt của vật xảy ra khi nào?

2 Hệ số giãn nở nhiệt độ là gì?

3 Sự giãn nở thể tích của chất rắn có đặc điểm gì?

4 Sự giãn nở nhiệt của chất lỏng có đặc điểm gì?

5 Tại sao khi kết cấu bê tông cốt thép được nung nóng và làm nguội, sắt trong đó không bị tách ra khỏi bê tông?

Thay đổi kích thước hoặc thể tích cơ thể khi bị nung nóng

Hoạt hình

Sự miêu tả

Sự giãn nở nhiệt là hiệu ứng thay đổi kích thước của vật thể khi nhiệt độ thay đổi ở áp suất không đổi. Hiện tượng này đối với chất rắn là do sự không đối xứng về thế năng tương tác của các nguyên tử chất trong mạng dẫn đến sự dao động không điều hòa của các nguyên tử so với vị trí trung bình. Đối với chất khí, điều này là do sự gia tăng động năng của các phân tử và nguyên tử.

Về mặt định lượng, sự giãn nở nhiệt ở áp suất không đổi P được đặc trưng bởi hệ số giãn nở đẳng áp (thể tích hoặc tuyến tính).

Hệ số giãn nở thể tích a được định nghĩa là sự thay đổi tương đối về thể tích V khi một vật (rắn, lỏng hoặc khí) bị nung nóng thêm 1 K.

ở đây T là nhiệt độ tuyệt đối của cơ thể.

Giá trị thực tế của a được tính bằng công thức:

trong đó V 1, V 2 lần lượt là thể tích của vật ở nhiệt độ T 1 và T 2 (T 1<Т 2 ).

Để mô tả sự giãn nở nhiệt, cùng với a, hệ số giãn nở tuyến tính a L được sử dụng:

trong đó l là kích thước của vật thể theo một hướng nhất định.

Trong trường hợp tổng quát các vật dị hướng đa tinh thể gồm các đơn tinh thể dị hướng a L = a x + a y + a z và sự chênh lệch hoặc bằng nhau của các hệ số dãn nở nhiệt tuyến tính a x, a y, a z dọc theo các trục tinh thể x, y, z được xác định bởi tính đối xứng của tinh thể. Ví dụ, đối với các tinh thể của hệ lập phương, cũng như đối với các vật thể đẳng hướng a L = a x = a y = a z và a = 3a l. Đối với hầu hết các vật thể a >0, nhưng cũng có những dị thường. Ví dụ, nước khi được làm nóng từ 0 đến 40 C dưới áp suất khí quyển bình thường sẽ bị nén (a<0). Зависимость a (Т ) наиболее заметна у газов (для идеального газа a =1/Т ); у жидкостей она проявляется слабее. У ряда веществ в твердом состоянии (кварца, инвара и т.д.) коэффициент a мал и практически постоянен в широком интервале температур. При Т ® 0, a® 0. Коэффициент a и a L определяются экспериментальными методами.

Đặc điểm thời gian

Thời gian bắt đầu (đăng nhập -1 đến 3);

Trọn đời (log tc từ 0 đến 6);

Thời gian phân hủy (log td từ -1 đến 3);

Thời gian phát triển tối ưu (log tk từ 3 đến 5).

Sơ đồ:

Kỹ thuật triển khai hiệu ứng

Nhiệt kế

Việc thực hiện hiệu ứng này không yêu cầu bất kỳ phương tiện bổ sung nào ngoài nhiệt kế cồn hoặc thủy ngân thông thường trong gia đình. Khi nó được làm nóng, cột chất lỏng tăng lên, có nghĩa là sự giãn nở thể tích của chất lỏng.

Áp dụng hiệu ứng

Hiệu ứng này được sử dụng rộng rãi trong việc thiết kế các hệ thống kỹ thuật hoạt động trong điều kiện nhiệt độ khắc nghiệt hoặc tối ưu với chênh lệch nhiệt độ lớn. Đặc tính dị thường của nước là giảm thể tích khi nhiệt độ tăng từ 0 đến 40 C, một mặt có hại, dẫn đến hiện tượng tan băng của “hệ thống thủy lực”, tức là. sự phá hủy cơ học của chúng, mặt khác, nó là cơ sở cho một số quy trình công nghệ, chẳng hạn như sự phá hủy đá. Ngoài ra, cái gọi là tấm lưỡng kim được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị kỹ thuật như cảm biến giới hạn nhiệt độ, dẫn đến việc tự động bật tắt các thiết bị điện gia dụng (bàn là, máy hút bụi, tủ lạnh, v.v.).

Sự thay đổi kích thước của chất rắn do giãn nở nhiệt dẫn đến xuất hiện lực đàn hồi cực lớn nếu các vật thể khác ngăn cản sự thay đổi kích thước này. Ví dụ, một dầm cầu thép có tiết diện 100 cm2, khi được làm nóng từ -40 °C vào mùa đông đến +40 °C vào mùa hè, nếu các giá đỡ cản trở sự giãn dài của nó, sẽ tạo ra áp lực lên các giá đỡ (sức căng) lên đến 1,6 10 8 Pa, tức là trên các giá đỡ có lực 1,6 10 6 N.

Các giá trị đã cho có thể thu được từ định luật Hooke và công thức (9.2.1) về sự giãn nở nhiệt của các vật thể.

Theo định luật Hooke, ứng suất cơ học, độ giãn dài tương đối, E- Môđun Young. Theo (9.2.1). Thay thế giá trị độ giãn dài tương đối này vào công thức của định luật Hooke, chúng ta thu được

Thép có mô đun Young E= 2,1 10 11 Pa, hệ số nhiệt độ giãn nở tuyến tính α 1 = 9 10 -6 K -1 . Thay thế những dữ liệu này vào biểu thức (9.4.1), chúng ta thu được dữ liệu đó cho Δ t= 80 °C ứng suất cơ học σ = 1,6 10 8 Pa.

Bởi vì S= 10 -2 m 2 thì lực F=σS = 1,6 10 6 N.

Để chứng minh các lực xuất hiện khi một thanh kim loại nguội đi, bạn có thể làm thí nghiệm sau. Chúng ta nung nóng một thanh sắt có lỗ ở đầu để nhét thanh gang vào (Hình 9.5). Sau đó, chúng tôi lắp thanh này vào một giá đỡ kim loại lớn có rãnh. Khi nguội đi, thanh gang co lại và xuất hiện một lực đàn hồi lớn đến mức thanh gang bị gãy.

Sự giãn nở nhiệt của các vật thể phải được tính đến khi thiết kế nhiều kết cấu. Phải cẩn thận để đảm bảo rằng các vật thể có thể tự do giãn nở hoặc co lại khi nhiệt độ thay đổi.

Ví dụ, không được phép kéo chặt dây điện báo cũng như dây điện giữa các giá đỡ. Vào mùa hè, độ võng của dây lớn hơn đáng kể so với mùa đông.

Đường ống dẫn hơi nước bằng kim loại, cũng như ống đun nước nóng, phải được trang bị các bộ phận uốn cong (bộ bù) ở dạng vòng (Hình 9.6).

Ứng suất bên trong có thể xuất hiện khi một vật thể đồng nhất bị nung nóng không đều. Ví dụ, một chai thủy tinh hoặc ly làm bằng thủy tinh dày có thể vỡ nếu đổ nước nóng vào đó. Trước hết, các bộ phận bên trong của bình tiếp xúc với nước nóng sẽ được làm nóng. Chúng giãn nở và gây áp lực lớn lên các phần lạnh bên ngoài. Do đó, sự phá hủy tàu có thể xảy ra. Một chiếc ly mỏng không bị vỡ khi đổ nước nóng vào, vì phần bên trong và bên ngoài của nó nóng lên nhanh chóng như nhau.

Thủy tinh thạch anh có hệ số giãn nở tuyến tính ở nhiệt độ rất thấp. Loại kính này có thể chịu được nhiệt độ nóng hoặc lạnh không đều mà không bị nứt. Ví dụ, nước lạnh có thể được đổ vào bình thủy tinh thạch anh nóng đỏ, trong khi bình làm bằng thủy tinh thông thường sẽ vỡ trong một thí nghiệm như vậy.

Các vật liệu khác nhau chịu sự gia nhiệt và làm mát định kỳ chỉ nên được nối với nhau nếu kích thước của chúng thay đổi như nhau khi nhiệt độ thay đổi. Điều này đặc biệt quan trọng đối với kích thước sản phẩm lớn. Ví dụ, sắt và bê tông nở ra như nhau khi bị nung nóng. Đó là lý do tại sao bê tông cốt thép đã trở nên phổ biến - vữa bê tông cứng đổ vào lưới thép - cốt thép (Hình 9.7). Nếu sắt và bê tông giãn nở khác nhau thì do sự biến động nhiệt độ hàng ngày và hàng năm, kết cấu bê tông cốt thép sẽ sớm sụp đổ.

Một vài ví dụ nữa. Dây dẫn kim loại hàn vào ống trụ thủy tinh của đèn điện, đèn vô tuyến được làm bằng hợp kim (sắt và niken) có hệ số giãn nở như thủy tinh, nếu không thủy tinh sẽ bị nứt khi nung nóng kim loại. Lớp men được sử dụng để phủ lên đĩa và kim loại làm ra đĩa phải có cùng hệ số giãn nở tuyến tính. Nếu không, lớp men sẽ bị bong ra khi bát đĩa phủ lớp men này nóng lên và nguội đi.

Các lực đáng kể cũng có thể được tạo ra bởi chất lỏng nếu nó được nung nóng trong một bình kín không cho phép chất lỏng nở ra. Những lực này có thể dẫn đến phá hủy các mạch chứa chất lỏng. Do đó, tính chất này của chất lỏng cũng phải được tính đến. Ví dụ, hệ thống đường ống đun nước nóng luôn được trang bị bình giãn nở nối với phần trên của hệ thống và tiếp xúc với khí quyển. Khi nước được làm nóng trong hệ thống đường ống, một phần nhỏ nước sẽ đi vào bể giãn nở và điều này giúp loại bỏ trạng thái căng thẳng của nước và đường ống. Vì lý do tương tự, máy biến áp điện làm mát bằng dầu có bình giãn nở dầu ở phía trên. Khi nhiệt độ tăng, mức dầu trong thùng tăng lên và khi dầu nguội đi, nó sẽ giảm đi.

Người ta biết rằng chất rắn tăng thể tích khi đun nóng. Đây là sự giãn nở nhiệt. Chúng ta hãy xem xét những lý do dẫn đến sự gia tăng thể tích cơ thể khi bị sưởi ấm.

Rõ ràng là thể tích của tinh thể tăng khi khoảng cách trung bình giữa các nguyên tử tăng lên. Điều này có nghĩa là sự gia tăng nhiệt độ kéo theo sự gia tăng khoảng cách trung bình giữa các nguyên tử của tinh thể. Nguyên nhân làm tăng khoảng cách giữa các nguyên tử khi đun nóng?

Sự tăng nhiệt độ của tinh thể có nghĩa là sự tăng năng lượng của chuyển động nhiệt, tức là các dao động nhiệt của các nguyên tử trong mạng (xem trang 459), và do đó, làm tăng biên độ của các dao động này.

Nhưng sự tăng biên độ dao động của các nguyên tử không phải lúc nào cũng dẫn đến sự tăng khoảng cách trung bình giữa chúng.

Nếu dao động của các nguyên tử là điều hòa tuyệt đối thì mỗi nguyên tử sẽ tiến đến một trong những nguyên tử lân cận của nó nhiều như nó di chuyển ra xa một nguyên tử khác, và sự tăng biên độ dao động của nó sẽ không dẫn đến sự thay đổi khoảng cách trung bình giữa các nguyên tử, và do đó có sự giãn nở nhiệt.

Trong thực tế, các nguyên tử trong mạng tinh thể trải qua các dao động không điều hòa (tức là không điều hòa). Điều này là do bản chất của sự phụ thuộc của lực tương tác giữa/các nguyên tử vào khoảng cách giữa chúng. Như đã chỉ ra ở đầu chương này (xem Hình 152 và 153), sự phụ thuộc này là ở khoảng cách lớn giữa các nguyên tử, lực tương tác giữa các nguyên tử biểu hiện dưới dạng lực hấp dẫn và khi khoảng cách này giảm, chúng đổi dấu. và trở thành lực đẩy, tăng nhanh khi khoảng cách giảm.

Điều này dẫn đến thực tế là khi “biên độ” của dao động nguyên tử tăng do tinh thể nóng lên, thì sự tăng trưởng của lực đẩy giữa các nguyên tử chiếm ưu thế so với sự tăng trưởng của lực hấp dẫn. Nói cách khác, một nguyên tử di chuyển ra xa hàng xóm của nó “dễ dàng hơn” so với việc đến gần một nguyên tử khác. Tất nhiên, điều này sẽ dẫn đến sự gia tăng khoảng cách trung bình giữa các nguyên tử, tức là làm tăng thể tích của vật khi nó được làm nóng.

Suy ra nguyên nhân của sự giãn nở nhiệt của chất rắn là do sự không điều hòa của các dao động nguyên tử trong mạng tinh thể.

Về mặt định lượng, sự giãn nở nhiệt được đặc trưng bởi các hệ số giãn nở tuyến tính và thể tích, được xác định như sau. Cho một vật có chiều dài I khi nhiệt độ thay đổi theo độ thì chiều dài của nó thay đổi theo hệ số giãn nở tuyến tính được xác định từ hệ thức

nghĩa là hệ số giãn nở tuyến tính bằng độ thay đổi tương đối về chiều dài khi nhiệt độ thay đổi một độ. Tương tự, hệ số giãn nở thể tích được cho bởi

tức là hệ số bằng sự thay đổi tương đối về thể tích trên một độ.

Từ các công thức này, chiều dài và thể tích ở nhiệt độ nhất định khác với nhiệt độ ban đầu theo độ được biểu thị bằng các công thức (ở nhiệt độ thấp

đâu là chiều dài và thể tích ban đầu của cơ thể.

Do tính dị hướng của tinh thể, hệ số giãn nở tuyến tính a có thể khác nhau theo các hướng khác nhau. Điều này có nghĩa là nếu một quả bóng được cắt từ tinh thể này, thì sau khi nung nóng nó sẽ mất dạng hình cầu. Có thể chỉ ra rằng, trong trường hợp tổng quát nhất, một quả bóng như vậy, khi được nung nóng, sẽ biến thành một hình elip ba trục, các trục của nó được nối với các trục tinh thể của tinh thể.

Các hệ số giãn nở nhiệt dọc theo ba trục của elip này được gọi là hệ số giãn nở chính của tinh thể.

Nếu chúng ta biểu thị chúng tương ứng bằng hệ số giãn nở thể tích của tinh thể

Đối với các tinh thể có đối xứng bậc ba, cũng như đối với các vật thể đẳng hướng,

Một quả bóng được gia công từ những vật thể như vậy vẫn là một quả bóng ngay cả sau khi nung nóng (tất nhiên là có đường kính lớn hơn).

Trong một số tinh thể (ví dụ, hình lục giác)

Các hệ số giãn nở tuyến tính và thể tích trên thực tế không đổi nếu khoảng nhiệt độ mà chúng được đo là nhỏ và bản thân nhiệt độ cao. Nói chung, các hệ số giãn nở nhiệt phụ thuộc vào nhiệt độ và hơn nữa, giống như nhiệt dung, tức là ở nhiệt độ thấp, các hệ số giảm khi nhiệt độ giảm tỷ lệ với lập phương của nhiệt độ, có xu hướng giống như nhiệt dung,

về 0 ở độ không tuyệt đối. Điều này không có gì đáng ngạc nhiên, vì cả công suất nhiệt và sự giãn nở nhiệt đều liên quan đến dao động mạng: công suất nhiệt cung cấp lượng nhiệt cần thiết để tăng năng lượng trung bình của dao động nhiệt của nguyên tử, phụ thuộc vào biên độ dao động, trong khi hệ số giãn nở nhiệt liên quan trực tiếp đến khoảng cách trung bình giữa các nguyên tử, khoảng cách này cũng phụ thuộc vào biên độ dao động của nguyên tử.

Điều này ngụ ý một định luật quan trọng được Grüneisen phát hiện: tỷ số giữa hệ số giãn nở nhiệt với nhiệt dung nguyên tử của chất rắn đối với một chất nhất định là một giá trị không đổi (nghĩa là không phụ thuộc vào nhiệt độ).

Hệ số giãn nở nhiệt của chất rắn thường rất nhỏ, như có thể thấy trong Bảng. 22. Các giá trị của hệ số a cho trong bảng này đề cập đến khoảng nhiệt độ từ và

Bảng 22 (xem scan) Hệ số giãn nở nhiệt của chất rắn

Một số chất có hệ số giãn nở nhiệt đặc biệt thấp. Ví dụ, thạch anh có đặc tính này. Một ví dụ khác là hợp kim của niken và sắt (36% Ni), được gọi là invar. Những chất này được sử dụng rộng rãi trong chế tạo dụng cụ chính xác.

Nút chai có đất

Mọi người đều biết rằng khi nóng lên, vật thể sẽ nở ra.
Đôi khi nút chặn đất trong chai thủy tinh chặt đến mức bạn không thể kéo nó ra được. Dùng lực quá mạnh sẽ rất nguy hiểm - bạn có thể bẻ cổ và đứt tay. Vì vậy, họ dùng đến một phương pháp đã được kiểm chứng: đưa que diêm cháy vào cổ chai, lật ngược chai để cổ chai được làm nóng đều.

Ngọn lửa của một que diêm đủ để cổ kính nở ra do nóng lên, nút đậy chưa kịp nóng lên có thể dễ dàng tháo ra.

KÉO DÀI KIM

Cắt một chiếc nơ từ nút chai, từ một tấm ván hoặc từ ván ép, giống như trong hình của chúng tôi. Chèn đầu kim vào toàn bộ đầu nơ (phần bên trái trong hình) và đặt mắt lỏng lẻo ở đầu bên phải, đã cắt. Chọn kim khác, mỏng hơn. Đầu của nó phải xuyên qua mắt của kim nằm ngang đầu tiên và cũng đi vào gỗ khoảng 2-3 mm.

Cây kim dọc này sẽ là mũi tên của thiết bị của chúng ta. Để làm cho chuyển động của nó trở nên dễ nhận thấy hơn, hãy dán nút điều khiển thứ hai bên cạnh nó.

Kim điều khiển phải song song với kim mũi tên.
Bây giờ làm nóng kim ngang trên ngọn nến hoặc que diêm.
Nó sẽ dài ra, tai sẽ bò sang bên phải và làm chệch hướng mũi tên dọc!

CÂN NHIỆT

Trải nghiệm 1

Để thực hiện, bạn lấy một đoạn dây đồng thẳng dày 1-2 mm, dài khoảng 40 cm. Cắm đầu dây này vào một lỗ đã khoan trên một thanh gỗ có chiều dài xấp xỉ bằng nhau và treo chùm cân bằng nhiệt thu được từ giữa trên một sợi chỉ. Cân bằng nó ra.

Để làm điều này, bạn có thể cần phải cắt một thanh gỗ hoặc ngược lại, treo một vật nặng nhỏ lên đó, chẳng hạn như những mảnh giấy. Bạn có thể đạt được sự cân bằng bằng cách di chuyển điểm treo cánh tay đòn. Thắp đèn bập bênh bằng đèn bàn sao cho một đầu, chẳng hạn như đầu bằng đồng, tạo bóng trên tường. Tại thời điểm này, dán giấy trắng lên tường và đánh dấu bằng bút chì vị trí của bóng khi rocker treo theo chiều ngang. Sau đó lấy hai ngọn nến đã thắp và đặt chúng dưới sợi dây đồng. Khi nó nóng lên, nó sẽ dài ra và sự cân bằng sẽ bị phá vỡ. Bởi vì tỷ lệ vai đã bị phá vỡ. Đầu dây sẽ giảm đi vài mm. Điều này sẽ được nhìn thấy rõ ràng từ bóng trên tường.

Nếu loại bỏ nến, dây đồng sẽ nguội đi, trở nên ngắn hơn, tức là giống như trước khi đun nóng, và cánh tay đòn của cân bằng nhiệt của chúng ta, hay đúng hơn là bóng của nó, sẽ rơi vào điểm của nó.

Trải nghiệm 2

Một thí nghiệm đẹp có thể được thực hiện với một chiếc kim đan bằng thép.
Đưa nó qua nút chai (hoặc mẩu cà rốt). Ở cả hai bên của kim đan, cắm hai chốt vào phích cắm này như trong hình. Chúng phải có đầu nhọn ở đáy ly.

Đặt cà rốt vào đầu kim đan. Tốt hơn hết là không nên ở giữa mà nên để phần chính của mỗi củ cà rốt ở phía dưới. Điều này sẽ làm cho sự cân bằng của các nan hoa ổn định hơn: xét cho cùng thì trọng tâm đã hạ xuống thấp hơn! Nó bật ra một cái gì đó giống như một cái cân. Bằng cách di chuyển củ cà rốt, hãy đảm bảo rằng kim đan hoàn toàn nằm ngang.

Nó có hoạt động không?
Chà, bây giờ hãy đặt một ngọn nến đã thắp dưới một vai của những chiếc cân này.
Chú ý... Nhìn kìa: bờ vai nóng bỏng đã rơi xuống! Lấy nến ra và sau một thời gian, số dư sẽ được phục hồi.

Có chuyện gì vậy?
Một mặt của kim đan có trở nên nặng hơn do bị nung nóng không? Tất nhiên là không. Nó chỉ trở nên dài hơn và củ cà rốt “di chuyển” xa hơn khỏi điểm tựa. Đó là lý do tại sao cô ấy kéo nó, giống như một con chim kéo một con hà mã! Và khi kim đan nguội đi, nó lại ngắn lại và mọi thứ trở nên như cũ.

KÍNH TÁCH

Mọi vật đều nở ra khi nóng lên và co lại khi lạnh đi - định luật!
Ở nhà, chúng ta thường xuyên phải đối mặt với những biểu hiện của một quy luật xảo quyệt: chiếc cốc đã đổ nước sôi vào sẽ bị nứt, hoặc nắp vặn trên bình sẽ bị nén bởi áp suất đến mức không thể mở được, hoặc ống nước sẽ bị nứt. vỡ do sương giá nghiêm trọng (trong ví dụ cuối cùng chúng ta đang nói về “hành vi sai trái của nước, vì nó nở ra khi đóng băng).
Nhưng tốt hơn hết là làm bạn với luật này!

Kinh nghiệm

Làm thế nào để tách hai chiếc kính được lắp vào nhau?

Hôm qua họ đã được rửa bằng nước nóng và để ở đó. Và họ “nắm lấy” theo kiểu thà gãy chứ không muốn tách ra. Đổ nước lạnh vào ly trên cùng và đặt ly thứ hai vào tô nước nóng. Một lát nữa - và với cử chỉ của nhà ảo thuật, bạn sẽ tách chúng ra.

VÍT GỈ

Làm nóng đầu vít bị rỉ sét không thể tháo ra bằng tuốc nơ vít có mỏ hàn. Để vít nguội và thử lại.

Do sự giãn nở đột ngột rồi co lại nên các hạt rỉ sét và các chất lạ khác trên bề mặt sợi sẽ tách ra. Nếu điều này không giúp ích ngay lập tức, hãy lặp lại quá trình sưởi ấm.

BAN THÔNG MINH

Nếu bạn muốn chứng tỏ sức mạnh của mình, tức là cho thấy một tấm ván dày vỡ thành từng mảnh dưới mép lòng bàn tay của bạn như thế nào, chúng tôi sẽ tiết lộ bí mật của một nghệ sĩ xiếc: trước khi biểu diễn, anh ta ngâm tấm ván đã chuẩn bị sẵn trong nước và để nó tiếp xúc với cái lạnh. Sau đó tôi để nó rã đông, ngâm lại và đông lạnh lại. Và cứ như vậy nhiều lần.

Như bạn có thể đoán, nước đóng băng đã làm rách các tế bào gỗ và tấm ván trở nên lỏng lẻo và yếu đi. Không khó để phá vỡ nó bằng một cú đánh mạnh vào lòng bàn tay. Tuy nhiên, nói dối là không tốt...
Nhân tiện, bạn nên làm gì với một chiếc bánh rán để lỗ của nó to hơn?

MỞ RỘNG BÓNG

Hãy làm một thí nghiệm về sự giãn nở do nung nóng một vật rắn. Sẽ thật tuyệt nếu tìm thấy một quả bóng kim loại từ bàn bi-a hoặc từ ổ bi. Dựa trên kích thước của nó, hãy tìm một loại tấm kim loại có lỗ. Nếu đường kính của lỗ nhỏ hơn quả bóng, hãy dùng giũa tròn để mở rộng lỗ.

Hãy chắc chắn rằng quả bóng, nếu được đặt vào lỗ, sẽ rơi qua mà không dừng lại trong đó. Nhưng không được có khoảng cách giữa quả bóng và lỗ. Đặt quả bóng lên đĩa nóng. Nếu bếp ga thì đặt trên một vòng tròn kim loại mà bà nội trợ nào cũng phải bảo vệ một số món ăn khỏi bị cháy. Khi quả bóng đã được làm nóng kỹ, dùng kìm lấy nó ra và nhanh chóng đặt nó vào lỗ trên tấm đã được cố định trước đó phía trên hộp kim loại. Khi được làm nóng, quả bóng sẽ tăng kích thước và ở lại trong lỗ cho đến khi nguội. Khi nó nguội đi, nó sẽ tự trượt qua nó.

MỞ RỘNG ĐỒNG XU

Làm nóng đồng xu và thử đưa nó vào giữa các tấm một lần nữa. Bạn sẽ không thành công cho đến khi đồng xu nguội đi và trở lại kích thước trước đó.

Bạn có thể thực hiện thí nghiệm dễ dàng hơn nữa bằng cách đóng hai chiếc đinh vào một tấm ván. Khoảng cách giữa các chiếc đinh phải bằng đường kính của miếng vá không được làm nóng.