Зависимость размеров тел от температуры — Гипермаркет знаний

KNOWLEDGE HYPERMARKET

Зависимость размеров тел от температуры

 		Версия 13:17, 16 октября 2012 (просмотреть исходный код)
User17  (Обсуждение | вклад)
 (Новая страница: «<metakeywords>Гипермаркет Знаний - первый в мире!, Гипермаркет Знаний, Физика, 7 класс, Зависимост...»)
← Предыдущая правка
		Версия 13:32, 16 октября 2012 (просмотреть исходный код)
User17  (Обсуждение | вклад) 
Следующая правка →
		
Строка 7:
Строка 7:
 *''Если&nbsp; вы&nbsp; наблюдательны, то,&nbsp; наверное,&nbsp; обратили&nbsp; внимание&nbsp; на такие факты. Электрические&nbsp; провода летом&nbsp; провисают&nbsp; намного&nbsp; сильнее,&nbsp; чем&nbsp; зимой,&nbsp; т.&nbsp; е.&nbsp; летом&nbsp; они&nbsp; длиннее.&nbsp; Если&nbsp; набрать&nbsp; полную&nbsp; бутылку&nbsp; холодной&nbsp; воды&nbsp; и&nbsp; поставить в теплое место, то&nbsp; со временем часть воды из бутылки выльется, так как во время нагревания вода расширяется. Воздушный шарик,&nbsp; вынесенный&nbsp; из&nbsp; комнаты&nbsp; на мороз, уменьшается в&nbsp; объеме.''  *''Если&nbsp; вы&nbsp; наблюдательны, то,&nbsp; наверное,&nbsp; обратили&nbsp; внимание&nbsp; на такие факты. Электрические&nbsp; провода летом&nbsp; провисают&nbsp; намного&nbsp; сильнее,&nbsp; чем&nbsp; зимой,&nbsp; т.&nbsp; е.&nbsp; летом&nbsp; они&nbsp; длиннее.&nbsp; Если&nbsp; набрать&nbsp; полную&nbsp; бутылку&nbsp; холодной&nbsp; воды&nbsp; и&nbsp; поставить в теплое место, то&nbsp; со временем часть воды из бутылки выльется, так как во время нагревания вода расширяется. Воздушный шарик,&nbsp; вынесенный&nbsp; из&nbsp; комнаты&nbsp; на мороз, уменьшается в&nbsp; объеме.''
  
- <br>'''1. Убеждаемся в тепловом расширении твердых тел, жидкостей и газов'''<br> + <br>'''1. Убеждаемся в тепловом расширении твердых тел, жидкостей и газов'''<br>  
  
- Несложные опыты и многочисленные наблюдения убеждают нас в&nbsp; том,&nbsp; что,&nbsp; как&nbsp; правило,&nbsp; твердые&nbsp; тела, жидкости&nbsp; и&nbsp; газы&nbsp; во&nbsp; время нагревания расширяются, а&nbsp; во&nbsp; время охлаждения сжимаются.<br> + Несложные опыты и многочисленные наблюдения убеждают нас в&nbsp; том,&nbsp; что,&nbsp; как&nbsp; правило,&nbsp; твердые&nbsp; тела, жидкости&nbsp; и&nbsp; газы&nbsp; во&nbsp; время нагревания расширяются, а&nbsp; во&nbsp; время охлаждения сжимаются.<br>  
  
- Тепловое расширение жидкостей и газов легко наблюдать с помощью колбы, шейка которой плотно&nbsp; закупорена,&nbsp; а&nbsp; в&nbsp; пробку&nbsp; вставлена&nbsp; стеклянная трубка. Перевернем колбу,&nbsp; заполненную воздухом,&nbsp; в&nbsp; сосуд&nbsp; с&nbsp; водой.&nbsp; <br> + Тепловое расширение жидкостей и газов легко наблюдать с помощью колбы, шейка которой плотно&nbsp; закупорена,&nbsp; а&nbsp; в&nbsp; пробку&nbsp; вставлена&nbsp; стеклянная трубка. Перевернем колбу,&nbsp; заполненную воздухом,&nbsp; в&nbsp; сосуд&nbsp; с&nbsp; водой.&nbsp; <br>  
  
- Теперь&nbsp; достаточно взяться за колбу рукой, и в скором времени воздух, расширяясь в колбе,&nbsp; будет выходить в виде пузырьков из трубки под водой&nbsp; (рис.&nbsp; 2.30). + Теперь&nbsp; достаточно взяться за колбу рукой, и в скором времени воздух, расширяясь в колбе,&nbsp; будет выходить в виде пузырьков из трубки под водой&nbsp; (рис.&nbsp; 2.30).  
  
 Теперь наполним колбу какой-нибудь подкрашенной жидкостью и закупорим так, чтобы часть жидкости вошла&nbsp; в трубку&nbsp; (рис.&nbsp; 2.31,&nbsp; а).&nbsp; Обозначим уровень жидкости в трубке и опустим колбу в сосуд с горячей водой. В первый момент уровень жидкости&nbsp; немного&nbsp; снизится&nbsp; (рис.&nbsp; 2.31,&nbsp; б),&nbsp; и&nbsp; это можно&nbsp; объяснить&nbsp; тем,&nbsp; что&nbsp; сначала&nbsp; нагревается и&nbsp; расширяется&nbsp; колба,&nbsp; а уже&nbsp; потом,&nbsp; нагреваясь, расширяется вода.    Теперь наполним колбу какой-нибудь подкрашенной жидкостью и закупорим так, чтобы часть жидкости вошла&nbsp; в трубку&nbsp; (рис.&nbsp; 2.31,&nbsp; а).&nbsp; Обозначим уровень жидкости в трубке и опустим колбу в сосуд с горячей водой. В первый момент уровень жидкости&nbsp; немного&nbsp; снизится&nbsp; (рис.&nbsp; 2.31,&nbsp; б),&nbsp; и&nbsp; это можно&nbsp; объяснить&nbsp; тем,&nbsp; что&nbsp; сначала&nbsp; нагревается и&nbsp; расширяется&nbsp; колба,&nbsp; а уже&nbsp; потом,&nbsp; нагреваясь, расширяется вода.  
  
  + <br> 
  
  + [[Image:7.10-19.jpg]] 
  
- [[Image:7.10-19.jpg]] + ''Рис. 2.30. При нагревании воздух в колбе расширяется и часть его выходит из колбы —&nbsp; это видно по пузырькам воздуха, выходящим из трубки'' 
  
- ''Рис. 2.30. При нагревании воздух в колбе расширяется и часть его выходит из колбы —&nbsp; это видно по пузырькам воздуха, выходящим из трубки'' + [[Image:7.10-20.jpg]]  
-   + 
- [[Image:7.10-20.jpg]] + 
  
 ''Рис. 2.31&nbsp; Опыт, демонстрирующий, что при нагревании жидкость (как твердые тела и газы) <br>расширяется: а — закрытая пробкой колба с жидкостью в трубке; б — в первый момент нагрева<br>ния уровень жидкости немного снижается; в&nbsp; — при дальнейшем нагревании уровень жидкости <br>значительно повышается''  ''Рис. 2.31&nbsp; Опыт, демонстрирующий, что при нагревании жидкость (как твердые тела и газы) <br>расширяется: а — закрытая пробкой колба с жидкостью в трубке; б — в первый момент нагрева<br>ния уровень жидкости немного снижается; в&nbsp; — при дальнейшем нагревании уровень жидкости <br>значительно повышается''
  
- ''<br>''В скором времени мы убедимся,&nbsp; что&nbsp; по мере нагревания&nbsp; колбы и&nbsp; воды&nbsp; в&nbsp; ней уровень&nbsp; жидкости&nbsp; в&nbsp; трубке&nbsp; заметно&nbsp; повысится (рис.&nbsp; 2.31,&nbsp; в).&nbsp; Итак,&nbsp; твердые&nbsp; тела&nbsp; и&nbsp; жидкости, как и&nbsp; газы,&nbsp; во время нагревания&nbsp; расширяются. Исследовательским путем выяснено, что твердые тела и жидкости&nbsp; во время нагревания расширя<br>ются намного меньше, чем газы. + В скором времени мы убедимся,&nbsp; что&nbsp; по мере нагревания&nbsp; колбы и&nbsp; воды&nbsp; в&nbsp; ней уровень&nbsp; жидкости&nbsp; в&nbsp; трубке&nbsp; заметно&nbsp; повысится (рис.&nbsp; 2.31,&nbsp; в).&nbsp; Итак,&nbsp; твердые&nbsp; тела&nbsp; и&nbsp; жидкости, как и&nbsp; газы,&nbsp; во время нагревания&nbsp; расширяются. Исследовательским путем выяснено, что твердые тела и жидкости&nbsp; во время нагревания расширя<br>ются намного меньше, чем газы.  
  
- Тепловое&nbsp; расширение&nbsp; твердых&nbsp; тел&nbsp; можно продемонстрировать также на следующем опыте. Возьмем медный шарик, который в ненагретом&nbsp; состоянии легко проходит&nbsp; сквозь пригнанное&nbsp; к&nbsp; нему&nbsp; кольцо.&nbsp; Нагреем шарик&nbsp; в&nbsp; пламени спиртовки и убедимся в том, что шарик&nbsp; теперь не будет проходить сквозь кольцо (рис.&nbsp; 2.32, а). <br>После&nbsp; охлаждения шарик&nbsp; снова легко&nbsp; пройдет сквозь кольцо&nbsp; (рис.&nbsp; 2.32,&nbsp; б). + Тепловое&nbsp; расширение&nbsp; твердых&nbsp; тел&nbsp; можно продемонстрировать также на следующем опыте. Возьмем медный шарик, который в ненагретом&nbsp; состоянии легко проходит&nbsp; сквозь пригнанное&nbsp; к&nbsp; нему&nbsp; кольцо.&nbsp; Нагреем шарик&nbsp; в&nbsp; пламени спиртовки и убедимся в том, что шарик&nbsp; теперь не будет проходить сквозь кольцо (рис.&nbsp; 2.32, а). <br>После&nbsp; охлаждения шарик&nbsp; снова легко&nbsp; пройдет сквозь кольцо&nbsp; (рис.&nbsp; 2.32,&nbsp; б).  
  
- <br>'''2. Выясняем причину теплового расширения''' + <br>'''2. Выясняем причину теплового расширения'''  
  
- В чем же причина увеличения объема тел во время&nbsp; нагревания,&nbsp; ведь количество молекул с увеличением температуры не изменяется? + В чем же причина увеличения объема тел во время&nbsp; нагревания,&nbsp; ведь количество молекул с увеличением температуры не изменяется?  
  
- Атомно-молекулярная&nbsp; теория&nbsp; объясняет&nbsp; тепловое&nbsp; расширение&nbsp; тел&nbsp; тем,&nbsp; что&nbsp; с&nbsp; увеличением температуры&nbsp; увеличивается&nbsp; скорость&nbsp; движения атомов&nbsp; и&nbsp; молекул.&nbsp; В&nbsp; результате&nbsp; увеличивается среднее расстояние между атомами (молекулами).   + Атомно-молекулярная&nbsp; теория&nbsp; объясняет&nbsp; тепловое&nbsp; расширение&nbsp; тел&nbsp; тем,&nbsp; что&nbsp; с&nbsp; увеличением температуры&nbsp; увеличивается&nbsp; скорость&nbsp; движения атомов&nbsp; и&nbsp; молекул.&nbsp; В&nbsp; результате&nbsp; увеличивается среднее расстояние между атомами (молекулами).<br> 
  
  + [[Image:7.10-21.jpg]]<br>''Рис. 2.32.&nbsp; Опыт, иллюстрирующий тепловое расширение твердых тел: а — в нагретом состоянии шарик не проходит сквозь кольцо; б —&nbsp; после охлаждения шарик проходит сквозь кольцо''<br> 
  
  + Соответственно, увеличивается объем тела. И наоборот, чем ниже температура вещества, тем меньше межмолекулярные промежутки. Исключением является вода, чугун и некоторые другие вещества. Вода, например, расширяется только при температуре выше 4 °С; при температуре от О 0C до 4 0C объем воды во время нагревания уменьшается. 
  
- [[Image:7.10-21.jpg]] + <br>'''3. Характеризуем тепловое расширение твердых тел''' 
  
- <br>''Рис. 2.32.&nbsp; Опыт, иллюстрирующий тепловое расширение твердых тел: а — в нагретом состоянии шарик не проходит сквозь кольцо; б —&nbsp; после охлаждения шарик проходит сквозь кольцо'' + Выясним, как изменяются линейные размеры твердого тела вследствие изменения температуры. Для этого измерим длину алюминиевой трубки, потом нагреем&nbsp; трубку,&nbsp; пропуская&nbsp; сквозь&nbsp; нее&nbsp; горячую&nbsp; воду.&nbsp; Спустя&nbsp; некоторое время можно заметить,&nbsp; что длина трубки незначительно увеличилась. 
  
  + Заменив алюминиевую трубку стеклянной такой же длины,&nbsp; мы убедимся,&nbsp; что&nbsp; в&nbsp; случае&nbsp; одинакового&nbsp; увеличения&nbsp; температуры&nbsp; длина&nbsp; стеклянной трубки увеличивается намного меньше, чем длина алюминиевой. Таким образом,&nbsp; делаем&nbsp; вывод:&nbsp; тепловое расширение тела&nbsp; зависит&nbsp; от&nbsp; вещества,&nbsp; из которого&nbsp; оно изготовлено. 
  
  + Физическая&nbsp; величина,&nbsp; характеризующая&nbsp; тепловое&nbsp; расширение&nbsp; материала и численно&nbsp; равная отношению&nbsp; изменения длины&nbsp; тела&nbsp; вследствие его&nbsp; нагревания&nbsp; на&nbsp; I&nbsp; °С&nbsp; и&nbsp; его&nbsp; начальной&nbsp; длины,&nbsp; называется&nbsp; температурным&nbsp; коэффициентом линейного&nbsp; расширения. 
  
- Соответственно, увеличивается объем тела. И наоборот, чем ниже температура вещества, тем меньше межмолекулярные промежутки. Исключением является вода, чугун и некоторые другие вещества. Вода, например, расширяется только при температуре выше 4 °С; при температуре от О 0C до 4 0C объем воды во время нагревания уменьшается. + Температурный&nbsp; коэффициент&nbsp; линейного&nbsp; расширения&nbsp; обозначается&nbsp; символом а и&nbsp; вычисляется по формуле: 
  
- <br>'''3. Характеризуем тепловое расширение твердых тел''' + [[Image:7.10-22.jpg]]<br>  
  
- Выясним, как изменяются линейные размеры твердого тела вследствие изменения температуры. Для этого измерим длину алюминиевой трубки, потом нагреем&nbsp; трубку,&nbsp; пропуская&nbsp; сквозь&nbsp; нее&nbsp; горячую&nbsp; воду.&nbsp; Спустя&nbsp; некоторое время можно заметить,&nbsp; что длина трубки незначительно увеличилась. + [[Image:7.10-23.jpg]]<br><br>Из&nbsp; определения&nbsp; температурного&nbsp; коэффициента&nbsp; линейного&nbsp; расширения можно получить единицу этой физической величины: 
  
- Заменив алюминиевую трубку стеклянной такой же длины,&nbsp; мы убедимся,&nbsp; что&nbsp; в&nbsp; случае&nbsp; одинакового&nbsp; увеличения&nbsp; температуры&nbsp; длина&nbsp; стеклянной трубки увеличивается намного меньше, чем длина алюминиевой. Таким образом,&nbsp; делаем&nbsp; вывод:&nbsp; тепловое расширение тела&nbsp; зависит&nbsp; от&nbsp; вещества,&nbsp; из которого&nbsp; оно изготовлено. + [[Image:7.10-24.jpg]] 
  
- Физическая&nbsp; величина,&nbsp; характеризующая&nbsp; тепловое&nbsp; расширение&nbsp; материала и численно&nbsp; равная отношению&nbsp; изменения длины&nbsp; тела&nbsp; вследствие его&nbsp; нагревания&nbsp; на&nbsp; I&nbsp; °С&nbsp; и&nbsp; его&nbsp; начальной&nbsp; длины,&nbsp; называется&nbsp; температурным&nbsp; коэффициентом линейного&nbsp; расширения. + <br>Ниже&nbsp; в&nbsp; таблице&nbsp; приведены&nbsp; температурные&nbsp; коэффициенты&nbsp; линейного расширения некоторых веществ.
  
- Температурный&nbsp; коэффициент&nbsp; линейного&nbsp; расширения&nbsp; обозначается&nbsp; символом а и&nbsp; вычисляется по формуле: + ''Тепературные коэффициенты линейного расширения некоторых&nbsp; веществ'' 
  
- [[Image:7.10-22.jpg]]<br> + [[Image:7.10-25.jpg]]  
  
- [[Image:7.10-23.jpg]]<br><br>Из&nbsp; определения&nbsp; температурного&nbsp; коэффициента&nbsp; линейного&nbsp; расширения можно получить единицу этой физической величины: + <br> '''4. Знакомимся с тепловым расширением в природе и технике''' 
  
- [[Image:7.10-24.jpg]] + Способность&nbsp; тел&nbsp; расширяться&nbsp; во&nbsp; время нагревания&nbsp; и&nbsp; сжиматься&nbsp; во&nbsp; время&nbsp; охлаждения&nbsp; играет&nbsp; очень&nbsp; важную&nbsp; роль&nbsp; в&nbsp; природе.&nbsp; Поверхность&nbsp; Земли&nbsp; прогревается&nbsp; неравномерно. В&nbsp; результате&nbsp; воздух&nbsp; вблизи&nbsp; Земли&nbsp; также&nbsp; расширяется&nbsp; неравномерно,&nbsp; и&nbsp; образуется&nbsp; ветер, предопределяющий&nbsp; изменение&nbsp; погоды.&nbsp; Неравномерное прогревание воды&nbsp; в морях и&nbsp; океанах приводит&nbsp; к&nbsp; возникновению&nbsp; течений,&nbsp; которые <br>существенно&nbsp; влияют&nbsp; на&nbsp; климат.&nbsp; Резкие&nbsp; колебания&nbsp; температуры&nbsp; в&nbsp; горных&nbsp; районах&nbsp; вызывают&nbsp; расширение&nbsp; и&nbsp; сжатие&nbsp; горных&nbsp; пород.&nbsp; А&nbsp; поскольку&nbsp; степень&nbsp; расширения&nbsp; зависит&nbsp; от&nbsp; вида породы,&nbsp; то&nbsp; расширения&nbsp; и&nbsp; сжатия&nbsp; происходят неравномерно,&nbsp; и&nbsp; в&nbsp; результате&nbsp; образуются&nbsp; трещины,&nbsp; которые&nbsp; приводят&nbsp; к&nbsp; разрушению&nbsp; этих <br>пород.  
  
- <br>Ниже&nbsp; в&nbsp; таблице&nbsp; приведены&nbsp; температурные&nbsp; коэффициенты&nbsp; линейного расширения некоторых веществ. + Тепловое&nbsp; расширение&nbsp; приходится&nbsp; принимать&nbsp; во&nbsp; внимание&nbsp; при&nbsp; строительстве&nbsp; мостов и&nbsp; линий&nbsp; электропередач,&nbsp; прокладывании&nbsp; труб отопления,&nbsp; укладке&nbsp; железнодорожных&nbsp; рельсов,&nbsp; изготовлении&nbsp; железобетонных&nbsp; конструкций и&nbsp; во многих других&nbsp; случаях.  
  
- ''<br>Тепературные коэффициенты линейного расширения некоторых&nbsp; веществ'' + Явление теплового расширения широко используется&nbsp; в&nbsp; технике&nbsp; и&nbsp; быту.&nbsp; Так,&nbsp; для&nbsp; автоматического&nbsp; замыкания&nbsp; и&nbsp; размыкания&nbsp; электрических&nbsp; цепей&nbsp; используют&nbsp; биметаллические пластинки —&nbsp; они&nbsp; состоят&nbsp; из двух полос&nbsp; с&nbsp; разным&nbsp; коэффициентом&nbsp; линейного&nbsp; расширения (рис.&nbsp; 2.33).&nbsp; Тепловое&nbsp; расширение&nbsp; воздуха&nbsp; помогает&nbsp; равномерно&nbsp; прогреть&nbsp; квартиру,&nbsp; охладить&nbsp; продукты&nbsp; в&nbsp; холодильнике,&nbsp; проветрить комнату.<br> 
  
- [[Image:7.10-25.jpg]] + [[Image:7.10-26.jpg]]  
  
  + ''Рис. 2.33.&nbsp; Для изготовления автоматических предохранителей (а), для автоматического включения и выключения нагревательных приборов (б) широко используются биметаллические пластинки (в). Один из металлов при увеличении температуры расширяется намного больше, чем другой, в результате этого пластинка изгибается (г) и электрическая цепь размыкается (или замыкается)'' 
  
- '''4. Знакомимся с тепловым расширением в природе и технике''' + <br>'''5.&nbsp; Учимся решать задачи'''  
  
- Способность&nbsp; тел&nbsp; расширяться&nbsp; во&nbsp; время нагревания&nbsp; и&nbsp; сжиматься&nbsp; во&nbsp; время&nbsp; охлаждения&nbsp; играет&nbsp; очень&nbsp; важную&nbsp; роль&nbsp; в&nbsp; природе.&nbsp; Поверхность&nbsp; Земли&nbsp; прогревается&nbsp; неравномерно. В&nbsp; результате&nbsp; воздух&nbsp; вблизи&nbsp; Земли&nbsp; также&nbsp; расширяется&nbsp; неравномерно,&nbsp; и&nbsp; образуется&nbsp; ветер, предопределяющий&nbsp; изменение&nbsp; погоды.&nbsp; Неравномерное прогревание воды&nbsp; в морях и&nbsp; океанах приводит&nbsp; к&nbsp; возникновению&nbsp; течений,&nbsp; которые <br>существенно&nbsp; влияют&nbsp; на&nbsp; климат.&nbsp; Резкие&nbsp; колебания&nbsp; температуры&nbsp; в&nbsp; горных&nbsp; районах&nbsp; вызывают&nbsp; расширение&nbsp; и&nbsp; сжатие&nbsp; горных&nbsp; пород.&nbsp; А&nbsp; поскольку&nbsp; степень&nbsp; расширения&nbsp; зависит&nbsp; от&nbsp; вида породы,&nbsp; то&nbsp; расширения&nbsp; и&nbsp; сжатия&nbsp; происходят неравномерно,&nbsp; и&nbsp; в&nbsp; результате&nbsp; образуются&nbsp; трещины,&nbsp; которые&nbsp; приводят&nbsp; к&nbsp; разрушению&nbsp; этих <br>пород. + '''Задача'''. Длина&nbsp; стального&nbsp; железнодорожного рельса&nbsp; при&nbsp; температуре&nbsp; О <sup>о</sup>C&nbsp; равна&nbsp; 8&nbsp; г. На сколько увеличится его длина в знойный летний день при температуре 40 °С? 
  
- Тепловое&nbsp; расширение&nbsp; приходится&nbsp; принимать&nbsp; во&nbsp; внимание&nbsp; при&nbsp; строительстве&nbsp; мостов и&nbsp; линий&nbsp; электропередач,&nbsp; прокладывании&nbsp; труб отопления,&nbsp; укладке&nbsp; железнодорожных&nbsp; рельсов,&nbsp; изготовлении&nbsp; железобетонных&nbsp; конструкций и&nbsp; во многих других&nbsp; случаях. + Анализ&nbsp; условия&nbsp; задачи.&nbsp; Зная,&nbsp; как&nbsp; изменяется&nbsp; длина&nbsp; стальной&nbsp; детали&nbsp; вследствие&nbsp; нагревания&nbsp; на&nbsp; 1 °С,&nbsp; т.&nbsp; е.&nbsp; зная&nbsp; температурный&nbsp; коэффициент&nbsp; линейного&nbsp; расширения&nbsp; стали,&nbsp; мы найдем, на сколько изменится длина рельса вследствие нагревания на 40 °С. Температурный&nbsp; коэффициент&nbsp; линейного&nbsp; расширения&nbsp; стали&nbsp; найдем&nbsp; по&nbsp; таблице,&nbsp; приведенной&nbsp; выше.
  
- Явление теплового расширения широко используется&nbsp; в&nbsp; технике&nbsp; и&nbsp; быту.&nbsp; Так,&nbsp; для&nbsp; автоматического&nbsp; замыкания&nbsp; и&nbsp; размыкания&nbsp; электрических&nbsp; цепей&nbsp; используют&nbsp; биметаллические пластинки —&nbsp; они&nbsp; состоят&nbsp; из двух полос&nbsp; с&nbsp; разным&nbsp; коэффициентом&nbsp; линейного&nbsp; расширения (рис.&nbsp; 2.33).&nbsp; Тепловое&nbsp; расширение&nbsp; воздуха&nbsp; помогает&nbsp; равномерно&nbsp; прогреть&nbsp; квартиру,&nbsp; охладить&nbsp; продукты&nbsp; в&nbsp; холодильнике,&nbsp; проветрить комнату. + [[Image:7.10-27.jpg]]<br>
  
  + *'''Подводим итоги'''
  
  + Твердые&nbsp; тела,&nbsp; жидкости&nbsp; и&nbsp; газы&nbsp; во&nbsp; время&nbsp; нагревания,&nbsp; как&nbsp; правило, расширяются.&nbsp; Причина&nbsp; теплового&nbsp; расширения&nbsp; в&nbsp; том,&nbsp; что&nbsp; с&nbsp; увеличением температуры&nbsp; увеличивается&nbsp; скорость&nbsp; движения&nbsp; атомов&nbsp; и&nbsp; молекул.&nbsp; В&nbsp; результате&nbsp; увеличивается&nbsp; среднее&nbsp; расстояние&nbsp; между&nbsp; атомами&nbsp; (молекулами). Тепловое расширение твердых веществ характеризуется коэффициентом линейного расширения.&nbsp; Коэффициент линейного&nbsp; расширения численно&nbsp; равен отношению изменения длины&nbsp; тела&nbsp; вследствие нагревания&nbsp; его&nbsp; на 1<sup>о</sup>C&nbsp; и&nbsp; его начальной длины&nbsp; [[Image:7.10-28.jpg]]
  
- [[Image:7.10-26.jpg]]  
  
- ''Рис. 2.33.&nbsp; Для изготовления автоматических предохранителей (а), для автоматического включения и выключения нагревательных приборов (б) широко используются биметаллические пластинки (в). Один из металлов при увеличении температуры расширяется намного больше, чем другой, в результате этого пластинка изгибается (г) и электрическая цепь размыкается (или замыкается)''  
  
- <br>'''5.&nbsp; Учимся решать задачи''' + *'''Контрольные вопросы'''
  
- '''Задача'''. Длина&nbsp; стального&nbsp; железнодорожного рельса&nbsp; при&nbsp; температуре&nbsp; О <sup>о</sup>C&nbsp; равна&nbsp; 8&nbsp; г. На сколько увеличится его длина в знойный летний день при температуре 40 °С?   + ''1.&nbsp; Приведите примеры,&nbsp; подтверждающие,&nbsp; что&nbsp; твердые&nbsp; тела,&nbsp; жидкости и&nbsp; газы расширяются во время нагревания.&nbsp; ''
  +  
  + ''2.&nbsp; Опишите опыт,&nbsp; демонстрирующий тепловое расширение жидкостей.&nbsp; ''
  +  
  + ''3.&nbsp; В чем причина увеличения объема тел во время нагревания?&nbsp; ''
  +  
  + ''4.&nbsp; От чего,&nbsp; кроме температуры,&nbsp; зависит&nbsp; изменение&nbsp; размеров&nbsp; тел&nbsp; во&nbsp; время&nbsp; их&nbsp; нагревания (охлаждения)?&nbsp; ''
  +  
  + ''5.&nbsp; В&nbsp; каких&nbsp; единицах&nbsp; измеряется&nbsp; коэффициент&nbsp; линейного расширения?''
  +  
  +  
  +  
  + *'''Упражнения'''
  +  
  + 1. Выберите все правильные&nbsp; ответы. Когда тело&nbsp; охлаждается,&nbsp; то:
  +  
  + а)&nbsp; скорость движения&nbsp; его молекул уменьшается;<br>б) скорость движения&nbsp; его молекул увеличивается;<br>в) расстояние между его молекулами уменьшается;<br>г) расстояние между его молекулами увеличивается.
  +  
  + 2.&nbsp; Как&nbsp; изменится&nbsp; объем&nbsp; воздушного шарика,&nbsp; если&nbsp; мы&nbsp; перенесем&nbsp; его из холодного помещения в теплое? Почему?<br>3. Что происходит с расстояниями между частичками жидкости в термометре в&nbsp; случае похолодания?<br>4.&nbsp; Правильным&nbsp; ли&nbsp; является&nbsp; утверждение,&nbsp; что&nbsp; во&nbsp; время&nbsp; нагревания тело увеличивает&nbsp; свои&nbsp; размеры,&nbsp; так&nbsp; как&nbsp; размеры&nbsp; его молекул увеличиваются? Если&nbsp; нет,&nbsp; предложите&nbsp; свой,&nbsp; исправленный,&nbsp; вариант.<br>5 . Зачем&nbsp; на&nbsp; точных&nbsp; измерительных&nbsp; приборах&nbsp; указывают&nbsp; температуру?<br>6.&nbsp; Вспомните&nbsp; опыт&nbsp; с&nbsp; медным шариком,&nbsp; который&nbsp; вследствие&nbsp; нагревания&nbsp; застревал&nbsp; в&nbsp; кольце&nbsp; (см.&nbsp; рис. 2.32).&nbsp; Как&nbsp; изменились&nbsp; вследствие нагревания:&nbsp; объем&nbsp; шара;&nbsp; его&nbsp; масса;&nbsp; плотность;&nbsp; средняя&nbsp; скорость движения атомов?<br>7.&nbsp; После&nbsp; того&nbsp; как&nbsp; пар&nbsp; кипящей&nbsp; воды&nbsp; пропустили&nbsp; через&nbsp; латунную трубку,&nbsp; длина трубки увеличилась на&nbsp; 1,62 мм. Чему равен коэффициент&nbsp; линейного&nbsp; расширения&nbsp; латуни,&nbsp; если&nbsp; при&nbsp; температуре&nbsp; 15 0C <br>длина&nbsp; трубки&nbsp; равна&nbsp; 1 м?&nbsp; Напоминаем,&nbsp; что&nbsp; температура&nbsp; кипящей воды&nbsp; равна&nbsp; 100 °С.<br>8.&nbsp; Платиновый провод длиной&nbsp; 1,5 м находился при&nbsp; температуре 0 °С. Вследствие&nbsp; пропускания&nbsp; электрического&nbsp; тока&nbsp; провод&nbsp; раскалился и&nbsp; удлинился на&nbsp; 15 мм. До какой температуры он был нагрет?<br>9.&nbsp; Медный лист прямоугольной формы,&nbsp; размеры&nbsp; которого при&nbsp; температуры&nbsp; 20 0C&nbsp; составляют&nbsp; 60&nbsp; см х 50&nbsp; см,&nbsp; нагрели&nbsp; до&nbsp; 600 °С.&nbsp; Как&nbsp; изменилась площадь листа?
  
- Анализ&nbsp; условия&nbsp; задачи.&nbsp; Зная,&nbsp; как&nbsp; изменяется&nbsp; длина&nbsp; стальной&nbsp; детали&nbsp; вследствие&nbsp; нагревания&nbsp; на&nbsp; 1 °С,&nbsp; т.&nbsp; е.&nbsp; зная&nbsp; температурный&nbsp; коэффициент&nbsp; линейного&nbsp; расширения&nbsp; стали,&nbsp; мы  
  
- <br>найдем, на сколько изменится длина рельса вследствие нагревания на 40 °С. <br>Температурный&nbsp; коэффициент&nbsp; линейного&nbsp; расширения&nbsp; стали&nbsp; найдем&nbsp; по&nbsp; таб<br>лице,&nbsp; приведенной&nbsp; выше.<br>Поиск математической модели<br>По&nbsp; определению&nbsp; температурного&nbsp; коэффициента линей<br>ного расширения:<br>AZ<br>а - -------<br>I0At<br>Решение&nbsp; и анализ результатов<br>Из формулы для определения температурного коэффици<br>ента линейного расширения найдем удлинение рельса:<br>Al = Cd0At •<br>Поскольку At =&nbsp; t&nbsp; -&nbsp;&nbsp; t0,&nbsp; получаем Al = aIJt&nbsp; -&nbsp;&nbsp; i0). <br>Проверим единицу искомой величины:<br>[ I - Z0] =&nbsp; ^ - M - CC = M.<br>Найдем числовое значение:<br>{I - 10&nbsp; } = 0,000012- 8- (4 0 -0 )&nbsp; = 0,00393,&nbsp; таким образом, <br>I - I 0&nbsp; = 0,00392 м = 3,92 мм.<br>Проанализируем&nbsp; результат:&nbsp; увеличение&nbsp; длины&nbsp; рельса <br>вполне реально.<br>Ответ:&nbsp; длина рельса увеличилась на 3,92 мм.<br>О&nbsp;&nbsp; ПОДВОДИМ итоги<br>Твердые&nbsp; тела,&nbsp; жидкости&nbsp; и&nbsp; газы&nbsp; во&nbsp; время&nbsp; нагревания,&nbsp; как&nbsp; правило, <br>расширяются.&nbsp; Причина&nbsp; теплового&nbsp; расширения&nbsp; в&nbsp; том,&nbsp; что&nbsp; с&nbsp; увеличением <br>температуры&nbsp; увеличивается&nbsp; скорость&nbsp; движения&nbsp; атомов&nbsp; и&nbsp; молекул.&nbsp; В&nbsp; ре<br>зультате&nbsp; увеличивается&nbsp; среднее&nbsp; расстояние&nbsp; между&nbsp; атомами&nbsp; (молекулами). <br>Тепловое расширение твердых веществ характеризуется коэффициентом ли<br>нейного расширения.&nbsp; Коэффициент линейного&nbsp; расширения численно&nbsp; равен <br>отношению изменения длины&nbsp; тела&nbsp; вследствие нагревания&nbsp; его&nbsp; на&nbsp; I&nbsp; 0C&nbsp; и&nbsp; его<br>Al<br>начальной длины&nbsp; а = ------- .<br>I0&nbsp; At<br>О&nbsp; Контрольные вопросы&nbsp; ............. ... ... ................... ....-.... .........<br>I.&nbsp; Приведите примеры,&nbsp; подтверждающие,&nbsp; что&nbsp; твердые&nbsp; тела,&nbsp; жидкос<br>ти и&nbsp; газы расширяются во время нагревания.&nbsp; 2.&nbsp; Опишите опыт,&nbsp; де<br>монстрирующий тепловое расширение жидкостей.&nbsp; 3.&nbsp; В чем причина <br>увеличения объема тел во время нагревания?&nbsp; 4.&nbsp; От чего,&nbsp; кроме тем<br>пературы,&nbsp; зависит&nbsp; изменение&nbsp; размеров&nbsp; тел&nbsp; во&nbsp; время&nbsp; их&nbsp; нагревания <br>(охлаждения)?&nbsp; 5.&nbsp; В&nbsp; каких&nbsp; единицах&nbsp; измеряется&nbsp; коэффициент&nbsp; ли<br>нейного расширения?<br>Дано:<br>I0-&nbsp; 8&nbsp; м <br>t0 = 0 °С <br>t = 40 0C<br>а = 0,000012&nbsp; 1/°С  
  
  + *'''Экспериментальные задания&nbsp;'''
  
  + 1. Как,&nbsp; имея&nbsp; дощечку,&nbsp; молоток,&nbsp; два&nbsp; гвоздика,&nbsp; спиртовку&nbsp; и&nbsp; пинцет, показать,&nbsp; что&nbsp; размер&nbsp; монеты&nbsp; в&nbsp; 5&nbsp; копеек&nbsp; во&nbsp; время&nbsp; нагревания&nbsp; увеличивается? Выполните соответствующий опыт.&nbsp; Объясните наблюдаемое явление.
  
- /'&nbsp; Упражнения&nbsp; — ..... ......и д = а .............. — .....................<br>I» Выберите все правильные&nbsp; ответы. Когда тело&nbsp; охлаждается,&nbsp; то:<br>а)&nbsp; скорость движения&nbsp; его молекул уменьшается;<br>б) скорость движения&nbsp; его молекул увеличивается;<br>в) расстояние между его молекулами уменьшается;<br>г) расстояние между его молекулами увеличивается.<br>2&nbsp; Как&nbsp; изменится&nbsp; объем&nbsp; воздушного шарика,&nbsp; если&nbsp; мы&nbsp; перенесем&nbsp; его <br>из холодного помещения в теплое? Почему?<br>3. Что происходит с расстояниями между частичками жидкости в тер<br>мометре в&nbsp; случае похолодания?<br>4&nbsp; Правильным&nbsp; ли&nbsp; является&nbsp; утверждение,&nbsp; что&nbsp; во&nbsp; время&nbsp; нагревания <br>тело увеличивает&nbsp; свои&nbsp; размеры,&nbsp; так&nbsp; как&nbsp; размеры&nbsp; его молекул уве<br>личиваются? Если&nbsp; нет,&nbsp; предложите&nbsp; свой,&nbsp; исправленный,&nbsp; вариант.<br>5&nbsp; Зачем&nbsp; на&nbsp; точных&nbsp; измерительных&nbsp; приборах&nbsp; указывают&nbsp; темпера<br>туру?<br>в&nbsp; Вспомните&nbsp; опыт&nbsp; с&nbsp; медным шариком,&nbsp; который&nbsp; вследствие&nbsp; нагрева<br>ния&nbsp; застревал&nbsp; в&nbsp; кольце&nbsp; (см.&nbsp; рис.&nbsp; 2.32).&nbsp; Как&nbsp; изменились&nbsp; вследствие <br>нагревания:&nbsp; объем&nbsp; шара;&nbsp; его&nbsp; масса;&nbsp; плотность;&nbsp; средняя&nbsp; скорость <br>движения атомов?<br>7.&nbsp; После&nbsp; того&nbsp; как&nbsp; пар&nbsp; кипящей&nbsp; воды&nbsp; пропустили&nbsp; через&nbsp; латунную <br>трубку,&nbsp; длина трубки увеличилась на&nbsp; 1,62 мм. Чему равен коэффи<br>циент&nbsp; линейного&nbsp; расширения&nbsp; латуни,&nbsp; если&nbsp; при&nbsp; температуре&nbsp; 15 0C <br>длина&nbsp; трубки&nbsp; равна&nbsp; I&nbsp; м?&nbsp; Напоминаем,&nbsp; что&nbsp; температура&nbsp; кипящей <br>воды&nbsp; равна&nbsp; 100 °С.<br>8&nbsp; Платиновый провод длиной&nbsp; 1,5 м находился при&nbsp; температуре 0 °С. <br>Вследствие&nbsp; пропускания&nbsp; электрического&nbsp; тока&nbsp; провод&nbsp; раскалился <br>и&nbsp; удлинился на&nbsp; 15 мм. До какой температуры он был нагрет?<br>9&nbsp; Медный лист прямоугольной формы,&nbsp; размеры&nbsp; которого при&nbsp; темпе<br>ратуры&nbsp; 20 0C&nbsp; составляют&nbsp; 60&nbsp; см х 50&nbsp; см,&nbsp; нагрели&nbsp; до&nbsp; 600 °С.&nbsp; Как&nbsp; из<br>менилась площадь листа?<br>ф&nbsp;&nbsp; Экспериментальные задания&nbsp; .......- г......в .у-.&nbsp; -пт ■■ м ...........им 1 ...<br>I&nbsp; Как,&nbsp; имея&nbsp; дощечку,&nbsp; молоток,&nbsp; два&nbsp; гвоздика,&nbsp; спиртовку&nbsp; и&nbsp; пинцет, <br>показать,&nbsp; что&nbsp; размер&nbsp; монеты&nbsp; в&nbsp; 5&nbsp; копеек&nbsp; во&nbsp; время&nbsp; нагревания&nbsp; уве<br>личивается? Выполните соответствующий опыт.&nbsp; Объясните наблю<br>даемое явление.<br>Наполните бутылку водой&nbsp; так,&nbsp; чтобы внутри&nbsp; остался пузырек&nbsp; воз<br>духа. Нагрейте&nbsp; бутылку в&nbsp; горячей&nbsp; воде.&nbsp; Проследите,&nbsp; как изменят<br>ся размеры пузырька. Объясните результат.<br>.<br> + 2. Наполните бутылку водой&nbsp; так,&nbsp; чтобы внутри&nbsp; остался пузырек&nbsp; воздуха. Нагрейте&nbsp; бутылку в&nbsp; горячей&nbsp; воде.&nbsp; Проследите,&nbsp; как изменятся размеры пузырька. Объясните результат..<br>  
  
- <br> ''Физика. 7 класс: Учебник / Ф. Я. Божинова, Н. М. Кирюхин, Е. А. Кирюхина. — X.: Издательство «Ранок», 2007. — 192 с.: ил.'' + <br> ''Физика. 7 класс: Учебник / Ф. Я. Божинова, Н. М. Кирюхин, Е. А. Кирюхина. — X.: Издательство «Ранок», 2007. — 192 с.: ил.''  
  
   '''<u>Содержание урока</u>'''    '''<u>Содержание урока</u>'''

Версия 13:32, 16 октября 2012
 
Гипермаркет знаний>>Физика>>Физика 7 класс>> Зависимость размеров тел от температуры 

 

Если  вы  наблюдательны, то,  наверное,  обратили  внимание  на такие факты. Электрические  провода летом  провисают  намного  сильнее,  чем  зимой,  т.  е.  летом  они  длиннее.  Если  набрать  полную  бутылку  холодной  воды  и  поставить в теплое место, то  со временем часть воды из бутылки выльется, так как во время нагревания вода расширяется. Воздушный шарик,  вынесенный  из  комнаты  на мороз, уменьшается в  объеме.


1. Убеждаемся в тепловом расширении твердых тел, жидкостей и газов
 
Несложные опыты и многочисленные наблюдения убеждают нас в  том,  что,  как  правило,  твердые  тела, жидкости  и  газы  во  время нагревания расширяются, а  во  время охлаждения сжимаются.
 
Тепловое расширение жидкостей и газов легко наблюдать с помощью колбы, шейка которой плотно  закупорена,  а  в  пробку  вставлена  стеклянная трубка. Перевернем колбу,  заполненную воздухом,  в  сосуд  с  водой.  
 
Теперь  достаточно взяться за колбу рукой, и в скором времени воздух, расширяясь в колбе,  будет выходить в виде пузырьков из трубки под водой  (рис.  2.30). 
Теперь наполним колбу какой-нибудь подкрашенной жидкостью и закупорим так, чтобы часть жидкости вошла  в трубку  (рис.  2.31,  а).  Обозначим уровень жидкости в трубке и опустим колбу в сосуд с горячей водой. В первый момент уровень жидкости  немного  снизится  (рис.  2.31,  б),  и  это можно  объяснить  тем,  что  сначала  нагревается и  расширяется  колба,  а уже  потом,  нагреваясь, расширяется вода. 

 
 
Рис. 2.30. При нагревании воздух в колбе расширяется и часть его выходит из колбы —  это видно по пузырькам воздуха, выходящим из трубки 
 
Рис. 2.31  Опыт, демонстрирующий, что при нагревании жидкость (как твердые тела и газы) 
расширяется: а — закрытая пробкой колба с жидкостью в трубке; б — в первый момент нагрева
ния уровень жидкости немного снижается; в  — при дальнейшем нагревании уровень жидкости 
значительно повышается
В скором времени мы убедимся,  что  по мере нагревания  колбы и  воды  в  ней уровень  жидкости  в  трубке  заметно  повысится (рис.  2.31,  в).  Итак,  твердые  тела  и  жидкости, как и  газы,  во время нагревания  расширяются. Исследовательским путем выяснено, что твердые тела и жидкости  во время нагревания расширя
ются намного меньше, чем газы. 
Тепловое  расширение  твердых  тел  можно продемонстрировать также на следующем опыте. Возьмем медный шарик, который в ненагретом  состоянии легко проходит  сквозь пригнанное  к  нему  кольцо.  Нагреем шарик  в  пламени спиртовки и убедимся в том, что шарик  теперь не будет проходить сквозь кольцо (рис.  2.32, а). 
После  охлаждения шарик  снова легко  пройдет сквозь кольцо  (рис.  2.32,  б). 

2. Выясняем причину теплового расширения 
В чем же причина увеличения объема тел во время  нагревания,  ведь количество молекул с увеличением температуры не изменяется? 
Атомно-молекулярная  теория  объясняет  тепловое  расширение  тел  тем,  что  с  увеличением температуры  увеличивается  скорость  движения атомов  и  молекул.  В  результате  увеличивается среднее расстояние между атомами (молекулами).
 

Рис. 2.32.  Опыт, иллюстрирующий тепловое расширение твердых тел: а — в нагретом состоянии шарик не проходит сквозь кольцо; б —  после охлаждения шарик проходит сквозь кольцо
 
Соответственно, увеличивается объем тела. И наоборот, чем ниже температура вещества, тем меньше межмолекулярные промежутки. Исключением является вода, чугун и некоторые другие вещества. Вода, например, расширяется только при температуре выше 4 °С; при температуре от О 0C до 4 0C объем воды во время нагревания уменьшается. 

3. Характеризуем тепловое расширение твердых тел 
Выясним, как изменяются линейные размеры твердого тела вследствие изменения температуры. Для этого измерим длину алюминиевой трубки, потом нагреем  трубку,  пропуская  сквозь  нее  горячую  воду.  Спустя  некоторое время можно заметить,  что длина трубки незначительно увеличилась. 
Заменив алюминиевую трубку стеклянной такой же длины,  мы убедимся,  что  в  случае  одинакового  увеличения  температуры  длина  стеклянной трубки увеличивается намного меньше, чем длина алюминиевой. Таким образом,  делаем  вывод:  тепловое расширение тела  зависит  от  вещества,  из которого  оно изготовлено. 
Физическая  величина,  характеризующая  тепловое  расширение  материала и численно  равная отношению  изменения длины  тела  вследствие его  нагревания  на  I  °С  и  его  начальной  длины,  называется  температурным  коэффициентом линейного  расширения. 
Температурный  коэффициент  линейного  расширения  обозначается  символом а и  вычисляется по формуле: 

 


Из  определения  температурного  коэффициента  линейного  расширения можно получить единицу этой физической величины: 
 

Ниже  в  таблице  приведены  температурные  коэффициенты  линейного расширения некоторых веществ.
Тепературные коэффициенты линейного расширения некоторых  веществ 
 

 4. Знакомимся с тепловым расширением в природе и технике 
Способность  тел  расширяться  во  время нагревания  и  сжиматься  во  время  охлаждения  играет  очень  важную  роль  в  природе.  Поверхность  Земли  прогревается  неравномерно. В  результате  воздух  вблизи  Земли  также  расширяется  неравномерно,  и  образуется  ветер, предопределяющий  изменение  погоды.  Неравномерное прогревание воды  в морях и  океанах приводит  к  возникновению  течений,  которые 
существенно  влияют  на  климат.  Резкие  колебания  температуры  в  горных  районах  вызывают  расширение  и  сжатие  горных  пород.  А  поскольку  степень  расширения  зависит  от  вида породы,  то  расширения  и  сжатия  происходят неравномерно,  и  в  результате  образуются  трещины,  которые  приводят  к  разрушению  этих 
пород. 
Тепловое  расширение  приходится  принимать  во  внимание  при  строительстве  мостов и  линий  электропередач,  прокладывании  труб отопления,  укладке  железнодорожных  рельсов,  изготовлении  железобетонных  конструкций и  во многих других  случаях. 
Явление теплового расширения широко используется  в  технике  и  быту.  Так,  для  автоматического  замыкания  и  размыкания  электрических  цепей  используют  биметаллические пластинки —  они  состоят  из двух полос  с  разным  коэффициентом  линейного  расширения (рис.  2.33).  Тепловое  расширение  воздуха  помогает  равномерно  прогреть  квартиру,  охладить  продукты  в  холодильнике,  проветрить комнату.
 
 
Рис. 2.33.  Для изготовления автоматических предохранителей (а), для автоматического включения и выключения нагревательных приборов (б) широко используются биметаллические пластинки (в). Один из металлов при увеличении температуры расширяется намного больше, чем другой, в результате этого пластинка изгибается (г) и электрическая цепь размыкается (или замыкается) 

5.  Учимся решать задачи 
Задача. Длина  стального  железнодорожного рельса  при  температуре  О ^оC  равна  8  г. На сколько увеличится его длина в знойный летний день при температуре 40 °С? 
Анализ  условия  задачи.  Зная,  как  изменяется  длина  стальной  детали  вследствие  нагревания  на  1 °С,  т.  е.  зная  температурный  коэффициент  линейного  расширения  стали,  мы найдем, на сколько изменится длина рельса вследствие нагревания на 40 °С. Температурный  коэффициент  линейного  расширения  стали  найдем  по  таблице,  приведенной  выше.



Подводим итоги

Твердые  тела,  жидкости  и  газы  во  время  нагревания,  как  правило, расширяются.  Причина  теплового  расширения  в  том,  что  с  увеличением температуры  увеличивается  скорость  движения  атомов  и  молекул.  В  результате  увеличивается  среднее  расстояние  между  атомами  (молекулами). Тепловое расширение твердых веществ характеризуется коэффициентом линейного расширения.  Коэффициент линейного  расширения численно  равен отношению изменения длины  тела  вследствие нагревания  его  на 1^оC  и  его начальной длины  



Контрольные вопросы

1.  Приведите примеры,  подтверждающие,  что  твердые  тела,  жидкости и  газы расширяются во время нагревания.  
2.  Опишите опыт,  демонстрирующий тепловое расширение жидкостей.  
3.  В чем причина увеличения объема тел во время нагревания?  
4.  От чего,  кроме температуры,  зависит  изменение  размеров  тел  во  время  их  нагревания (охлаждения)?  
5.  В  каких  единицах  измеряется  коэффициент  линейного расширения?



Упражнения

1. Выберите все правильные  ответы. Когда тело  охлаждается,  то:
а)  скорость движения  его молекул уменьшается;
б) скорость движения  его молекул увеличивается;
в) расстояние между его молекулами уменьшается;
г) расстояние между его молекулами увеличивается.
2.  Как  изменится  объем  воздушного шарика,  если  мы  перенесем  его из холодного помещения в теплое? Почему?
3. Что происходит с расстояниями между частичками жидкости в термометре в  случае похолодания?
4.  Правильным  ли  является  утверждение,  что  во  время  нагревания тело увеличивает  свои  размеры,  так  как  размеры  его молекул увеличиваются? Если  нет,  предложите  свой,  исправленный,  вариант.
5 . Зачем  на  точных  измерительных  приборах  указывают  температуру?
6.  Вспомните  опыт  с  медным шариком,  который  вследствие  нагревания  застревал  в  кольце  (см.  рис. 2.32).  Как  изменились  вследствие нагревания:  объем  шара;  его  масса;  плотность;  средняя  скорость движения атомов?
7.  После  того  как  пар  кипящей  воды  пропустили  через  латунную трубку,  длина трубки увеличилась на  1,62 мм. Чему равен коэффициент  линейного  расширения  латуни,  если  при  температуре  15 0C 
длина  трубки  равна  1 м?  Напоминаем,  что  температура  кипящей воды  равна  100 °С.
8.  Платиновый провод длиной  1,5 м находился при  температуре 0 °С. Вследствие  пропускания  электрического  тока  провод  раскалился и  удлинился на  15 мм. До какой температуры он был нагрет?
9.  Медный лист прямоугольной формы,  размеры  которого при  температуры  20 0C  составляют  60  см х 50  см,  нагрели  до  600 °С.  Как  изменилась площадь листа?



Экспериментальные задания 

1. Как,  имея  дощечку,  молоток,  два  гвоздика,  спиртовку  и  пинцет, показать,  что  размер  монеты  в  5  копеек  во  время  нагревания  увеличивается? Выполните соответствующий опыт.  Объясните наблюдаемое явление.
2. Наполните бутылку водой  так,  чтобы внутри  остался пузырек  воздуха. Нагрейте  бутылку в  горячей  воде.  Проследите,  как изменятся размеры пузырька. Объясните результат..
 

 Физика. 7 класс: Учебник / Ф. Я. Божинова, Н. М. Кирюхин, Е. А. Кирюхина. — X.: Издательство «Ранок», 2007. — 192 с.: ил. 

Содержание урока
 конспект урока и опорный каркас
 презентация урока
 интерактивные технологии 
 акселеративные методы обучения

Практика
 тесты, тестирование онлайн
 задачи и упражнения 
 домашние задания
 практикумы и тренинги
 вопросы для дискуссий в классе

Иллюстрации
 видео- и аудиоматериалы
 фотографии, картинки 
 графики, таблицы, схемы
 комиксы, притчи, поговорки, кроссворды, анекдоты, приколы, цитаты

Дополнения
 рефераты
 шпаргалки 
 фишки для любознательных 
 статьи (МАН)
 литература основная и дополнительная
 словарь терминов

Совершенствование учебников и уроков
 исправление ошибок в учебнике
 замена устаревших знаний новыми 

Только для учителей
 календарные планы
 учебные программы
 методические рекомендации  
 обсуждения

 Идеальные уроки-кейсы

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам. 
Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум. 



Источник — «http://edufuture.biz/index.php?title=%D0%97%D0%B0%D0%B2%D0%B8%D1%81%D0%B8%D0%BC%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C_%D1%80%D0%B0%D0%B7%D0%BC%D0%B5%D1%80%D0%BE%D0%B2_%D1%82%D0%B5%D0%BB_%D0%BE%D1%82_%D1%82%D0%B5%D0%BC%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B0%D1%82%D1%83%D1%80%D1%8B»
@@ Строка 7: / Строка 7: @@
 *''Если&nbsp; вы&nbsp; наблюдательны, то,&nbsp; наверное,&nbsp; обратили&nbsp; внимание&nbsp; на такие факты. Электрические&nbsp; провода летом&nbsp; провисают&nbsp; намного&nbsp; сильнее,&nbsp; чем&nbsp; зимой,&nbsp; т.&nbsp; е.&nbsp; летом&nbsp; они&nbsp; длиннее.&nbsp; Если&nbsp; набрать&nbsp; полную&nbsp; бутылку&nbsp; холодной&nbsp; воды&nbsp; и&nbsp; поставить в теплое место, то&nbsp; со временем часть воды из бутылки выльется, так как во время нагревания вода расширяется. Воздушный шарик,&nbsp; вынесенный&nbsp; из&nbsp; комнаты&nbsp; на мороз, уменьшается в&nbsp; объеме.''
 <br>'''1. Убеждаемся в тепловом расширении твердых тел, жидкостей и газов'''<br>
 Несложные опыты и многочисленные наблюдения убеждают нас в&nbsp; том,&nbsp; что,&nbsp; как&nbsp; правило,&nbsp; твердые&nbsp; тела, жидкости&nbsp; и&nbsp; газы&nbsp; во&nbsp; время нагревания расширяются, а&nbsp; во&nbsp; время охлаждения сжимаются.<br>
 Тепловое расширение жидкостей и газов легко наблюдать с помощью колбы, шейка которой плотно&nbsp; закупорена,&nbsp; а&nbsp; в&nbsp; пробку&nbsp; вставлена&nbsp; стеклянная трубка. Перевернем колбу,&nbsp; заполненную воздухом,&nbsp; в&nbsp; сосуд&nbsp; с&nbsp; водой.&nbsp; <br>
 Теперь&nbsp; достаточно взяться за колбу рукой, и в скором времени воздух, расширяясь в колбе,&nbsp; будет выходить в виде пузырьков из трубки под водой&nbsp; (рис.&nbsp; 2.30).
 Теперь наполним колбу какой-нибудь подкрашенной жидкостью и закупорим так, чтобы часть жидкости вошла&nbsp; в трубку&nbsp; (рис.&nbsp; 2.31,&nbsp; а).&nbsp; Обозначим уровень жидкости в трубке и опустим колбу в сосуд с горячей водой. В первый момент уровень жидкости&nbsp; немного&nbsp; снизится&nbsp; (рис.&nbsp; 2.31,&nbsp; б),&nbsp; и&nbsp; это можно&nbsp; объяснить&nbsp; тем,&nbsp; что&nbsp; сначала&nbsp; нагревается и&nbsp; расширяется&nbsp; колба,&nbsp; а уже&nbsp; потом,&nbsp; нагреваясь, расширяется вода.
+<br>
+[[Image:7.10-19.jpg]]
-[[Image:7.10-19.jpg]]
+''Рис. 2.30. При нагревании воздух в колбе расширяется и часть его выходит из колбы —&nbsp; это видно по пузырькам воздуха, выходящим из трубки''
-''Рис. 2.30. При нагревании воздух в колбе расширяется и часть его выходит из колбы —&nbsp; это видно по пузырькам воздуха, выходящим из трубки''
+[[Image:7.10-20.jpg]]
-[[Image:7.10-20.jpg]]
 ''Рис. 2.31&nbsp; Опыт, демонстрирующий, что при нагревании жидкость (как твердые тела и газы) <br>расширяется: а — закрытая пробкой колба с жидкостью в трубке; б — в первый момент нагрева<br>ния уровень жидкости немного снижается; в&nbsp; — при дальнейшем нагревании уровень жидкости <br>значительно повышается''
-''<br>''В скором времени мы убедимся,&nbsp; что&nbsp; по мере нагревания&nbsp; колбы и&nbsp; воды&nbsp; в&nbsp; ней уровень&nbsp; жидкости&nbsp; в&nbsp; трубке&nbsp; заметно&nbsp; повысится (рис.&nbsp; 2.31,&nbsp; в).&nbsp; Итак,&nbsp; твердые&nbsp; тела&nbsp; и&nbsp; жидкости, как и&nbsp; газы,&nbsp; во время нагревания&nbsp; расширяются. Исследовательским путем выяснено, что твердые тела и жидкости&nbsp; во время нагревания расширя<br>ются намного меньше, чем газы.
+В скором времени мы убедимся,&nbsp; что&nbsp; по мере нагревания&nbsp; колбы и&nbsp; воды&nbsp; в&nbsp; ней уровень&nbsp; жидкости&nbsp; в&nbsp; трубке&nbsp; заметно&nbsp; повысится (рис.&nbsp; 2.31,&nbsp; в).&nbsp; Итак,&nbsp; твердые&nbsp; тела&nbsp; и&nbsp; жидкости, как и&nbsp; газы,&nbsp; во время нагревания&nbsp; расширяются. Исследовательским путем выяснено, что твердые тела и жидкости&nbsp; во время нагревания расширя<br>ются намного меньше, чем газы.
 Тепловое&nbsp; расширение&nbsp; твердых&nbsp; тел&nbsp; можно продемонстрировать также на следующем опыте. Возьмем медный шарик, который в ненагретом&nbsp; состоянии легко проходит&nbsp; сквозь пригнанное&nbsp; к&nbsp; нему&nbsp; кольцо.&nbsp; Нагреем шарик&nbsp; в&nbsp; пламени спиртовки и убедимся в том, что шарик&nbsp; теперь не будет проходить сквозь кольцо (рис.&nbsp; 2.32, а). <br>После&nbsp; охлаждения шарик&nbsp; снова легко&nbsp; пройдет сквозь кольцо&nbsp; (рис.&nbsp; 2.32,&nbsp; б).
 <br>'''2. Выясняем причину теплового расширения'''
 В чем же причина увеличения объема тел во время&nbsp; нагревания,&nbsp; ведь количество молекул с увеличением температуры не изменяется?
-Атомно-молекулярная&nbsp; теория&nbsp; объясняет&nbsp; тепловое&nbsp; расширение&nbsp; тел&nbsp; тем,&nbsp; что&nbsp; с&nbsp; увеличением температуры&nbsp; увеличивается&nbsp; скорость&nbsp; движения атомов&nbsp; и&nbsp; молекул.&nbsp; В&nbsp; результате&nbsp; увеличивается среднее расстояние между атомами (молекулами).
+Атомно-молекулярная&nbsp; теория&nbsp; объясняет&nbsp; тепловое&nbsp; расширение&nbsp; тел&nbsp; тем,&nbsp; что&nbsp; с&nbsp; увеличением температуры&nbsp; увеличивается&nbsp; скорость&nbsp; движения атомов&nbsp; и&nbsp; молекул.&nbsp; В&nbsp; результате&nbsp; увеличивается среднее расстояние между атомами (молекулами).<br>
+[[Image:7.10-21.jpg]]<br>''Рис. 2.32.&nbsp; Опыт, иллюстрирующий тепловое расширение твердых тел: а — в нагретом состоянии шарик не проходит сквозь кольцо; б —&nbsp; после охлаждения шарик проходит сквозь кольцо''<br>
+Соответственно, увеличивается объем тела. И наоборот, чем ниже температура вещества, тем меньше межмолекулярные промежутки. Исключением является вода, чугун и некоторые другие вещества. Вода, например, расширяется только при температуре выше 4 °С; при температуре от О 0C до 4 0C объем воды во время нагревания уменьшается.
-[[Image:7.10-21.jpg]]
+<br>'''3. Характеризуем тепловое расширение твердых тел'''
-<br>''Рис. 2.32.&nbsp; Опыт, иллюстрирующий тепловое расширение твердых тел: а — в нагретом состоянии шарик не проходит сквозь кольцо; б —&nbsp; после охлаждения шарик проходит сквозь кольцо''
+Выясним, как изменяются линейные размеры твердого тела вследствие изменения температуры. Для этого измерим длину алюминиевой трубки, потом нагреем&nbsp; трубку,&nbsp; пропуская&nbsp; сквозь&nbsp; нее&nbsp; горячую&nbsp; воду.&nbsp; Спустя&nbsp; некоторое время можно заметить,&nbsp; что длина трубки незначительно увеличилась.
+Заменив алюминиевую трубку стеклянной такой же длины,&nbsp; мы убедимся,&nbsp; что&nbsp; в&nbsp; случае&nbsp; одинакового&nbsp; увеличения&nbsp; температуры&nbsp; длина&nbsp; стеклянной трубки увеличивается намного меньше, чем длина алюминиевой. Таким образом,&nbsp; делаем&nbsp; вывод:&nbsp; тепловое расширение тела&nbsp; зависит&nbsp; от&nbsp; вещества,&nbsp; из которого&nbsp; оно изготовлено.
+Физическая&nbsp; величина,&nbsp; характеризующая&nbsp; тепловое&nbsp; расширение&nbsp; материала и численно&nbsp; равная отношению&nbsp; изменения длины&nbsp; тела&nbsp; вследствие его&nbsp; нагревания&nbsp; на&nbsp; I&nbsp; °С&nbsp; и&nbsp; его&nbsp; начальной&nbsp; длины,&nbsp; называется&nbsp; температурным&nbsp; коэффициентом линейного&nbsp; расширения.
-Соответственно, увеличивается объем тела. И наоборот, чем ниже температура вещества, тем меньше межмолекулярные промежутки. Исключением является вода, чугун и некоторые другие вещества. Вода, например, расширяется только при температуре выше 4 °С; при температуре от О 0C до 4 0C объем воды во время нагревания уменьшается.
+Температурный&nbsp; коэффициент&nbsp; линейного&nbsp; расширения&nbsp; обозначается&nbsp; символом а и&nbsp; вычисляется по формуле:
-<br>'''3. Характеризуем тепловое расширение твердых тел'''
+[[Image:7.10-22.jpg]]<br>
-Выясним, как изменяются линейные размеры твердого тела вследствие изменения температуры. Для этого измерим длину алюминиевой трубки, потом нагреем&nbsp; трубку,&nbsp; пропуская&nbsp; сквозь&nbsp; нее&nbsp; горячую&nbsp; воду.&nbsp; Спустя&nbsp; некоторое время можно заметить,&nbsp; что длина трубки незначительно увеличилась.
+[[Image:7.10-23.jpg]]<br><br>Из&nbsp; определения&nbsp; температурного&nbsp; коэффициента&nbsp; линейного&nbsp; расширения можно получить единицу этой физической величины:
-Заменив алюминиевую трубку стеклянной такой же длины,&nbsp; мы убедимся,&nbsp; что&nbsp; в&nbsp; случае&nbsp; одинакового&nbsp; увеличения&nbsp; температуры&nbsp; длина&nbsp; стеклянной трубки увеличивается намного меньше, чем длина алюминиевой. Таким образом,&nbsp; делаем&nbsp; вывод:&nbsp; тепловое расширение тела&nbsp; зависит&nbsp; от&nbsp; вещества,&nbsp; из которого&nbsp; оно изготовлено.
+[[Image:7.10-24.jpg]]
-Физическая&nbsp; величина,&nbsp; характеризующая&nbsp; тепловое&nbsp; расширение&nbsp; материала и численно&nbsp; равная отношению&nbsp; изменения длины&nbsp; тела&nbsp; вследствие его&nbsp; нагревания&nbsp; на&nbsp; I&nbsp; °С&nbsp; и&nbsp; его&nbsp; начальной&nbsp; длины,&nbsp; называется&nbsp; температурным&nbsp; коэффициентом линейного&nbsp; расширения.
+<br>Ниже&nbsp; в&nbsp; таблице&nbsp; приведены&nbsp; температурные&nbsp; коэффициенты&nbsp; линейного расширения некоторых веществ.
-Температурный&nbsp; коэффициент&nbsp; линейного&nbsp; расширения&nbsp; обозначается&nbsp; символом а и&nbsp; вычисляется по формуле:
+''Тепературные коэффициенты линейного расширения некоторых&nbsp; веществ''
-[[Image:7.10-22.jpg]]<br>
+[[Image:7.10-25.jpg]]
-[[Image:7.10-23.jpg]]<br><br>Из&nbsp; определения&nbsp; температурного&nbsp; коэффициента&nbsp; линейного&nbsp; расширения можно получить единицу этой физической величины:
+<br> '''4. Знакомимся с тепловым расширением в природе и технике'''
-[[Image:7.10-24.jpg]]
+Способность&nbsp; тел&nbsp; расширяться&nbsp; во&nbsp; время нагревания&nbsp; и&nbsp; сжиматься&nbsp; во&nbsp; время&nbsp; охлаждения&nbsp; играет&nbsp; очень&nbsp; важную&nbsp; роль&nbsp; в&nbsp; природе.&nbsp; Поверхность&nbsp; Земли&nbsp; прогревается&nbsp; неравномерно. В&nbsp; результате&nbsp; воздух&nbsp; вблизи&nbsp; Земли&nbsp; также&nbsp; расширяется&nbsp; неравномерно,&nbsp; и&nbsp; образуется&nbsp; ветер, предопределяющий&nbsp; изменение&nbsp; погоды.&nbsp; Неравномерное прогревание воды&nbsp; в морях и&nbsp; океанах приводит&nbsp; к&nbsp; возникновению&nbsp; течений,&nbsp; которые <br>существенно&nbsp; влияют&nbsp; на&nbsp; климат.&nbsp; Резкие&nbsp; колебания&nbsp; температуры&nbsp; в&nbsp; горных&nbsp; районах&nbsp; вызывают&nbsp; расширение&nbsp; и&nbsp; сжатие&nbsp; горных&nbsp; пород.&nbsp; А&nbsp; поскольку&nbsp; степень&nbsp; расширения&nbsp; зависит&nbsp; от&nbsp; вида породы,&nbsp; то&nbsp; расширения&nbsp; и&nbsp; сжатия&nbsp; происходят неравномерно,&nbsp; и&nbsp; в&nbsp; результате&nbsp; образуются&nbsp; трещины,&nbsp; которые&nbsp; приводят&nbsp; к&nbsp; разрушению&nbsp; этих <br>пород.
-<br>Ниже&nbsp; в&nbsp; таблице&nbsp; приведены&nbsp; температурные&nbsp; коэффициенты&nbsp; линейного расширения некоторых веществ.
+Тепловое&nbsp; расширение&nbsp; приходится&nbsp; принимать&nbsp; во&nbsp; внимание&nbsp; при&nbsp; строительстве&nbsp; мостов и&nbsp; линий&nbsp; электропередач,&nbsp; прокладывании&nbsp; труб отопления,&nbsp; укладке&nbsp; железнодорожных&nbsp; рельсов,&nbsp; изготовлении&nbsp; железобетонных&nbsp; конструкций и&nbsp; во многих других&nbsp; случаях.
-''<br>Тепературные коэффициенты линейного расширения некоторых&nbsp; веществ''
+Явление теплового расширения широко используется&nbsp; в&nbsp; технике&nbsp; и&nbsp; быту.&nbsp; Так,&nbsp; для&nbsp; автоматического&nbsp; замыкания&nbsp; и&nbsp; размыкания&nbsp; электрических&nbsp; цепей&nbsp; используют&nbsp; биметаллические пластинки —&nbsp; они&nbsp; состоят&nbsp; из двух полос&nbsp; с&nbsp; разным&nbsp; коэффициентом&nbsp; линейного&nbsp; расширения (рис.&nbsp; 2.33).&nbsp; Тепловое&nbsp; расширение&nbsp; воздуха&nbsp; помогает&nbsp; равномерно&nbsp; прогреть&nbsp; квартиру,&nbsp; охладить&nbsp; продукты&nbsp; в&nbsp; холодильнике,&nbsp; проветрить комнату.<br>
-[[Image:7.10-25.jpg]]
+[[Image:7.10-26.jpg]]
+''Рис. 2.33.&nbsp; Для изготовления автоматических предохранителей (а), для автоматического включения и выключения нагревательных приборов (б) широко используются биметаллические пластинки (в). Один из металлов при увеличении температуры расширяется намного больше, чем другой, в результате этого пластинка изгибается (г) и электрическая цепь размыкается (или замыкается)''
-'''4. Знакомимся с тепловым расширением в природе и технике'''
+<br>'''5.&nbsp; Учимся решать задачи'''
-Способность&nbsp; тел&nbsp; расширяться&nbsp; во&nbsp; время нагревания&nbsp; и&nbsp; сжиматься&nbsp; во&nbsp; время&nbsp; охлаждения&nbsp; играет&nbsp; очень&nbsp; важную&nbsp; роль&nbsp; в&nbsp; природе.&nbsp; Поверхность&nbsp; Земли&nbsp; прогревается&nbsp; неравномерно. В&nbsp; результате&nbsp; воздух&nbsp; вблизи&nbsp; Земли&nbsp; также&nbsp; расширяется&nbsp; неравномерно,&nbsp; и&nbsp; образуется&nbsp; ветер, предопределяющий&nbsp; изменение&nbsp; погоды.&nbsp; Неравномерное прогревание воды&nbsp; в морях и&nbsp; океанах приводит&nbsp; к&nbsp; возникновению&nbsp; течений,&nbsp; которые <br>существенно&nbsp; влияют&nbsp; на&nbsp; климат.&nbsp; Резкие&nbsp; колебания&nbsp; температуры&nbsp; в&nbsp; горных&nbsp; районах&nbsp; вызывают&nbsp; расширение&nbsp; и&nbsp; сжатие&nbsp; горных&nbsp; пород.&nbsp; А&nbsp; поскольку&nbsp; степень&nbsp; расширения&nbsp; зависит&nbsp; от&nbsp; вида породы,&nbsp; то&nbsp; расширения&nbsp; и&nbsp; сжатия&nbsp; происходят неравномерно,&nbsp; и&nbsp; в&nbsp; результате&nbsp; образуются&nbsp; трещины,&nbsp; которые&nbsp; приводят&nbsp; к&nbsp; разрушению&nbsp; этих <br>пород.
+'''Задача'''. Длина&nbsp; стального&nbsp; железнодорожного рельса&nbsp; при&nbsp; температуре&nbsp; О <sup>о</sup>C&nbsp; равна&nbsp; 8&nbsp; г. На сколько увеличится его длина в знойный летний день при температуре 40 °С?
-Тепловое&nbsp; расширение&nbsp; приходится&nbsp; принимать&nbsp; во&nbsp; внимание&nbsp; при&nbsp; строительстве&nbsp; мостов и&nbsp; линий&nbsp; электропередач,&nbsp; прокладывании&nbsp; труб отопления,&nbsp; укладке&nbsp; железнодорожных&nbsp; рельсов,&nbsp; изготовлении&nbsp; железобетонных&nbsp; конструкций и&nbsp; во многих других&nbsp; случаях.
+Анализ&nbsp; условия&nbsp; задачи.&nbsp; Зная,&nbsp; как&nbsp; изменяется&nbsp; длина&nbsp; стальной&nbsp; детали&nbsp; вследствие&nbsp; нагревания&nbsp; на&nbsp; 1 °С,&nbsp; т.&nbsp; е.&nbsp; зная&nbsp; температурный&nbsp; коэффициент&nbsp; линейного&nbsp; расширения&nbsp; стали,&nbsp; мы найдем, на сколько изменится длина рельса вследствие нагревания на 40 °С. Температурный&nbsp; коэффициент&nbsp; линейного&nbsp; расширения&nbsp; стали&nbsp; найдем&nbsp; по&nbsp; таблице,&nbsp; приведенной&nbsp; выше.
-Явление теплового расширения широко используется&nbsp; в&nbsp; технике&nbsp; и&nbsp; быту.&nbsp; Так,&nbsp; для&nbsp; автоматического&nbsp; замыкания&nbsp; и&nbsp; размыкания&nbsp; электрических&nbsp; цепей&nbsp; используют&nbsp; биметаллические пластинки —&nbsp; они&nbsp; состоят&nbsp; из двух полос&nbsp; с&nbsp; разным&nbsp; коэффициентом&nbsp; линейного&nbsp; расширения (рис.&nbsp; 2.33).&nbsp; Тепловое&nbsp; расширение&nbsp; воздуха&nbsp; помогает&nbsp; равномерно&nbsp; прогреть&nbsp; квартиру,&nbsp; охладить&nbsp; продукты&nbsp; в&nbsp; холодильнике,&nbsp; проветрить комнату.
+[[Image:7.10-27.jpg]]<br>
+*'''Подводим итоги'''
+Твердые&nbsp; тела,&nbsp; жидкости&nbsp; и&nbsp; газы&nbsp; во&nbsp; время&nbsp; нагревания,&nbsp; как&nbsp; правило, расширяются.&nbsp; Причина&nbsp; теплового&nbsp; расширения&nbsp; в&nbsp; том,&nbsp; что&nbsp; с&nbsp; увеличением температуры&nbsp; увеличивается&nbsp; скорость&nbsp; движения&nbsp; атомов&nbsp; и&nbsp; молекул.&nbsp; В&nbsp; результате&nbsp; увеличивается&nbsp; среднее&nbsp; расстояние&nbsp; между&nbsp; атомами&nbsp; (молекулами). Тепловое расширение твердых веществ характеризуется коэффициентом линейного расширения.&nbsp; Коэффициент линейного&nbsp; расширения численно&nbsp; равен отношению изменения длины&nbsp; тела&nbsp; вследствие нагревания&nbsp; его&nbsp; на 1<sup>о</sup>C&nbsp; и&nbsp; его начальной длины&nbsp; [[Image:7.10-28.jpg]]
-[[Image:7.10-26.jpg]]
-''Рис. 2.33.&nbsp; Для изготовления автоматических предохранителей (а), для автоматического включения и выключения нагревательных приборов (б) широко используются биметаллические пластинки (в). Один из металлов при увеличении температуры расширяется намного больше, чем другой, в результате этого пластинка изгибается (г) и электрическая цепь размыкается (или замыкается)''
-<br>'''5.&nbsp; Учимся решать задачи'''
+*'''Контрольные вопросы'''
-'''Задача'''. Длина&nbsp; стального&nbsp; железнодорожного рельса&nbsp; при&nbsp; температуре&nbsp; О <sup>о</sup>C&nbsp; равна&nbsp; 8&nbsp; г. На сколько увеличится его длина в знойный летний день при температуре 40 °С?
+''1.&nbsp; Приведите примеры,&nbsp; подтверждающие,&nbsp; что&nbsp; твердые&nbsp; тела,&nbsp; жидкости и&nbsp; газы расширяются во время нагревания.&nbsp; ''
+''2.&nbsp; Опишите опыт,&nbsp; демонстрирующий тепловое расширение жидкостей.&nbsp; ''
+''3.&nbsp; В чем причина увеличения объема тел во время нагревания?&nbsp; ''
+''4.&nbsp; От чего,&nbsp; кроме температуры,&nbsp; зависит&nbsp; изменение&nbsp; размеров&nbsp; тел&nbsp; во&nbsp; время&nbsp; их&nbsp; нагревания (охлаждения)?&nbsp; ''
+''5.&nbsp; В&nbsp; каких&nbsp; единицах&nbsp; измеряется&nbsp; коэффициент&nbsp; линейного расширения?''
+*'''Упражнения'''
+. Выберите все правильные&nbsp; ответы. Когда тело&nbsp; охлаждается,&nbsp; то:
+а)&nbsp; скорость движения&nbsp; его молекул уменьшается;<br>б) скорость движения&nbsp; его молекул увеличивается;<br>в) расстояние между его молекулами уменьшается;<br>г) расстояние между его молекулами увеличивается.
+.&nbsp; Как&nbsp; изменится&nbsp; объем&nbsp; воздушного шарика,&nbsp; если&nbsp; мы&nbsp; перенесем&nbsp; его из холодного помещения в теплое? Почему?<br>3. Что происходит с расстояниями между частичками жидкости в термометре в&nbsp; случае похолодания?<br>4.&nbsp; Правильным&nbsp; ли&nbsp; является&nbsp; утверждение,&nbsp; что&nbsp; во&nbsp; время&nbsp; нагревания тело увеличивает&nbsp; свои&nbsp; размеры,&nbsp; так&nbsp; как&nbsp; размеры&nbsp; его молекул увеличиваются? Если&nbsp; нет,&nbsp; предложите&nbsp; свой,&nbsp; исправленный,&nbsp; вариант.<br>5 . Зачем&nbsp; на&nbsp; точных&nbsp; измерительных&nbsp; приборах&nbsp; указывают&nbsp; температуру?<br>6.&nbsp; Вспомните&nbsp; опыт&nbsp; с&nbsp; медным шариком,&nbsp; который&nbsp; вследствие&nbsp; нагревания&nbsp; застревал&nbsp; в&nbsp; кольце&nbsp; (см.&nbsp; рис. 2.32).&nbsp; Как&nbsp; изменились&nbsp; вследствие нагревания:&nbsp; объем&nbsp; шара;&nbsp; его&nbsp; масса;&nbsp; плотность;&nbsp; средняя&nbsp; скорость движения атомов?<br>7.&nbsp; После&nbsp; того&nbsp; как&nbsp; пар&nbsp; кипящей&nbsp; воды&nbsp; пропустили&nbsp; через&nbsp; латунную трубку,&nbsp; длина трубки увеличилась на&nbsp; 1,62 мм. Чему равен коэффициент&nbsp; линейного&nbsp; расширения&nbsp; латуни,&nbsp; если&nbsp; при&nbsp; температуре&nbsp; 15 0C <br>длина&nbsp; трубки&nbsp; равна&nbsp; 1 м?&nbsp; Напоминаем,&nbsp; что&nbsp; температура&nbsp; кипящей воды&nbsp; равна&nbsp; 100 °С.<br>8.&nbsp; Платиновый провод длиной&nbsp; 1,5 м находился при&nbsp; температуре 0 °С. Вследствие&nbsp; пропускания&nbsp; электрического&nbsp; тока&nbsp; провод&nbsp; раскалился и&nbsp; удлинился на&nbsp; 15 мм. До какой температуры он был нагрет?<br>9.&nbsp; Медный лист прямоугольной формы,&nbsp; размеры&nbsp; которого при&nbsp; температуры&nbsp; 20 0C&nbsp; составляют&nbsp; 60&nbsp; см х 50&nbsp; см,&nbsp; нагрели&nbsp; до&nbsp; 600 °С.&nbsp; Как&nbsp; изменилась площадь листа?
-Анализ&nbsp; условия&nbsp; задачи.&nbsp; Зная,&nbsp; как&nbsp; изменяется&nbsp; длина&nbsp; стальной&nbsp; детали&nbsp; вследствие&nbsp; нагревания&nbsp; на&nbsp; 1 °С,&nbsp; т.&nbsp; е.&nbsp; зная&nbsp; температурный&nbsp; коэффициент&nbsp; линейного&nbsp; расширения&nbsp; стали,&nbsp; мы
-<br>найдем, на сколько изменится длина рельса вследствие нагревания на 40 °С. <br>Температурный&nbsp; коэффициент&nbsp; линейного&nbsp; расширения&nbsp; стали&nbsp; найдем&nbsp; по&nbsp; таб<br>лице,&nbsp; приведенной&nbsp; выше.<br>Поиск математической модели<br>По&nbsp; определению&nbsp; температурного&nbsp; коэффициента линей<br>ного расширения:<br>AZ<br>а - -------<br>I0At<br>Решение&nbsp; и анализ результатов<br>Из формулы для определения температурного коэффици<br>ента линейного расширения найдем удлинение рельса:<br>Al = Cd0At •<br>Поскольку At =&nbsp; t&nbsp; -&nbsp;&nbsp; t0,&nbsp; получаем Al = aIJt&nbsp; -&nbsp;&nbsp; i0). <br>Проверим единицу искомой величины:<br>[ I - Z0] =&nbsp; ^ - M - CC = M.<br>Найдем числовое значение:<br>{I - 10&nbsp; } = 0,000012- 8- (4 0 -0 )&nbsp; = 0,00393,&nbsp; таким образом, <br>I - I 0&nbsp; = 0,00392 м = 3,92 мм.<br>Проанализируем&nbsp; результат:&nbsp; увеличение&nbsp; длины&nbsp; рельса <br>вполне реально.<br>Ответ:&nbsp; длина рельса увеличилась на 3,92 мм.<br>О&nbsp;&nbsp; ПОДВОДИМ итоги<br>Твердые&nbsp; тела,&nbsp; жидкости&nbsp; и&nbsp; газы&nbsp; во&nbsp; время&nbsp; нагревания,&nbsp; как&nbsp; правило, <br>расширяются.&nbsp; Причина&nbsp; теплового&nbsp; расширения&nbsp; в&nbsp; том,&nbsp; что&nbsp; с&nbsp; увеличением <br>температуры&nbsp; увеличивается&nbsp; скорость&nbsp; движения&nbsp; атомов&nbsp; и&nbsp; молекул.&nbsp; В&nbsp; ре<br>зультате&nbsp; увеличивается&nbsp; среднее&nbsp; расстояние&nbsp; между&nbsp; атомами&nbsp; (молекулами). <br>Тепловое расширение твердых веществ характеризуется коэффициентом ли<br>нейного расширения.&nbsp; Коэффициент линейного&nbsp; расширения численно&nbsp; равен <br>отношению изменения длины&nbsp; тела&nbsp; вследствие нагревания&nbsp; его&nbsp; на&nbsp; I&nbsp; 0C&nbsp; и&nbsp; его<br>Al<br>начальной длины&nbsp; а = ------- .<br>I0&nbsp; At<br>О&nbsp; Контрольные вопросы&nbsp; ............. ... ... ................... ....-.... .........<br>I.&nbsp; Приведите примеры,&nbsp; подтверждающие,&nbsp; что&nbsp; твердые&nbsp; тела,&nbsp; жидкос<br>ти и&nbsp; газы расширяются во время нагревания.&nbsp; 2.&nbsp; Опишите опыт,&nbsp; де<br>монстрирующий тепловое расширение жидкостей.&nbsp; 3.&nbsp; В чем причина <br>увеличения объема тел во время нагревания?&nbsp; 4.&nbsp; От чего,&nbsp; кроме тем<br>пературы,&nbsp; зависит&nbsp; изменение&nbsp; размеров&nbsp; тел&nbsp; во&nbsp; время&nbsp; их&nbsp; нагревания <br>(охлаждения)?&nbsp; 5.&nbsp; В&nbsp; каких&nbsp; единицах&nbsp; измеряется&nbsp; коэффициент&nbsp; ли<br>нейного расширения?<br>Дано:<br>I0-&nbsp; 8&nbsp; м <br>t0 = 0 °С <br>t = 40 0C<br>а = 0,000012&nbsp; 1/°С
+*'''Экспериментальные задания&nbsp;'''
+. Как,&nbsp; имея&nbsp; дощечку,&nbsp; молоток,&nbsp; два&nbsp; гвоздика,&nbsp; спиртовку&nbsp; и&nbsp; пинцет, показать,&nbsp; что&nbsp; размер&nbsp; монеты&nbsp; в&nbsp; 5&nbsp; копеек&nbsp; во&nbsp; время&nbsp; нагревания&nbsp; увеличивается? Выполните соответствующий опыт.&nbsp; Объясните наблюдаемое явление.
-/'&nbsp; Упражнения&nbsp; — ..... ......и д = а .............. — .....................<br>I» Выберите все правильные&nbsp; ответы. Когда тело&nbsp; охлаждается,&nbsp; то:<br>а)&nbsp; скорость движения&nbsp; его молекул уменьшается;<br>б) скорость движения&nbsp; его молекул увеличивается;<br>в) расстояние между его молекулами уменьшается;<br>г) расстояние между его молекулами увеличивается.<br>2&nbsp; Как&nbsp; изменится&nbsp; объем&nbsp; воздушного шарика,&nbsp; если&nbsp; мы&nbsp; перенесем&nbsp; его <br>из холодного помещения в теплое? Почему?<br>3. Что происходит с расстояниями между частичками жидкости в тер<br>мометре в&nbsp; случае похолодания?<br>4&nbsp; Правильным&nbsp; ли&nbsp; является&nbsp; утверждение,&nbsp; что&nbsp; во&nbsp; время&nbsp; нагревания <br>тело увеличивает&nbsp; свои&nbsp; размеры,&nbsp; так&nbsp; как&nbsp; размеры&nbsp; его молекул уве<br>личиваются? Если&nbsp; нет,&nbsp; предложите&nbsp; свой,&nbsp; исправленный,&nbsp; вариант.<br>5&nbsp; Зачем&nbsp; на&nbsp; точных&nbsp; измерительных&nbsp; приборах&nbsp; указывают&nbsp; темпера<br>туру?<br>в&nbsp; Вспомните&nbsp; опыт&nbsp; с&nbsp; медным шариком,&nbsp; который&nbsp; вследствие&nbsp; нагрева<br>ния&nbsp; застревал&nbsp; в&nbsp; кольце&nbsp; (см.&nbsp; рис.&nbsp; 2.32).&nbsp; Как&nbsp; изменились&nbsp; вследствие <br>нагревания:&nbsp; объем&nbsp; шара;&nbsp; его&nbsp; масса;&nbsp; плотность;&nbsp; средняя&nbsp; скорость <br>движения атомов?<br>7.&nbsp; После&nbsp; того&nbsp; как&nbsp; пар&nbsp; кипящей&nbsp; воды&nbsp; пропустили&nbsp; через&nbsp; латунную <br>трубку,&nbsp; длина трубки увеличилась на&nbsp; 1,62 мм. Чему равен коэффи<br>циент&nbsp; линейного&nbsp; расширения&nbsp; латуни,&nbsp; если&nbsp; при&nbsp; температуре&nbsp; 15 0C <br>длина&nbsp; трубки&nbsp; равна&nbsp; I&nbsp; м?&nbsp; Напоминаем,&nbsp; что&nbsp; температура&nbsp; кипящей <br>воды&nbsp; равна&nbsp; 100 °С.<br>8&nbsp; Платиновый провод длиной&nbsp; 1,5 м находился при&nbsp; температуре 0 °С. <br>Вследствие&nbsp; пропускания&nbsp; электрического&nbsp; тока&nbsp; провод&nbsp; раскалился <br>и&nbsp; удлинился на&nbsp; 15 мм. До какой температуры он был нагрет?<br>9&nbsp; Медный лист прямоугольной формы,&nbsp; размеры&nbsp; которого при&nbsp; темпе<br>ратуры&nbsp; 20 0C&nbsp; составляют&nbsp; 60&nbsp; см х 50&nbsp; см,&nbsp; нагрели&nbsp; до&nbsp; 600 °С.&nbsp; Как&nbsp; из<br>менилась площадь листа?<br>ф&nbsp;&nbsp; Экспериментальные задания&nbsp; .......- г......в .у-.&nbsp; -пт ■■ м ...........им 1 ...<br>I&nbsp; Как,&nbsp; имея&nbsp; дощечку,&nbsp; молоток,&nbsp; два&nbsp; гвоздика,&nbsp; спиртовку&nbsp; и&nbsp; пинцет, <br>показать,&nbsp; что&nbsp; размер&nbsp; монеты&nbsp; в&nbsp; 5&nbsp; копеек&nbsp; во&nbsp; время&nbsp; нагревания&nbsp; уве<br>личивается? Выполните соответствующий опыт.&nbsp; Объясните наблю<br>даемое явление.<br>Наполните бутылку водой&nbsp; так,&nbsp; чтобы внутри&nbsp; остался пузырек&nbsp; воз<br>духа. Нагрейте&nbsp; бутылку в&nbsp; горячей&nbsp; воде.&nbsp; Проследите,&nbsp; как изменят<br>ся размеры пузырька. Объясните результат.<br>.<br>
+. Наполните бутылку водой&nbsp; так,&nbsp; чтобы внутри&nbsp; остался пузырек&nbsp; воздуха. Нагрейте&nbsp; бутылку в&nbsp; горячей&nbsp; воде.&nbsp; Проследите,&nbsp; как изменятся размеры пузырька. Объясните результат..<br>
 <br> ''Физика. 7 класс: Учебник / Ф. Я. Божинова, Н. М. Кирюхин, Е. А. Кирюхина. — X.: Издательство «Ранок», 2007. — 192 с.: ил.''
   '''<u>Содержание урока</u>'''

Авторські права | Privacy Policy |FAQ | Партнери | Контакти | Кейс-уроки

© Автор системы образования 7W и Гипермаркета Знаний - Владимир Спиваковский

При использовании материалов ресурса
ссылка на edufuture.biz обязательна (для интернет ресурсов - гиперссылка).
edufuture.biz 2008-© Все права защищены.
Сайт edufuture.biz является порталом, в котором не предусмотрены темы политики, наркомании, алкоголизма, курения и других "взрослых" тем.

Разработка - Гипермаркет знаний 2008-

Ждем Ваши замечания и предложения на email:
По вопросам рекламы и спонсорства пишите на email: