Question

[Nguyễn Huỳnh Phương Thảo]

Một thanh nhôm và một thanh sắt ở 20°C chúng có tiết diện ngang bằng nhau, chiều dài làn lượt là 100mm và 101mm. a) Tính nhiệt độ ở đó hai thanh có chiều dài bằng nhau. b) Tính nhiệt độ ở đó hai thanh có thể tích bằng nhau. Biết hệ số nở dài của nhôm là 2,4.10^-5 K^-1 và hệ số nở dài của sắt là 1,2.10^-5 K^-1.

Answer 1

[nguyễn thị hương giang]

Tóm tắt: \(l_{01}=100mm;l_{02}=101mm\)

              \(\alpha_1=2,4\cdot10^{-5}K^{-1};\alpha_2=1,2\cdot10^{-5}K^{-1}\)

Lời giải:

a)Chiều dài thanh nhôm ở \(t^oC\) là:

    \(l_1=l_{01}\cdot\left[1+\alpha_1\left(t-t_0\right)\right]=100\cdot\left[1+2,4\cdot10^{-5}\cdot\left(t-20\right)\right]\)

   Chiều dài thanh sắt  \(t^oC\) là:

    \(l_2=l_{02}\cdot\left[1+\alpha_2\left(t-t_0\right)\right]=101\cdot\left[1+1,2\cdot10^{-5}\cdot\left(t-20\right)\right]\)

   Để hai thanh có chiều dài bằng nhau.\(\Rightarrow l_1=l_2\)

   \(100\cdot\left[1+2,4\cdot10^{-5}\cdot\left(t-20\right)\right]=101\cdot\left[1+1,2\cdot10^{-5}\cdot\left(t-20\right)\right]\)

   \(\Rightarrow t=861,75^oC\)

b)Hệ số nở khối: \(\beta=3\alpha\)

   Thể tích thanh nhôm ở \(t^oC\) là:

   \(V_1=V_{01}\cdot\left[1+\beta_1\left(t-t_0\right)\right]=100s\cdot\left[1+3\cdot2,4\cdot10^{-5}\left(t-20\right)\right]\)

   Thể tích thanh sắt ở \(t^oC\) là:

   \(V_2=V_{02}\cdot\left[1+\beta_2\left(t-t_0\right)\right]=101s\cdot\left[1+3\cdot1,2\cdot10^{-5}\cdot\left(t-20\right)\right]\)

   Để hai thanh có thể tích bằng nhau: \(V_1=V_2\)

   \(\Rightarrow100s\cdot\left[1+3\cdot2,4\cdot10^{-5}\cdot\left(t-20\right)\right]=101s\cdot\left[1+3\cdot1,2\cdot10^{-5}\cdot\left(t-20\right)\right]\)

   \(\Rightarrow t=21,4^oC\)