Giải chi tiết Câu 29.11 Bài 29. Sự nở vì nhiệt (trang 79, 80, 81, 82) – SBT Khoa học tự nhiên (KHTN) lớp 8 Kết nối tri thức. Hướng dẫn: Áp dụng lí thuyết sự nở vì nhiệt của chất rắn.
Câu hỏi/Đề bài:
Điều kì lạ về tháp Eiffel
Tháp Eiffel là một công trình kiến trúc bằng thép được xây dựng tại công viên Champ de Mars, trên bờ sông Seine ở thủ đô Paris của nước Pháp. Tháp được xây dựng để làm biểu tượng cho Triển lãm thế giới tổ chức vào năm 1889 nhân dịp kỉ niệm 100 năm Cách mạng Pháp.
Chiều cao của tháp hiện nay là 330 m, khối lượng của tháp là 109 859 kg, gồm 18 038 tấm thép được hàn nối chặt chẽ với nhau.
Do được làm bằng thép nên chiều cao của tháp thay đổi rõ ràng theo nhiệt độ. Trong ngày nắng nóng kỉ lục vào năm 1976 độ tăng chiều cao của tháp lên tới 18 cm. Ngược lại, do có cấu trúc rất thoáng và chắc chắn nên chiều cao của tháp rất ít bị ảnh hưởng bởi gió.
Vào những ngày mùa hè nắng nóng, bầu trời quang đãng, các thiết bị ghi tự động gắn trên tháp cho thấy đỉnh tháp chuyển động theo một cung tròn có bán kính khoảng 15 cm.
a) Sự thay đổi chiều cao của tháp Eiffel là do:
A. Gió thổi vào tháp.
B. Sự rung động của nền đất xây dựng tháp.
C. Sự nở vì nhiệt của chất rắn.
D. Số người lên tháp tham quan quá lớn.
b) Đánh giá các câu giải thích sau đây về nguyên nhân làm đỉnh tháp Eiffel di chuyển theo một cung tròn được nêu trong phần đọc hiểu.
|
Nội dung |
Đánh giá |
|
|
Đúng |
Sai |
|
|
a) Do sự dao động của đỉnh tháp dưới tác dụng của gió. |
? |
? |
|
b) Do chỉ có một mặt của tháp nhận được ánh nắng mặt trời, các mặt còn lại không nhận được ánh nắng mặt trời nên tháp bị cong lên giống như băng kép khi bị hơ nóng một mặt. |
? |
? |
|
c) Do khi Mặt Trời mọc thì tháp nóng lên, khi Mặt Trời lặn thì tháp nguội đi. |
? |
? |
|
d) Do tác động của khách tham quan. |
? |
? |
c) Biết trong ngày nắng nóng kỉ lục năm 1976, độ tăng chiều cao của tháp Eiffel lên tới 18 cm. Hãy tìm cách dựa vào số liệu trên để xác định gần đúng độ tăng nhiệt độ của thành phố Paris trong ngày nói trên. Giải thích tại sao kết quả tìm được chỉ là gần đúng.
Hướng dẫn:
Áp dụng lí thuyết sự nở vì nhiệt của chất rắn
Lời giải:
a, Đáp án đúng C
Sự thay đổi chiều cao của tháp Eiffel là do hiệu ứng giãn nở nhiệt. Vào mùa hè, tháp có thể cao hơn khoảng 17cm.
|
Nội dung |
Đánh giá |
|
|
Đúng |
Sai |
|
|
a) Do sự dao động của đỉnh tháp dưới tác dụng của gió. |
|
Sai |
|
b) Do chỉ có một mặt của tháp nhận được ánh nắng mặt trời, các mặt còn lại không nhận được ánh nắng mặt trời nên tháp bị cong lên giống như băng kép khi bị hơ nóng một mặt. |
Đúng |
|
|
c) Do khi Mặt Trời mọc thì tháp nóng lên, khi Mặt Trời lặn thì tháp nguội đi. |
|
Không hoàn toàn sai |
|
d) Do tác động của khách tham quan. |
|
Sai |
c, (\Delta t = \frac{\Delta l}{\alpha.l_{0}}=\frac{0,18}{12.10^{-6}.330}=45\) d, Cách tính không cho kết quả đúng vì hệ số nở dài của một chất là độ nở dài tỉ dõi của một thanh dài hình trụ làm bằng chất đó, không phải là độ nở dài tỉ đối của một kết cấu hình tháp rỗng như tháp Eiffel. Do đó, chỉ có thể nói là độ chênh lệch nhiệt độ trong ngày đó vào khoảng 20 °C đến 30 °C thôi.