Mực chất lỏng dâng lên khi được làm nóng
Giáo viên đặt bình chứa chất lỏng màu có nút và ống nhỏ vào nước ấm. Sau khi được làm nóng, chất lỏng nở ra và mực trong ống dâng lên. Chuyển sang nước mát, chất lỏng co lại, mực hạ xuống. Bình và ống được lắp đúng để phần thay đổi thể tích thể hiện ở mực trong ống.
Với các bình và ống giống nhau, lượng chất lỏng ban đầu bằng nhau và cùng độ tăng nhiệt độ, mực các chất lỏng có thể dâng khác nhau. Các chất lỏng khác nhau nở vì nhiệt khác nhau.
Nhiệt kế chất lỏng dùng sự thay đổi mực trong ống để chỉ nhiệt độ. Không tự dùng chất độc, nước nóng hoặc tháo nhiệt kế để thử; thực hành theo giáo viên.
Bài luyện
Trong thí nghiệm với chất lỏng nở thông thường, mực trong ống nhỏ dâng sau khi bình được làm ấm. Giải thích nào phù hợp?
Đúng: mực dâng giúp quan sát sự nở.
Nhận năng lượng không đồng nghĩa được thêm chất lỏng.
Bình nở mà chất lỏng không nở không giải thích mực dâng trong bố trí này.
Sự nở xảy ra khi nóng lên, không cần đun sôi.
Lời giải
Chất lỏng được làm ấm và nở ra. Trong bố trí bình có ống nhỏ, phần thay đổi thể tích làm mực trong ống dâng lên, dù lượng chất không tăng và chưa sôi. Đáp án A.
Bài luyện
So sánh độ nở của hai chất lỏng bằng mức dâng trong ống, bố trí nào phù hợp?
Mực dâng còn phụ thuộc bố trí và độ tăng nhiệt độ.
Đúng: giữ các điều kiện cần so sánh như nhau.
Cùng màu không đảm bảo điều kiện so sánh độ nở.
Cần biết mực đầu và sự thay đổi nhiệt độ của từng chất.
Lời giải
Mức dâng trong ống phụ thuộc cả độ nở và kích thước bình, ống. Giữ bình, ống giống nhau, cùng lượng ban đầu và độ tăng nhiệt độ giúp so sánh ảnh hưởng của loại chất lỏng. Đáp án B.
Nước ở gần 0 °C cần xét riêng
Phần lớn chất lỏng quen thuộc nở khi nóng lên và co khi lạnh đi trong khoảng nhiệt độ đang học. Riêng một lượng nước lỏng từ 0 °C đến 4 °C, khi nóng lên thì thể tích giảm, khối lượng riêng tăng. Nước lỏng có khối lượng riêng lớn nhất ở khoảng 4 °C.
Từ 4 °C trở lên trong các trường hợp đang xét, nước lại nở khi nóng lên. Vì vậy không áp dụng câu “làm nóng chất lỏng luôn tăng thể tích” cho mọi khoảng nhiệt độ của nước. Cùng lượng nước tức khối lượng không đổi; khối lượng riêng thay đổi vì thể tích thay đổi.
Bài luyện
Cùng một lượng nước lỏng được làm nóng từ 1 °C lên 4 °C. Thể tích và khối lượng riêng thay đổi thế nào?
Trong khoảng 0–4 °C, nước có sự nở đặc biệt.
Khối lượng không đổi nên hai đại lượng không cùng tăng như vậy.
Đúng: nước co lại khi nóng lên trong khoảng này.
Đề xét cùng lượng nước, không thêm chất.
Lời giải
Trong khoảng từ 0 °C đến 4 °C, nước lỏng nóng lên thì thể tích giảm. Khối lượng giữ nguyên, nên theo quan hệ khối lượng riêng bằng khối lượng chia thể tích, khối lượng riêng tăng. Đáp án C.