Đun nước là công việc quen thuộc mà chúng ta thường làm trong mỗi gia đình. Vậy bạn có bao giờ thắc mắc tại sao khi đun nước ta không nên đổ nước thật đầy ấm? Lý thuyết vật lí nào sẽ giải thích cho câu hỏi thú vị này. Hãy cùng theo chân GiaiNgo tìm đáp án nào!
Khi đun nước ta không nên đổ nước thật đầy ấm vì khi nước sôi sẽ dẫn đến việc nước tràn ra khỏi ấm. Lý giải cho hiện tượng này, chúng ta hãy nhớ lại kiến thức sự nở vì nhiệt của các loại chất trong chương trình Vật Lý lớp 6.
Khi được đun sôi, nước sẽ nở lên do nhiệt độ tăng cao. Nước bị làm nóng sẽ nở ra dẫn đến thể tích cũng tăng lên. Kèm theo đó là khi nước sôi sẽ có bọt khí thoát ra từ đáy ấm nước, làm nước trên mặt bị khuấy động mạnh. Từ đó dẫn đến việc nước trong ấm bị bắn trào ra ngoài.
Đun nước sôi mà đổ đầy ấm thì thật nguy hiểm. Khi đun bằng bếp củi, nước sôi sẽ khiến nước tràn xuống bếp làm tắt mất lửa. Đun bằng ấm điện thì có thể khiến nước tràn chảy xuống đế ấm, dễ gây ra cháy nổ, chập điện. Chúng ta không thể tự ngắt điện khi sôi hoặc có thể hở giật khi cầm tay vào ấm nước.
Bên cạnh đó, đổ quá đầy nước sẽ khiến cho việc xách quai ấm gặp khó khăn do hơi nước bốc lên cao, có thể gây bỏng tay nhẹ hoặc nặng.
Người ta không đóng chai nước ngọt đầy vì để tránh trường hợp bị bung nút chai trong quá trình vận chuyển. Nhiều người thường nói đùa rằng, nhà sản xuất đã ăn gian giảm bớt lượng nước ngọt nên không đóng đầy chai. Nhưng thực tế, vì nhiệt độ nơi sản xuất thường thấp hơn nhiệt độ nơi bảo quản nước ngọt.
Trong quá trình di chuyển, nước ngọt trong chai nóng lên, nở ra làm cho thể tích tăng lên. Khi bị nắp chai cản trở sẽ gây ra một lực rất lớn làm bật nắp chai. Cho nên, người ta không bao giờ đóng chai nước ngọt thật đầy.
Ngoài ra, còn một điểm thú vị trong đóng chai nước ngọt là người ta dùng nắp nhựa xoắn đối với chai nhựa và dùng nắp kim loại đối với chai thủy tinh. Những kỹ thuật này đều phục vụ mục đích an toàn, giảm đổ vỡ khi vận chuyển các chai nước.
Các chai đựng chất lỏng có nút đậy kín, người ta không đổ chất lỏng vào thật đầy chai là vì:
Chất lỏng gần như là không bị thay đổi thể tích khi bị nén. Vì vậy nếu đổ đầy hoàn toàn khi nhiệt độ cao thì sẽ dẫn đến hiện tượng chai dễ bị vỡ.
Ngoài ra, do bên trong chai có chứa khí CO2 hòa tan dưới áp suất cao, khi chúng ta mở nắp (áp suất khí quyển), có một phần khí sẽ bị thoát ra. Nếu đổ quá đầy chai thì khi mở, chất lỏng sẽ bị trào ra ngoài.
Thí nghiệm sự nở vì nhiệt của chất lỏng
Đổ đầy nước màu vào một bình cầu. Nút chặt bình bằng cao su có một ống thủy tinh cắm xuyên qua. Nước màu dâng lên trong ống.
Khi nhúng bình cầu đựng nước màu vào chậu nước nóng thì mực nước trong ống dâng lên. Điều này chứng minh chất lỏng sẽ nở ra khi nóng lên.
Khi nhúng bình cầu đựng nước màu vào chậu nước lạnh thì mực nước giảm xuống. Điều này chứng minh chất lỏng sẽ co lại khi gặp lạnh.
Các chất lỏng khác nhau có sự nở vì nhiệt khác nhau
Ta có ba bình cầu như trên có chứa lần lượt là rượu, dầu, nước với thể tích ban đầu của chất lỏng là như nhau. Nhúng cùng lúc ba bình vào trong chậu nước nóng để chúng cùng tăng nhiệt độ như nhau. Khi đó các mực nước trong ba ống thủy tinh đựng chất lỏng sẽ dâng cao lên khác nhau.
Vì thế, ta kết luật các chất lỏng khác nhau thì sự nở vì nhiệt của chúng cũng khác nhau.
Giải thích sự nở vì nhiệt của chất lỏng
Để giải thích các hiện tượng trong đời sống, ta dựa vào lý thuyết sự nở vì nhiệt của chất lỏng sau đây:
Lưu ý: Khi giãn nở thể tích của chất lỏng tăng nhưng khối lượng của nó vẫn không thay đổi (trừ trường hợp đặc biệt là nước, khi tăng nhiệt độ tăng từ 0°C đến 4°C thể tích của nước bị giảm đi chứ không tăng lên).
Qua bài viết trên, chắc hẳn bạn đã có đáp án trả lời cho câu hỏi Tại sao khi đun nước ta không nên đổ nước thật đầy ấm? Ngoài ra, chúng ta cũng đã lí giải các hiện tượng trong đời sống con người thông qua các kiến thức liên quan đến sự nở vì nhiệt của chất lỏng. Đừng quên like, share và để lại câu hỏi cho GiaiNgo nhé!
