Mùa hè, khi xe đạp đang đi trên đường, đột nhiên "bụp" một tiếng, lốp xe nổ rồi. Đó là điều rất phiền phức đối với người đi xe đạp. Nếu người đi xe đạp ấy biết nguyên lí không khí giãn nở vì nhiệt, anh ta có thể tìm cách tránh được sự cố như vậy.
Mùa hè, chẳng những không khí rất nóng, ngay cả mặt đất cũng bị Mặt Trời nung đốt, nóng rát. Không khí trong săm xe đạp sau khi bị nóng giãn nở sẽ liên tục ép nén vào săm, muốn thoát ra ngoài. Nếu đúng lúc áp suất không khí trong săm xe quá mạnh, hoặc săm lốp xe có chỗ yếu mỏng, thì nó sẽ tuôn ào ra, xé rách săm lốp xe.
Hơn nữa, trong mùa hè nhiệt độ sáng sớm và giữa trưa, trong nhà và bên ngoài chênh nhau rất lớn. Buổi sáng bạn bơm căng săm lốp xe trong nhà, rồi đi ra đường, không khí trong săm lốp xe giãn nở vì nhiệt, liền cố tìm một lối thoát ra, rốt cuộc chỉ có cách làm nổ săm lốp mà thôi. Cho nên, trong ngày hè oi bức, nhất thiết bạn không nên bơm xe đạp đến mức quá căng cứng lên.
Từ khoá: Xe đạp; Săm lốp xe; Giãn nở.
Vằn thắn và sủi cảo là những món ăn ưa thích của người Trung Quốc. Chúng đều được làm ra bằng cách dùng bột mì nhào nước, cán mỏng ra, rồi bọc nhân vào trong và vê chặt lại. Vằn thắn sống thả vào nồi nước, chúng đều chìm xuống đáy nồi. Tuy nhiên, sau khi nấu chín, vằn thắn lại từng cái từng cái nổi lên mặt nước. Đó là vì sao nhỉ?
Hoá ra là vằn thắn sống tương đối dày chặt, mật độ (khối lượng riêng) lớn hơn nước, khi cho vào trong nước đương nhiên là chìm xuống. Theo đà tăng cao của nhiệt độ nước, nhân và vỏ bọc sau khi hút đầy nước liền nở ra dần dần, thể tích cũng theo đó mà to lên. Đặc biệt là không khí trong nhân bánh có mức độ giãn nở càng lớn. Thế là thể tích của cả cái vằn thắn chín liền trở nên lớn hơn rất nhiều so với vằn thắn sống. Đến khi vằn thắn giãn nở hết, mật độ của nó trở nên nhỏ hơn nước, vằn thắn bắt đầu nổi lên. Người có kinh nghiệm chế biến thức ăn, chỉ cần mở vung ngó qua xem có phải vằn thắn nổi lên cả hay chưa là có thể biết mức độ sống chín của chúng. Điều đó chứng tỏ họ nắm được nguyên lí kể trên.
Từ khoá: Mật độ; Giãn nở.
Khi một nồi nước đun sôi, hơi nước "lục bục, lục bục" phì ra ngoài, nhưng nước không trào ra ngoài. Còn một nồi cháo sau khi sôi lên lại trào ra ngoài nồi. Đó là nguyên nhân gì vậy?
Khi nhiệt độ nước trong nồi đạt tới điểm sôi, nước liền nổi lên, sinh ra hơi nước. Mới đầu, hơi nước sẽ làm hình thành các bong bóng khí nhỏ trong nước, theo đà tăng lên nhanh chóng của hơi nước, bong bóng khí ngày càng nhiều, ngày càng lớn, khi lên tới mặt nước thì vỡ tung, làm cho hơi nước thoát ra khỏi mặt nước chứ không thể tích tụ lại trong nước. Cho nên, nước đun sôi rồi, không dễ tràn ra ngoài.
Còn nấu cháo thì khác nhiều. Thành phần chủ yếu của hạt gạo là tinh bột. Khi bỏ chung gạo và nước vào nồi đun lên, tinh bột của hạt gạo sẽ hoà vào trong nước, biến thành hồ tinh bột nóng. Độ dính và lực căng mặt ngoài của loại chất lỏng này đều lớn hơn so với nước. Vì vậy, khi cháo trong nồi sôi rồi, hơi nước thoát ra hình thành bong bóng khí, mặt
ngoài của bong bóng khí bị bọc bởi một lớp màng mỏng tinh bột này; màng tinh bột hơi dinh dính, có lực căng bề mặt tương đối lớn, không dễ vỡ tung. Theo đà tăng lên của hơi nước, bong bóng nước càng tụ càng nhiều, càng lên càng cao. Khi chúng lên tới mép nồi liền trào ra ngoài nồi.
Từ khoá: Hơi nước; Lực căng mặt ngoài.
Trứng gà gồm vỏ cứng và lòng trắng, lòng đỏ mềm tạo thành. Thông thường, sau khi luộc chín, lòng trắng và vỏ trứng dính sát lại, không dễ tách chúng ra. Nhưng người ta thường luộc trứng chín rồi thả ngay vào trong nước lạnh. Khi đó bóc lớp vỏ đi sẽ thấy dễ hơn nhiều. Đó là vì nguyên nhân gì vậy?
Thì ra, trừ một vài loại vật chất ra, vật thể nói chung đều có đặc tính nóng nở, lạnh co. Với nguyên liệu vật chất khác nhau, mức độ nóng nở lạnh co cũng khác nhau. Khi nhiệt độ thay đổi nhiều, nhịp điệu nóng nở ra, lạnh co lại của vỏ trứng và lòng trắng trứng không đồng đều. Khi luộc chín ở nhiệt độ cao, vỏ trứng chịu nhiệt nhanh, lòng trắng trứng truyền nhiệt chậm, vì vậy mức độ giãn nở của vỏ trứng tương đối lớn một chút. Sau khi ngâm vào trong nước lạnh, vỏ trứng lại nhanh chóng chịu lạnh mà co lại. Còn lòng trắng trứng vẫn ở nhiệt độ cũ mà không kịp co lại.
Khi ấy, có một phần lòng trắng trứng liền bị vỏ trứng dồn ép vào chỗ trống ở đầu quả trứng. Khi lòng trắng trứng vì nhiệt độ hạ thấp mà co lại, do sự giảm nhỏ của thể tích, lòng trắng trứng liền thoát khỏi sự kết dính với vỏ trứng, qua đó làm cho vỏ trứng rất dễ bóc ra.
Từ khoá: Trứng gà; Nóng nở lạnh co.
Bỏng ngô là một loại thức ăn nhá cho vui lúc rỗi rãi, vừa xốp lại vừa giòn. Nó được làm ra như thế nào?
Nguyên liệu của bỏng ngô là những hạt ngô thông thường. Trước hết cho những hạt ngô vừa nhỏ vừa cứng chắc vào trong một cái nồi đậy kín rồi gia nhiệt lên. Khi nhiệt độ của hạt ngô đã lên rất cao, trong nồi bỗng nhiên phát ra tiếng nổ "lục bục". Ở một độ lửa thích hợp, hạt ngô lắc mình một cái đã biến thành bỏng ngô xốp giòn rồi.
Có sức mạnh thần bí nào đã làm cho thể tích hạt ngô nở bung ra nhiều, biến hạt ngô thành bỏng ngô vừa xốp lại vừa giòn? Hoá ra là, "nhà ảo thuật" sinh ra loại biến hoá đó chẳng phải là sự vật bên ngoài nào cả, mà chính là không khí ẩn nấp trong những lỗ hổng nhỏ bên trong hạt ngô.
Không khí trong cái nồi đậy kín có một đặc tính: khi nhiệt độ càng cao thì áp suất cũng càng lớn. Lúc hạt ngô trong nồi đậy kín dần dần nóng lên, áp suất không khí trong lỗ hổng nhỏ bên trong hạt ngô cũng cao lên theo áp suất không khí trong nồi. Khi áp suất cao tới 660 kPa, nếu nồi bỗng nhiên được mở ra, bộ phận không khí ở nhiệt độ cao áp suất cao sẽ nhanh chóng vọt ra ngoài và phát ra tiếng nổ. Kết quả là áp suất trong nồi nhanh chóng hạ xuống, làm cho không khí nóng trong hạt ngô phá vỡ vỏ ngoài của hạt ngô (với áp suất gấp mấy lần áp suất của khí quyển bên ngoài), rồi thoát ra ngoài. Tất cả mọi phía trên hạt ngô lập tức bị bung phồng lên, hình thành bỏng ngô, vừa xốp lại vừa giòn.
Có thể dùng loại phương thức nổ bung này để làm cho hạt ngô nở to và xốp lên, với loại hạt ngũ cốc khác như đậu nành, đậu tằm, đậu Hà Lan và lát bánh tét khô (làm bằng cao lương nếp) cũng có thể dùng cách thức tương tự làm cho chúng nở to và xốp giòn. Do bên trong hạt ngô có nhiều lỗ hổng nhỏ, tổ chức tương đối tơi xốp, vì vậy sau khi nổ bung thể tích trở thành to ra, xốp giòn.
Từ khoá: Hạt ngô; Bỏng ngô; Nở bung; Nở to.
Mùa hè, khi ở trong phòng cảm thấy vô cùng oi bức, chúng ta thường hay bật quạt máy hoặc cầm cái quạt mà phẩy. Khi đó ta cảm thấy mát mẻ đôi chút. Có phải là quạt máy và cái quạt đã quạt cho không khí mát đi chăng? Không phải. Chúng ta có thể thông qua thực nghiệm để chứng minh điều đó.
Đặt nhiệt kế ở trước cái quạt máy rồi bật quạt lên. Bạn trông thấy gì? Nhiệt độ mà cột thuỷ ngân trên nhiệt kế chỉ ra không có sự thay đổi. Lấy một viên bông ướt bọc mặt ngoài của bầu thuỷ ngân của nhiệt kế, rồi đặt nó ở trước cái quạt máy và bật quạt lên. Lúc này chúng ta trông thấy, nhiệt độ mà cột thuỷ ngân trên nhiệt kế chỉ ra hạ xuống rõ rệt. Hoá ra là cái quạt máy không thể thổi mát bầu thuỷ ngân, mà nó chỉ thổi ra gió, lại có thể làm cho nước trong viên bông ướt nhanh chóng bốc hơi, sự bốc hơi mang theo nhiệt lượng trong bầu thuỷ ngân, thế là cột thuỷ ngân liền hạ xuống.
Dựa vào thực nghiệm nhỏ trên đây, chúng ta có thể hiểu được nguyên lí giải thích vì sao khi bật quạt máy người ta cảm thấy mát mẻ đôi chút. Trong những ngày hè oi bức, nhiệt độ bên ngoài thường là cao hơn nhiệt độ cơ thể người, nhiệt lượng của cơ thể khó tán phát ra ngoài.
Khi ấy cơ thể người liền dùng cách đổ mồ hôi để điều tiết nhiệt độ cơ thể, vì sự bốc hơi của mồ hôi có thể mang nhiệt lượng trong cơ thể đi theo. Chạy quạt máy là để thúc đẩy không khí xung quanh cơ thể người chuyển động, mà sự chuyển động của không khí chính là một con đường hữu hiệu đẩy nhanh sự bốc hơi của mồ hôi. Mồ hôi bốc hơi càng nhanh, nhiệt lượng của cơ thể càng dễ được mang đi, vì thế người liền cảm thấy mát mẻ.
Trong những ngày oi bức không có gió, có lúc nhiệt độ không khí không lấy gì làm cao lắm, nhưng người ta lại cảm thấy bức bối. Có lúc tuy nhiệt độ không khí tương đối cao, song thời tiết khô
hanh có gió, ngược lại ta lại cảm thấy dễ chịu. Nguyên nhân đó là mức độ bốc hơi của mồ hôi và tán phát của nhiệt lượng cơ thể người nhanh, chậm khác nhau.
Từ khoá: Quạt máy, không khí chuyển động, bốc hơi.
Hầu như ai ai cũng đều biết qua điều này: mùa đông ở
ngoài trời, bất kể chúng ta sờ vào cây gậy sắt, quả cầu sắt bao giờ cũng cảm thấy lạnh hơn là sờ vào cây gậy gỗ, quả cầu gỗ. Chả nhẽ các chế phẩm bằng sắt và chế phẩm bằng gỗ, ở trong nhiệt độ không khí như nhau, lại có nhiệt độ khác nhau?
Nhiệt độ của chúng cố nhiên là như nhau rồi. Thế thì tại sao về mặt cảm giác chúng ta lại cảm thấy sắt lạnh hơn gỗ nhỉ? Đó là vì, trong mùa đông, nhiệt độ của cơ thể người cao hơn nhiệt độ không khí xung quanh, các vật thể để trong không khí có cùng nhiệt độ với không khí. Khi chúng ta sờ vào chế phẩm bằng sắt, do sự truyền nhiệt của sắt nhanh hơn nhiều so với gỗ, vì vậy nhiệt lượng trên bàn tay truyền rất nhanh lên vật bằng sắt, tay liền cảm thấy rất lạnh. Còn khi tay sờ vào chế phẩm bằng gỗ, nhiệt lượng truyền đi rất chậm, cảm giác của tay không thấy lạnh mấy.
Mùa hè, dưới ánh nắng chói chang, khi dùng tay sờ vào sắt và gỗ, cảm giác của tay vừa đúng ngược lại với mùa đông, có vẻ như sắt nóng hơn gỗ rất nhiều. Tuy cảm giác khác với tình hình mùa đông, nhưng nguyên lí thì giống nhau. Nếu mùa hè ở ngoài trời nhiệt độ đạt tới 40°C, còn nhiệt độ cơ thể người của chúng ta là khoảng 37°C, do nhiệt độ của sắt và gỗ cao hơn của cơ thể người, mà sự truyền nhiệt của sắt nhanh hơn của gỗ, vì vậy cảm giác của tay thấy sắt nóng hơn nhiều so với gỗ.
Căn cứ vào nguyên lí nói ở trên, trong đời sống hằng ngày, nếu cần tới vật phẩm truyền nhiệt nhanh thì người ta thường hay dùng sắt hoặc các kim loại khác chế tạo ra. Ngược lại nếu cần tới vật phẩm truyền nhiệt chậm thì nói chung đều dùng gỗ hoặc chất dẻo xốp mà chế tạo.
Từ khoá: Nhiệt độ; Truyền nhiệt.
Trong mùa đông rét mướt, người ta thường thích mặc áo lông tơ để chống rét. Vì sao áo lông tơ lại được ưa chuộng nhỉ? Ngoài những tính chất mặc vào người nhẹ nhàng tiện lợi, dễ chịu ra, áo lông tơ còn có tính năng giữ ấm tốt hơn áo bông thông thường.
Trong đời sống hằng ngày, các loại vật chất có những phương thức truyền nhiệt khác nhau.
Trong chất rắn, phương thức truyền nhiệt chủ yếu là dẫn nhiệt. Dựa vào mức độ nhanh chậm của sự dẫn nhiệt, người ta chia vật chất thể rắn ra thành chất dẫn nhiệt tốt (như sắt) và chất dẫn nhiệt không tốt (như gỗ). So với chất rắn, tính năng dẫn nhiệt của chất lỏng kém hơn. Khi đun sôi một siêu nước trên bếp lò, nhiệt lượng chủ yếu của bếp là dựa vào phương thức đối lưu nhiệt để truyền tới khắp cả cái siêu nước. Đặc trưng của nó là nước bị đun nóng đi lên bên trong siêu, còn nước chưa đun nóng chìm xuống, cứ lặp lại như thế cho đến khi cả siêu nước sôi lên. Sự truyền nhiệt lượng trong không khí ngoài cách đối lưu nhiệt ra, còn có phương thức bức xạ nhiệt, tức là nguồn nhiệt trực tiếp phát tán nhiệt lượng vào không khí xung quanh, qua đó mà đạt đến mục đích truyền nhiệt.
Trong mùa đông, nhiệt độ cơ thể người cao hơn nhiệt độ ngoài trời. Cơ thể người như là một nguồn nhiệt, chủ yếu thông qua phương thức đối lưu nhiệt và bức xạ nhiệt mà tán phát nhiệt lượng vào không khí xung quanh. Để giữ ấm, người ta phải tìm cách ngăn cản hoặc chặn lối đi của hai loại phương thức truyền nhiệt đó, về mặt này, áo lông có được tính năng ưu việt hơn so với các loại y phục khác.
Nguyên liệu chủ yếu tạo thành áo lông là lông động vật, như lông vịt. Trạng thái thiên nhiên của chúng nhẹ, mềm, xốp, không dễ bị dồn nén thành cục. Mặc áo lông vào, lớp không khí giữa lông tơ chẳng những có tính năng dẫn nhiệt kém, mà còn do sự tồn tại của lông, chuyển động đối lưu trong lớp không khí cũng chậm lại rất nhiều, và lập nên một tấm lá chắn xung quanh cơ thể người ngăn cản bức xạ nhiệt, có thể ngăn chặn sự tán phát nhiệt lượng cơ thể người một cách hữu hiệu, giúp chúng ta duy trì sự ấm áp của thân thể.
Lợi dụng nguyên lí giữ ấm của áo lông, hiện nay người ta đã chế tạo ra được nhiều nguyên liệu hoá học tổng hợp, được đưa vào sử dụng rộng rãi trong đời sống và trong thực tiễn sản xuất.
Từ khoá: Áo lông tơ; Giữ nhiệt; Dẫn nhiệt; Đối lưu nhiệt; Bức xạ nhiệt.
Tàu hoả là loại phương tiện giao thông đường dài trong xã hội hiện nay của con người. Do hành trình của tầu hoả thường phải xuyên qua những vùng có biến đổi điều kiện khí hậu rất lớn, vì vậy làm sao giữ được cho trong toa xe có một môi trường nhiệt độ thích hợp đã trở thành vấn đề quan trọng mà người thiết kế toa xe hoả phải quan tâm. Lắp đặt cửa sổ hai lớp kính vào mỗi khoang của toa xe là biện pháp hữu hiệu để giải quyết vấn đề này. So với cửa sổ một lớp kính, nó có những ưu điểm sau:
Trước hết, giữa hai lớp kính cửa số có một lớp không khí, mà không khí thì khó truyền nhiệt.
Cửa sổ toa xe có được tấm lá chắn không khí đó liền làm cho toa xe như đã khoác lên một cái áo bông, có thể chống lại ảnh hưởng của giá rét bên ngoài. Tuy cửa sổ một lớp kính có thể có tác dụng giữ nhiệt nhất định, song suy cho cùng chỉ là làm cho toa xe khoác lên một chiếc áo đơn, vì vậy tính năng chống rét giảm đi rất nhiều.
Đồng thời, lớp không khí của cửa sổ hai lớp kính ngăn chặn sự tiếp xúc trực tiếp trên cùng một tấm kính cửa sổ giữa không khí nóng trong toa xe với không khí lạnh ngoài toa xe, qua đó tránh được sự xuất hiện sương giá và sương mù thường gặp trên cửa sổ một lớp kính, bởi sự tiếp xúc trực tiếp ấy. Sự xuất hiện của sương giá và sương mù gây trở ngại cho việc ngắm cảnh vật bên ngoài của hành khách. Đối với hành khách đi đường dài, đó là một điều mất hứng đi.
Ngoài toa tàu ra, mùa đông ở những xứ lạnh, để giữ ấm, hoặc mùa hè ở những xứ nóng, để ngăn ảnh hưởng của gió nóng bên ngoài, rất nhiều gia đình cũng lắp hai lớp kính lên cửa sổ. Có người còn hút giữa hai lớp kính thành chân không, qua đó đã tăng cường tính năng giữ ấm hoặc cách nhiệt của cửa sổ hai lớp kính lên rất nhiều.
Từ khoá: Tàu hoả; Giữ nhiệt.
Đèn kéo quân là một loại đèn dùng để trang trí, vừa có thể chiếu sáng lại vừa mang đến cho con người một kiểu hưởng thụ nghệ thuật sinh động lí thú. Kết cấu chủ yếu của nó là một cái lồng giấy (cũng có người dùng lồng làm bằng lụa tơ mỏng) hình ống tròn dán giấy mỏng mờ mờ, trên mặt lồng giấy có vẽ những hoa văn đẹp đẽ. Lồng giấy được gá lắp trên một cái trục có thể xoay được, dưới đáy ống tròn để trống cho thông gió, đầu trên của ống có lắp một cái cánh quạt.
Khi thắp cây nến hoặc bật sáng bóng điện ở giữa ống tròn lên thì ống sẽ từ từ quay. Do trên mặt ống tròn đã có vẽ người ngựa như đang phóng nhanh, nên sự chuyển động xoay của ống tròn mang lại cho người xem cái cảm giác binh mã đang chuyển động, thành ra có tên gọi là đèn kéo quân.