Người ta không đổ nước đầy ấm vì khi nước sôi, nước nở vì nhiệt nên thể tích nước sẽ tăng, hơn nữa, nước sôi thì sẽ có bọt khí từ đáy ấm nước thoát ra, làm nước trên mặt thoáng bị động mạnh, nên nước d
Khi áp suất trong không khí ở mức tiêu chuẩn 1 atm, điểm sôi của nước sẽ là 100oC và bạn sẽ không thể làm cho nước có nhiệt độ cao hơn dù có đun thế nào đi nữa.
Nếu bạn quan sát nhiệt kế khi đun sôi nước, bạn sẽ thấy rằng nhiệt độ nước tăng lên tới khi bắt đầu sôi. Khi nước bắt đầu sôi, nhiệt độ đạt tới và sẽ giữ nguyên tại điểm đó, kể cả khi ta tiếp tục đun tiếp đi nữa.
Vậy tại sao không có sự thay đổi nhiệt độ nào diễn ra dù ta tiếp tục đun nước?
Nhiệt là một loại năng lượng làm tăng nhiệt độ của vật và kéo theo sự thay đổi trong trạng thái vật chất. Nhiệt độ của nước được giữ nguyên khi nước bắt đầu sôi bởi nhiệt tỏa ra từ nước sôi được sử dụng để biến nước thành hơi nước.
Muốn đun sôi nước mà chỉ đun nóng tới 100oC thôi thì chưa đủ, mà còn phải truyền cho nó một phần rất lớn nhiệt lượng dự trữ nữa, để chuyển sang trạng thái kết tập khác, tức là chuyển thành hơi nước.
Khi chúng ta đun nước trong nồi hoặc trong ấm, khi sôi nhiệt độ của nước sẽ đạt 100oC, đến lúc này một phần nước sôi sẽ biến thành hơi nước, hơi nước sẽ đùn lên phá vỡ mặt nước và bốc hơi vào không khí, hình thành lên hiện tượng sôi của nước. Nước sôi đánh dấu mốc chuyển đổi trạng thái từ nước [thể lỏng] sang hơi nước [thể khí].
Khi mới đun, nhiệt độ của nước sẽ không ngừng tăng lên. Tuy vậy khi nhiệt độ đạt tới 100oC, thời điểm mà nước bắt đầu sôi, nhiệt độ được giữ nguyên bởi nhiệt được sử dụng để thay đổi trạng thái của nước chứ không phải để tăng nhiệt độ.
Như thế có nghĩa là, nguồn nhiệt mà ta dùng để đun nóng nước trong lọ có nhiệt độ là 100o và nó cũng chỉ có thể làm cho nước trong lọ đạt tới 100oC mà thôi.
Khi ở 100oC, nước là hỗn hợp của cả trạng thái lỏng và trạng thái khí, đây là thời điểm cân bằng giữa trạng thái lỏng và trạng thái khí. Chỉ cần đun nước ở trạng thái lỏng thì khi tăng thêm lửa hoặc tiếp tục duy trì nhiệt, sẽ làm cho nước từ trạng thái lỏng dần chuyển sang trạng thái khí. Nước cho dù ở trạng thái hỗn hợp khí hay lỏng, nhiệt độ khi sôi cũng không thể tăng cao hơn.
Có thể hiểu đơn giản như sau:
- Từ lúc bắt đầu đun cho đến khi nước sôi thì nhiệt độ tăng dần lên.
- Khi nước đạt đến nhiệt độ 100oC thì nước sẽ chuyển thể [bốc hơi].
- Như vậy nhiệt năng mà ngọn lửa cung cấp cho nước sẽ chuyển hết thành động năng của các phân tử nước.
- Nên khi nước đã sôi mà càng tăng nhiệt độ với mục đích làm cho nước nóng hơn,thì ta chỉ nhận được kết quả nước càng cạn nhanh mà thôi!
Đây là lý do tại sao chúng ta có đun nước sôi lâu như thế nào đi nữa thì nhiệt độ nước cũng không hề tăng lên.
Sơn Tùng
Tại sao khi đun nước ta không nên đổ nước thật đầy ấm? Nếu đổ nước đầy ấm thì sẽ thế nào? Hãy để GiaiNgo giúp bạn trả lời!
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.
Những nguy hiểm khi đun nước đổ đầy ấm
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.
Tại sao người ta không đóng chai nước ngọt đầy?
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.
Tại sao các chai đựng chất lỏng có nút đậy kín, người ta không đổ chất lỏng vào thật đầy chai?
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.
Giải thích sự nở vì nhiệt của chất lỏng
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
- Khi nhúng bình cầu vào nước nóng, mực nước sẽ tăng lên: nước nở ra khi nóng lên. Khi nhúng bình cầu vào nước lạnh, mực nước sẽ hạ xuống: nước co lại khi lạnh đi.
- Tùy thuộc vào tính chất, mỗi chất lỏng sẽ có sự nở vì nhiệt khác nhau.
Lý thuyết 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:
- Các chất lỏng đều nở ra khi nóng lên và co lại khi lạnh đi.
- Các chất lỏng khác nhau thì giãn nở vì nhiệt cũng khác nhau.
- Chất lỏng giãn nở vì nhiệt nhiều hơn chất rắn.
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!