Lý giải hiện tượng nguy hiểm xảy ra khi đổ đồng nóng chảy vào một tảng băng

Hôm nay chúng ta hãy thử đến với một thí nghiệm khá thú vị: đổ đồng nóng chảy lên một tảng băng.

Nhiệt độ nóng chảy của đồng rơi vào khoảng 1000 độ C. Vì thế theo lẽ thường, nếu đổ đồng vào băng, các bạn hẳn sẽ nghĩ rằng tảng băng sẽ ngay lập tức tan thành nước, hoặc vỡ ra ngay khi chênh lệch nhiệt độ.

Tuy nhiên, sự thực lại diễn ra như hình dưới đây.

Tảng băng phát nổ khi đổ đồng nóng chảy vào.

Để thấy rõ hơn, xin mời các bạn theo dõi video sau. Xin lưu ý rằng thí nghiệm này rất nguy hiểm, nên tuyệt đối không thực hiện ở nhà.

Chỉ vài giây sau khi tiếp xúc với đồng nóng chảy, tảng băng không những vỡ tung ra, mà kèm theo một tiếng nổ lớn.

Thực chất, chuyện tảng băng vỡ ra là một hiện tượng vật lý bình thường, xảy ra khi vật rắn tiếp xúc với một nhiệt độ quá cao.

Nước đóng băng ở 0 độ C, đồng nóng chảy ở... 1.000 độ C, vì thế chuyện tảng băng vỡ nát cũng là điều dễ hiểu.

Nhưng tại sao lại có tiếng nổ? Chúng ta hãy cùng đi tìm lời giải ngay sau đây.

Hiện tượng "Nổ hơi nước" - Steam Explosion

Nguyên nhân của tiếng nổ là hiện tượng "nổ hơi nước" - Steam Explosion. Đây là hiện tượng diễn ra khi nước tiếp xúc với một nhiệt độ cực cao (thường là từ các kim loại nóng chảy), khiến nước bốc hơi quá nhanh.

Việc hơi nước bốc lên nhanh chóng đã khiến thể tích khu vực xung quanh tăng lên. Thể tích tăng lên nhanh chóng nhưng hơi nước thì không thể thoát ra kịp đã đẩy mạnh áp suất và rồi đến thời điểm nhất định, toàn bộ năng lượng được giải phóng.

Trong thí nghiệm trên cũng vậy. Nước đã bốc hơi quá nhanh nhưng đồng nóng chảy lại ngăn không cho nước thoát ra, dẫn đến việc áp suất đẩy lên nhanh chóng. Và tất nhiên, tảng băng mỏng manh không thể đủ để chịu đựng áp lực tăng quá nhanh.

Những vụ nổ như vậy thường rất nguy hiểm, do hơi nước, nước nóng và kim loại nóng chảy sẽ bắn ra mọi hướng, có thể gây bỏng rất dễ dàng như trường hợp trong video trên.

Anh chàng này, dù đã có găng tay bảo vệ nhưng vẫn bị bỏng.

Đây cũng là một trong những thảm họa dễ gặp phải trong các lò phản ứng hạt nhân. Ngoài ra, thỉnh thoảng chúng ta cũng có thể chiêm ngưỡng cảnh tượng này khi... núi lửa phun dung nham xuống đại dương.

Dung nham tiếp xúc với nước biển gây hiện tượng "nổ hơi nước".

Vụ nổ hơi nước tại biển Waikupanaha (Hawaii, Mỹ) khi núi lửa Kilauea hoạt động.