Hiệu ứng Leidenfrost : phép lạ đi trên lửa

Chia sẻ: Ha Quynh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

119
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chứng kiến một thầy pha-kia Ấn Độ đi trên than hồng bốc khói làm không ít du khách nước ngoài vừa sợ vừa cảm phục. Không riêng gì du khách mà ngay dân làng địa phương dù thuộc loại cả tin hay bán tín bán nghi cũng ngưỡng mộ phép lạ này mà người thực hiện cả quyết là do lòng tin tôn giáo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Hiệu ứng Leidenfrost : phép lạ đi trên lửa

Hiệu ứng Leidenfrost : phép lạ đi trên lửa Chứng kiến một thầy pha-kia Ấn Độ đi trên than hồng bốc khói làm không ít du khách nước ngoài vừa sợ vừa cảm phục. Không riêng gì du khách mà ngay dân làng địa phương dù thuộc loại cả tin hay bán tín bán nghi cũng ngưỡng mộ phép lạ này mà người thực hiện cả quyết là do lòng tin tôn giáo. Ngay tại đảo RéUNI0N, một tỉnh hải ngoại của nước Pháp, vào mùa đông Nam bán cầu, chương trình thu hút đông đảo khách tham dự nhất trong ngày lễ tôn giáo của dân gốc Ấn cũng là « thuật đi trên lửa ». Nhiều người không tin vào cách lý giải nhờ đức tin tôn giáo mà sức nóng của lửa không chạm đến đôi chân. Họ cho rằng « bí kíp » của người đi trên lửa là « thuốc » pha trong nước rửa chân. Thật ra thì nghệ thuật đi trên lửa đơn giản hơn nhiều. Cả hai giải thích trên đều sai vì người biểu diễn không cần phải là thầy pha-kia hay tín đồ có đức tin sắt thép gì cả, mà cũng chẳng có thuốc chống bỏng. Không biết , con người khám phá ra thuật đi trên lửa từ lúc nào, nhưng thuật này dựa trên một hiện tượng vật lý được gọi là hiệu ứng Leidenfrost, tên của nhà khoa học, thần học, y sĩ Đức Johann Gottlob Leidenfrost, người đầu tiên vào thế kỷ 18, giải thích hiện tượng giọt nước nhảy lên trong một chiếc chảo thật nóng . Nhà khoa học Đức chào đời năm 1715 và qua đời năm 1794. Một cách đơn giản, nếu chảo nóng dưới 100°C thì giọt nước bốc hơi từ từ. Nếu nhiệt độ trên 100°C thì giọt nước bốc hơi nhanh chóng. Ngược lại, nếu nhiệt độ của chảo trên 160°C, còn gọi là trên điểm Leidenfrost, thì khi ta cho giọt nước
vào chảo, giọt nước thay vì biến mất thì chạy vòng trên đáy chảo. Nguyên do là chỉ có phần chạm đáy chảo bốc hơi và biến thành một lớp khí dày độ 0,1 mm. Lớp khí này nâng giọt nước lên và làm chất cách nhiệt bảo vệ giọt nước không bị sức nóng thiêu đốt. Hiệu ứng Leidenfrost được dùng để giải thích khá nhiều hiện tượng như đi trên than hồng, nhúng tay vào chất ni-tơ hóa lỏng với nhiệt độ âm -160°C mà không bị bỏng. Trong trường hợp đi trên lửa, nếu có dịp chứng kiến tận mắt, thính giả hãy để ý sau khi cầu nguyện và trước khi bước lên đám than rực đỏ, người biểu diễn phải rửa chân cho thân thể được tinh khiết. Trong nước rửa chân chỉ có… nước. Lớp nước này khi chạm vào than hồng sẽ tạo ra phản ứng cách nhiệt, với điều kiện là người đi trên lửa không được dừng chân ngoạn cảnh. Hiệu ứng này cũng lý giải câu chuyện của người hùng Michel Strogoff, trong quyển tiểu thuyết cùng tên, bị người Thát Đát tra tấn dí dao nung lửa vào mắt, nhưng đôi mắt của người hùng vẫn sáng. Đó là nhờ nước mắt chạm nhiệt trên 160°C, tạo ra hiệu ứng Leidenfrost ngăn nhiệt. Heli 3 - Năng lượng nhiệt hạch cho tương lai
Heli (He) là nguyên tố trong bảng tuần hoàn nguyên tố hoá học có kí hiệu He và có số hiệu nguyên tử 2. Tên của nguyên tố này bắt nguồn từ Helios, tên của vị thần Mặt trời trong thần thoại Hi Lạp, do nguồn gốc nguyên tố này được tìm thấy trong quang phổ trên Mặt trời. Các đồng vị của Heli có cùng số proton, nhưng có số nơtron khác nhau trong nguyên tử, Heli có hai đồng vị chủ yếu (2He, 3He). Heli được dùng để dùng trong các bóng thám không và khí cầu nhỏ do tỷ trọng riêng nhỏ hơn tỷ trọng của không khí, và như chất lỏng làm lạnh cho nam châm siêu dẫn. Đồng vị Heli 3 (3He) có nhiều ứng dụng trong cuộc sống, và một trong những ứng dụng đó là nguồn năng lượng nhiệt hạch. Năng lượng hạt nhân thu được dựa trên quá trình phân rã hạt nhân lớn như: Urani… thành nhiều hạt nhân nhỏ hơn. Ngược lại, trong phản ứng nhiệt hạch, 2 hạt nhân nhỏ hơn kết hợp thành hạt nhân lớn hơn đồng thời giải phóng ra nguồn năng lượng. Phản ứng xảy ra trong lò ITER la sự kết hợp hai đồng vị hydro: Deuterium và Tritium. Tritium có tính phóng xạ, lại là một thành phần của vũ khí hạt nhân nên cần hết sức thận trọng khi sử dụng nó, hơn nữa, các nơtron có tính linh động cao được sinh ra có tính linh động cao được sản sinh ra từ phản ứng Deuterium - Tritium sẽ đập vào thành lò phản ứng và gây ra thiệt hại về cấu trúc của lò. Người ta hy vọng có thể thay thế thành lò ITER thường xuyên, cứ 1 dến 2 năm 1 lần. Lò phản ứng nhiệt hạch đầu tiên có tên là International Thermonuclear experimental Reactor (ITER) đã được khởi công tại Cadarache, Pháp, với dư định
tạo ra Plasma 100 triệu độ vào năm 2016. Tuy nhiên, có lẽ trong vòng 20 năm tới, nhà máy điện sử dụng năng lượng nhiệt hạch cũng chưa thể xuất hiện. Các nhà khoa học đã chứng minh: chỉ cần 40 tấn Heli 3 là có thể cung cấp năng lượng cần thiết cho nhu câu điện năng của của Hoa kỳ trong suốt 1 năm. Heli 3 là một dồng vị nhẹ của nguyên tố heli, thường được sử dụng trong các phản ứng ở nhiệt độ cao, heli 3 các hạt nhân khác giải phóng nhiều với các hạt nhân khác giải phóng nhiều năng lượng hơn trong khi đó thải ra rất ít chất thải so với các phản ứng hạt nhân thông thường. Tuy nhiên, trên Trái đất, heli 3 là “của hiếm”. nó thưòng được hình thành dưới dạng của sản phẩm phụ của vũ khí hạt nhân. Người ta có thể phải trả tới 1000 USD cho một gram heli 3. Gió mặt trời là nguồn cung cấp heli 3 tương đối ổn định, nhưng việc thu được heli 3 từ gió mặt trời là cực khó, bởi từ trường của Trái đất đẩy chúng đi xa. Tuy nhiên, Mặt trăng lại là nguồn heli 3 cực kì rồi rào, vì suốt 4,5 tỉ năm nay, nó đã “cần mẫn” thu nhận khoảng 1 triệu đến 5 triệu tấn heli 3 từ gió mặt trời. Mặc dù vậy, để thu nhập được heli 3 từ Mặt trăng không dễ dàng chút nào: phải xử lý hàng trăm triệu tấn đất đá để có được 1 tấn heli 3. Gerald Kulcínki, giám đốc Viện công nghệ nhiệt hạch tại Đại học Wisconin (Mỹ), cùng các cộng đòng nghiệp đã thiết kế một hệ thống máy móc có thể di chuyển được trên bề mặt của Mặt trăng để lấy “đất” trên đó và sử dụng ánh sáng mặt trời tập trung để làm nóng tới nhiệt độ 1.300 độ F (700oC). Kulcinski ước tính cỗ máy của ông có thể sản xuất được lượng năng lượng lớn gấp 3 lần năng lượng mà nó tiêu tốn để thực hiện công việc này ( bao gồm cả năng lượng đến mặt trăng rồi quay trở lại). Ông tính toán rằng họ sẽ tốn khoảng 800 triệu đôla để mang mỗi tấn Heli 3 về Trái đất, bù lại có thể bán mỗi tấn Heli 3 với giá 10 tỉ đôla! Mặc dù Heli 3 là một nguồn năng lượng nhiệt hạch sạch, tạo ra ít chất thải, tuy nhiên, để giấc mơ “năng lượng Heli 3” thành sự thực, ngoài sự khan hiếm, các nhà khoa học còn phải đối diện với một khó khăn khác: rất khó đốt cháy heli 3. Để đốt cháy heli 3, cần có năng lượng còn cao hơn để đốt cháy đồng vị Hyđro. Kulcinski
đưa ra cách tạo phản ứng nhiệt hạch Inertial Electrostalic Confinement (IEC) (tạm dịch là vây hãm điện tĩch quán tính), không sử dụng từ tường để giữ plasma nóng như ITER, mà sử dụng phương pháp đẩy các hạt nhân nhờ điện trường. Tuy nhiên, trong các thử nghiệm này, nguồn năng lượng đầu vào của phản ứng nhiệt hạch IEC đều lớn hơn nhiều so với năng lượng mà nó tạo ra . Chính vì thế, hầu hết các nhà nghiên cứu đều đồng tình rằng heli -3 chưa thể là nghiên cứu đều đồng tình rằng heli 3 chưa thể là nhiên liệu đầu tiên được sử dụng trong các lò phản ứng nhiệt hạch. Mặc dù vậy, loài người vẫn rất lạc quan Heli 3 sẽ trở thành nguồn cung cấp năng lượng quan trọng trong tương lai.