Định luật Boyle lớp 12: hyperbol trên p–V, đường thẳng trên p–(1/V)
Nén 6,0 L khí xuống 2,0 L ở nhiệt độ không đổi thì áp suất lên gấp ba — định luật Boyle lớp 12: pV = hằng số, và mẹo vẽ p–(1/V) để kiểm bằng thước.
Đọc tiếp →59 bài viết
Nén 6,0 L khí xuống 2,0 L ở nhiệt độ không đổi thì áp suất lên gấp ba — định luật Boyle lớp 12: pV = hằng số, và mẹo vẽ p–(1/V) để kiểm bằng thước.
Đọc tiếp →Nhận 500 J nhiệt rồi sinh 200 J công mà nội năng chỉ tăng 300 J — định luật 1 nhiệt động lực học lớp 12: quy ước dấu của A và Q, bốn trường hợp.
Đọc tiếp →Mỗi giây có 2,86×10²³ phân tử đập vào 1 cm² thành bình, tổng lực đúng 10,14 N — mô hình động học phân tử chất khí lớp 12, từ va chạm ra công thức áp suất.
Đọc tiếp →Đun 2 kg nước từ 25 °C lên 100 °C tốn 627 kJ, cùng bấy nhiêu nhôm chỉ tốn 132 kJ — nhiệt dung riêng lớp 12: công thức Q = mcΔt và cách đo c thật.
Đọc tiếp →Thác cao 426 m làm nước dưới chân ấm hơn trên đỉnh đúng một độ mà không ai đốt lửa — nội năng lớp 12 là hàm trạng thái, và có hai cách làm nó đổi.
Đọc tiếp →Nén 2,0 L khí từ 1 atm lên 2 atm rồi nung tới 400 K, còn 1,333 L — phương trình trạng thái khí lý tưởng lớp 12 gộp ba đẳng quá trình vào đúng một tỉ số.
Đọc tiếp →Hai lá kim loại dài 25 mm dán lưng nhau, nóng thêm 100 °C thì lá này chỉ dài hơn lá kia đúng 0,0445 mm. Hình học của cú uốn phóng đại con số ấy 37,5 lần thành 1,67 mm ở đầu tự do — quá đủ để đẩy một tiếp điểm và cắt dòng điện.
Đọc tiếp →Than hồng 800 °C bức xạ 63,5 kW/m² ngay trên bề mặt — 63 lần nắng trưa. May là hình học cắt bớt: hệ số góc nhìn R²/(R²+h²) chỉ để lọt 20% ở khoảng cách 30 cm, tức 12,7 kW/m² vào mặt bạn — vẫn đủ bỏng độ hai sau chưa tới ba giây.
Đọc tiếp →Dây chảy nóng nhanh đến mức không kịp toả nhiệt, nên thứ làm nó đứt là tích I²t chứ không phải một dòng ngưỡng. Với cầu chì 10 A (I²t ≈ 60 A²s): 100 A đứt sau 6,0 ms, 1 000 A đứt sau 60 micro giây — sớm hơn nửa chu kỳ điện lưới 166 lần.
Đọc tiếp →Miếng thịt 200 g từ 5 °C lên 70 °C rút của chảo 45,5 kJ. Chảo nhôm 400 g chỉ có 360 J/K nên tụt 126 °C, xuống dưới cả điểm sôi; chảo gang 2 kg có 920 J/K, chỉ tụt 49 °C và vẫn còn 150 °C — toàn bộ khác biệt giữa cháy cạnh và ra nước nằm ở phép chia ấy.
Đọc tiếp →Nước trong thực phẩm sôi ở 100 °C và ghim cả miếng ở mốc ấy tới khi bay hết. Món chiên vì thế là lớp vỏ 1,01 mm sau ba phút bọc quanh phần ruột vẫn đang bị luộc — và chính dòng hơi đi ra là thứ chặn dầu không cho ngấm vào.
Đọc tiếp →Tốc độ nguội tỉ lệ với độ chênh nhiệt, nên cốc nguội rò nhiệt chậm hơn cốc nóng. Cốc 200 g cà phê 85 °C, hằng số nguội 22 phút, phòng 22 °C: rót 30 g sữa lạnh ngay từ đầu cho 57,4 °C ở phút thứ 10, đợi rồi mới rót chỉ được 54,6 °C. Và Newton chỉ giải thích được 0,8 trong 2,8 độ ấy.
Đọc tiếp →Nhiệt độ chỗ tiếp xúc chỉ phụ thuộc sụt áp ngang qua nó — không phụ thuộc dòng điện, cũng không phụ thuộc kích thước: 0,1 V đã là 167 °C, 0,3 V là 732 °C, 1 V là 2 936 °C, quá cả điểm sôi của đồng. Cả vụ cháy ấy tiêu chưa tới một oát, không aptomat nào ngắt.
Đọc tiếp →Nung 2,0 L khí từ 27 °C lên 127 °C mà giữ nguyên áp suất thì được 2,666 L — định luật Charles lớp 12 là một đường thẳng, và nó chỉ về −273,15 °C.
Đọc tiếp →Cùng một khối khí 300 K: hyperbol trên p–V dựng đứng trên cả p–T lẫn V–T, còn đẳng áp thì đổi hình hẳn — đọc đồ thị ba đẳng quá trình lớp 12.
Đọc tiếp →Chênh 10 °C trong–ngoài, giếng trời cao 15 m sinh hiệu áp 5,47 Pa — bằng cột nước 0,56 mm — mà kéo được hơn 5 000 m³ khí mỗi giờ, tức 5,6 lần thay không khí. Toàn bộ động cơ là 37 gam chênh lệch khối lượng riêng trên mỗi mét khối.
Đọc tiếp →Một bit trên ổ cứng là chừng chín hạt tinh thể từ, và nhiệt độ phòng thử lật mỗi hạt một tỉ lần mỗi giây. Hạt 9 nm giữ dữ liệu được 3 253 năm; thu xuống 7 nm — nhỏ hơn 22% — tuổi thọ rơi còn 2,6 giây. Hàm mũ không thương lượng.
Đọc tiếp →Dòng nhiệt từ lòng đất là 87 mW/m², bằng 1/11 500 nắng trưa — nhỏ tới mức không ai cảm thấy. Nhân với diện tích hành tinh: 44,4 terawatt, gấp 2,3 lần công suất năng lượng của cả loài người. Chia dòng nhiệt lục địa cho độ dẫn nhiệt của đá thì ra 26 °C mỗi kilômét, và một mỏ vàng sâu 3,9 km lẽ ra phải nóng 126 °C.
Đọc tiếp →Đo được gradient 25 °C mỗi km, giả sử hành tinh khởi đầu ở 2 000 K rồi nguội bằng dẫn nhiệt thuần tuý, ta ra 64,6 triệu năm. Tuổi thật là 4,54 tỉ — hụt 70 lần, đủ để Kelvin công khai bác bỏ Darwin. Chỉ có điều lòng đất không dẫn nhiệt, nó đối lưu.
Đọc tiếp →Tác động của CO₂ đi theo logarit chứ không theo lượng: mỗi lần nhân đôi nồng độ thêm đúng 3,71 W/m². Từ 280 lên 420 ppm là 2,17 W/m², chưa tới 1% của 240 W/m² Trái Đất hấp thụ — và chừng ấy đủ nghiêng cả khí hậu.
Đọc tiếp →Công thức bảo lõi thép đặc dày 5 cm chạy ở 50 Hz, 1,5 T toả 49 megawatt mỗi mét khối. Cắt thành lá 0,5 mm, con số ấy rơi xuống 4,9 kW/m³ — tổn hao tỉ lệ bình phương bề dày, nên chia 100 lá là chia 10 000 lần. Còn con số 49 MW kia thì không phải dự báo, nó là một chứng minh bất khả thi.
Đọc tiếp →Cân bằng năng lượng bề mặt cho mái tôn sẫm màu dưới nắng 950 W/m², gió nhẹ: 70,1 °C. Hạ hệ số hấp thụ từ 0,80 xuống 0,25 bằng sơn trắng, cùng buổi trưa ấy mái chỉ còn 46,3 °C — chênh 23,7 độ, không tốn một watt điện nào.
Đọc tiếp →Người ngồi yên toả khoảng 100 W — đúng một bóng đèn sợi đốt cũ. Bốn mươi người trong phòng học 196 m³ đóng kín bơm vào không khí 4 kW, đủ để nhiệt độ tăng 1,06 °C mỗi phút. Máy lạnh 9 000 BTU chỉ gánh nổi 2,6 kW: cỗ máy chưa kịp làm mát bức tường nào thì đã hụt hơi trước chính những người ngồi trong phòng.
Đọc tiếp →Từ trường ống dây là B = µ₀nI — công thức không có lấy một chữ về giá. Muốn 3 tesla của máy MRI bằng đồng thường, ống dây phải đốt 5,54 megawatt liên tục, bằng 20 000 hộ gia đình, và uống 132 lít nước mỗi giây. Cuộn siêu dẫn làm y hệt với 0 watt trong dây — đổi lấy một cái van xả trên nóc bệnh viện.
Đọc tiếp →Nén nhanh tới mức nhiệt chưa kịp thoát, toàn bộ công dồn vào chính khối khí: bơm lên 3 bar là không khí vọt lên 180 °C. Cùng một công thức cho tỉ số nén 18 của động cơ diesel ra 658 °C — thừa sức đốt dầu, nên diesel không có bugi.
Đọc tiếp →Điện trở của NTC giảm theo hàm mũ chứ không tuyến tính: 10 kΩ ở 25 °C còn 3,59 kΩ ở 50 °C và chỉ 698 Ω ở 100 °C. Độ nhạy 4,4% mỗi độ, gấp 11,5 lần Pt100 — và chính độ nhạy ấy bóp chết dải đo.
Đọc tiếp →Đốt 1 mol metan tỏa 802 kJ — nhưng nhiệt ấy phải hâm nóng 10,52 mol khí, mà 71,5% là nitơ chẳng phản ứng với gì. Mở vòng gió cho không khí gấp đôi: cùng khoản nhiệt chia cho 20,04 mol, lửa tụt từ 2 054 xuống 1 207 °C. Nóng hay nguội là chuyện chia phần.
Đọc tiếp →Cơ thể chỉ còn một cửa thải nhiệt khi trời nóng hơn da — bay hơi mồ hôi — và giới hạn của cửa ấy là nhiệt độ bầu ướt. Hà Nội 38 °C với độ ẩm 60% cho 31,2 °C; chỉ cần 40 °C đi kèm 70% là chạm 34,9.
Đọc tiếp →Còn nước tự do, đáy nồi bị ghim ở 100 °C dù mâm nhiệt vẫn rót đủ 600 W — 100 g nước cuối cùng mua thêm 6,3 phút. Nước cạn, nhiệt độ vọt lên và ở đúng 103 °C viên ferrite mất từ tính, lò xo đẩy công tắc sang chế độ hâm. Không cảm biến, không vi mạch.
Đọc tiếp →Nước nở 9,07 % khi hoá đá. Trong ống kín ở −5 °C nó đẩy tới 60 MPa — 592 atm — rồi mới chịu ngừng, vì đường nóng chảy của nước dốc ngược 13,5 MPa mỗi độ. Ống thép Ø20 mm dày 2 mm chịu ứng suất vòng 273 MPa và toác ra ngay từ −4,5 °C.
Đọc tiếp →Lốp bơm 220 kPa lúc nguội 25 °C, nóng lên 65 °C thì áp suất thành 249,5 kPa mà không ai bơm thêm — quá trình đẳng tích lớp 12 và công thức p/T = hằng số.
Đọc tiếp →Miếng thịt dày 2 cm để trên bàn bếp 20 °C cần 4,7 giờ mới tan; thả vào chậu nước cùng 20 °C chỉ 42 phút. Nước không hề ấm hơn — nhưng 92% thời gian rã đông trong không khí là để đưa nhiệt qua lớp màng mỏng sát bề mặt, và nước xoá gần hết chặng đó.
Đọc tiếp →Ruộng lúa mất 4 mm nước mỗi ngày; hoá hơi chỗ nước ấy ngốn 113 W trên mỗi mét vuông — 1,13 megawatt cho một hecta, tức 87% toàn bộ bức xạ rơi xuống ruộng. Phần thừa mới đi sưởi không khí, và đó là toàn bộ lý do trưa hè mặt ruộng mát hơn sân bê tông 14 độ.
Đọc tiếp →Ngay sau khi dừng phản ứng dây chuyền, lò vẫn phát 6,4% công suất từ phân rã của mảnh vỡ phân hạch. Một giờ sau vẫn còn 1,1% — với lò 3 000 MW nhiệt là 33 MW, đủ làm bay hơi 53 tấn nước mỗi giờ nếu không ai bơm nước vào.
Đọc tiếp →Cùng một bộ trao đổi, cùng diện tích, chỉ đảo chiều một dòng: hiệu suất nhảy từ 50% lên 75%. Và ngược dòng làm được điều dòng cùng chiều không bao giờ với tới — dòng lạnh đi ra ở 66,3 °C, nóng hơn cả dòng nóng lúc rời khỏi máy (38,8 °C).
Đọc tiếp →Bay hơi không chạy theo nhiệt độ mà chạy theo phần hơi nước còn thiếu: ở 30 °C không khí bão hoà chứa 30,3 g/m³, nên RH 60% để lại khoảng trống 12,1 g/m³ còn RH 95% chỉ còn 1,5 g/m³. Cùng chiếc áo 300 g nước: 41 phút thành 5,5 giờ — gấp 8 lần. Ở RH 100%, thời gian khô là vô hạn theo đúng nghĩa toán học.
Đọc tiếp →Lá trần nhìn thẳng lên trời quang mất 70 W/m², trượt qua mốc 0 °C sau 30 giây và chạm ngưỡng chết mô −2 °C sau 1 phút 44 giây — trong khi nhiệt kế vẫn báo 2 °C. Phủ lên nó 1 mm nước: 334 kJ mỗi kilôgam phải nhả xong trước khi lớp nước đông hết, ghim lá ở đúng 0 °C suốt hơn hai giờ.
Đọc tiếp →Sóng nhiệt ngày đêm chui vào gạch với độ sâu thấm 11,1 cm. Qua bức tường 22 cm, biên độ chỉ còn một phần 7,24 và đỉnh nóng đến chậm 7 giờ 34 phút — trong khi mái tôn 0,5 mm giao hàng sau 11,5 giây, gần như không suy giảm đồng nào.
Đọc tiếp →Tường gạch 110 mm trát hai mặt có U = 2,94 W/m²K. Chênh 10 °C với ngoài trời, 40 m² tường rót vào phòng 1 177 W — 45% công suất máy lạnh 9 000 BTU. Dán 25 mm xốp, con số ấy còn 379 W, và 12 mm đầu tiên đã ăn đứt 90 mm cuối.
Đọc tiếp →Khối khí bốc lên nguội 9,8 °C mỗi km, còn điểm sương của nó chỉ tụt 1,8 °C mỗi km. Hai đường đuổi nhau 8 độ mỗi km và gặp nhau ở đúng một độ cao: 125 mét cho mỗi độ chênh. Trưa Hà Nội 34 °C, điểm sương 25,5 °C — đáy mây ở 1 063 m, đo bằng nhiệt kế chứ không cần nhìn lên.
Đọc tiếp →Tốc độ tan không phụ thuộc kích thước: mặt đá lùi đúng 24,5 µm mỗi giây trong ly khuấy đều. Tuổi thọ vì thế tỉ lệ thẳng với bề dày — viên 101 g sống 16,3 phút, chẻ tám còn 8,2 phút, còn đá bào biến mất trong 20 giây.
Đọc tiếp →Chạy đều 40 km/h tốn 2 L/100 km nghĩa là đốt 7,18 kW xăng để đẩy một chiếc xe chỉ đòi 1,08 kW. Hiệu suất thật của chuyến đi: 15,0% — sáu kilôoát còn lại thành nhiệt, và bạn chở nó theo suốt quãng đường.
Đọc tiếp →Cân nắng vào với hồng ngoại ra, phép tính cho Trái Đất −19 °C — trong khi thực đo +15 °C. Khoản chênh 33 độ ấy là hiệu ứng nhà kính: không phải kẻ xấu, mà là cái chăn đang bị đắp dày thêm.
Đọc tiếp →Cốc bia lạnh không rò rỉ — nó là trạm ngưng tụ mini. Mọi mặt phẳng lạnh hơn điểm sương đều buộc không khí trả nước, và con số ấy đo cái oi trung thực hơn hẳn phần trăm độ ẩm.
Đọc tiếp →Sao đỏ là sao nguội, sao xanh là sao nóng — ngược với vòi nước. Cùng công thức λmax = b/T giải thích vì sao đèn sợi đốt phí 95% điện và vì sao mắt ta nhìn rõ nhất đúng chỗ Mặt Trời phát mạnh nhất.
Đọc tiếp →Một lít nước sôi giá chưa tới 300 đồng — và từ phép tính ấy mở ra cả cách đọc hoá đơn điện: thứ đắt trong nhà bạn không phải đèn đóm, mà là mọi thiết bị có nhiệm vụ làm nóng và làm lạnh.
Đọc tiếp →Nhiệt kế ngoài gió và trong lều chỉ cùng một số, nhưng da bạn biết chúng khác nhau. Wind chill đo tốc độ MẤT nhiệt chứ không đo nhiệt độ — và hiểu điều đó giải thích luôn vì sao quạt làm mát người mà không làm mát căn phòng.
Đọc tiếp →Không máy nhiệt nào — dù hoàn hảo tuyệt đối — biến hết nhiệt thành công. Mức thuế tối thiểu là Tc/Th, thu bằng nhiệt độ tuyệt đối, và hai phần ba điện năng thế giới đang nộp nó mỗi ngày.
Đọc tiếp →Hơ khí trong khoang lên 100 °C là mỗi mét khối nhẹ đi 0,26 kg — quả cầu 2 800 m³ thành cần cẩu 723 kg. Khinh khí cầu là bài toán chiếc tàu chìm trong đại dương không khí, giải bằng phương trình khí lý tưởng.
Đọc tiếp →Kính lúp không gom nắng thành một điểm: nó tạo ảnh của Mặt Trời, to đúng f·θ. Từ đó suy ra trò đốt giấy, lò mặt trời 3500 độ của Pháp — và một định luật cấm: không hệ thấu kính nào nung vật NÓNG HƠN chính Mặt Trời.
Đọc tiếp →Mỗi jun điện trả cho máy lạnh dời được 3–4 jun nhiệt ra khỏi phòng; chạy chiều ngược, máy bơm nhiệt sưởi ấm rẻ gấp 4 lần dây may-so. COP — con số bị bỏ quên trên nhãn năng lượng — là cả một bài Carnot đảo chiều.
Đọc tiếp →Làm tan hết 1 kg nước đá cần 334 kJ mà nhiệt kế không nhích một vạch — nhiệt nóng chảy riêng và nhiệt hoá hơi riêng lớp 12, công thức Q = λm và Q = Lm.
Đọc tiếp →Gần như mọi chất lỏng lạnh thì co, càng lạnh càng chìm. Nước tuân luật đến 3,98 °C rồi phản kèo — và nhờ cú phản kèo ấy, hồ đóng băng từ mặt xuống thay vì từ đáy lên, cá bơi dưới lớp băng thay vì trong khối đá.
Đọc tiếp →Phân tử nitơ ở nhiệt độ phòng lao đi trung bình 476 m/s — vượt tường âm. Và cái đuôi dài của phân bố tốc độ lý giải hai chuyện tưởng chừng xa nhau: nước bay hơi làm mát, và Mặt Trăng không giữ nổi khí quyển.
Đọc tiếp →Một mol khí ở 300 K và 1 atm chiếm 24,6 lít dù là khí gì — pV = nRT lớp 12: cách tính từng đại lượng, hằng số R và vì sao T phải là kelvin.
Đọc tiếp →Khí quyển giảm nửa áp suất sau mỗi 5,8 km — nên túi bim bim lên Đà Lạt đã phồng, lên cabin máy bay phồng 1,3 lần, còn tai bạn ù đúng lịch. Một hàm e mũ trừ h chi phối từ gói snack tới quy trình cấp cứu giảm áp.
Đọc tiếp →Tay nắm cửa thép và mặt bàn gỗ trong cùng căn phòng có cùng nhiệt độ, nhiệt kế xác nhận. Nhưng da bạn không phải nhiệt kế — nó là máy đo DÒNG nhiệt, và thép rút nhiệt nhanh gấp 300 lần gỗ.
Đọc tiếp →Sa Pa mát không phải nhờ 'gần trời': 1 500 m gần thêm là con số vô nghĩa so với 150 triệu km. Không khí bốc lên thì nở, nở thì tự trả giá bằng nội năng — 9,8 độ mỗi km, và cả khí hậu vùng cao lẫn gió phơn khô rang đều nằm trong hoá đơn ấy.
Đọc tiếp →Bầu khí quyển là cuộc rượt đuổi giữa tốc độ thoát của hành tinh và cái đuôi nhanh nhất của phân bố Maxwell. Trái Đất thua hydro, thắng nitơ; Mặt Trăng thua tất; Titan nhỏ hơn Mặt Trăng nhưng lạnh cóng — và cái lạnh cứu cả bầu trời của nó.
Đọc tiếp →