Lắp vỏ chai vào quạt điện có thực sự biến nó thành máy điều hòa ngay lập tức?

[Lizzie]

Mùa hè nóng bức, và làm thế nào để hạ nhiệt độ trong nhà đã trở thành mục tiêu quan trọng để cải thiện sự thoải mái của người dân. Đặc biệt trong giai đoạn này, nhiều cư dân ở khu vực phía Bắc nước ta đang phải chịu đựng nhiệt độ cao liên tục có thời điểm trên 40 độ C. Điều hòa là điều nhiều người nghĩ ngay đến lúc này. Nhưng điều hòa là khoản đầu tư tốn kém, chưa bao gồm tiền điện vận hành. Vậy ngoài điều hòa, còn có những cách tốt nào khác để hạ nhiệt?

Trên mạng có một số người đã đề xuất rằng việc “lắp” vài chai nước ở phía trước quạt điện có thể đạt được tác dụng hạ nhiệt độ trong nhà. Nhiều người làm theo phương pháp này, và gió thổi ra quả thực mát hơn trước khi cho chai vào. “Khám phá” này khiến phần lớn cư dân mạng ngay lập tức không khỏi lo lắng. Người ta thường tin rằng một phương pháp đơn giản như vậy nếu thực sự có thể đạt đượckết quả tốt, tại sao không được áp dụng phổ biến sớm hơn?

Trên Internet, một số chuyên gia đã giải thích điều này. Ví dụ, một người đoạt huy chương vàng tại Thế vận hội Vật lý Châu Á lần thứ 24 và là sinh viên được đề cử của "Chương trình Xuất sắc" của Đại học Bắc Kinh giải thích rằng các phương pháp thực hành trên đều dựa trên khoa học. Nhiệt độ giảm khi đường kính lỗ giảm, do đó nhiệt độ tương đối thấp khi thoát ra ngoài.

Nếu bạn không phải là người học chuyên ngành vật lý hoặc không quen với tình huống này, bạn chắc chắn sẽ vẫn không hiểu các nguyên tắc đằng sau nó với rất ít từ ngữ. Ở đây tôi sẽ giải thích sâu hơn.

Câu hỏi này liên quan đến các nguyên lý nhiệt động lực học và cơ học chất lỏng trong vật lý, đặc biệt là mối quan hệ giữa dòng khí và sự thay đổi nhiệt độ. Trọng tâm của việc giải thích sâu hơn là tại sao nhiệt độ của chất khí giảm khi đường kính lỗ rỗng giảm.

Nguyên tắc đầu tiên là sự giãn nở đoạn nhiệt. Nghĩa là, khi khí thoát ra từ một không gian lớn hơn (chẳng hạn như không gian phía sau cánh quạt) qua một khe nhỏ hơn (chẳng hạn như miệng chai nước khoáng), sự va chạm giữa các phân tử khí sẽ giảm đi, dẫn đến động năng trung bình năng lượng của các phân tử khí (tức là nhiệt độ) giảm. Điều này là do khi các phân tử khí đi qua các lỗ nhỏ, do hạn chế về không gian, chuyển động của chúng trở nên trật tự hơn, giảm va chạm ngẫu nhiên, từ đó làm giảm nhiệt độ tổng thể.

Nguyên lý thứ hai là hiệu ứng Joule-Thomson. Đây là hiện tượng nhiệt động liên quan đến sự thay đổi nhiệt độ của chất khí khi nó đi qua một lỗ nhỏ hoặc kênh hẹp. Khi một chất khí đi qua một lỗ nhỏ ở áp suất không đổi, nhiệt độ của chất khí sẽ giảm nếu nhiệt độ của chất khí cao hơn "nhiệt độ nghịch đảo Joule-Thomson" (đối với hầu hết các chất khí, nhiệt độ này thấp hơn nhiều so với nhiệt độ phòng). Điều này là do khi các phân tử khí đi qua các lỗ rỗng, do áp suất giảm nên tương tác giữa các phân tử yếu đi dẫn đến nhiệt độ giảm.

Quay lại với sự kết hợp giữa quạt điện và chai nước. Khi quạt điện thổi không khí, không khí được thổi vào chai nước khoáng rồi thoát ra ngoài qua miệng chai. Do kích thước lỗ nhỏ của miệng chai nên khí trải qua quá trình giãn nở đoạn nhiệt nêu trên và hiệu ứng Joule-Thomson khi đi qua, dẫn đến nhiệt độ giảm. Vì vậy, khi luồng không khí mát lạnh này thổi vào cơ thể sẽ mang lại cho con người cảm giác mát lạnh.

Sau khi thấy các nguyên lý vật lý hỗ trợ cho phương pháp “biến quạt điện thành máy điều hòa trong vài giây” nêu trên một cách thủ công, bạn sẽ thấy ngứa tay. Sau đây, tôi sẽ giới thiệu ngắn gọn cách thực hiện.

Bước đầu tiên bạn hãy chuẩn bị 3-6 vỏ chai nhựa. Chai nước thông thường có dung tích khoảng 500 ml là tốt nhất. Cố gắng không sử dụng chai nhựa quá lớn. Số lượng chai nhựa có thể được xác định tự do theo đường kính của đầu quạt.

Bước thứ hai là dùng dao cắt bỏ phần đáy của những chai này. Chú ý giữ chiều cao của các chai còn lại sao cho phù hợp nhất có thể. Sau đó, buộc những chai đã cắt bỏ phần đáy và buộc chúng lại với nhau bằng băng dính để cố định chúng thành một hàng, nhưng hãy cố gắng tạo thành trạng thái gần như hình tròn hoặc gần như hình vuông.

Bước thứ ba là dùng băng dính buộc những chiếc chai cố định vào đầu quạt điện. Bạn có thể quấn thêm một vài sợi dây băng theo các hướng khác nhau để chúng không bị rơi ra khi bị gió thổi.

Thông qua ba bước trên, bạn có thể đạt được "điều hòa không khí" tự chế.

Cần lưu ý rằng hiệu quả làm mát thông qua phương pháp trên tương đối hạn chế và không thể so sánh với máy điều hòa thực tế. Điều hòa không khí làm giảm nhiệt độ thông qua chu trình làm lạnh (chẳng hạn như nén-ngưng tụ-giãn nở-bốc hơi), có thể làm giảm đáng kể nhiệt độ trong nhà. Sự kết hợp giữa quạt điện và chai nước khoáng chỉ có thể mang lại tác dụng làm mát hạn chế và nó chủ yếu ảnh hưởng đến nhiệt độ mà cơ thể con người cảm nhận chứ không phải nhiệt độ thực tế của môi trường.

Sau khi thử nghiệm, nhiệt độ có thể giảm từ 2-6 độ C trong phạm vi quạt thổi càng gần miệng chai thì hiệu quả giảm nhiệt độ càng tốt. Còn ngay lập tức, phương pháp này chắc chắn sẽ không hiệu quả và không thể hạ nhiệt độ của toàn bộ ngôi nhà.

Thông tin để bạn rõ.