Nhiệt độ cho biết một vật nóng tới mức nào, còn nhiệt lượng là lượng năng lượng nhiệt mà nó có thể truyền sang vật khác. Tia lửa bắn ra từ que pháo bông nóng hơn cả nghìn độ, nhưng mỗi tia chỉ là một hạt kim loại li ti, mang rất ít nhiệt, chạm da là nguội ngay. Một ca nước sôi chỉ khoảng một trăm độ nhưng mang lượng nhiệt lớn gấp vô số lần và đổ lên da là bỏng nặng.
Chào bạn, đây là Nhà Vật Lý. Đêm giao thừa, trẻ con cầm que pháo bông vẩy tia lửa lên tay nhau mà cười khúc khích. Tập này mình giải thích vì sao trò đó thường vô hại, nhưng chính que pháo bông và nồi nước trong bếp lại là hai nguồn bỏng phổ biến ở trẻ em.
Nhiệt độ đo cái gì, nhiệt lượng đo cái gì?
Mọi vật đều được làm từ những hạt nhỏ luôn rung lắc, va chạm. Nhiệt độ cho biết trung bình mỗi hạt đang rung lắc mạnh cỡ nào. Hạt càng chuyển động mạnh, vật càng nóng.
Nhiệt lượng thì giống như tổng số năng lượng có thể truyền đi. Nó phụ thuộc cả nhiệt độ lẫn số lượng hạt, tức khối lượng của vật, và cả loại vật liệu.
Một ví dụ dễ hình dung: một tia lửa nhỏ xíu và một bồn tắm nước ấm. Từng hạt trong tia lửa rung rất mạnh, nhưng chỉ có một nhúm hạt. Bồn tắm thì từng hạt rung vừa phải, nhưng có vô số hạt. Tổng năng lượng của bồn tắm lớn hơn nhiều.
Khi hai vật chạm nhau, nhiệt truyền từ vật nóng hơn sang vật lạnh hơn cho tới khi bằng nhau. Vật nào có nhiều nhiệt lượng thì làm vật kia thay đổi nhiệt độ nhiều.
Tia que pháo bông và giọt nước sôi
Khi tia lửa chạm vào da bạn, nó truyền nhiệt sang da. Nhưng vì nó quá nhỏ, chỉ cần truyền đi một chút nhiệt là nó đã nguội. Lớp da bị nóng lên ở một điểm cực nhỏ trong khoảnh khắc ngắn, đa số không kịp bị tổn thương.
Giọt nước sôi to hơn tia lửa rất nhiều và nước lại là chất giữ nhiệt rất giỏi. Muốn làm nóng nước lên một độ cần nhiều năng lượng hơn hầu hết các chất quen thuộc khác. Ngược lại, khi nước nguội đi, nó nhả ra rất nhiều nhiệt. Một vệt nước sôi trên da tiếp tục truyền nhiệt vào da trong nhiều giây.
Hơi nước sôi còn nguy hiểm hơn nước sôi. Khi hơi nước chạm da và ngưng tụ lại thành nước, nó nhả ra thêm một lượng nhiệt lớn tích trong quá trình bay hơi trước đó, rồi mới nguội tiếp như nước sôi. Bỏng do hơi từ nồi áp suất, vòi ấm hay nồi hấp thường nặng hơn người ta nghĩ.
Nhưng chớ vì thế mà coi que pháo bông là vô hại. Phần que kim loại sau khi cháy vẫn rất nóng trong một thời gian, đủ gây bỏng sâu nếu cầm nhầm, dẫm phải hay chạm vào quần áo.
Vì sao sắt sờ thấy lạnh hơn gỗ dù cùng nhiệt độ?
Buổi sáng mùa đông, bạn chạm vào lan can sắt thấy lạnh buốt, chạm vào thanh ghế gỗ bên cạnh lại thấy bình thường. Cả hai đã nằm ngoài trời cả đêm, nhiệt độ như nhau. Vậy tại sao?
Tay bạn không đo nhiệt độ của vật. Tay bạn cảm nhận tốc độ nhiệt rời khỏi da. Sắt dẫn nhiệt rất tốt, hút nhiệt từ tay bạn rất nhanh và kéo nó lan đi khắp thanh sắt, nên da nguội nhanh và bạn thấy lạnh. Gỗ dẫn nhiệt kém, nhiệt từ tay chỉ làm nóng một lớp gỗ mỏng sát da, rồi gần như dừng lại.
Điều ngược lại xảy ra khi trời nóng. Yên xe máy bọc da và phần kim loại của xe phơi nắng trưa cùng nhiệt độ, nhưng chạm vào kim loại bỏng rát hơn nhiều, vì nó đổ nhiệt vào tay bạn rất nhanh.
Đó cũng là lý do sàn gạch mát chân hơn thảm, cán nồi làm bằng gỗ hay nhựa, và găng nhấc nồi phải dày. Thứ quyết định không chỉ là vật nóng bao nhiêu mà là nó truyền nhiệt nhanh tới đâu.
Bỏng trong bếp: những tình huống hay gặp ở trẻ nhỏ
Ở trẻ nhỏ, nhiều ca bỏng xảy ra với nước nóng và thức ăn nóng hơn là với lửa. Ấm nước, nồi canh, bát cháo, cốc mì vừa đổ nước sôi, phích nước. Trẻ với tay kéo khăn trải bàn hay dây điện của ấm siêu tốc là cả khối nước sôi đổ xuống người.
Vì da trẻ mỏng hơn da người lớn, cùng một lượng nước nóng gây tổn thương sâu hơn. Nước ở nhiệt độ mà người lớn thấy chỉ nóng nhiều có thể đã đủ làm bỏng da trẻ.
Những việc nhỏ giúp ích nhiều: quay cán nồi vào trong, đặt ấm và phích xa mép bàn, dây ấm siêu tốc không thòng xuống, không bế trẻ trên tay khi đang bưng đồ nóng, thử nhiệt độ nước tắm bằng khuỷu tay hoặc nhiệt kế.
Que pháo bông chỉ nên cho trẻ cầm khi có người lớn ở cạnh, cầm xa người, không chĩa vào ai, và que đã cháy xong bỏ ngay vào xô nước.
Nếu chẳng may bị bỏng nước sôi
Việc đầu tiên là làm mát vết bỏng bằng nước sạch mát chảy nhẹ trong khoảng hai mươi phút. Nước mát kéo nhiệt ra khỏi da, ngăn lớp nhiệt đang ngấm sâu tiếp tục gây tổn thương. Đây chính là vật lý nhiệt lượng được dùng để cứu da.
Không chườm đá trực tiếp, vì lạnh quá có thể gây tổn thương thêm. Không bôi kem đánh răng, nước mắm, mỡ hay các mẹo dân gian lên vết bỏng, vì chúng giữ nhiệt lại và dễ gây nhiễm trùng. Tháo nhẫn, đồng hồ, quần áo không dính vào da trước khi chỗ đó sưng lên.
Che vết bỏng bằng gạc sạch hoặc màng bọc thực phẩm sạch đặt lỏng. Với bỏng rộng, bỏng ở mặt, tay, vùng kín, bỏng ở trẻ nhỏ hay người già, hoặc khi da trắng bệch, cháy đen, hãy đưa tới cơ sở y tế ngay.
Câu hỏi để bạn nghĩ tiếp: nếu nước giữ nhiệt giỏi như vậy, thì vì sao những thành phố ven biển lại có khí hậu dịu hơn thành phố sâu trong đất liền, ít nóng gắt ban ngày và ít lạnh buốt ban đêm?
Câu hỏi thường gặp
Nhiệt độ đo bằng đơn vị gì, nhiệt lượng đo bằng đơn vị gì?
Ở Việt Nam nhiệt độ thường đo bằng độ C. Nhiệt lượng là một dạng năng lượng nên đo bằng jun, ngoài ra trong dinh dưỡng người ta hay dùng ca lo.
Vì sao nước biển ấm lên chậm hơn bãi cát?
Nước cần nhiều năng lượng hơn cát để tăng mỗi độ, và nước còn đối lưu, đưa nhiệt xuống sâu. Cát nóng lên nhanh ở lớp mặt, nên trưa hè cát bỏng chân trong khi nước biển vẫn mát.
Vì sao thò tay vào lò nướng nóng mà không bỏng ngay, nhưng chạm khay thì bỏng?
Không khí trong lò rất loãng, chứa ít nhiệt lượng và truyền nhiệt chậm, còn khay kim loại vừa nóng vừa dẫn nhiệt tốt nên đổ nhiệt vào da rất nhanh. Dù vậy không nên thử, vì để lâu trong khí nóng vẫn bị bỏng.
Bị bỏng có nên chọc vỡ bóng nước không?
Không nên. Lớp da của bóng nước che chắn vết thương khỏi vi khuẩn. Hãy che lại sạch sẽ và hỏi ý kiến nhân viên y tế nếu bóng nước lớn hoặc có dấu hiệu nhiễm trùng.
Hơi nước có nóng hơn nước sôi không?
Hơi nước ngay trên nồi sôi có nhiệt độ tương đương nước sôi, nhưng khi chạm vào da nó ngưng tụ và nhả thêm một lượng nhiệt lớn. Vì vậy cùng ở khoảng một trăm độ, hơi nước thường gây bỏng nặng hơn.
