Tưởng không thật mà thật không tưởng: Dùng băng có thể tạo ra lửa, dùng lửa "đốt" nước thành băng

Trước khi có những phát minh như diêm và bật lửa, việc tạo ra ngọn lửa không quá dễ dàng. Vào đầu thời tiền sử, các công cụ được sử dụng để tạo ra lửa đa phần là gỗ, đá, kim loại...

Trong các cuộc thám hiểm leo núi, nấu thức ăn, hoặc chống đỡ động vật hoang dã trong những chuyến đi và lưu trú trong rừng, muốn giữ ấm cơ thể vào mùa đông khắc nghiệt, người yêu thích mạo hiểm sau này đã "phát minh" ra những cách đốt lửa độc đáo. Từ cam, bút màu đến khoai tây chiên và bùi nhùi thép, nhiều công cụ bắt lửa bất thường đã được sử dụng trong những trường hợp khẩn cấp.

Có lẽ trong số đó, thứ tạo ấn tượng lạ lùng hơn cả phải là băng. Được cho là "mặt đối lập" với lửa trong quan niệm của người xưa, nhưng thực sự dùng băng có thể tạo ra lửa và cách làm cũng không hề quá "phép màu".

Dụng cụ để "chế" lửa từ băng rất đơn giản. Nhắc đến băng, đa phần mọi người sẽ liên tưởng đến sự lạnh giá và là nước đông cứng, nhưng một đặc điểm khác của nó là trong suốt. VớI đặc tính này, băng hoàn toàn có thể được sử dụng như một thấu kính hội tụ, giống như cách dùng kính lúp để tạo ra lửa.

"Khi ánh sáng chạm vào một bề mặt cong, các tia sáng có thể tập trung lại và gây ra cháy. Đó là cách hoạt động của kính lúp", Nicole Moore, trợ lý giáo sư vật lý tại Đại học Gonzaga, nói.

Điều thú vị là, nguyên tắc tương tự cũng được áp dụng nếu bạn cần bắt lửa bằng nước đá. Tất cả những gì bạn cần là một cục băng hình đĩa tròn, bùi nhùi khô và ánh sáng mặt trời để tạo ra điều kỳ diệu. Nếu bạn bị mắc kẹt trên một khu cắm trại trong nhiệt độ đóng băng, bạn cũng có thể cần một con dao sắc bén để cắt ra khối băng từ một hồ nước đóng băng gần đó.

Đến đây, có lẽ bạn đã hiểu ra nguyên lý đơn giản của cả quá trình này. Tất cả những gì bạn cần làm là một con dao tốt để "gọt" khối băng thành hình tròn, có dạng cầu lồi. Một điều quan trọng là đĩa băng này phải dày dặn, với một tiêu cự đủ ngắn. Băng quá mỏng sẽ không thể tạo ra tiêu cự đủ tập trung cho ánh sáng đi qua và đốt cháy bùi nhùi.

Đĩa băng cũng phải đạt độ trong suốt cao nhất có thể. Nếu có bong bóng khí hoặc bị nứt bên trong, ánh sáng cũng sẽ bị phân tán khi đi qua và không thể đạt được hiệu quả cao nhất. Để bề mặt băng nhẵn và trong nhất có thể, nên dùng nhiệt từ bàn tay để làm lớp ngoài của nó tan ra đến khi đạt được kết cấu như mong muốn.

Theo Instructables, đĩa băng phải đủ lớn và dày, càng lớn thì sẽ càng thu được nhiều ánh sáng hơn. Miếng băng nên dày 5cm ở tâm và đường kính 15cm, cũng như có cạnh thật nhẵn.

Cuối cùng, sắp xếp bùi nhùi khô sao cho thật đều. Điều chỉnh "thấu kính" vuông góc với tia sáng mặt trời, sao cho tiêu điểm chạm vào bùi nhùi và giữ nguyên vị trí đó đến khi bốc khói và bắt lửa.

Tạo ra băng từ lửa?

Một điều bất ngờ không kém khác là bạn cũng có thể tạo ra băng từ... lửa. Về bản chất, lửa là sự cháy và được tạo ra khi có sự oxy hóa nhanh của các vật thể có thể cháy trong tự nhiên. Ánh sáng từ lửa mà bạn thấy chỉ là một phần của cả quá trình tỏa nhiệt.

Để tạo ra "lửa băng", người ta vận dụng một chút kiến thức về plasma. Khi một dòng điện đi qua chất khí sẽ ion hóa nó và làm tăng nhiệt độ. Chìa khóa để tạo ra ngọn lửa, hay đúng hơn là plasma lạnh nằm ở loại khí được sử dụng. Một khí có khả năng ion hóa nhanh, nhả electron dễ dàng và lại có khả năng dẫn nhiệt cao, đó chính là heli.

Tốc độ dòng chảy của heli được điều chỉnh trong một ống thủy tinh gắn với một điện cực, sao cho nó lưu thông đủ nhanh để đảm bảo rằng khí không tích tụ nhiệt năng, nhưng đồng thời giải phóng các electron tự do. Khi khí chảy dọc theo ống, nhiệt năng của nó bị ống hấp thụ và nó cũng bị ion hóa do điện thế đặt ở điện cực. Những gì bạn đang làm ở đây là lấy đi nhiệt từ các nguyên tử, chứ không phải từ các electron tự do.

Nếu bạn thắc mắc tại sao các electron tự do không góp phần vào nhiệt độ cao? Xét cho cùng, chúng cũng là những kho chứa năng lượng khổng lồ do chuyển động ngẫu nhiên của chúng trong chất khí.

Câu trả lời rất đơn giản - chúng không có khối lượng đủ lớn. Các electron tự do, mặc dù có năng lượng, nhưng bị áp đảo bởi các nguyên tử nặng hơn nhiều của chất khí, vì vậy các nguyên tử lạnh chiếm ưu thế về nhiệt độ của chất khí.

Nhờ quá trình này, người ta có thể hạ nhiệt độ của ngọn lửa xuống cực kỳ thấp, thậm chí đến mức có thể đóng băng cả nước.

Nguồn: Tổng hợp