WEBVTT

00:00:08.597 --> 00:00:13.789
Bạn bị dãn cơ và cảm thấy đau nhói
không chịu nổi.

00:00:13.789 --> 00:00:16.807
Bạn ước gì có thứ gì lạnh như đá
để làm dịu cơn đau,

00:00:16.807 --> 00:00:21.305
nhưng để dùng một túi đá, bạn phải để nó 
trong tủ đông hàng giờ.

00:00:21.305 --> 00:00:23.420
May mắn thay, chúng ta còn có cách khác.

00:00:23.420 --> 00:00:28.057
Một túi đá lạnh có thể đặt ở nhiệt độ 
phòng cho đến khi bạn cần dùng,

00:00:28.057 --> 00:00:33.834
sau đó chỉ cần làm theo hướng dẫn
và trong vài giây bạn sẽ giảm cơn đau.

00:00:33.834 --> 00:00:37.141
Nhưng làm cách nào để khiến vật từ 
nhiệt độ phòng sang trạng thái gần đông lạnh

00:00:37.141 --> 00:00:38.927
chỉ trong thời gian ngắn?

00:00:38.927 --> 00:00:41.434
Câu trả lời là dựa vào hóa học.

00:00:41.434 --> 00:00:44.404
Túi đá bao gồm nước và hỗn hợp rắn,

00:00:44.404 --> 00:00:49.657
thường là a-mô-ni ni-trát, hai phần bị 
tách rời bởi một vách ngăn.

00:00:49.657 --> 00:00:52.588
Khi vách ngăn bị phá vỡ, chất rắn sẽ tan
ra

00:00:52.588 --> 00:00:55.644
gây ra phản ứng thu nhiệt,

00:00:55.644 --> 00:00:58.521
là phản ứng vật thu nhiệt từ môi
trường xung quanh.

00:00:58.521 --> 00:01:00.598
Để hiểu rõ hơn về quá trình này,

00:01:00.598 --> 00:01:04.538
ta cần quan tâm đến hai nguyên nhân
dẫn đến quy trình hóa học này:

00:01:04.538 --> 00:01:07.186
năng lượng học và nhiệt động lực học.

00:01:07.186 --> 00:01:13.027
Chúng quyết định sự thay đổi trong hệ 
thống và sự di chuyển năng lượng nếu có.

00:01:13.027 --> 00:01:17.380
Trong hóa học, năng lượng học gồm lực 
hút và lực đẩy

00:01:17.380 --> 00:01:20.317
giữa các hạt trong phân tử.

00:01:20.317 --> 00:01:26.184
Hạt này nhỏ đến nỗi có nhiều phân
tử nước trong một ly

00:01:26.184 --> 00:01:29.454
hơn số vì sao trong vũ trụ.

00:01:29.454 --> 00:01:31.527
Cả nghìn tỉ phân tử này

00:01:31.527 --> 00:01:36.181
không ngừng chuyển động, dao động
và xoay tròn với tốc độ khác nhau.

00:01:36.181 --> 00:01:39.785
Ta biết rằng nhiệt độ là thước đo 
cho chuyển động trung bình,

00:01:39.785 --> 00:01:42.800
hay động năng của các hạt này,

00:01:42.800 --> 00:01:46.906
khi vận tốc tăng, nhiệt độ sẽ tăng,

00:01:46.906 --> 00:01:48.732
và ngược lại.

00:01:48.732 --> 00:01:51.596
Sự di chuyển của nhiệt trong các biến
đổi hóa học

00:01:51.596 --> 00:01:54.836
dựa vào độ bền của các liên kết
giữa các hạt

00:01:54.836 --> 00:01:57.910
trong trạng thái của mỗi chất hóa học.

00:01:57.910 --> 00:02:00.761
Khi giữa các hạt có lực hút hớn,

00:02:00.761 --> 00:02:03.843
chúng sẽ chuyển động nhanh về 
phía nhau đến khi chúng quá gần

00:02:03.843 --> 00:02:07.614
lực đẩy sẽ đẩy chúng ra xa.

00:02:07.614 --> 00:02:09.694
Nếu lực hút ban đầu đủ mạnh,

00:02:09.694 --> 00:02:13.286
các hạt sẽ chuyển động qua lại như
cách này.

00:02:13.286 --> 00:02:16.384
Lực hút càng mạnh thì chúng chuyển 
động càng nhanh,

00:02:16.384 --> 00:02:18.764
và vì nhiệt độ ảnh hưởng lớn đến 
chuyển động,

00:02:18.764 --> 00:02:22.463
khi một chất thay đổi trạng thái và tương 
tác giữa các hạt mạnh hơn,

00:02:22.463 --> 00:02:24.150
cả hệ thống sẽ nóng lên.

00:02:24.150 --> 00:02:26.437
Nhưng túi chườm đá thì ngược lại,

00:02:26.437 --> 00:02:29.209
có nghĩa là khi chất rắn tan trong 
nước,

00:02:29.209 --> 00:02:33.336
tương tác mới giữa các hạt chất rắn 
và nước với nhau

00:02:33.336 --> 00:02:37.363
sẽ yếu hơn lực tương tác riêng của 
chúng lúc trước.

00:02:37.363 --> 00:02:40.741
Điều này khiến cả hai di chuyển chậm
hơn,

00:02:40.741 --> 00:02:42.492
và làm lạnh chất lỏng,

00:02:42.492 --> 00:02:47.051
Nhưng vì sao một chất thay đổi trạng
thái khi lực tương tác yếu đi?

00:02:47.051 --> 00:02:51.228
Tại sao lực tương tác mạnh ban đầu 
không ngăn chất rắn tan chảy?

00:02:51.228 --> 00:02:53.380
Đó là vì nhiệt động lực học.

00:02:53.380 --> 00:02:56.271
Nhiệt động lực học mô tả cách vật
và năng lượng

00:02:56.271 --> 00:02:59.825
bị phân tán bởi chuyển động ngẫu nhiên.

00:02:59.825 --> 00:03:03.535
Đối với không khí trong phòng, có 
nhiều cách sắp xếp khác nhau

00:03:03.535 --> 00:03:05.902
của hàng nghìn tỉ hạt tạo nên nó.

00:03:05.902 --> 00:03:09.317
Một số gồm tất cả phân tử ô-xy ở một chỗ,

00:03:09.317 --> 00:03:11.898
và tất cả phân tử nitơ ở một nơi khác.

00:03:11.898 --> 00:03:14.513
Nhưng phần lớn chúng trộn lẫn với nhau,

00:03:14.513 --> 00:03:17.700
tạo nên trạng thái không khí thường thấy.

00:03:17.700 --> 00:03:20.976
Bây giờ, nếu có lực hút mạnh giữa các hạt,

00:03:20.976 --> 00:03:24.209
và làm thay đổi cấu hình chúng

00:03:24.209 --> 00:03:28.290
đến nỗi chúng không thể trộn lẫn
với nhau được.

00:03:28.290 --> 00:03:31.250
Dầu và nước là ví dụ cho hai chất
không trộn lẫn với nhau.

00:03:31.250 --> 00:03:35.196
Nhưng đối với a-mô-ni ni-trát, hay một 
số chất khác trong túi đá,

00:03:35.196 --> 00:03:38.619
lực hút không đủ mạnh để làm thay
đổi chúng,

00:03:38.619 --> 00:03:42.625
và các chuyển động ngẫu nhiên làm các
hạt tạo nên chất rắn

00:03:42.625 --> 00:03:47.313
bị tan trong nước và không thể trở
lại trạng thái rắn.

00:03:47.313 --> 00:03:50.895
Nói đơn giản hơn, túi đá của bạn sẽ 
đông lại do các chuyển động ngẫu nhiên,

00:03:50.895 --> 00:03:55.470
tạo ra các cấu trúc làm chất rắn và nước
trộn lẫn với nhau

00:03:55.470 --> 00:03:59.220
làm tương tác giữa các hạt yếu đi,

00:03:59.220 --> 00:04:00.700
chuyển động của các hạt ít hơn,

00:04:00.700 --> 00:04:05.193
và lượng nhiệt ít hơn trong túi không
sử dụng.

00:04:05.193 --> 00:04:08.122
Vì thế dù nhiệt động học gây ra những
hỗn loạn

00:04:08.122 --> 00:04:10.513
khiến bạn đau lúc đầu,

00:04:10.513 --> 00:04:14.948
nó cũng giúp tạo ra cái lạnh làm dịu cơn
đau của bạn.