ĐỘNG CƠ VÀ NƯỚC TẢN NHIỆT ĐỐI LƯU
Khi ô tô đang chạy, phải dùng nước ở két nước tưới vào vỏ ngoài động cơ. Bạn có biết nước này có tác dụng gì không?
Mọi người đều biết, khi động cơ ô tô làm việc, nhiệt độ của buồng đất, động cơ có thể đến trên dưới 2000oC. Nếu không tìm cách giảm nhiệt độ, các bộ phận động cơ có thể nóng đến mức không làm việc bình thường được, thậm chí các bộ phận động cơ có thể bị hư hỏng. Để tản nhiệt, người ta làm một vỏ ngoài bọc quanh buồng đốt thành một két nước, cho nước lạnh vào quanh buồng đất để làm mát động cơ.
Làm thế nào mà nước lạnh lại làm mát động cơ? Cho một mảnh thép nóng tiếp xúc với một miếng thép lạnh. Miếng thép nóng sẽ dần dần nguội đi, còn miếng thép nguội sẽ nóng dần lên. Cho đến khi nhiệt độ của hai miếng thép bằng nhau thì sự thay đổi ngược chiều của hai miếng thép mới ngừng lại. Qua kinh nghiệm cho thấy, nhiệt sẽ truyền vật thể có nhiệt độ cao đến vật có nhiệt độ thấp. Vật thể có nhiệt độ cao sẽ toả nhiệt nên nhiệt độ của vật đó giảm, còn vật thể có nhiệt độ thấp sẽ thu nhiệt làm nhiệt độ của vật đó tăng lên.
Đem một cốc nước sôi đặt trong không khí, phải qua một thời gian đài mới đạt được nhiệt độ thường. Nhưng nếu dùng quạt điện để quạt cốc nước thì cốc nước sôi sẽ được làm nguội nhanh hơn. Đó là do không khí đứng yên thì tản nhiệt kém còn khi không khí chuyển động dễ mang nhiệt đi hơn.
Nước đứng yên cũng khó mang nhiệt đi. Khi đun nước trong ấm, nước ở đáy ấm bị đốt nóng thể tích nở ra và nổi lên trên nước ở trên mặt lạnh hớn nên chìm xuống dưới, nước ở dưới nhận lấy nhiệt lại nổi lên. Nước trong ấm cứ thế nổi lên, chìm xuống, chuyển động tuần hoàn liên tục, làm nhiệt độ nước trong ấm được tăng cao dần, cuốn cùng nước sẽ sôi. Do đó có thể thấy nước chuyển động sẽ dễ truyền nhiệt. Kiểu truyền nhiệt của không khí hay của nước như trình bày ở trên là kiểu truyền nhiệt đối lưu.
Khi ta đưa nước lạnh vào lớp vỏ ngoài động cơ ô tô, khi động cơ làm việc, dòng nước chạy quanh vỏ động cơ (đối lưu) sẽ làm nguội động cơ. Nước trong két nước hấp thụ nhiệt sẽ nở ra và nổi lên trên, đi vào bộ tản nhiệt, quạt gió của buồng tản nhiệt sẽ làm nhiệt bay đi. Sau khi nhiệt độ hạ, nước lại chảy về két nước hình thành vòng tuần hoàn. Để nước tuần hoàn được nhanh, trong két nước có lắp bơm để bợm nước từ đước lên, làm nước chuyển động nhanh hơn, làm cho nhiệt ở động cơ được tản đi nhanh.
