Ai đã mở vòi nước cứu hoả?

Trong kho của một nhà máy dệt, người thủ kho sau khi mơ màng vì khói thuốc lá đã ném mẩu thuốc vào xó nhà rồi ngủ say. Đám cháy bùng lên. Đúng lúc nguy cấp, vòi cứu hỏa đột nhiên mở ra cho nước chảy, dập tắt ngọn lửa. Ai đã tốt bụng làm việc này? Người thủ kho nghĩ mãi vẫn không ra.

Lời giải nằm ở hợp kim dùng để chế tạo bộ phận khống chế khóa của vòi cứu hỏa. Bộ phận đó phải được làm từ một loại hợp kim dễ nóng chảy.

Trong số các kim loại, thủy ngân có điểm nóng chảy thấp nhất, là -38,87 độ C. Nhưng ở nhiệt độ thường, thủy ngân ở thể lỏng nên không thể dùng làm chất liệu dễ nóng chảy trong trường hợp này. Ngoài thủy ngân, kim loại gali cũng có thể chảy ở 29,79 độ C, nhưng gali khá hiếm và quá đắt. Các kim loại khác đều có điểm nóng chảy cao nên không phù hợp để làm chất dễ nóng chảy.

Tuy nhiên, bismut có thể kết hợp với chì, thiếc, antimon để tạo thành các loại hợp kim có điểm nóng chảy thấp, khoảng trên dưới 50 độ C. Nếu dùng loại hợp kim có nhiệt độ nóng chảy thấp này để chế tạo một cơ cấu ở vòi nước cứu hỏa, ta sẽ có một hệ thống tự động dập lửa. Khi hỏa hoạn xảy ra, nhiệt độ trong phòng tăng cao, bộ phận làm từ hợp kim dễ nóng chảy ở vòi nước sẽ chảy ra, khóa được mở, nước theo đó tràn ra ngoài để dập tắt lửa.

Còn một loại hợp kim đặc biệt khác là hợp kim niken - titan. Cấu tạo tinh thể của hợp kim này dễ thay đổi khi nhiệt độ tăng, vì vậy người ta cũng có thể dùng nó làm bộ phận khống chế khóa mở trong các thiết bị dập lửa.

Hợp kim dễ chảy cũng rất quen thuộc trong đời sống, chẳng hạn như trong cầu dao điện. Trong cầu dao có hai sợi dây bảo hiểm làm bằng hợp kim dễ nóng chảy, chế tạo từ bismut, chì, thiếc, cadmi. Trong điều kiện bình thường, dòng điện chạy qua cầu dao không sinh nhiệt quá cao, dòng điện chạy qua dây dẫn cũng không vượt mức, nên không gây sự cố.

Nếu trong nhà sử dụng các thiết bị điện công suất lớn vượt quá công suất thiết kế của dây dẫn, hệ thống sẽ bị quá tải. Khi đó, nhiệt độ của dây dẫn và dây bảo hiểm tăng nhanh, có thể gây hỏa hoạn. Nhưng vì dây bảo hiểm có nhiệt độ nóng chảy thấp, khi nhiệt độ tăng cao, nó sẽ bị chảy, dòng điện bị ngắt, nhiệt độ của dây dẫn không tiếp tục tăng lên nữa, nhờ vậy tránh được hỏa hoạn.