Tại sao chai thủy tinh lại vỡ khi để trong tủ đông?

Mọi người đã quen với việc đặt chai thủy tinh đựng đồ uống vào tủ đông để làm mát nhanh. Nhưng nhiều người đã gặp phải sự bối rối như vậy: sau vài giờ, họ mở cửa tủ lạnh và phát hiện ra rằng chai đã bị nứt, đá và chất lỏng chảy khắp nơi. Tình huống này không chỉ gây khó khăn khi vệ sinh mà các mảnh thủy tinh sắc nhọn còn có thể làm xước ngón tay của bạn. Vụ nổ chai thủy tinh đông lạnh có phải là một truyền thuyết đô thị hay là sự thật? Nguyên lý khoa học đằng sau nó là gì?

Vụ nổ chai thủy tinh đông lạnh là đúng hay sai?​

Nói thẳng ra, kết luận là: chai thủy tinh thông thường sẽ thực sự nổ nếu chúng bị đông lạnh trong thời gian dài. Có một sự khác biệt về thời gian ở đây - thường thì để trong một hoặc hai giờ là ổn, nhưng nguy cơ tăng mạnh sau hơn bốn giờ. Điều quan trọng là phải xem chất lỏng trong chai có bị đông hoàn toàn hay không.

Mặc dù chai thủy tinh hiện đại bền hơn so với trước đây, nhưng chúng vẫn không thể chịu được lực giãn nở của đá. Đặc biệt là đồ uống có ga nguy hiểm hơn, khí carbon dioxide sẽ chồng chất sự giãn nở của chất lỏng để tạo thành áp suất gấp đôi. Tuy nhiên, có một ngoại lệ: chai rượu có nồng độ cồn trên 40% về cơ bản sẽ không nổ, chúng ta sẽ nói chi tiết về điều này sau.

​​Mẹo chính: ​​Vụ nổ đông lạnh không quá mức như bom trong phim ảnh, nhưng những mảnh thủy tinh bay có thể làm xước da. Điều phiền phức nhất là khi vệ sinh tủ lạnh, những mảnh thủy tinh lẫn với đá vụn đặc biệt khó xử lý. Vì vậy, việc thành thạo các kỹ năng chống nổ là rất cần thiết.

​Tại sao chai lại phát nổ?​

Nguyên nhân gốc rễ là bốn chữ: giãn nở vì nhiệt và co lại. Tuy nhiên, “giãn nở” ở đây không phải là giãn nở vì nhiệt, mà là giãn nở thể tích của 9% sau khi nước đóng băng. Hãy tưởng tượng rằng một chai nước khoáng 500ml sẽ có thêm 45ml thể tích sau khi đóng băng – tương đương với việc nhét ba quả bóng bàn vào chai.

Chai thủy tinh thông thường không có tính đàn hồi. Khi áp suất bên trong vượt quá giới hạn, chúng sẽ nứt từ điểm yếu nhất. Quá trình này giống như thổi một quả bóng bay: nó chỉ bị biến dạng nhẹ ở đầu, và đột nhiên "bùng nổ" ở điểm tới hạn. Các chất lỏng khác nhau đóng băng ở tốc độ khác nhau. Ví dụ, bia đóng băng nhanh hơn nước tinh khiết, vì vậy nó nguy hiểm hơn.

​​Có phải tất cả các chai thủy tinh đều dễ nổ không?​

Tất nhiên là không! Vật liệu thủy tinh được chia thành nhiều cấp độ khác nhau:

1. ​​Kính soda-vôi thông thường​(chai đựng đồ uống thông thường): dễ vỡ nhất, sẽ nổ nếu đông lạnh
2. ​Kính cường lực(một số chai bia): có thể chống lại sự giãn nở thông thường, nhưng đồ uống có ga vẫn có nguy cơ
3. ​​Kính borosilicate cao​(dụng cụ thí nghiệm): hiệu suất tốt nhất trong việc chịu được nhiệt độ và đóng băng

Lấy ví dụ về chai rượu thông thường của chúng ta, nhiều chai được làm bằng thủy tinh cường lực. Vật liệu này sẽ trở thành các hạt nhỏ tròn ngay cả khi bị vỡ, không giống như thủy tinh thông thường sẽ tạo ra các mảnh sắc nhọn. Chai thủy tinh borosilicate được sử dụng trong phòng thí nghiệm không dễ nổ ngay cả khi chúng được nung trực tiếp trên lửa, chứ đừng nói đến việc đông lạnh.

​​Năm mẹo chống cháy nổ thực tế​​

​​1. Chừa khoảng trống cho chất lỏng giãn nở​​

Một chai đầy tương đương với tự tử. Nên đổ 1/5 chất lỏng trước khi đông lạnh, hoặc chọn loại chai có không gian giãn nở tích hợp. Quan sát cẩn thận các chai đồ uống được bán trên thị trường, cổ chai sẽ để trống, đây là vùng an toàn dành cho giãn nở và co lại do nhiệt.

​​2. Không đông lạnh đồ uống có ga​​

Coca, Sprite và các loại đồ uống có ga khác nguy hiểm gấp đôi. Sự giãn nở của chất lỏng khi đông lại + sự nén khí tạo ra áp suất chồng lên nhau, mà chai thủy tinh thông thường không thể chịu được. Năm 2019, đã có một vụ nổ chai bia đông lạnh và gây thương tích cho người dân ở Thanh Đảo, vì vậy mọi người phải chú ý.

​​3. Đặt lời nhắc hẹn giờ​​

Tủ lạnh thông minh hiện đại có chức năng hẹn giờ. Nên đặt lời nhắc 1-2 giờ và lấy ra ngay khi đến giờ. Nếu bạn thường quên, bạn có thể dán giấy nhớ lên chai hoặc sử dụng báo thức trên điện thoại di động để nhắc nhở.

​​4. Làm mát trước rồi mới đông lạnh​​

Cho súp nóng và trà nóng trực tiếp vào tủ đông? Đây là hành vi tự sát! Nước nóng ở nhiệt độ 60℃ sẽ co lại ngay lập tức khi gặp lạnh, và chênh lệch nhiệt độ giữa bên trong và bên ngoài cốc quá lớn, sẽ khiến cốc bị nứt trực tiếp. Cách đúng đắn là đợi chất lỏng nguội tự nhiên đến nhiệt độ phòng rồi mới đông lạnh.

​​5. Chọn vị trí phù hợp ​​

Ngăn tủ lạnh ổn định hơn giá đỡ cửa. Độ rung do đóng mở thường xuyên của giá đỡ cửa sẽ làm tăng tốc độ mỏi của kính, và nhiệt độ ổn định hơn khi đặt sâu trong ngăn. Nếu điều kiện cho phép, bạn có thể quấn chai bằng khăn để giảm rung.

​Đồ uống có cồn thực sự không phát nổ khi đông lạnh?​

Câu nói này về cơ bản là đúng. Nguyên tắc là điểm đóng băng của rượu rất thấp:

• Nước tinh khiết đóng băng ở 0℃
• Rượu vodka 40 độ đông lại ở nhiệt độ -23℃
• Rượu 60 độ đông lại ở -80℃

Nhiệt độ thấp nhất của tủ lạnh gia đình chỉ là -18℃, không thể đông lạnh đồ uống có cồn. Tuy nhiên, xin lưu ý rằng các loại rượu có nồng độ cồn thấp như rượu vang (12-15 độ) và rượu sake (15-20 độ) vẫn có thể đông lạnh. Có một cách đơn giản để đánh giá: nếu xuất hiện đá khi lắc chai, có nghĩa là đã đến lúc lấy chai ra.

Bảng so sánh nồng độ cồn và thời gian đông lạnh an toàn​

Rượu bia	Phạm vi nồng độ cồn	Thời gian đông lạnh an toàn	Mức độ nguy cơ đóng băng	Tủ lạnh gia đình có thể đóng băng không?
Bia	4-6%	≤2 giờ	⚠️⚠️⚠️Rủi ro cao	Hoàn toàn đông lạnh
Cocktail pha sẵn	5-8%	≤3 giờ	⚠️⚠️⚠️Rủi ro cao	Hoàn toàn đông lạnh
Rượu	12-15%	4-6 giờ	⚠️⚠️Rủi ro trung bình	Đóng băng bề mặt
Rượu sake	15-20%	8-12 giờ	⚠️Rủi ro thấp	Đã kết tinh một phần
Rượu rum	35-40%	24 giờ+	✅Về cơ bản là an toàn	Hơi nhớt
Rượu Vodka	40%+	48 giờ+	✅ Hoàn toàn an toàn	Giữ ở dạng lỏng
Whisky	40-60%	72 giờ+	✅ Hoàn toàn an toàn	Giữ ở dạng lỏng

​​Hướng dẫn lựa chọn chai rượu vang thương mại​​

Đối với những người bán buôn rượu vang, điều đặc biệt quan trọng là phải cẩn thận khi lựa chọn chai thủy tinh phù hợp để vận chuyển đông lạnh. Sau đây là ba gợi ý thực tế:

​​1. Nhìn vào vật liệu thủy tinh​​

• Kính cường lực được khuyến khích sử dụng cho các chai rượu vang thông thường
• Borosilicate được khuyến khích sử dụng cho các sản phẩm cao cấp
• Tránh sử dụng chai lọ làm từ thủy tinh tái chế

​​2. Chú ý đến độ dày của thành chai​​

• Thành chai 500ml ≥2mm
• 3mm được khuyến nghị cho dung tích lớn trên 1L
• Thiết kế chống nổ dày dặn ở đáy chai an toàn hơn

​​3. Quy trình chống cháy nổ đặc biệt​​

• Thiết kế gân gia cố xoắn ốc ở cổ đàn
• Cấu trúc nén hình sóng của thân chai
• Thiết kế đệm lõm đáy

Năm ngoái, nhà máy của chúng tôi đã tùy chỉnh chai chống đông cho thương hiệu rượu vodka và thêm một vòng gia cố vòng trên vai chai. Đã thử nghiệm rằng nó đã được đổ đầy nước và đông lạnh trong 24 giờ mà không bị vỡ. Khách hàng báo cáo rằng tỷ lệ tổn thất vận chuyển đã giảm 70%.

​​Xử lý khẩn cấp sau vụ nổ đông lạnh​​

Nếu chai thực sự phát nổ, hãy làm theo các bước sau:

1. Tắt nguồn và đeo găng tay: tránh rò rỉ và đứt tay
2. Rắc muối để làm tan băng: nhanh chóng dọn sạch các mảnh vụn lớn
3. Máy hút bụi hút sạch các mảnh vụn: xử lý các mảnh thủy tinh nhỏ
4. Khử trùng bằng giấm trắng: loại bỏ mùi hôi và vi khuẩn
5. Kiểm tra độ kín: đảm bảo cửa tủ lạnh được đóng bình thường

Lưu ý đặc biệt: Nếu tủ đông bị đóng băng nhiều lần, có thể miếng đệm cửa bị vỡ do mảnh thủy tinh và cần được sửa chữa chuyên nghiệp.

Câu hỏi thường gặp​​

​​H: Liệu chai nhựa có an toàn hơn không?​

A: Đông lạnh trong thời gian ngắn thì được, nhưng chất dẻo sẽ kết tủa trong thời gian dài. Nên chọn chai đựng đồ uống PET và đông lạnh tối đa 2 giờ.

​​H: Một chai thủy tinh có thể được đông lạnh nhiều lần không?

A: Khuyến cáo không nên sử dụng chai thủy tinh cường lực quá 50 lần, trong khi chai thủy tinh thông thường sẽ có những vết nứt nhỏ mà mắt thường không nhìn thấy được sau khoảng 10 lần sử dụng.

​​H: Làm sao để xác định chai vẫn còn sử dụng được? ​​

A: Quay chai về phía nguồn sáng, hoa văn cầu vồng cho thấy chai bị hư hỏng do căng thẳng và phải loại bỏ.

​​H: Có đáng mua loại bình kim loại phổ biến ở nước ngoài không?

A: Dễ bị đóng băng nếu dẫn nhiệt quá nhanh và không thể quan sát được lượng còn lại. Chai thủy tinh chống cháy nổ vẫn được khuyến nghị cho các tình huống thương mại.

Xu hướng mới trong ngành​

Hiện nay, ngày càng nhiều nhà máy rượu bắt đầu sử dụng chai chống nổ thông minh:

• Cảm biến áp suất tích hợp, tự động xả hơi khi áp suất tăng
• Màn hình hiển thị nhiệt độ tích hợp trên nắp chai
• Công nghệ chống đóng băng phủ nano
• Thiết kế có thể tái chế và thân thiện với môi trường

Ví dụ, “chiếc bình biết nói” mới ra mắt của một thương hiệu rượu sake Nhật Bản, khi áp suất bên trong quá cao, nhãn chai sẽ đổi màu để cảnh báo, thiết kế này trực tiếp giúp giảm tỷ lệ trả hàng qua thương mại điện tử của họ xuống 45%.

​Cuối cùng​​

Việc đông lạnh chai thủy tinh có vẻ đơn giản, nhưng thực ra nó ẩn chứa rất nhiều kiến thức. nhà cung cấp bao bì thủy tinh Với 15 năm kinh nghiệm, tôi đã chứng kiến quá nhiều tranh chấp sau bán hàng do chọn sai bình. Hãy nhớ hai điểm cốt lõi: tạo không gian cho chất lỏng giãn nở và chọn đúng vật liệu bình. Liên hệ với chúng tôi ngay để nhận thông số chi tiết và báo giá bán buôn cho các bình thủy tinh chống đông tùy chỉnh. 20 khách hàng tư vấn đầu tiên cũng có thể nhận được “Sổ tay phòng ngừa tổn thất khi vận chuyển ở nhiệt độ thấp” miễn phí.