Vì sao đáy nhiều chai nước lại có hình bông hoa năm cánh? Hóa ra vì lý do này

Khi uống đồ uống, bạn có để ý rằng đáy của nhiều chai nước uống có hình bông hoa năm cánh, nó có tác dụng?

Khi uống đồ uống, bạn có để ý rằng đáy của nhiều chai nước uống thường có hình bông hoa năm cánh không? Nó có tác dụng gì không? Một số người nghĩ rằng thiết kế này có thể nhằm mục đích chứa ít đồ uống hơn và đánh lừa thị giác của người tiêu dùng.

Tuy nhiên, trên thực tế, thiết kế như vậy không tiết kiệm chi phí vì mỗi chai nước đều có một tiêu chuẩn dung tích cố định và việc rót phải tuân theo sai số tiêu chuẩn do quy định của cơ quan chức năng. Vì vậy, giả thuyết về việc lừa dối thị giác không có cơ sở.

Một số người cho rằng thiết kế đáy hình bông hoa năm cánh trông rất sang trọng. Tuy vẻ đẹp hình ảnh là một phần lý do, nhưng đây không phải là mục đích chính trong thiết kế. Có một sự thật mà không phải ai cũng biết, đó là thiết kế đáy hình bông hoa năm cánh thường được sử dụng để đựng đồ uống có "gas".

Lý do là vì có khí trong đồ uống có ga. Trong quá trình vận chuyển, khí axit cacbonic sẽ nở ra do rung lắc, tạo ra rất nhiều áp suất. Thiết kế hoa năm cánh giúp phân tán áp suất do đồ uống có ga gây ra và tránh nổ chai.

Nếu chai không có khả năng chịu áp suất, hậu quả sẽ ra sao?

Nếu chai không đủ sức mạnh để chịu áp suất, chúng có thể bị hỏng do va chạm trong quá trình vận chuyển. Trong các hành trình dài, có nguy cơ nổ do biến đổi nhiệt độ của môi trường.

Trong trường hợp của chai nước giải khát có gas, nếu chai không đủ sức mạnh để chịu áp suất, chúng có thể nổ khi bị nhiệt độ cao hoặc đóng băng, và có thể nứt ra khi có sự thay đổi nhiệt độ đột ngột. Nếu các tình huống này xảy ra, phương tiện vận chuyển đồ uống sẽ trở thành một mối đe dọa giao thông đáng kể.

Để tránh nổ chai, các quy định về chai nhựa đựng đồ uống đã được nhà nước thiết lập với các yêu cầu về chất liệu, an toàn, bảo quản và vận chuyển. Một trong những yêu cầu quan trọng nhất là chai phải có khả năng chịu áp suất để bảo đảm an toàn cho sản phẩm trong quá trình sản xuất, vận chuyển và bán hàng.

Ngoài thiết kế hình bông hoa năm cánh, còn có những kiểu dáng nào khác không?

Các nhà sản xuất chai nước giải khát có gas đã phát triển hai loại đế cho chai sau khi thử nghiệm, cả hai loại này đều đạt được tiêu chuẩn về khả năng chịu áp suất của quốc gia đối với chai nước giải khát có gas.

Một trong số chúng là loại đế độc lập với hình dạng đặc biệt ở phía dưới, và loại còn lại là loại đế tích hợp với hình bông hoa năm cánh. Tuy nhiên, sau một thời gian sử dụng, các nhà sản xuất đã nhận ra rằng việc sản xuất hai loại chai với hai loại nguyên liệu thô khác nhau là một quy trình phức tạp, dẫn đến tổn thất sản xuất lớn.

Khi lắp ráp thân chai và đế chai, một số chai có thể xuất hiện khoảng trống do sự co giãn và co lại do thay đổi nhiệt độ, dẫn đến việc rò rỉ nước khi vận chuyển xa, do đó hình dạng hình bông hoa năm cánh đã trở thành lựa chọn phổ biến hiện nay.

Ngày nay, chai nước giải khát có ít chai độc lập hơn, thay vào đó là chai với đế hình bông hoa năm cánh. Nhưng hình dạng này cách tân thế nào để chống chịu áp suất?

Điều này dựa trên kiến thức vật lý.

Khi đổ đồ uống có gas, carbon dioxide được bơm vào chai. Trong quá trình này, chai cần phải chịu được áp suất khoảng 4 atm. Do chất liệu PET không có độ cứng như thủy tinh, đáy của chai cần phải được thiết kế lõm và có cấu trúc sườn dài để bảo đảm kín chai bên trong. Chỉ khi áp suất được phân tán đều ở đáy chai thì chai mới có thể "đứng vững như núi" sau khi đổ đầy đồ uống có gas.

Làm thế nào đáy chai hình bông hoa năm cánh chịu được áp lực?

Cơ sở kiến thức vật lý đã được áp dụng ở đây.

Khi đổ đồ uống có ga, carbon dioxide được bơm vào chai. Lúc này, chai cần phải chịu được áp suất khoảng 4 atm. Do chất liệu PET không có độ cứng như thủy tinh, đáy chai cần phải được thiết kế lõm và có cấu trúc sườn thon dài để bịt kín bên trong chai. Chỉ khi áp suất được phân tán đều ở đáy chai thì chai mới có thể giữ vững sau khi đổ đầy đồ uống có ga.

Thiết kế này thật sự hữu ích.

Thí nghiệm tự thực hiện

Nếu bạn quan tâm, bạn cũng có thể thực hiện một thí nghiệm nhỏ tại nhà. Đổ Coke vào một chai nhựa có đáy phẳng thông thường và cho vào ngăn đá tủ lạnh cùng với một chai Coca-Cola có hình bông hoa năm cánh ở phía dưới. Sau khi đông lạnh ở nhiệt độ cực thấp, đập hai chai Coca vào tường. Kết quả là gì?

Chai Coca nhựa có đáy phẳng sẽ nứt vỡ, trong khi chai Coca có hình bông hoa năm cánh ở phía dưới vẫn giữ nguyên.

Lý do là chai Coca được làm từ chất liệu PET, rất dễ vỡ khi tiếp xúc với nhiệt độ thấp. Chai có hình bông hoa năm cánh ở phía dưới có vẻ chắc chắn hơn.

Khi thể tích chất lỏng bên trong chai thay đổi, chai có thể biến dạng do áp suất bên trong và bên ngoài khác nhau. Nếu bị gập ghềnh trong quá trình vận chuyển, chai dễ bị gãy, gây ra tổn thất lớn.

Sau nhiều lần thử nghiệm, các nhà thiết kế đã thấy rằng đáy chai hình bông hoa năm cánh này không chỉ tiết kiệm vật liệu mà còn chịu được áp lực tốt nhất. Vì vậy, hiện nay hầu hết các chai nước uống có ga đều sử dụng thiết kế này ở đáy chai.

Một lợi ích khác của thiết kế này là chai không dễ bị xẹp khi chồng lên nhau. Ví dụ, trên kệ siêu thị thường chứa các chai nước uống có đáy phẳng. Nếu có ai đó vô tình va vào kệ hoặc không cẩn thận khi lấy và đặt chai, có thể làm đổ chai như quân domino.

Đáy chai hình bông hoa năm cánh bám kệ tốt hơn, nên việc làm đổ chai không gây ảnh hưởng đến các chai khác, từ đó tăng cường an toàn đáng kể.

Tác giả: Quỳnh Trang