วิทยาศาสตร์ประยุกต์: เด็กๆทำไอศครีมกันครับ

อัลบั้มภาพการเรียนการสอนอยู่ที่นี่ครับ

ถ้าสงสัยว่าไม่เห็นรูปหรือวิดีโอ เข้าไปดูที่เว็บ http://witpoko.com/ นะครับ ส่วนใหญ่ถ้าอ่านในเมล์จะไม่เห็นวิดีโอครับ

(คราวที่แล้วเรื่องการทดลองออสโมซิสตอน 2 และเรื่องเซลล์อยู่ที่นี่ครับ)

ขอขอบคุณเพื่อนผม คุณเก๊า ที่เสนอกิจกรรมทำไอศครีมเมื่อผมปรึกษาว่าจะหากิจกรรมอะไรสนุกๆให้เด็กๆทำดี

 

วันนี้ผมไปสอนเด็กๆกลุ่มบ้านเรียนปฐมธรรม กลุ่มบ้านเรียนภูมิธรรม และอนุบาลบ้านพลอยภูมิครับ วันนี้เรื่องคุณสมบัติที่น่าสนใจของเกลือ และการทดลองเรื่องความเร็วลม/ความดันอากาศสำหรับเด็กอนุบาลสามครับ

เกลือเป็นของที่มีอยู่ในบ้านทั่วๆไปและวันนี้เด็กๆมาเรียนรู้คุณสมบัติที่น่าสนใจสองอย่างของเกลือครับ

ก่อนอื่นผมให้เด็กๆดูวิดีโอสองคลิปนี้ก่อน อันแรกคือปลาหมึกที่พึ่งตายราดซอสโชยุ (เพิ่มเติม 3 สิงหาคม 2554: วิดีโอคลิปดันถูก YouTube เอาลงซะแล้วครับ ผมเลยเอาอีกอันมาใส่ให้ข้างล่าง ก่อนขากบนะครับ)

อันที่สองก็คือขากบลอกหนังราดเกลือ:

สาเหตุที่หนวดปลาหมึกและขากบกระดุกกระดิกได้ทั้งๆที่ปลาหมึกและกบตายไปแล้วก็เพราะว่า เซลล์กล้ามเนื้อในหนวดและในขายังสามารถทำงานได้ มีแหล่งพลังเหลืออยู่ เซลล์ยังไม่เปื่อยสลาย เมื่อโซเดียม (Na ซึ่งอยู่ในเกลือ (NaCl) ที่ละลายอยู่ในโชยุหรือที่เป็นเกล็ดเกลือละลายน้ำ) ไปโดนเซลล์กล้ามเนื้อเหล่านี้ เซลล์กล้ามเนื้อจะทำงานเหมือนกับว่ามีสัญญาณไฟฟ้าจากสมองมาสั่งงานให้ขยับไปมา พอขยับไปได้สักพัก แหล่งพลังงานที่ตกค้างในเซลล์จะหมดไป กล้ามเนื้อก็จะหยุดขยับ ไม่ว่าเราจะราดเกลือหรือโชยุลงไปอีกเท่าไรก็ตาม รายละเอียดเพิ่มเติมสำหรับผู้ที่สนใจมีอยู่ที่ How twitching frog legs and salt work (ภาษาอังกฤษ) และการทำงานของกล้ามเนื้อ (ภาษาไทย) นะครับ

เด็กๆและคุณครูถามกันว่าถ้าไม่ใช้เกลือ แต่ใช้อย่างอื่นราด จะขยับไหม ผมคิดว่าถ้าของที่ราดสามารถแตกตัวเป็นโซเดียมหรือโปแตสเซียมได้ กล้ามเนื้อก็น่าจะขยับ แต่ผมไม่รู้จริงๆหรอก ต้องทำการทดลองดูให้แน่ๆ

เด็กๆถามว่าทำไมเอาเกลือโรยแขนแล้วแขนไม่ขยับ ผมก็อธิบายว่าผิวหนังเราป้องกันไม่ให้น้ำเกลือละลายผ่านเข้าไปโดนกล้ามเนื้อที่อยู่ใต้ผิวหนังได้ กล้ามเนื้อจึงไม่ขยับ ผมบอกเด็กๆว่าถ้าเราลอกผิวหนังออกเหมือนขากบ กล้ามเนื้อเราก็น่าจะเต้นเหมือนกบเหมือนกัน จากนั้นผมก็ถามว่ามีใครอาสาสมัครที่จะลอกหนังออกเพื่อโรยเกลือไหม ปรากฏว่ามีเด็กกล้าหาญจะลองทำจริงๆ แต่ผมห้ามไว้ก่อนว่าถ้าลอกหนังจริงๆ เราจะเจ็บและอาจติดเชื้อโรคตายได้ เราจึงพักการทดลองในคนไว้ก่อน 😀

จากนั้นเราก็มาดูคุณสมบัติอีกอย่างของเกลือที่เกี่ยวกับความเย็น ผมเอาเทอร์โมมิเตอร์ออกมาถามเด็กๆว่ารู้ไหมว่าคืออะไร เด็กๆหลายๆคนรู้จักว่าคือเครื่องมือวัดความเย็นความร้อนหรืออุณหภูมิ ผมจึงเสริมว่าเวลาของร้อนตัวเลขจะเยอะ เวลาของเย็นตัวเลขจะน้อย ผมให้เด็กๆดูว่าตอนนี้ตัวเลขอยู่ที่ 28 หมายถึงตอนนี้ 28 องศาเซลเซียส อากาศก็ไม่เย็นไม่ร้อนเท่าไร เด็กๆที่โตหน่อยจะรู้จักคำว่าเซลเซียสและฟาห์เรนไฮท์แล้วว่าเป็นหน่วยวัดอุณหภูมิ แต่สำหรับเด็กๆเล็กๆยังไม่รู้ก็ไม่เป็นไร ให้คำพูดเหล่านี้ผ่านหูสักครั้งก่อนไว้เข้าใจต่อไปในภายหน้า

แล้วผมก็เอาน้ำแข็งโรยทับเทอร์โมมิเตอร์ในชามไว้ ทิ้งไว้ประมาณ 1-2 นาที แล้วมาดูตัวเลขใหม่ เมื่อเขี่ยน้ำแข็งออกจะเห็นตัวเลขที่ 0 เซลเซียส ถ้ายกเทอร์โมมิเตอร์ขึ้นมาจากน้ำ ตัวเลขจะสูงขึ้นมาจาก 0 เพราะเทอร์โมมิเตอร์เริ่มอุ่นขึ้น

เทอร์โมมิเตอร์รูปผีเสื้อฝังน้ำแข็ง
อุณหภูมิลดลงไปจากอุณหภูมิห้องที่ 28 องศาเหลือ 0 องศา
(ในภาพอุณหภูมิขยับขึ้นมาเป็น 2 องศาแล้วเพราะยกขึ้นมาจากน้ำเพื่อถ่ายรูป)

จากนั้นผมก็เอาน้ำแข็งกลบเทอร์โมมิเตอร์ใหม่ แล้วโรยเกลือบนน้ำแข็งให้ทั่วๆ ทิ้งไว้อีก 1-2 นาทีแล้วมาดูอุณหภูมิใหม่ ปรากฏว่าคราวนี้อุณหภูมิตำ่กว่า 0 องศา กลายเป็นใกล้ๆ -10 องศา (แต่ไม่ควรเชื่อมากเพราะเทอร์โมมิเตอร์ไม่ละเอียดนัก เอาเป็นว่ามันเย็นกว่า 0 องศาก็แล้วกัน)

น้ำส่วนที่อยู่ระหว่างน้ำแข็งและปีกผีเสื้อไม่โดนเกลือเลยกลายเป็นน้ำแข็งติดกับปีกไปเลย
เมื่ออุณหภูมิลดลงตำ่กว่า 0 องศา
อุณหภูมิใกล้ๆ -10 องศา แต่ไม่ควรเชื่อมากเพราะเทอร์โมมิเตอร์ไม่ละเอียดถึงระดับ
เอาเป็นว่ามันเย็นกว่า 0 องศาก็แล้วกัน
เด็กๆส่องเลขเทอร์โมมิเตอร์กัน

เวลานำ้แข็งที่ไม่มีเกลือใส่ละลายเป็นน้ำนั้น อุณหภูมิรอบๆในน้ำจะอยู่ที่ 0 องศา เพราะทั้งน้ำจะกลายเป็นน้ำแข็งและน้ำแข็งจะกลายเป็นน้ำที่อุณหภูมิ 0 องศา กล่าวคือที่อุณหภูมิ 0 องศา น้ำแข็งจะละลายเป็นน้ำและน้ำจะจับตัวเป็นน้ำแข็งด้วยอัตราเท่าๆกัน เมื่อเราใส่เกลือลงไป อัตราที่น้ำผสมเกลือจะสลัดเกลือแล้วจับตัวเป็นน้ำแข็งจะลดลงเมื่อเทียบกับอัตราเมื่อไม่มีเกลือ ดังนั้นน้ำผสมเกลือจะไม่ยอมกลายเป็นนำ้แข็งที่ 0 องศา และอุณหภูมิโดยรวมจะลดตำ่ลง แต่สำหรับเด็กๆประถมเราก็แค่บอกว่าน้ำแข็งใส่เกลือจะเย็นลงไปอีก รายละเอียดเพิ่มเติมไปรู้ในภายหน้าเมื่อสนใจก็แล้วกัน (สำหรับคุณพ่อคุณแม่คุณครูที่สนใจรายละเอียดเพิ่มเติมที่นี่และที่นี่นะครับ ความจริงเราเอาอะไรละลายน้ำก็จะเกิดปรากฏการทำนองนี้อยู่แล้วครับ ไม่จำเป็นต้องเป็นเกลือเท่านั้น)

จากนั้นเราก็ประยุกต์ใช้ความรู้นี้มาทำไอศครีมทานกัน เราเอานมสี่ส่วน น้ำตาลทรายหนึ่งส่วน และกลิ่นวานิลลานิดหน่อยผสมกันใส่ในถุงพลาสติก รีดอากาศออกให้เหลือน้อยๆ ปิดให้แน่น แล้วใส่ถุงพลาสติกอีกชั้นหนึ่ง (รีดอากาศและปิดให้แน่นเหมือนกัน) แล้วเราก็เอาถุงนี้ไปใส่ในถุงพลาสติกใหญ่ที่ใส่น้ำแข็งและเกลือ (น้ำแข็ง 4-5 ส่วน เกลือหนึ่งส่วน โดยประมาณ) ปิดถุงใหญ่อย่าให้นำ้แข็งรั่วออกมา แล้วเราก็แบ่งกลุ่มกันผลัดกันนวดๆๆกลิ้งๆๆไปสัก 10-20 นาที เราก็จะได้ไอศครีมในถุงเล็กมาแบ่งกันทาน 🙂

ส่วนผสม นม น้ำตาล กลิ่นวานิลลา
นมสิี่ส่วน น้ำตาลหนึ่งส่วน กลิ่นวานิลลานิดหน่อยตามใจชอบ
หลังจากใส่ส่วนผสมครบ ก็ปิดถุงเล็กให้แน่น
ดมวานิลลากัน
เอาถุงเล็กใส่ถุงใหญ่ที่มีน้ำแข็งและเกลือ
แล้วผลัดกันนวดๆกลิ้งๆ
ไอศครีม!
กลุ่มบ้านเรียนภูมิธรรมก็ทำไอศครีม

เด็กๆผลัดกันนวดและกลิ้ง:

น้องกันและผลงาน:

สำหรับเด็กๆอนุบาลสามที่อนุบาลบ้านพลอยภูมิ ผมให้เด็กๆดูวิดีโอคลิปปลาหมีกและขากบ แล้วเราก็แจกหลอดทำการทดลองที่ว่าแถวไหนมีอากาศที่มีความเร็วสูง ความดันอากาศแถวนั้นจะต่ำ คล้ายๆกับที่บันทึกไว้ที่นี่ครับ

เป่าลมเร็วๆข้างใต้จะทำให้ความดันใต้สะพานน้อยกว่าข้างบน
ทำให้สะพานยุบ

คลิปวิดีโอสองอันข้างล่างถ่ายไว้เมื่อปีที่แล้วครับ:

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *