วันอังคารที่ผ่านมาผมไปทำกิจกรรมวิทย์กับเด็กๆมาครับ เด็กประถมได้ดูคลิปหยดน้ำบนกระทะร้อนๆ จะเห็นว่าเมื่อกระทะร้อนปานกลาง หยดน้ำจะโดนกระทะแล้วระเหยหายไปอย่างรวดเร็ว แต่ถ้ากระทะร้อนจัด หยดน้ำจะกลิ้งไปมาบนกระทะได้นานมาก ปรากฎการณ์เดียวกันนี้ยังอธิบายกลที่คนเอามือจุ่มน้ำให้หมาดๆแล้วจุ่มลงไปในตะกั่วหลอมเหลวที่ร้อนจัดแล้วเอาออกทันทีโดยไม่เป็นอันตรายอีกด้วย นอกจากนี้นักวิจัยที่ญี่ปุ่นยังออกแบบพื้นผิวที่บากเป็นรูปฟันเลื่อยทำให้หยดน้ำวิ่งไปตามทิศทางที่ต้องการได้ด้วยครับ เด็กๆได้ดูเครื่องทำความสะอาดอัลตร้าโซนิกที่ใช้ความสั่นสะเทือนทำให้น้ำเกิดฟองเล็กจิ๋วที่ยุบตัวอย่างรวดเร็ว (cavitation) เป็นระเบิดลูกเล็กที่มองไม่เห็นแต่กำจัดคราบสกปรกต่างๆได้ดีมาก เด็กอนุบาลได้ดูการสาธิตผสมเบคกิ้งโซดากับน้ำส้มสายชูให้เกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ทำลูกโป่ง ทำระเบิดถุงพลาสติก และทำจรวดจุกคอร์กครับ
(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมต่างๆอยู่ที่นี่นะครับ กิจกรรมคราวที่แล้วเรื่อง “คลิปกระสุนเจาะเกราะ เกราะระเบิด การสั่น ของเล่นรถไฟเหาะ” ครับ รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)
สำหรับเด็กประถม ผมถามเด็กๆว่าเคยสังเกตไหมว่าเวลากระทะร้อนๆแล้วมีน้ำหยดลงไปจะเป็นอย่างไร เด็กๆบอกว่าน้ำจะฟู่และระเหยหายไป ผมถามต่อว่าเคยเห็นหยดน้ำกลิ้งๆอยู่บนกระทะนานๆทั้งๆที่กระทะร้อนไหม เด็กๆบางคนจำได้ว่าเคยเห็น ผมเลยถามว่าทำไมบางครั้งน้ำถึงเดือดฟู่ๆแล้วหายไปแต่บางครั้งน้ำเป็นเม็ดกลิ้งๆอยู่ได้ตั้งนานทั้งๆที่กระทะก็ร้อน
เด็กๆไม่ทราบผมเลยเฉลยว่าเวลากระทะร้อนแต่ยังไม่ร้อนมากพอ เมื่อเราหยดน้ำลงไปน้ำจะฟู่ๆแล้วระเหยหายไปอย่างรวดเร็ว นี่เป็นเพราะความร้อนจากกระทะทำให้หยดน้ำส่วนที่ติดกับกระทะร้อนกลายเป็นไอ แต่เมื่อกระทะร้อนขึ้นมากๆ ไอน้ำที่เกิดขึ้นจะเกิดขึ้นเร็วพอและมากพอที่จะกลายเป็นชั้นไอน้ำรองรับหยดน้ำให้ลอยอยู่เหนือกระทะนานๆ เนื่องชั้นไอน้ำนำความร้อนได้ช้ากว่าเวลาหยดน้ำติดกับกระทะตรงๆ ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า “ปรากฏการณ์ลีเดนฟรอสท์” (Leidenfrost Effect)
จากนั้นผมก็ให้เด็กๆดูคลิปนี้ครับ:
ปรากฎว่าถ้าทำพื้นผิวให้หยักๆเป็นฟันเลื่อย จะสามารถบังคับให้หยดน้ำเคลื่อนที่ไปในทิศทางที่ต้องการด้วยครับ
มีคนทำให้หยดน้ำวิ่งเป็นวงกลมด้วยครับ:
ปรากฏการณ์เดียวกันยังถูกคนเอาไปใช้เป็นกลจุ่มมือลงไปในตะกั่วเหลวร้อนๆโดยไม่เป็นอันตรายด้วยครับ:
ในคลิปเขาสามารถจุ่มนิ้วลงไปได้ครับถ้าตะกั่วเหลวนั้นร้อนมากๆ (ตะกั่วเริ่มเป็นของเหลวที่ประมาณ 330 องศาเซลเซียส ในการทดลองเขาต้มตะกั่วจนร้อนประมาณ 450 องศาเซลเซียส) แล้วเอามือจุ่มน้ำให้เปียก แล้วจุ่มลงไปในตะกั่วแป๊บเดียวแล้วดึงออก (แต่ถ้าตะกั่วร้อนไม่มากพอ เวลาเอามือไปจุ่ม ตะกั่วจะเย็นลงพอที่จะเป็นของแข็งแล้วติดนิ้วขึ้นมาทำให้เป็นอันตราย)
สาเหตุที่สามารถจุ่มนิ้วเข้าไปในตะกั่วเหลวร้อนมากๆแล้วไม่เป็นอันตรายก็เพราะน้ำที่ติดนิ้วอยู่จะโดนความร้อนจากตะกั่วจนกลายเป็นไอน้ำ เจ้าไอน้ำจะเป็นตัวกั้น เป็นฉนวนความร้อนป้องกันไม่ให้ความร้อนจากตะกั่วทำอันตรายนิ้วได้ แต่ถ้าแช่ไว้นานๆน้ำก็จะระเหยเป็นไอหมดและนิ้วก็จะไหม้ได้
หลังจากดูคลิปแล้วผมก็เอาเครื่องทำความสะอาดด้วยคลื่นเสียงอัลตร้าโซนิก (ultrasonic cleaner) มาให้เด็กๆดูและเล่นกัน:
เวลาเราใช้งาน เราก็จะใส่น้ำหรือของเหลวที่เหมาะสมกับของที่จะล้างลงไปในอ่างด้านบนของเครื่อง แล้วเราก็กดตั้งเวลาว่าจะให้เครื่องสั่นสะเทือนกี่นาที ใส่ของที่จะล้างลงไป แล้วก็เริ่มเดินเครื่อง คลื่นความถี่สูง (คลื่นในเครื่องนี้สั่น 40,000 ครั้งต่อวินาทีหรือ 40,000 Hz) จากถาดจะทำให้น้ำหรือของเหลวสั่นตาม เวลาน้ำขยับไปมาจะเกิดฟองอากาศเล็กๆที่เกิดจากแก๊สในน้ำขึ้น แล้วฟองก็จะยุบตัวลงอย่างรวดเร็วเมื่อน้ำวิ่งเข้ามาแทนที่ฟอง ทำให้เกิดแรงสะเทือนเล็กๆทั่วไปหมด สิ่งสกปรกต่างๆก็จะถูกชะล้างได้ เราทดลองทำความสะอาดแหวน สร้อยคอ สายนาฬิกา และแว่นตากันครับ ล้างได้สะอาดดี
เด็กๆเอาของหลายๆอย่างเช่นยางลบ สายนาฬิกา และเครื่องประดับมาทดลองล้างกันครับ:
สำหรับเด็กอนุบาลสามทับหนึ่ง ผมให้ดูการทดลองจากการผสมน้ำส้มสายชูกับเบคกิ้งโซดาครับ เด็กๆได้เห็นว่าเมื่อผสมกันจะมีฟองฟอดเลย นั่นก็คือมีก๊าซเพิ่มขึ้นมา ก๊าซตัวนี้ก็คือคาร์บอนไดออกไซด์นั่นเอง
เราทำการทดลองสามอย่างโดยผสมน้ำส้มสายชูกับเบคกิ้งโซดาในถุงมือหรือลูกโป่ง ใส่ในถุงปิดแน่นให้มันระเบิด และในขวดปิดจุกคอร์กให้จุกคอร์กกระเด็นไปเป็นจรวดจุกคอร์กครับ วิธีทำผมอัดเป็นคลิปเหล่านี้ไว้ครับ:
ที่ทำกันในห้อง ลูกโป่งหน้าตาแบบนี้ครับ:
ระเบิดเบคกิ้งโซดา + น้ำส้มสายชูในถุงพลาสติกครับ:
ส่วนอันนี้คือจรวดจุกคอร์กครับ:
