พยายามทำให้คอปเตอร์กระดาษลอยนานๆ ด่างทับทิมกระจายตัว

วันอังคารที่ผ่านมาผมไปทำกิจกรรมวิทยาศาสตร์กับเด็กๆมาครับ เด็กประถมต้นได้พยายามปรับแต่งของเล่นคอปเตอร์กระดาษให้ลอยอยู่ได้นานๆ เด็กประถมปลายได้ดูการแพร่กระจายของด่างทับทิมในน้ำเย็นและน้ำร้อน ได้คุยกันเรื่องความเร็วโมเลกุลและอุณหภูมิ และได้ดูการทดลองกับด่างทับทิมอีกสองอย่าง เด็กอนุบาลสามทับสองได้หัดประดิษฐ์ของเล่นคอปเตอร์กระดาษครับ

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ คราวที่แล้วเรื่อง “ลูกตุ้มเลื้อย สนุกกับสารเคมี คอปเตอร์กระดาษ” ครับ)

สัปดาห์นี้เด็กๆประถมต้นทดลองตัดและพับคอปเตอร์กระดาษด้วยขนาด สัดส่วน และชนิดกระดาษต่างๆกันครับ จุดมุ่งหมายคือพยายามทำให้คอปเตอร์หมุนและตกลงพื้นช้าที่สุด วิธีทำเบื้องต้นก็เริ่มด้วยกระดาษสี่เหลี่ยมผืนผ้าครับ ตัวอย่างขนาดแบบหมุนช้าๆก็เช่นเอากระดาษ A4 มาตัดตามขวาง 8 ชิ้นเท่าๆกันแล้วเอามาใช้ชิ้นหนึ่ง (ขนาดประมาณ 21 ซ.ม. x 3.7 ซ.ม.) ถ้าจะให้หมุนเร็วๆก็ขนาดเล็กลง เช่น 2 ซ.ม. x 5 ซ.ม. แล้วตัดดังในรูปต่อไปนี้ครับ

ขนาดของกระดาษ ขนาดของใบพัด น้ำหนักที่ถ่วง ชนิดของกระดาษมีผลกับการหมุนและการตกหมดครับ เด็กๆแยกย้ายกันทำแบบต่างๆแล้วเราเอามาแข่งกันดูว่าใครลอยอยู่ได้นานครับ:

เด็กๆได้สังเกตผลของขนาดใบ ขนาดทั้งหมด และชนิดกระดาษว่ามีผลอย่างไรกับคอปเตอร์พวกเขาครับ ผมคิดว่าถ้านักเรียนเป็นนักเรียนระดับมหาวิทยาลัยอาจจะให้เขาไปสร้างแบบจำลองการหมุนในคอมพิวเตอร์แล้วหาแบบที่ดีที่สุดมาลองสร้างกันครับ

สำหรับเด็กประถมปลาย ผมเอาการทดลองกับสารเคมีมาทำดูกันอีกครับ อันแรกเรื่องการแพร่กระจาย (diffusion) เอาแก้วน้ำมาสองแก้ว แก้วหนึ่งใส่น้ำร้อน (ประมาณ 70 องศาเซลเซียส) อีกแก้วใส่น้ำเย็น (ประมาณ 10 องศาเซลเซียส) และปล่อยเกร็ดด่างทับทิมลงไปเท่าๆกันครับ สังเกตการแพร่กระจายของด่างทับทิมในน้ำทั้งสองอุณหภูมิ:

ให้เด็กๆพยายามเดาว่าทำไมถึงต่างกันครับ ในที่สุดเด็กๆก็พูดกันถึงเรื่องที่ว่าน้ำร้อนละลายด่างทับทิมเก่งกว่า ผมจึงเสริมต่อว่าสาเหตุที่น้ำร้อนทำให้ด่างทับทิมละลายและแพร่กระจายเก่งกว่าก็เพราะว่าโมเลกุลของน้ำร้อนวิ่งเร็วกว่าน้ำเย็น จึงชนโมเลกุลด่างทับทิบให้แพร่กระจายไปทั่วได้ง่ายและเร็วกว่า โดยทั่วไปของที่ร้อนๆโมเลกุลมันจะสั่นหรือวิ่งเร็วกว่าของที่เย็นๆครับ

จากนั้นเราก็เอาด่างทับทิมมาผสมไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ให้เกิดก๊าซออกซิเจนกันอีก โดยอันแรกผสมน้ำยาล้างจานกับไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ด้วยจะได้กักเก็บก๊าซออกซิเจนเป็นฟองๆ:

อีกอันเอาไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ผสมกับแอลกอฮอล์ล้างแผล แล้วจุดไฟครับ แอลกอฮอล์จะเผาไหม้เป็นเปลวไฟ ถ้าใส่ด่างทับทิมลงไปก๊าซออกซิเจนออกมาทำให้เกิดเสียงระเบิดเล็กๆเหมือนยิงสลุต: