วิทย์ประถม: อากาศร้อน-อากาศเย็น, บี้กระป๋องด้วยความดันอากาศ

วันนี้ผมไปทำกิจกรรมวิทย์กับเด็กประถมศูนย์การเรียนปฐมธรรมมาครับ เด็กๆหัดคิดแบบวิทย์โดยพยายามอธิบายมายากล แล้วผมก็ทำการทดลองต่างๆให้เด็กๆดูว่าอากาศจะขยายตัวเมื่อร้อนขึ้น จะหดตัวเมื่อเย็นลง และใช้ความดันอากาศบี้กระป๋องอลูมิเนียมโดยการต้มน้ำให้เป็นไอน้ำแล้วทำให้ไอน้ำควบแน่นเป็นหยดน้ำครับ

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมอยู่ที่นี่ ส่วนลิงก์รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

ก่อนอื่นเด็กๆได้ดูมายากลในคลิปนี้ครับ โดยดูกลก่อนแล้วพยายามอธิบายก่อนเฉลย อันนี้เรื่องคนหายไปหลังไพ่ยักษ์:

กิจกรรมนี้ฝีกเด็กๆให้คิดแบบวิทยาศาสตร์ มีการสังเกต การตั้งสมมุติฐานเพื่ออธิบายสิ่งที่สังเกตมา การตรวจสอบสมมุติฐานกับข้อมูลที่สังเกตมา การตั้งสมมุติฐานใหม่เมื่อสมมุติฐานเดิมขัดกับข้อมูล นอกจากนี้เราพยายามให้เด็กๆมีความกล้าคิดและออกความเห็น และหวังว่าเมื่อโตไปจะไม่ถูกหลอกง่ายๆครับ

จากนั้นผมเอาแก้วน้ำมาใส่น้ำร้อนลงไปเล็กน้อย แล้วเอาฟิล์มพลาสติกถนอมอาหาร​ (plastic wrap) มาปิดปากแก้วไม่ให้อากาศไหลผ่านได้ เด็กๆสังเกตว่าถ้ารอสักพักแผ่นพลาสติกจะบุ๋มเว้าเข้าไป

พลาสติกเว้าเข้าไปเพราะอากาศในขวดเย็นลง จึงหดตัวมีปริมาตรลดลง ถ้าเด็กๆมาเขย่าๆแก้วให้อากาศโดนน้ำร้อนก้นแก้วมากขึ้น อากาศจะร้อนขึ้นแล้วขยายตัว ดันให้พลาสติกโป่งออกมาได้ครับ

ในทางกลับกัน ถ้าเราใส่น้ำเย็นใส่น้ำแข็งเข้าไปในแก้วแล้วปิดด้วยพลาสติก รอสักพักแผ่นพลาสติกจะโป่งออก เพราะอากาศเหนือน้ำเย็นอุ่นมากขึ้นและขยายตัว และถ้าเขย่าๆให้อากาศโดนน้ำเย็นอีกมันก็จะหดตัวทำให้พลาสติกเว้าเข้าไป

ผมเคยทำกิจกรรมตระกูลนี้ที่ ความดันอากาศและสุญญากาศ ครับ เชิญอ่านเพิ่มเติมได้

การทดลองต่อไปคือต้มน้ำเล็กน้อยในกระป๋องอลูมิเนียม เมื่อน้ำเดือดแล้วก็คว่ำไปในน้ำอุณหภูมิห้องครับ:

กระป๋องจะบี้แบนเหมือนโดนเหยียบ ผมพยายามถามนำให้เขาตอบไปทีละขั้นๆ เมื่อต้มน้ำจนเดือดจะเกิดอะไรขึ้น น้ำเหลวๆเปลี่ยนเป็นไอน้ำใช่ไหม ไอน้ำอยู่ที่ไหน อยู่ในกระป๋องใช่ไหม เมื่อคว่ำกระป๋องลงไปในกาละมังใส่น้ำ อุณหภูมิของไอน้ำในกระป๋องจะเป็นอย่างไร มันจะเย็นลง ไอน้ำเมื่อเย็นลงมันจะเป็นอะไร ควบแน่นเป็นหยดน้ำใช่ไหม อยู่ๆไอน้ำเต็มกระป๋องกลายเป็นหยดน้ำเล็กๆ จะเกิดอะไรขึ้น เกิดสุญญากาศไม่มีความดันสู้กับอากาศภายนอก อากาศภายนอกจึงบีบกระป๋องแบนหมดเลย (มื่อต้มน้ำในกระป๋องเปิดจนน้ำเดือด ภายในกระป๋องจะเต็มไปด้วยไอน้ำร้อนๆ เมื่อเอากระป๋องไปคว่ำในน้ำ ไอน้ำจะเย็นลงและควบแน่นเป็นหยดน้ำ ทำให้ปริมาตรลดลงอย่างมาก ความดันภายในกระป๋องลดลงเกือบเป็นสุญญากาศทำให้อากาศภายนอกบีบกระป๋องให้แบนอย่างรวดเร็ว)

เมื่อเสร็จการทดลอง ผมปิดเตาไฟแล้วถอดกระป๋องแก๊สหุงต้มออกมาให้เด็กๆจับ มันเย็นมากครับ เย็นเพราะเชื้อเพลิงที่เป็นของเหลวในกระป๋องขยายตัวออกมาเป็นก๊าซครับ

Leave a Reply

Your email address will not be published.

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.