ผมไปทำกิจกรรมวิทย์กับเด็กประถมศูนย์การเรียนปฐมธรรมมาครับ เด็กๆหัดคิดแบบวิทยาศาสตร์โดยพยายามอธิบายมายากล เราเรียนรู้กันเรื่องการขยายตัวและหดตัวของอากาศเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง และการยุบตัว (Implosion) ของกระป๋องด้วยความดันอากาศ

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมอยู่ที่นี่ ส่วนลิงก์รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

ก่อนอื่นเด็กๆได้ดูมายากลในคลิปนี้ครับ เด็กๆดูกลก่อนแล้วพยายามอธิบายก่อนเฉลย คราวนี้เป็นกลวิทยุหายครับ:

กิจกรรมหัดอธิบายมายากลนี้ฝีกเด็กๆให้คิดแบบวิทยาศาสตร์ มีการสังเกต การตั้งสมมุติฐานเพื่ออธิบายสิ่งที่สังเกตมา การตรวจสอบสมมุติฐานกับข้อมูลที่สังเกตมา การตั้งสมมุติฐานใหม่เมื่อสมมุติฐานเดิมขัดกับข้อมูล นอกจากนี้เราพยายามให้เด็กๆมีความกล้าคิดและออกความเห็น และหวังว่าเมื่อโตไปจะไม่ถูกหลอกง่ายๆครับ

เราคุยกันเรื่องการขยายตัวและหดตัวของอากาศเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลงครับ

เวลาเราเอาขวดพลาสติกมาปิดฝา อากาศภายในและภายนอกขวดจะดันกันไว้พอดี ทำให้ขวดไม่ยุบตัวหรือพองออก แต่ถ้าเราเอาขวดไปตากแดดให้อากาศในขวดร้อนขึ้น อากาศในขวดจะขยายตัวทำให้ขวดบวม หรือถ้าเราทำให้อากาศในขวดเย็นลง อากาศจะหดตัวทำให้ขวดยุบตัว

การทดลองที่ทำง่ายๆก็คือเอาขวดพลาสติกมาใส่น้ำร้อนเข้าไปเล็กน้อย ปิดฝา แล้วเขย่าๆไปมาให้น้ำร้อนทำให้อากาศในขวดร้อน รีบเทน้ำทิ้งแล้วปิดฝาให้แน่น เมื่อเรารอให้อากาศในขวดเย็นลง (หรือเอาไปแช่น้ำเย็น) อากาศในขวดจะหดตัวทำให้ขวดยุบตัว เชิญดูคลิปที่บันทึกมาได้เลยครับ:

ต่อจากนั้นเราดูการยุบตัวด้วยความดันอากาศ เราต้มน้ำในกระป๋องอลูมิเนียม พอเดือดก็เอาไปคว่ำในกาละมังใส่น้ำ:

กระป๋องจะบี้แบนเหมือนโดนเหยียบ เพราะเมื่อต้มน้ำในกระป๋องเปิดจนน้ำเดือด ภายในกระป๋องจะเต็มไปด้วยไอน้ำร้อนๆ เมื่อเอากระป๋องไปคว่ำในน้ำ ไอน้ำจะเย็นลงและควบแน่นเป็นหยดน้ำ ทำให้ปริมาตรลดลงอย่างมาก ความดันภายในกระป๋องลดลงเกือบเป็นสุญญากาศทำให้อากาศภายนอกบีบกระป๋องให้แบนอย่างรวดเร็ว

ถ้ามีเวลา ผมจะพยายามถามนำให้เด็กๆตอบไปทีละขั้นๆ เมื่อต้มน้ำจนเดือดจะเกิดอะไรขึ้น น้ำเหลวๆเปลี่ยนเป็นไอน้ำใช่ไหม ไอน้ำอยู่ที่ไหน อยู่ในกระป๋องใช่ไหม เมื่อคว่ำกระป๋องลงไปในกาละมังใส่น้ำ อุณหภูมิของไอน้ำในกระป๋องจะเป็นอย่างไร มันจะเย็นลง ไอน้ำเมื่อเย็นลงมันจะเป็นอะไร ควบแน่นเป็นหยดน้ำใช่ไหม อยู่ๆไอน้ำเต็มกระป๋องกลายเป็นหยดน้ำเล็กๆ จะเกิดอะไรขึ้น เกิดสุญญากาศไม่มีความดันสู้กับอากาศภายนอก อากาศภายนอกจึงบีบกระป๋องแบนหมดเลย

เมื่อเสร็จการทดลอง ผมปิดเตาไฟแล้วถอดกระป๋องแก๊สหุงต้มออกมาให้เด็กๆจับ มันเย็นมากครับ เย็นเพราะเชื้อเพลิงที่เป็นของเหลวในกระป๋องขยายตัวออกมาเป็นก๊าซครับ เป็นเรื่องเดียวกับการทำงานของเครื่องปรับอากาศ หรือเวลาตัวเราเปียกแล้วมีลมพัดเราจะรู้สึกเย็น เวลาของเหลวกลายเป็นไอมันจะดูดความร้อนจากรอบๆทำให้บริเวณรอบๆเย็นลงครับ