วิทย์ประถม: ที่หยด และแรงตึงผิวของน้ำ

ผมไปทำกิจกรรมวิทย์กับเด็กๆศูนย์การเรียนปฐมธรรมมาครับ เด็กๆหัดคิดแบบวิทยาศาสตร์โดยพยายามอธิบายมายากลคนหนีออกมาจากกล่อง จากนั้นเราก็ทดลองดูปรากฎการณ์ที่เกิดจากแรงตึงผิวของน้ำกัน

(อัลบั้มบรรยากาศกิจกรรมอยู่ที่นี่ ส่วนลิงก์รวมทุกกิจกรรมอยู่ที่นี่นะครับ)

ก่อนอื่นเด็กๆได้ดูมายากลในคลิปนี้ครับ เด็กๆดูกลก่อนแล้วพยายามอธิบายก่อนเฉลย คราวนี้เป็นมายากลคนหายตัวไปจากกล่อง:

กิจกรรมหัดอธิบายมายากลนี้ฝีกเด็กๆให้คิดแบบวิทยาศาสตร์ มีการสังเกต การตั้งสมมุติฐานเพื่ออธิบายสิ่งที่สังเกตมา การตรวจสอบสมมุติฐานกับข้อมูลที่สังเกตมา การตั้งสมมุติฐานใหม่เมื่อสมมุติฐานเดิมขัดกับข้อมูล นอกจากนี้เราพยายามให้เด็กๆมีความกล้าคิดและออกความเห็น และหวังว่าเมื่อโตไปจะไม่ถูกหลอกง่ายๆครับ

จากนั้นผมก็เล่นกับเด็กๆโดยเอาถ้วยเล็กๆมาใส่น้ำให้เต็ม แล้วค่อยๆหยดน้ำลงไป ให้เด็กๆทายว่าน้ำจะล้นจากแก้วเมื่อหยดลงไปกี่หยด เด็กๆทายว่า 5, 10, 20 หยด ผมจึงค่อยๆหยดลงไปให้เด็กๆนับ:

พบว่าเราสามารถหยดลงไปได้ร้อยกว่าหยด ผิวน้ำโป่งขึ้นมาเหนือขอบถ้วยอย่างเห็นได้ชัด ปรากฏการณ์นี้เกิดจากแรงตึงผิวของน้ำ

นอกจากนี้เรายังสามารถเอาของมาลอยบนผิวน้ำเช่นฝาขวดพลาสติกหรือแม้แต่คลิปโลหะหนีบกระดาษดังในคลิปข้างบนครับ

แรงตึงผิวเกิดจากการที่โมเลกุลของน้ำ(และของเหลวอื่นๆ) อยากจะอยู่ใกล้ๆกันไว้ ไม่อยากแยกจากกัน ทำให้ดึงตัวเข้าหากันให้มีพื้นที่ผิวน้อยๆ หรือพอมีอะไรมากดที่ผิว น้ำก็ไม่อยากแยกออกจากกันจึงมีแรงยกของที่มากด แต่ถ้าแรงกดมากเกินไปผิวของน้ำก็รับน้ำหนักไม่ไหวเหมือนกัน

เรามีสารเคมีที่ลดแรงตึงผิวของน้ำได้ ที่เรารู้จักกันดีก็คือสบู่ ผมซักฟอก และน้ำยาล้างจาน โมเลกุลของสารพวกนี้จะเป็นแท่งยาวๆที่ด้านหนึ่งชอบจับกับน้ำ อีกด้านหนึ่งชอบจับกับน้ำมัน มันจึงใช้ล้างจานมันๆได้ดีเพราะด้านที่ชอบจับน้ำมันจะไปล้อมโมเลกุลน้ำมันไว้ แล้วพอเราเอาน้ำราด ด้านที่ชอบจับกับน้ำก็จะติดกับน้ำหลุดจากจานไป นอกจากนี้เมื่อสารพวกนี้ละลายเข้าไปในน้ำแล้วโมเลกุลของมันจะไปจับโมเลกุลน้ำ ทำให้โมเลกุลน้ำจับมือกับโมเลกุลน้ำอื่นๆยากขึ้น แรงตึงผิวของน้ำจึงลดลง

ผมมีบันทึกเกี่ยวกับแรงตึงผิวอีกหลายอัน (สามารถค้นหาบนเว็บวิทย์พ่อโก้ได้) เช่น ทำการทดลองเรื่องแรงตึงผิวกัน และ คุยกับเด็กเรื่องโมเลกุลน้ำ แรงตึงผิว สบู่และน้ำยาล้างจาน FEATURING ซูเปอร์คอนดัคเตอร์ เชิญผู้สนใจกดเข้าไปดูนะครับ

หลังเด็กๆได้ฟังผมเล่าเรื่องแรงตึงผิวแล้ว เขาก็แยกย้ายเล่นกันเอง สามารถกดไปดูคลิปบรรยากาศได้บนเฟซบุ๊คครับ:

Leave a Reply

Your email address will not be published.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

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