ตอบลูกชายไม่ได้ครับ...

ลูกชายผม อยู่ดีๆก็มาถามว่า ...

พ่อๆ มีธาตุที่ จุดหลอมเหลวใช้อุณหภูมิสูงกว่าจุดเดือดด้วยหรือครับ ..!!??

เป็นไปได้ยังไง อธิบายให้ฟังมั่ง....!!

ก็ได้แต่ตอบลูกชายไปว่า.." อืมม เดี๋ยวพ่อถามพันทิปให้ดูนะ."

ปล.คือเค้าเข้าใจว่า มันต้องถึงจุดหลอมเหลวก่อนสิ ถึงค่อยถึงจุดเดือด..!!

รบกวนหน่อยนะครับ ...จะได้ให้เขามาอ่าน เขาเป็นคนชอบอะไรเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์
คำตอบที่ได้รับเลือกจากเจ้าของกระทู้
ความคิดเห็นที่ 15
Phase หรือ สถานะของสสาร หลักๆมีด้วยกัน 3 สถานะอย่างที่เราๆรู้ๆกันอยู่ อันได้แก่
1. Solid (ของแข็ง)
2. Liquid (ของเหลว)
3. Gas (ก๊าซ)

แต่ปัจจุบันองค์ความรู้และเทคโนโลยีได้ทำให้เราได้ค้นพบว่า Phase ไม่ได้มีเพียงแค่ 3 สถานะเท่านั้น
อย่างเช่น Plasma และ Supercritical Fluid หรืออื่นๆอีกมากมายที่ยังไม่ได้กล่าวมา โดยขึ้นอยู่กับองค์ความรู้ทางสาขาวิชาเคมี ฟิสิกส์
จะจัดแบ่งแยกประเภทเพิ่มเติม


http://en.wikipedia.org/wiki/Phase_transition#mediaviewer/File:Phase_change_-_en.svg

จากภาพแสดงถึงการเปลี่ยนแปลงสถานะของสสาร อย่างเช่น

Melting point (จุดหลอมเหลว) คือ จุดที่สารเปลี่ยนสถานะจากของแข็งเป็นของเหลว
                 Melting
Solid  ============>  Liquid

Freezing point (จุดเยือกแข็ง) คือ จุดที่สารเปลี่ยนสถานะจากของเหลวเป็นของแข็ง
                    Freezing
Liquid <============= Solid

***ในทางทฤษฎีจุดทั้งสองคือจุดเดียวกันแต่มีทิศทางในการเปลี่ยนสถานะของสสารคนละทิศทางกันเท่านั้นเอง***

แล้วอะไรคือปัจจัยที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนสถานะของสสาร ??

ปัจจัยที่มีผลต่อการเปลี่ยนแปลงสถานะของสสารก็คือ
1. Temperature (อุณหภูมิ)
2. Pressure (ความดัน)

ดังจะเห็นได้จากกราฟแสดงการเปลี่ยนสถานะของสสารที่เรียกว่า Phase Diagram หรือ แผนผังวัฏภาค
ส่วนจุดที่แสดงถึงภาวะสมดุลทั้ง 3 สถานะ เรียกว่า Triple point หรือ จุดร่วมสาม
***สสารต่างชนิดกันก็จะมี Phase Diagram ที่แตกต่างกันไปด้วย***


http://en.wikipedia.org/wiki/Triple_point#mediaviewer/File:Phase_diagram_of_water.svg

จากภาพแสดงถึง Phase Diagram ของน้ำ (H2O)

ณ ที่ๆมี อุณหภูมิ 273.15 K (0 ํC) ความดันบรรยากาศ 101.325 kPa (1 atm) >> ที่สภาวะนี้เรียกอีกอย่างว่า STP [Spoil] คลิกเพื่อดูข้อความที่ซ่อนไว้ (อย่างคราวๆ)
น้ำจะเริ่มเปลี่ยสถานะ Solid <====> Liquid

ณ ที่ๆมี อุณหภูมิ 373.15 K (100 ํC) ความดันบรรยากาศ 101.325 kPa (1 atm)
น้ำจะเริ่มเปลี่ยสถานะ Liquid <====> Gas

แต่ถ้า ณ ที่แห่งนั้นมีความดันบรรยากาศเพียง 100 Pa น้ำจะไม่ผ่านสถานะของเหลว
น้ำจะมีพฤติกรรมคล้ายกับลูกเหม็นหรือก้อนน้ำแข็งแห้ง CO2(s) กล่าวคือ
จากก้อนน้ำแข็ง H2O(s) จะสามารถเปลี่ยนสถานะไปเป็นไอน้ำ H2O(g) ได้ทันที
โดยไม่ต้องผ่านสถานะของเหลว H2O(l) ก่อน อย่างในสภาวะปกติที่เราคุ้นเคยกันดี

จากความรู้ข้างต้นนี้ส่วนตัวคิดว่าน่าจะสามารถตอบคำถามข้างต้นได้แล้วว่า ไม่มีสารใดที่มีจุดหลอมเหลวสูงกว่าจุดเดือด

เหตุผลคือ คนส่วนใหญ่มักเข้าใจผิดกันว่าการเดือด (Boiling) คือการเปลี่ยนสถานะสสารเป็นไอ เพราะฉะนั้นถ้าของแข็งเปลี่ยนสถานะเป็นไอ
ก็น่าจะเรียกว่าเกิดการเดือดขึ้นได้ โดยที่มีจุดเดือด (ฺBoiling Point) เท่านั้นเท่านี้

ซึ่งแท้ที่จริงแล้วหากเรากลับไปดูภาพ Phase Transition ในรูปแรกจะพบว่า การเดือด (Boiling) ต้องมีสถานะเปลี่ยนผ่านจาก ของเหลว >>> ไอ
จากนิยามที่ว่า [Spoil] คลิกเพื่อดูข้อความที่ซ่อนไว้

ดังนั้น ของแข็งที่เปลี่ยนสถานะไปเป็นไอ จะเรียกว่า Sublimation หรือ การระเหิด (ต่างจากการระเหยนะคะ อย่าสับสนกัน) [Spoil] คลิกเพื่อดูข้อความที่ซ่อนไว้ จากการที่ลองค้นหาข้อมูลดูแล้ว เว็บไซต์ส่วนใหญ่เค้ามักจะไม่ค่อยเรียกว่า Sublimation point / Sublimating point (จุดระเหิด) กันซักเท่าไหร่ (แปลกดี) ส่วนใหญ่ก็จะเรียกว่า Boiling point กันแล้วก็จะโน้ตไว้ข้างใต้ว่า "Boiling Point: Arsenic sublimates at this temperature." ยังดีหน่อยที่ wikipedia ใช้คำว่า Sublimation point ซึ่งเป็นความเข้าใจที่ถูกต้อง

ภาพประกอบความเข้าใจ


Original figure from http://ilovecharts.tumblr.com/post/57431210108/invaderxan-phase-diagram-for-water-the-triple

ที่สภาวะ P2 สสารนั้นจะมี Melting point ที่สูงกว่า Boiling point ที่สภาวะ P1 นั่นเอง (อันนี้อธิบายตามความเข้าใจผิดที่ว่าสภาวะที่มีการระเหิด คือ Boiling point)

จะยกตัวอย่างธาตุๆนึงคือ Arsenic (As) ที่สภาวะปกติมีสถานะเป็นของแข็ง ลองดูรูปนี้นะคะ



http://periodictable.com/Elements/033/data.html


ถ้าตามความเข้าใจแบบผิดๆเหมือนข้างต้นที่กล่าวมา จากรูปก็จะบอกได้ว่า As มีจุดหลอมเหลวมากกว่าจุดเดือด อย่างที่น้องเข้าพูดกับคุณ
จขกท. ค่ะ น้องอาจจะรับรู้มาแบบผิดๆจากในสารคดี โดยความเห็นส่วนตัวขอเดาว่า สารคดีที่น้องเค้าดูอาจจะแปลมาจากสารคดีของต่างประเทศ ซึ่งสารคดีต่างประเทศน่าจะใช้คำว่า Boiling point คนแปลก็คงแปลไปตามนั้นไม่ได้คิดว่า Boiling point ในที่นี้น่าจะคือสภาวะที่เกิดการระเหิด จริงๆแล้วควรพูดว่า Sublimation point หรือ จุดระเหิด มากกว่า

หากผิดพลาดประการใด ขออภัยล่วงหน้าค่ะ อมยิ้ม17

***เพิ่มเติมนะคะ การที่เราจะพูดถึงจุดเดือดหรือจุดหลอมเหลวอะไรอย่างนี้ ถ้าจะให้ดีและเข้าใจตรงกัน ควรจะบอกอุณหูมิ และ ความดัน ณ สภาวะนั้นๆ ค่ะ

References
1. http://en.wikipedia.org/wiki/Phase_transition
2. http://en.wikipedia.org/wiki/Boiling_point
3. http://en.wikipedia.org/wiki/Sublimation_%28phase_transition%29
4. http://en.wikipedia.org/wiki/Standard_conditions_for_temperature_and_pressure
5. http://www.il.mahidol.ac.th/e-media/ap-chemistry2/liquid_solution/liquid_phase_diagram.htm
แสดงความคิดเห็น
โปรดศึกษาและยอมรับนโยบายข้อมูลส่วนบุคคลก่อนเริ่มใช้งาน อ่านเพิ่มเติมได้ที่นี่