สุญญากาศ กับเรื่องความหนาแน่น ที่ค้างคาใจข้าพเจ้า

ขวดลอยน้ำลอยมาเกยตื้นที่ชายหาด มีจดหมายน้อยๆอยู่ข้างใน หลายคนคงเคยเห็นในหนัง

ขวดเปล่าๆ ปิดฝาลอยน้ำได้ก็ปกติละหนิ


แต่เอ๊ะเดี๋ยวนะ  ขวดลอยน้ำได้เพราะอะไร ลองถามใจดู
สมมติว่าในขวดนนี้

มี -อากาศอยู่ภายใน
-ขวดแก้ว
-ฝาปิดขวดไว้แน่น


พอเอาไปลอยน้ำก็จะได้ดังภาพนี้ ขออนุญาตใช้ภาพครับ


ละถ้าคิดต่อไปหละ

เหตุผลว่าทำไมขวดถึงลอยได้แบบนี้ นั่นก็เพราะอากาสภายในขวดมีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำ น้ำจึงพยุงขวดที่มีอากาสให้ลอยน้ำได้

ละถ้ามาลองคิดเปลียบเทียบ ว่าถ้าอากาศในนั้นหนาแน่นน้อยกว่านี้หละ ละ มวลขวดน้อยมาก ขวดคงลอยขึ้นฟ้าเหมือนลูกโป่งสวรรค์แน่ๆ

เอาหละละถ้าคิดต่อไปในเรื่องของอากาศเย็นกับร้อน ตอบไปเลยว่าอากาสร้อนหนะมีความหนาแน่งน้อยกว่า นั่นเป็นเหตุผลของพฤติกรรมของโมเลกุลอากาศ ในเชิงเทอร์โมไดนามิก เมื่อมีพลังงาน โมเลกุลอากาศจึงเกิดงาน วิ่งชนไปทั่ว ทำให้อากาศมีความหนาแน่นน้อยลง
เอาหละถ้าแก๊สในภาชนะ ทำอย่างไรให้เกิดงาน คำตอบคือใส่พลังงานเข้าไป
ไม่ว่าจะเป็นให้ความร้อน อัดอากาศ หรือเพิ่มปริมาตรโดยโมเลกุลของอากาศนั้นคงที่
เอาหละกลับมาที่ขวด

ความหนาแน่น คือมวล ต่อปริมาตรใช่ไหมครับ

อ่า สมมติมีปริมาตรอยู่ค่าหนึ่งในขวด แล้วในนั้นบรรจุแก๊สไว้ที่ ความดันบรรยากาศ 1 atm
สมมติว่าในขวดบรรจุแก๊สได้ 1 โมล

ต่อมาทำการดูดเอาแก๊สออกกึ่งหนึ่ง เหลือ 0.5 โมล โดยปริมาตรเท่าเดิม นั่นคือ ถ้าเทียบความหนาแน่นต่อปริมาตรขวดก็คือ ความหนาแน่งก็ลดลงครึ่งหนึ่งของ ของเดิม

ละถ้าดูดออกอีก ให้มากที่สุด ให้เหลือแค่ 0.00000000000000001 โมล ความหนาแน่นในขวดก็ลดลง ตามเป็น เท่าตัว pv=nRT

ละเอาทั้งขวดแรกกับขวดที่ 3 ไปโยนลงน้ำ

จุ๋มมมมมมมมม..........................

ขวดสุดท้ายคือจม แต่ขวดแรกลอย

ถ้าเทียบจำนวนโมเลกุล คือ ที่ว่างในโมเลกุลมีมากมาย ถ้าผมดูดโมลกุลเหล่านั้นออกจากขวด ก็ต้องเกิดที่ว่างมากขึ้น หรือเปล่าครับ ความหนาแน่นก็ลดลง

อยากได้คำอธิบายที่สมเหตุสมผลครับ ผมลองขบคิดมาก็หลายปีอยุ่เคยออกปากถาม อ. หลายท่าน ก็ยังไม่ได้คำตอบครับ เผื่อใครบังเอิญได้มาอ่าน แล้วได้อ่านเรื่องเหล่านี้มา ช่วยมาแชร์ความรู้กันครับ
คำตอบที่ได้รับเลือกจากเจ้าของกระทู้
ความคิดเห็นที่ 5
ความหนาแน่น (โร) p = m / v
เมื่อ p = ความหนาแน่น : kg/m3
m = มวลของวัตถุ : kg
V = ปริมาตรของวัตถุ : m3

ความดันแก๊ซ PV = nRT
P = ความดันแก็ส : pascal
V = ปริมาตรของแก๊ส : m3
n = จำนวนโมลของแก๊ส
R = ค่าคงตัวแก๊สอุดมคติ (ประมาณ 8.3145 จูลต่อ (โมล เคลวิน) )



เดานะครับเดา
ปกติ แก้วจะจมน้ำ
แก้วที่ทำเป็นรูปขวด (อาจจะ) ลอยน้ำ คล้ายกรณีเรือเหล็ก หากทำให้รูปทรง แผ่ออก และ แทนที่น้ำ ด้วย ขวด+อากาศ
ขวดแก้วปิดฝา ก็เช่นกัน เพราะ ความหนาแน่นเฉลี่ยของ ขวดแก้ว + อากาศ(ที่แทนที่น้ำ) น้อยกว่า น้ำ

พอ จขกท ดูอากาศออก จึงเสมือนว่า ขวดแก้ว = ลูกแก้วทรงกลม เพราะ ไม่มีอากาศมาช่วย
แสดงความคิดเห็น
โปรดศึกษาและยอมรับนโยบายข้อมูลส่วนบุคคลก่อนเริ่มใช้งาน อ่านเพิ่มเติมได้ที่นี่