Infographic

สร้างและออกแบบสื่อ Infographic ความรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

E-Book

รวบรวมหนังสือ/เอกสารอิเล็กทรอนิกส์ ที่ผู้อ่านสามารถอ่านผ่านอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

Science and Technology Article

รวบรวมบทความ/สื่อตีพิมพ์ ด้านวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และนวัตกรรม

Mobile Application

Mobile Application ภายใต้ความร่วมมือของหน่วยงานในสังกัดกระทรวง

น้ำแข็ง

ทำไมน้ำในแก้วถึงไม่ล้นเมื่อน้ำแข็งละลาย

วันที่: 
Thursday, July 18, 2019

หากใส่น้ำแข็งและน้ำจนเต็มแก้ว
วางทิ้งไว้จนน้ำแข็งละลาย ทำไมถึงไม่มีน้ำล้นออกมา?
 
สาเหตุที่น้ำไม่ล้นออกมานอกแก้ว เนื่องจากน้ำแข็งมี "ความถ่วงจำเพาะ" (Specific Gravity) ต่ำกว่าน้ำ โดยเมื่อน้ำแข็งส่วนที่ลอยพ้นอยู่เหนือระดับน้ำละลายกลายเป็นน้ำแล้ว ปริมาตรของน้ำแข็งที่ละลายไป จะทดแทนปริมาตรของน้ำแข็งส่วนที่จมอยู่ใต้ระดับน้ำได้พอดี
 
หรือพูดง่ายๆ คือ มวลทั้งหมดของวัตถุที่ลอยน้ำได้ เท่ากับมวลของน้ำในส่วนที่เว้าหายไป ดังนั้น เมื่อน้ำแข็งในแก้วน้ำละลายจนหมด จะไม่ทำให้น้ำในแก้วล้นออกมานั่นเองครับ
 
#STKC
 
 
 

แหล่งที่มา: 
https://www.trueplookpanya.com/knowledge/content/73568/-sciche-sci-
ภาพประกอบ: 

ธารน้ำแข็งกรีนแลนด์เริ่มขยายตัวอีกครั้ง

ภาพประกอบ: 
วันที่เผยแพร่: 
Friday, March 29, 2019
รายละเอียด: 

รายงานขององค์การอวกาศสหรัฐฯ หรือ นาซ่า (NASA) พบว่า ธารน้ำแข็งขนาดใหญ่บนเกาะกรีนแลนด์ที่เคยละลายและหดหายไปอย่างรวดเร็วที่สุดแห่งหนึ่งของโลก ได้เริ่มขยายตัวขึ้นอีกครั้ง

รายงานการศึกษาของนาซ่าที่เผยแพร่ในวารสาร Nature Geoscience เมื่อวันจันทร์ ระบุว่า "ธารน้ำแข็งยาค็อบชาเวน (Jakobshavn)" ซึ่งเคยหดหายไปราว 3 กิโลเมตร และบางลงเกือบ 40 เมตรต่อปี ตั้งแต่ปี ค.ศ.2012 เป็นต้นมานั้น ขณะนี้ได้เริ่มขยายตัวอีกครั้งในช่วงสองปีมานี้ ในอัตราคงที่

แต่นักวิทยาศาสตร์ผู้จัดทำรายงานชิ้นนี้เชื่อว่า การขยายตัวที่เกิดขึ้นเป็นปรากฏการณ์แบบชั่วคราวเท่านั้น

นักวิทยาศาตร์ด้านสภาพภูมิอากาศและธารน้ำแข็ง เจสัน บ็อกซ์ กล่าวว่า ธารน้ำแข็งยาค็อบชาเวนถือเป็นธารน้ำแข็งที่สำคัญที่สุดในกรีนแลนด์ เพราะเป็นสถานที่ที่ปล่อยน้ำแข็งออกมามากที่สุดในซีกโลกทางเหนือ

นักวิทยาศาสตร์ผู้นี้บอกด้วยว่า ที่ผ่านมาเรารู้แต่เพียงว่าธารน้ำแข็งนี้กำลังหดหายไปเรื่อยๆ ดังนั้นการที่มันขยายตัวอีกครั้งจึงสร้างความแปลกใจอย่างมาก แม้จะเป็นเพียงชั่วคราวก็ตาม แต่อย่างน้อยก็ทำให้รู้ว่าธารน้ำแข็งนี้ไม่ได้หดหายไปรวดเร็วอย่างที่คิด

คุณอลา คาร์เซนดาร์ นักธรณีวิทยาด้านธารน้ำแข็งขององค์การนาซ่า ผู้จัดทำรายงานชิ้นนี้ ชี้ว่า วงจรการไหลเวียนของน้ำตามธรรมชาติในแถบมหาสมุทรแอตแลนติกตอนเหนือ คือสาเหตุหลักที่ทำให้ธารน้ำแข็งขยายตัวเพิ่มขึ้น ซึ่งสอดคล้องกับความผันผวนของระดับอุณหภูมิของน้ำในมหาสมุทรบริเวณนั้น คล้ายกับปรากฎการณ์เอลนิญโญ่ที่เกิดในมหาสมุทรแปซิฟิก

โดยรายงานชิ้นนี้พบว่า จุดที่ธารน้ำแข็งยาค็อบชาเวนบรรจบกับมหาสมุทร คือที่อ่าวดิสโค มีอุณหภูมิของน้ำทะเลเย็นกว่าเมื่อสองปีก่อนราว 2 องศาเซลเซียส

อย่างไรก็ตาม แม้ว่านี่ถือเป็น "ข่าวดี" ในระยะสั้น แต่อาจเป็น "ข่าวร้าย" ในระยะยาว เพราะนักวิทยาศาสตร์ได้เรียนรู้ว่า อุณหภูมิของน้ำในมหาสมุทรมีบทบาทสำคัญต่อการขยายตัวหรือหดตัวของธารน้ำแข็งมากกว่าที่เคยคิดไว้

คุณจอช วิลลิส นักภูมิอากาศวิทยาของนาซ่า กล่าวว่า หลายสิบปีที่ผ่านมา ภาวะโลกร้อนจากน้ำมือของมนุษย์ ทำให้อุณหภูมิของน้ำในมหาสมุทรสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง ซึ่งอาจทำให้ธารน้ำแข็งนี้หดหายในอัตราที่รวดเร็วกว่าเดิมได้อีกในอนาคต และหมายถึงระดับน้ำทะเลที่อาจสูงขึ้นทั่วโลก

ด้านอาจารย์ เอียน จัคกิน แห่ง University of Washington ผู้เคยทำนายเหตุการณ์ลักษณะนี้ไว้เมื่อ 7 ปีก่อน ชี้ว่าจะเป็นเรื่องผิดพลาดร้ายแรง หากมีการแปลความหมายของการขยายตัวของธารน้ำแข็งกรีนแลนด์ในครั้งนี้ว่าเป็นความก้าวหน้าด้านการต่อสู้ภาวะโลกร้อน

เพราะในที่สุดแล้วปรากฏการณ์นี้ก็ไม่ต่างจากการที่ดัชนีหุ้นร่วงลงไปให้แตกตื่นกันเพียงชั่วครู่ชั่วยาม แต่ก็กลับขึ้นมาอีกครั้งตามแนวโน้มที่เกิดขึ้นในระยะยาว

Hits 85 ครั้ง

หยาดน้ำฟ้า

ภาพประกอบ: 
วันที่เผยแพร่: 
Monday, February 12, 2018
เจ้าของข้อมูล: 
http://www.lesa.biz/earth/atmosphere/precipitation
รายละเอียด: 

หยาดน้ำฟ้า (Precipitation) เป็นชื่อเรียกรวมของหยดน้ำและน้ำแข็ง ที่เกิดจาการควบแน่นของไอน้ำแล้วตกลงมาสู่พื้น เช่น ฝน ลูกเห็บ หิมะ เป็นต้น หยาดน้ำฟ้าแตกต่างจากจากหยดน้ำหรือละอองน้ำในก้อนเมฆ (Cloud droplets) ตรงที่หยาดน้ำต้องมีขนาดใหญ่และมีน้ำหนักมากพอที่จะชนะแรงต้านอากาศ และตกสู่พื้นโลกได้โดยไม่ระเหยเป็นไอน้ำเสียก่อน ฉะนั้นกระบวนการเกิดหยาดน้ำฟ้าจึงมีความสลับซับซ้อนมากกว่ากระบวนการควบแน่นที่ทำให้เกิดเมฆ หยาดน้ำฟ้าที่เกิดขึ้นในประเทศไทย ได้แก่
   - ละอองหมอก (Mist) เป็นหยดน้ำขนาด 0.005 – 0.05 มิลลิเมตร เกิดจากเมฆสตราตัส ทำให้เรารู้สึกชื้นเมื่อเดินผ่าน มักพบบนยอดเขาสูง
   - ฝนละออง (Drizzle) เป็นหยดน้ำขนาดเล็กกว่า 0.5 มิลลิเมตร เกิดจากเมฆสตราตัส พบเห็นบ่อยบนยอดเขาสูง ตกต่อเนื่องเป็นเวลานานหลายชั่วโมง
   - ฝน (Rain) เป็นหยดน้ำมีขนาดประมาณ 0.5 – 5 มิลลิเมตร ฝนส่วนใหญ่ตกลงมาจากเมฆนิมโบสตราตัส และเมฆคิวมูโลนิมบัส
   - หิมะ (Snow) เป็นผลึกน้ำแข็งขนาดประมาณ 1 – 20 มิลลิเมตร ซึ่งเกิดจากไอน้ำจากน้ำเย็นยิ่งยวด ระเหิดกลับเป็นผลึกน้ำแข็งแล้วตกลงมา (เคยมีหิมะตกที่จังหวัดเชียงราย ในปีที่อากาศหนาวเย็นมาก)
   - ลูกเห็บ (Hail) เป็นก้อนน้ำแข็งขนาดใหญ่กว่า 5 เซนติเมตร เกิดขึ้นจากกระแสในอากาศแนวดิ่งภายในเมฆคิวมูโลนิมบัส พัดให้ผลึกน้ำแข็งสะสมตัวจนมีขนาดใหญ่และตกลงมา
ในก้อนเมฆทั่วไป หยดน้ำเล็กๆ มีขนาดเท่ากันและตกลงมาอย่างช้าๆ ด้วยความเร็วเดียวกัน หยดน้ำเหล่านั้นจึงไม่มีโอกาสที่จะชนหรือรวมตัวกันให้มีขนาดใหญ่ขึ้นได้เลย แต่ภายในเมฆก่อตัวในแนวตั้ง เช่น เมฆคิวมูโลนิมบัสจะมีหยดน้ำหลายขนาด หยดน้ำขนาดใหญ่จะตกลงมาด้วยความเร็วที่มากกว่าหยดน้ำขนาดเล็ก จึงชนและรวมตัวกับหยดน้ำขนาดเล็กที่อยู่เบื้องล่าง ทำให้เกิดการสะสมตัวจนมีขนาดใหญ่ขึ้น ดังภาพที่ 1 เราเรียกกระบวนการนี้ว่า “กระบวนการชนและรวมตัวกัน” (Collision – coalescence process)

ภาพที่ 1 การหล่นของหยดน้ำขนาดเท่ากัน (ซ้าย) และขนาดแตกต่างกัน (ขวา)

นอกจากนั้นกระแสอากาศไหลขึ้น (Updraft) ยังช่วยให้เร่งอัตราการชนและรวมตัวให้เกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว เมื่อหยดน้ำมีขนาดใหญ่ประมาณ 1 มิลลิเมตร จะมีน้ำหนักมากพอที่จะชนะแรงพยุง และตกลงมาด้วยแรงโน้มถ่วงของโลก หยดน้ำที่ตกลงมาจากยอดเมฆชนและรวมตัวกับหยดน้ำอื่นๆ ในขาลงกลายเป็น “หยดน้ำฝน” (Rain droplets) ตกลงจากฐานเมฆ โดยมีขนาดประมาณ 2 - 5 มิลลิเมตร ดังภาพที่ 2


ภาพที่ 2 การเพิ่มขนาดของหยดน้ำในก้อนเมฆ

ในเขตที่มีอากาศหนาวเย็น เช่น ในเขตละติจูดสูงหรือบนเทือกเขาสูง รูปแบบของการเกิดหยาดน้ำฟ้าจะแตกต่างไปจากเขตร้อน หยดน้ำบริสุทธิ์ในก้อนเมฆมิได้แข็งตัวที่อุณหภมิ 0°C หากแต่แข็งตัวที่อุณหภูมิประมาณ -40°C เราเรียกน้ำในสถานะของเหลวที่อุณหภูมิต่ำกว่า 0°C นี้ว่า “น้ำเย็นยิ่งยวด” (Supercooled water) น้ำเย็นยิ่งยวดจะเปลี่ยนสถานะเป็นของแข็งได้ก็ต่อเมื่อกระทบกับวัตถุของแข็งอย่างทันทีทันใด ยกตัวอย่าง เมื่อเครื่องบินเข้าไปในเมฆชั้นสูง ก็จะเกิดน้ำแข็งเกาะที่ชายปีกด้านหน้า การระเหิดกลับเช่นนี้ (Deposition) จำเป็นจะต้องอาศัยแกนซึ่งเรียกว่า “แกนน้ำแข็ง” (Ice nuclei) เพื่อให้ไอน้ำจับตัวเป็นผลึกน้ำแข็ง ในก้อนเมฆมีน้ำครบทั้งสามสถานะ คือ น้ำแข็ง หยดน้ำ และไอน้ำ และมีแรงดันไอน้ำที่แตกต่างกัน  ไอน้ำระเหยจากละอองน้ำโดยรอบ แล้วระเหิดกลับรวมตัวเข้ากับผลึกน้ำแข็งอีกทีหนึ่ง ทำให้ผลึกน้ำแข็งมีขนาดใหญ่ขึ้น ดังภาพที่ 3  เราเรียกกระบวนการนี้ว่า “กระบวนการเบอร์เจอรอน” (Bergeron process)


ภาพที่ 3 การเพิ่มขนาดของผลึกน้ำแข็ง

 เมื่อผลึกน้ำแข็งมีขนาดใหญ่และมีน้ำหนักมากพอที่จะชนะแรงพยุง (Updraft) มันจะตกลงมาด้วยแรงโน้มถ่วงของโลก และปะทะกับหยดน้ำเย็นยิ่งยวดซึ่งอยู่ด้านล่าง ทำให้เกิดการเยือกแข็งและรวมตัวให้ผลึกมีขนาดใหญ่ยิ่งขึ้นไปอีก นอกจากนั้นผลึกอาจจะปะทะกันเอง จนทำให้เกิดผลึกขนาดใหญ่ที่เรียกว่า “เกล็ดหิมะ” (Snow flake) ในเขตอากาศเย็น หิมะจะตกลงมาถึงพื้น แต่ในวันที่มีอากาศร้อน หิมะจะเปลี่ยนสถานะกลายเป็น “ฝน” เสียก่อนแล้วจึงตกถึงพื้น


ภาพที่ 4 กระบวนการเกิดหยาดน้ำฟ้าในเมฆคิวมูโลนิมบัส

ในเขตร้อนเช่น ประเทศไทย อากาศมีอุณหภูมิสูง ทำให้เกิดเมฆคิวมูโลนิมบัส (Cumulonimbus) ซึ่งเป็นเมฆพายุฝนฟ้าคะนอง  ภายในเมฆคิวมูโลนิมบัสจะมีทั้งกระแสอากาศยกตัว (Updraft) และกระแสอากาศจมตัว (Downdraft) สลับกันดังท่ีแสดงในภาพที่ 4  หากเครื่องบินผ่านเข้าไปในเมฆคิวมูโลนิมบัสก็จะเกิดสภาวะ "ตกหลุมอากาศ" (Turbulence)  กระแสอากาศที่พัดขึ้นและลงสลับกันในแนวดิ่งจะทำให้หยดน้ำที่เกิดขึ้นสะสมตัวกันจนมีขนาดใหญ่ และหากถูกพัดให้สูงขึ้นสู่ด้านบนซึ่งมีอุณหภูมิต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง  ก้อนน้ำแข็งที่เกิดขึ้นประทะกับน้ำเย็นยิ่งยวด แล้วสะสมตัวกันเป็นชั้นๆ จนมีขนาดใหญ่แล้วตกลงมาเป็นลูกเห็บ (Hail)  ซึ่งถ้าหากพิจารณาภาคตัดขวางของลูกเห็บจะเห็นว่า มีลักษณะเป็นเปลือกห่อหุ้มกันเป็นชั้นๆ ดังภาพที่ 5


ภาพที่ 5 ลูกเห็บ

Hits 472 ครั้ง
Subscribe to RSS - น้ำแข็ง