Home
Education
Classroom
Knowledge
Blog
TV
ธรรมะ
กิจกรรม
โครงการทรูปลูกปัญญา

การเปลี่ยนแปลงสถานะของสสาร

Posted By Plook Creator | 23 ธ.ค. 60
13,268 Views

  Favorite

สถานะของสสาร คือ การเรียงตัวของโมเลกุลของสสารในอุณหภูมิที่แตกต่างกัน ทำให้เกิดเป็นสถานะที่แตกต่างกัน สถานะของสสารที่เราเห็นความแตกต่างได้ชัดเจน คือ สถานะของน้ำ ซึ่งเรารู้จักน้ำในรูปแบบของของแข็ง ของเหลว และก๊าซ​ ส่วนสสารอื่น ๆ เราอาจจะพบเจอในรูปแบบที่แตกต่างกันออกไป

ภาพ : Pixabay

 

ในอดีตเรารู้จักสสารต่าง ๆ เพียงแค่ไม่กี่สถานะ เช่น เหล็กในอุณหภูมิปกติ จะอยู่ในสถานะของแข็ง จะมีเพียงไม่กี่คนที่เคยเห็นเหล็กในสถานะของเหลว จากการที่เราให้พลังงานแก่มันมากพอที่โมเลกุลจะคลายตัวออกห่างจากกันและกลายเป็นของเหลว ซึ่งวัตถุหรือสสารแต่ละชนิดต้องการพลังงานในปริมาณที่แตกต่างกันเพื่อให้พันธะที่ยึดระหว่างโมเลกุลคลายตัวจากกัน


สถานะของสสาร

- สถานะของแข็ง อนุภาคจะอยู่ใกล้ชิดกันมากที่สุด และไม่สามารถเคลื่อนที่ได้ แรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาคจะสูงกว่าในสถานะอื่น ๆ ของสสาร ทำให้เราสามารถวัดปริมาตรของสสารได้อย่างคงที่ เช่น อะลูมิเนียม ทอง ในอุณหภูมิห้องจะมีสถานะของแข็ง
- สถานะของเหลว อนุภาคที่อยู่ในสถานะของเหลวจะมีระยะห่างระหว่างอนุภาคมากขึ้น อนุภาคสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระตามภาชนะที่บรรจุ แม้จะมีรูปร่างไม่แน่นอนแต่ปริมาตรของมันยังคงที่ เช่น แอลกอฮอล์ หรือน้ำในอุณหภูมิห้อง
- สถานะก๊าซ เป็นสถานะที่อนุภาคจะอยู่ห่างกันมากที่สุด แรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาคก็น้อยที่สุดเช่นกัน ปริมาตร​และรูปร่างจะแปรผันตามภาชนะที่บรรจุ สสารในสถานะก๊าซปริมาณที่เท่ากันแต่บรรจุในภาชนะที่มีปริมาตรต่างกัน ก็จะมีความเข้มข้นต่างกัน เนื่องจากมันจะกระจายตัวอยู่เต็มพื้นที่ของภาชนะ เช่น ก๊าซออกซิเจน

 

อย่างไรก็ตาม ในปัจจุบันมีการศึกษาเกี่ยวกับสถานะใหม่นอกเหนือจากของแข็ง ของเหลว และก๊าซ ซึ่งเรียกว่า พลาสมา (Plasma) และแม้ว่ายังไม่มีผลการวิจัยรองรับ แต่นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่ามันมีอยู่จริง มันคือสถานะที่อนุภาคของสสารมีพลังงานจลน์เฉลี่ยสะสมอยู่สูงมาก และทำให้อนุภาคของสสาร ไม่ว่าจะเป็นอะตอมหรือโมเลกุลเกิดการเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงอย่างสะเปะสะปะ และแม้ว่ามันดูเหมือนจะพบได้แค่ในห้องทดลองหรือนิยายวิทยาศาสตร์ แต่ความจริงคือ สถานะพลาสมาอยู่ใกล้ตัวเรามากกว่าที่คิด โดยเราสามารถพบได้ตอนฟ้าผ่า

ภาพ : Shutterstock

 

แม้ว่าในธรรมชาติเราจะไม่ค่อยได้พบกับการเปลี่ยนสถานะของสสารเท่าไรนัก หากไม่นับรวมถึงน้ำ ซึ่งเราพบได้ทั้งของแข็ง ของเหลว และก๊าซ​ แต่เทคโนโลยีและความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ของมนุษย์ทำให้เราค้นพบวิธีการเปลี่ยนสถานะของสสาร โดยการดึงพลังงานออกหรือทำให้เย็นลง และการใส่พลังงานเข้าไปหรือทำให้มันร้อนขึ้น

 

การเปลี่ยนสถานะของสสาร

การหลอมเหลว (Melting) คือการที่สสารได้รับพลังงาน ซึ่งหากทำอย่างง่าย ๆ คือ การให้พลังงานความร้อนกับสสารในสถานะของแข็งและเปลี่ยนไปเป็นของเหลว โดยอุณหภูมิที่สสารเริ่มเปลี่ยนสถานะจะเรียกว่า จุดหลอมเหลว (Melting point) ซึ่งเป็นอุณหภูมิเดียวกันกับการแข็งตัวเรียกว่า จุดเยือกแข็ง (Freezing point) ซึ่งเป็นการเปลี่ยนสถานะจากของเหลวไปเป็นของแข็ง ยกตัวอย่างเช่น น้ำ มีจุดเยือกแข็งที่ 0 องศาเซลเซียส เช่นกันกับจุดหลอมเหลวที่ 0 องศาเซลเซียส ดังนั้น ณ​ อุณหภูมินี้เราสามารถพบกับน้ำได้ทั้ง 2 สถานะ สสารอื่น ๆ ก็เช่นกัน

 

ส่วนการเปลี่ยนสถานะจากของเหลวไปเป็นก๊าซ และจากก๊าซมาเป็นของเหลวเรียกว่า การกลายเป็นไอและการควบแน่น ตามลำดับ โดยอุณหภูมิที่ทำให้ของเหลวกลายเป็นก๊าซเรียกว่า จุดเดือด (Boiling point) เช่น จุดเดือดของน้ำอยู่ที่ 100 องศาเซลเซียส ซึ่งเราต้องให้พลังงานแก่น้ำในสถานะของเหลวจนมีอุณหภูมิ 100 องศาเซลเซียส โมเลกุลของน้ำจึงจะกระจายตัวห่างกันจนกลายเป็นไอน้ำลอยไปในอากาศได้ในที่สุด ขณะที่สสารบางชนิดไม่เปลี่ยนสถานะตามลำดับอย่างที่เราเข้าใจกัน โดยอาจจะเปลี่ยนจากของแข็งไปเป็นก๊าซเลย ซึ่งกระบวนการนี้เรียกว่า การระเหิด (Sublimation) ตัวอย่างเช่น น้ำแข็งแห้ง ลูกเหม็น

ภาพ : Pixabay

 

การเรียนรู้และเข้าใจจุดเปลี่ยนของอุณหภูมิที่ทำให้สถานะของสสารเปลี่ยนไป ทำให้เราสามารถใช้ประโยชน์ได้หลากหลาย หากไม่นับเรื่องง่าย ๆ อย่างการทำน้ำแข็ง การทำไอศกรีม​ ซึ่งเป็นการเปลี่ยนแปลงสถานะของของเหลวให้กลายเป็นของแข็ง ก็ยังมีการใช้งานในรูปแบบอื่น เช่น การหล่อโลหะ เป็นการทำของแข็งให้กลายเป็นรูปร่างต่าง ๆ ตามที่ต้องการโดยการให้พลังงานเข้าไปจนโลหะกลายเป็นของเหลว ก่อนจะนำไปใส่ภาชนะบรรจุที่มีรูปร่างตามต้องการ เมื่ออุณหภูมิเย็นลงโลหะก็จะเปลี่ยนสถานะกลับเป็นของแข็งและมีรูปร่างตามภาชนะบรรจุ การเปลี่ยนสถานะของน้ำกลายเป็นไอน้ำ ภายใต้สภาวะที่กำหนดทำให้เราได้พลังงานและแรงดันมากพอที่จะนำไปใช้ขับเคลื่อนกลไก และทำให้เกิดสิ่งประดิษฐ์ที่เป็นประโยชน์ต่อมนุษยชาติอีกมากมาย เช่น รถจักรไอน้ำ หรือโรงงานผลิตไฟฟ้า

 

 

เว็บไซต์ทรูปลูกปัญญาดอทคอมเป็นเพียงผู้ให้บริการพื้นที่เผยแพร่ความรู้เพื่อประโยชน์ของสังคม ข้อความและรูปภาพที่ปรากฏในบทความเป็นการเผยแพร่โดยผู้ใช้งาน หากพบเห็นข้อความและรูปภาพที่ไม่เหมาะสมหรือละเมิดลิขสิทธิ์ กรุณาแจ้งผู้ดูแลระบบเพื่อดำเนินการต่อไป
Tags
  • Posted By
  • Plook Creator
  • 0 Followers
  • Follow