วันพฤหัสบดีที่ 1 มกราคม พ.ศ. 2558

โครงงาน จรวดจากก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์


วันนี้มานำเสนอของเล่นที่ได้จากการผลิตก๊าชคาร์บอนไดออกไซด์นะครับ อาศัยความรู้ทางเคมีนิดหน่อยๆว่า ถ้าเอาผงฟู (Baking Soda) มาผสมกับ น้ำส้มสายชู (Winegar) เราจะได้ ก๊าฃ co2 หรือ คาร์บอนไดออกไซด์ออกมา ซึ่งปฏิกริยาระหว่างสารทั้งสองชนิดนี้ ทำปฏิกริยากันเร็วมาก และก็ได้ก็าฃออกมา ในปริมาณมากด้วย

หลักการของจรวดก็คือเก็บกักก็าฃที่ได้ไว้ในขวดแล้วปิดด้วยจุกให้แน่น ก๊าฃที่เกิดขึ้นเมื่อมีแรงดันสูงก็จะดันจุกออกมาเอง ทำให้เกิดปฏิกริยาทางฟิสิกส์ในเรื่องแรงกริยาและแรงปฏิกริยาต่อ .. เห็นไหมครับว่า ไอ้ที่เรียนมาหน่ะ มันแทรกซึมมาอยู่ใกล้ตัวมาก เราต้องรู้จักแยกแยะให้ออกนะ

เตรียมอุปกรณ์ดังนี้

- ขวด PET เปล่า
- ตะเกียบ สองคู่
- น้ำส้มสายชู มีขายทั่วไป
- ผงฟู มีขายที่เดียวกับน้ำส้มสายชูแหละ
- กระดาษทิชชู ไปเอาในห้องน้ำมา
- โฟม ตัดเอามาเล็กน้อย สำหรับทำที่ปิดขวด บ้านไม่มีใครกินไวน์ เลยไม่มีจุกคอร์กแหะ ถ้าได้ก็ดี
- กระดาษกาว
- ช้อน มีหรือไม่ ก็ได้ เอาไว้ตักผงฟูเท่านั้น


ได้อุปกรณ์แล้วก็เอาตะเกียบออกมาก่อน 2 คู่ มี 4 อัน แต่เราใช้แค่ 3 อัน หรือใครจะใช้ 4 ก็ตามใจ ทำได้ๆ


ทำการฉีกกระดาษกาว ความยาวเล็กน้อยตามรูปออกมา สาม สี่ ชิ้น


ถามว่า เอากระดาษกาวมาทำไร ก็เอามายึดตะเกียบติดกับขวด เพื่อกะระยะก่อน แต่ถ้าใครแม่น ก็ข้ามๆไปก็ได้





ทำการแปะตะเกียบทั้ง 3 อัน เข้ากับข้างขวดเพื่อทำฐานตั้งจรวด ยึดให้แน่นนะ ด้วยกระดาษกาว


เล็งให้ดี อย่าให้ขวดเอียงได้ เดี๋ยวจะตั้งลำบาก


ลองตั้งดู ไม่เอียงเป็นใช้ได้ 


ถ้าได้ที่แล้ว ก็เอากระดาษกาวมาล้อมเลย หลายๆรอบ เอาให้แน่น แบบว่าตะเกียบขยับไม่ได้เลย



พันเสร็จก็ได้หน้าตาประมาณนี้ มันจะตั้งได้ด้วยตัวเองนะ ไม่เอียง


ขั้นต่อมา ก็ให้ทำการเอาผงฟูมาโรยลงบนกระดาษทิชชูประมาณสัก 3 ช้อน ถ้ามากไปจะพันกระดาษไม่ได้







เราจะทำการปิดด้านท้ายด้วยกระดาษกาวนะ เพื่อยึดไม่ให้กระดาษคลายออก


จากนั้นก็เอาน้ำส้มสายชู มาเติมลงไปในขวด ประมาณ 1 ใน 4 ของขวด มากกว่าได้ไม่เป็นไร แต่เปลือง



แล้วเราก็เอากระดาษทิชชูที่ห่อผงฟูเอาไว้ หย่อนลงไปในขวด อย่าเพิ่งให้กระดาษสัมผัสโดนน้ำส้มสายชูนะ


ปลายกระดาษด้านที่เหลือ เราจะทิ้งไว้ที่ปากขวด แล้วจัดการ lock ด้วยโฟมอุดปากขวด โดยอัดโฟมลงไปให้แน่นที่สุด เท่าที่จะแน่นได้ แต่ระวังมันจะหลุดลงไปในขวดนะ


เมื่ออุดปากขวดได้แล้ว จะเห็นว่า กระดาษทิชชู ก็จะถูกหนีบอยู่ที่ปากขวด รอให้เราทำการผลิกขวดเพื่อให้ผงฟูไปเจอกับน้ำส้มสายชูนะ


เมื่อพร้อมแล้วก็ลองเอาไปยิงดู วิธีการก็คือให้ทำการกลับขวดเท่านั้นเอง น้ำส้มสายชูก็จะลงมาผสมกับผงฟูเอง ถ้าเราเขย่าขวด ปฏิกริยาก็จะเกิดเร็วมาก จนเราไม่ทันได้วางขวดกับพื้นเลย ดังนั้น แค่ผลิกขวดเฉยๆแล้วรอนิดหนึ่งก็แล้วกันครับ


ผลการทดลองจรวดขับดันด้วยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์

มาดูผลลัพธ์การทดสอบการยิงครั้งที่ 1 กันครับ


จะเห็นว่า มันพุ่งขึ้นไปนิดเดียว เพราะว่าโฟมที่ใช้มีความอ่อนตัวมากเกินไป ไม่สามารถสู้กับแรงดันของ co2 ในขวดได้ เราจะต้องทำการแก้ไขให้โฟมมีความแข็งเหมือนจุกคอร์กให้ได้ จึงจะสามารถอุดรูได้แน่นมากยิ่งขึ้น


วิธีการแก้ไขของผมก็ง่ายๆ เอากระดาษดาวนั่นแหละ พันทับโฟมให้แน่น แน่นจนเหมือนจุกคอร์ก ลองบีบๆดูก็แล้วกันนะครับ เอาให้แข็งเลย


จากนั้นก็ลองปิดขวดดูใหม่ จะพบว่ายัดเข้าไปยากกว่าเดิม แต่ว่าแน่นมาก มาก แล้วลองมาดูผลเปรียบเทียบกัน




Video ที่สองนี้ ใช้เวลารอแรงดันของก็าฃประมาณเกือบ 10 วินาที ผมจึงตัด video ให้สั้นลงนะครับ จะได้ไม่เสียเวลารอ แต่ของจริงต้องรอกันหน่อย



ส่วน Video ที่ 3 นี้ไม่ตัด เพราะว่าต้องการให้ดูว่าปฏิกริยานั้นเกิดช้า หากเราไม่เขย่าขวด ดังนั้นให้ลองเขย่าขวดเปรียบเทียบดูนะครับ

สรุปผลที่ได้จากการทดลอง

การทดลองเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับเด็กๆนะผมว่า เพราะหากเราได้แต่ดูแล้วเราไม่ทดลอง เราก็จะไม่รู้ว่าการทำงานจริงนั้นเป็นอย่างไร เราจะแก้ไขปัญหาเฉพาะหน้าได้ไหม ดังนั้นแล้ว ขอเชิญชวนให้เด็กๆ ได้ทำการทดลองด้วยตนเองนะครับ ลองทำกันดู สนุกและได้ประสบการณ์ .. ( วาง tablet มือถือ คอมพิวเตอร์ แล้วออกไปเล่นนอกบ้านบ้างนะ )