การต้มไข่ให้สุกบนยอดเขานั้นเป็นเรื่องยาก?
การที่จะเข้าใจว่าทำไมเราจึงต้มไข่ให้สุกบนยอดเขาได้ยากเราจะต้องนึกถึงปัจจัยต่างๆก่อนนะครับ ซึ่งในที่นี้จะพบว่า ข้อแรกเลย คือการที่เราต้มไข่นั้นเรามีการใช้น้ำในการต้ม ข้อต่อมาก็คือ เราทำให้ไข่สุกยากเพราะว่าน้ำนั้นเดือดเร็วเกินไป
ดังนั้นเราจึงต้องทำความเข้าใจว่า แล้วทำไมเวลาต้มน้ำในที่สูงๆ น้ำมันถึงได้เดือดเร็วขึ้นกว่าปกติ เรื่องนี้สามารถอธิบายด้วยกฏฟิสิกส์ หรือหลักการทางเคมีได้อย่างง่ายดาย แต่ผมจะไม่อธิบายแบบนั้นครับ สำหรับใครที่ไม่รู้เคมีมาก่อนก็สามารถที่จะเข้าใจได้ ผมอยากให้ทุกท่านลองนึกภาพตามนะครับ
ชั้นบรรยากาศโลกของเรา เปรียบเสมือนกับมีกลุ่มของแก๊สต่างๆที่ปกคลุมโลกของเราไว้ โดยอาศัยแรงโน้มถ่วง จะสังเกตุว่าโลกของเราที่แกนกลางนั้นจะมีธาตุหนักและอัดตัวกันอย่างหนาแน่น เมื่อขยับขึ้นมาก็จะเริ่มพบธาตุที่เริ่มเบาตัวลงเรื่อยๆ จนกระทั่งพ้นผิวโลกขึ้นมา ก็จะเจอกับอากาศที่เบาบางกว่าส่วนใต้ผิวโลกมากๆ สิ่งเหล่านี้บ่งบอกเราครับ ว่าอะไรที่มันมีความหนาแน่น และหนักมากๆก็จะยิ่งอยู่ลึกลงไป
ดังนั้นถ้าเรากลับมาดูที่ชั้นบรรยากาศของเรา ก็คงเป็นเรื่องไม่น่าแปลกใจเลยที่อากาศใกล้ๆกับผิวโลกจะมีความหนาแน่นมากกว่าอากาศที่อยู่สูงขึ้นไป สิ่งที่ผมกำลังพยายามจะเชื่อมโยงไปหาก็คือเรื่องของความดันอากาศครับ อากาศที่มีความหนาแน่นมากก็เหมือนกับมีโมเลกุลของแก๊สมากมายที่กำลังวิ่งไปวิ่งมา นั่นแสดงว่าอากาศที่มีความหนาแน่นมากก็จะมีความดันอากาศมากด้วยเช่นกัน
มาถึงตรงนี้เราสรุปได้แล้วว่ายิ่งระดับความสูงเพิ่มขึ้น อากาศบริเวณนั้นก็จะมีความดันต่ำลง หรืออากาศจะเบาบางลงนั่นเอง ทั้งหมดนี่เป็นเรื่องของอากาศครับ เรายังเชื่อมโยงไปหาน้ำไม่ได้เลยครับ ถ้าอ่านถึงตรงนี้ อย่าเพิ่งท้อนะครับ เราจะมุ่งหน้าเพื่อหาความจริงต่อไป
เพื่อที่จะทำความเข้าใจเกี่ยวกับธรรมชาติของน้ำ ขอให้ทุกท่านเก็บเรื่องของอากาศไว้ก่อนนะครับ เราจะมาดูเรื่องของน้ำกันก่อน โดยปกติแล้วน้ำเนี่ย ถ้าเราทำน้ำหกที่พื้นแล้วปล่อยมันไว้เฉยๆเดี๋ยวมันก็แห้งเองใช่ไหมล่ะครับ
เราเรียกกระบวนการนี้ว่า การระเหย (Evaporation) ซึ่งมันคือการที่ส่วนผิวของน้ำเปลี่ยนสถานะจากของเหลวไปเป็นแก๊ส แต่นั่นไม่ใช่ประเด็นครับ การระเหยนั้นแตกต่างกับ การเดือด (Boiling) การที่เราต้มน้ำแล้วน้ำเกิดการเดือดจะสังเกตว่าน้ำจะกลายเป็นไอน้ำอย่างรวดเร็ว นั่นเป็นเพราะว่าทุกๆส่วนของน้ำจะเกิดการเปลี่ยนสถานะกลายเป็นแก๊สทั้งหมด ไม่เหมือนกับการระเหยที่มีการเปลี่ยนสถานะแค่ที่ผิวเท่านั้น
แต่ทั้งการระเหย และการเดือด ถ้านึกภาพก็เหมือนกับการที่โมเลกุลของน้ำจำนวนมากรวมตัวกันเป็นกลุ่มของเหลว แล้วโมเลกุลเหล่านั้นจะเกิดการสั่นอยู่ตลอดเวลา ทำให้ในสภาวะปกติ โมเลกุลที่ผิวก็จะหลุดออกไปได้ง่ายกว่า เป็นการระเหย แต่เมื่อเราต้มน้ำ เป็นการเร่งให้โมเลกุลสั่นมากขึ้นจนทุกๆส่วนของน้ำสามารถแยกออกจากกันกลายเป็นไอน้ำ เป็นการเดือด
ทีนี้เราลองนึกภาพรวมกันทั้งน้ำและอากาศดูครับ ถ้าเราต้มน้ำบริเวณที่มีความสูงไม่มากนัก หรือระดับน้ำทะเลเนี่ย อากาศรอบๆมีความหนาแน่นมากเลยใช่ไหมครับ ความดันอากาศก็สูง การที่โมเลกุลของน้ำจะหลุดออกไปเป็นไอน้ำเนี่ย ก็เหมือนจะมีแรงกดทับของอากาศกดมันเอาไว้อยู่ ทำให้น้ำนั้นเดือดได้ยาก หรือ จุดเดือดสูงนั่นเอง (ในระดับความสูงเท่าน้ำทะเล ความดันอากาศเท่ากับ 1 atm เป็นสภาวะมาตรฐานที่น้ำมีจุดเดือด 100 องศาเซลเซียส เรียกว่าจุดเดือดปกติของน้ำ)
แล้วถ้าเราลองไปต้มน้ำบนยอดเขาไพต์ในโคโลราโด ซึ่งมีความสูงจากระดับน้ำทะเล 14,000 ฟุต ดูล่ะครับ ที่ความสูงระดับนี้นึกภาพว่าอากาศจะมีความเบาบางกว่าข้างล่างมาก ความดันอากาศก็ต่ำ ดังนั้นการที่โมเลกุลน้ำจะหลุดออกไปเป็นไอน้ำเนี่ย ก็ย่อมเกิดขึ้นได้ง่าย ดังนั้นเราจึงบอกได้ว่า จุดเดือดของน้ำที่บริเวณนี้จะต้องต่ำลง หรือว่าถ้าเทียบกับระดับทะเล จุดเดือดต้องต่ำกว่าจุดเดือดปกติ คือ 100 องศาเซลเซียสแน่ๆ (ที่ความสูงนี้ความดันอากาศเท่ากับ 0.6 atm จุดเดือดของน้ำเท่ากับ 86 องศาเซลเซียส)
ยอดเขาไพต์ | https://en.m.wikipedia.org/wiki/Pikes_Peak
และเราก็เข้าใจกันแล้วครับ ว่าทำไมน้ำจึงเดือดเร็วขึ้น ทีนี้ก็ไม่ยากแล้วสำหรับการตอบคำถามต่อว่าน้ำเดือดเร็วขึ้นทำให้ต้มไข่ยากขึ้นอย่างไร นึกภาพตามนะครับ ในขณะที่น้ำเดือดแล้ว อุณหภูมิ ณ ตอนนั้นยังอยู่แค่ 86 องศาเซลเซียส นั่นหมายความว่าไม่ว่าจะต้มน้ำยังไงอุณหภูมิของน้ำก็จะยังเป็น 86 องศาเซลเซียส เพราะถ้าเกินนั้นก็คือกลายเป็นไอแล้ว ดังนั้นไข่ก็จะได้รับความร้อนจากน้ำที่มีอุณหภูมิเท่านั้น ซึ่งทำให้เราต้องใช้เวลานานขึ้นเพื่อที่จะทำให้ไข่สุก อาจจะนานถึง 30 นาทีถ้าหากต้มในสภาวะดังกล่าว
ความรู้นี้ยังสามารถใช้ได้กับ หม้ออัดความดัน ที่เรานำมาใช้เพื่อลดเวลาในการปรุงอาหารอีกด้วย อยากรู้กันไหมครับ เอาเป็นว่าผมเขียนไว้ละกันครับ
หม้ออัดความดัน
หลักการของหม้ออัดความดันคือ จะเป็นภาชนะแบบปิดที่จะปล่อยให้ไอน้ำออกมาได้เมื่อความดันมีค่ามากกว่าความดันค่าหนึ่ง การที่เป็นภาชนะแบบปิดโดยที่มีการต้มน้ำอยู่ภายใน ก็เปรียบเสมือนว่าอากาศภายในจะประกอบด้วยแก๊สที่อยู่ในอากาศทั่วไป รวมกับไอน้ำที่มาจากการต้ม นั่นทำให้ความหนาแน่นของอากาศภายในมากขึ้น เพราะเกิดจากไอน้ำรวมกับแก๊ส ความดันเหนือน้ำในหม้อก็จะมีค่ามากกว่าปกติ
ดังนั้นน้ำในหม้อจึงเดือดได้ยากขึ้น หรือมีจุดเดือดสูงขึ้นมากกว่าจุดเดือดปกติ(100 °C) ทำให้อาหารได้รับความร้อนจากน้ำที่มีอุณหภูมิสูงมากขึ้นจึงทำการปรุงอาหารได้เสร็จรวดเร็วมากขึ้น
จริงๆแล้วถ้าเราเข้าใจพื้นฐานธรรมชาติของอากาศ และน้ำแล้วก็อธิบายได้ไม่ยากครับ สิ่งต่างๆเหล่านี้เป็นเรื่องราวเล็กๆน้อยในชีวิตประจำวันที่เกี่ยวข้องกับวิทยาศาสตร์ ถ้าหากว่าอยากรู้เรื่องราวแบบนี้อีก แล้วยังไม่กดติดตาม ก็ฝากกดติดตามไว้นะครับ แล้วเจอกันในบทความหน้าครับ.
อ้างอิง :
Raymond Chang. CHEMISTRY. 12th Edition. Copy right by McGraw-Hill International Enterprise LLC.
- 3
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
