แก๊สและโซโนลูมิเนสเซนส์

ทางลัด: ความแตกต่างความคล้ายคลึงกันค่าสัมประสิทธิ์การเปรียบเทียบ Jaccardการอ้างอิง

ความแตกต่างระหว่าง แก๊สและโซโนลูมิเนสเซนส์

แก๊ส vs. โซโนลูมิเนสเซนส์

อนุภาคในสถานะแก๊ส (อะตอม โมเลกุล หรือไอออน) เคลื่อนที่ได้อย่างอิสระภายในสนามแม่เหล็ก แก๊ส หรือที่เรียกอีกอย่างหนึ่งว่า ก๊าซ (Gas) เป็นหนึ่งในสถานะพื้นฐานทั้งสี่ของสสาร (ที่เหลือ คือ ของแข็ง ของเหลวและพลาสมา) แก๊สบริสุทธิ์ประกอบไปด้วยอะตอมเดี่ยว เช่น แก๊สมีตระกูล ส่วนแก๊สที่เป็นธาตุเคมี จะอยู่ในรูปหลายอะตอม แต่เป็นชนิดเดียวกัน เช่น ออกซิเจน หรือเป็นโมเลกุลสารประกอบที่อยู่ในรูปหลายอะตอมและต่างชนิดกัน เช่น คาร์บอนไดออกไซด์ แก๊สผสม เป็นแก๊สที่เกิดจากแก๊สบริสุทธิ์หลายชนิดรวมกัน เช่น อากาศ สิ่งที่แตกต่างระหว่างแก๊สที่ในอุณหภูมิห้องเป็นของเหลวกับแก๊สที่ในอุณหภูมิห้องเป็นของแข็ง คือโมเลกุลของแก๊ส และการแยกนี้ทำให้มีแก๊สไม่มีสี ซึ่งทำให้เรามองไม่เห็น การทำงานร่วมกันของอนุภาคของแก๊สมีขึ้นในสนามแม่แหล็กและแรงโน้มถ่วง แก๊สประเภทหนึ่งที่รู้จักกันดีคือ ไอน้ำ แก๊สมีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาคน้อยมากจะอยู่ห่างกันและแพร่กระจายอยู่ทั่วทั้งภาชนะที่บรรจุ ทำให้มีรูปร่างเปลี่ยนแปลงตามขนาดและรูปร่างของภาชนะ สมบัติของแก๊ส 1.แก๊สมีรูปร่างเป็นปริมาตรไม่แน่นอน เปลี่ยนแปลงไปตามภาชนะที่บรรจุ บรรจุในภาชนะใดก็จะมีรูปร่างเป็นปริมาตรตามภาชนะนั้น เช่น ถ้าบรรจุในภาชนะทรงกลมขนาด 1 ลิตร แก๊สจะมีรูปร่างเป็นทรงกลมมีปริมาตร 1 ลิตร เพราะแก๊สมีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาคน้อยมากจึงทำให้อนุภาคของแก๊สสามารถเคลื่อนที่หรือแพร่กระจายเต็มภาชนะที่บรรจุ 2.ถ้าให้แก๊สอยู่ให้ภาชนะที่ได้ ปริมาตรของแก๊สจะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ความดันและจำนวนโมลดังนั้นเมื่อบอกปริมาตรของแก๊สจะต้องบอกอุณหภูมิ ความดันและจำนวนโมล 3.สารที่อยู่ในสถานะแก๊สมีความหนาแน่นน้อยกว่าเมื่ออยู่ในสถานะของแข็งและของเหลวมาก 4.แก๊สสามารถแพร่ได้ และแพร่ได้เร็ว เพราะแก๊สมีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลน้อยกว่าของเหลวและของแข็ง 5.แก๊สต่างๆ ตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไปเมื่อนำมาใส่ในภาชนะเดียวกันแก๊สแต่ละชนิดจะแพร่ผสมกันอย่างสมบูรณ์ทุกส่วนนั้นคือส่วนผสมของแก๊สเป็นสารเดียวหรือเป็นสารละลาย 6.แก๊สส่วนใหญ่ไม่มีสีและโปร่งใสเช่นแก๊สออกซิเจน แก๊สไฮโดรเจน เป็นต้น. โซโนลูมิเนสเซนต์ โซโนลูมิเนสเซนต์ (sonoluminescence) เป็นปรากฏการณ์ที่ของเหลว เช่น น้ำ แอลกอฮอล์ ได้รับการกระตุ้นจากทรานส์ดิวเซอร์ในลักษณะของการสั่นที่ความถี่สูง เพื่อให้เกิดคลื่นนิ่งในภาชนะที่บรรจุของเหลวนั้นๆ โดยที่ฟองอากาศสามารถใส่เข้าไปในภาชนะได้หลายวิธี เช่นการใช้ลวดความร้อนเพื่อเปลี่ยนน้ำบางส่วนให้กลายเป็นไอ (ทำให้เกิดฟองอากาศขึ้น) หรือจะใช้หลอดเข็มฉีดยาฉีดอากาศเข้าไป เมื่อเกิดฟองอากาศขึ้นแล้ว ฟองอากาศนี้ปกติจะลอยขึ้นสู่ผิวน้ำ แต่เนื่องจากมีการกระตุ้นด้วยทรานส์ดิวเซอร์ หรือคลื่นเสียง ซึ่งเป็นคลื่นความดัน ทำให้ฟองอากาศที่เกิดขึ้น สามารถอยู่ในน้ำได้โดยอาศัยหลักการสมดุลของแรงลอยตัวและแรงกดจากคลื่นความดัน เมื่อฟองอากาศถูกจับนิ่งอยู่ตรงกลางของภาชนะ การเพิ่มแอมพลิจูดของคลื่นเสียงจะไม่ทำให้ความสมดุลของแรงเสียไป แต่จะไปบีบอัดฟองอากาศที่จับส่งผลให้ขนาดของฟองอากาศเล็กลงจนกระทั่งแหลกสลายไป ขณะที่ฟองอากาศกำลังแหลกสลาย ก็จะปล่อยพลังงานออกมาในรูปของโฟตอนหรือแสง การเกิดโซโนลูมิเนสเซนส์นี้ไม่ได้เกิดขึ้นเพียงครั้งเดียว แต่จะเกิดขึ้นได้อีก เนื่องจากอากาศจะกลับมารวมตัวกันใหม่เป็นฟองอากาศ โดยแสงที่ปล่อยออกมาจะอยู่ในระดับพิโควินาทีซึ่งสั้นมาก ทำให้มองเห็นแสงเป็นลักษณะต่อเนื่อง ทฤษฎีการเกิดโซโนลูมิเนสเซนส์นั้นยังเป็นที่ถกเถียงกันอยู่ บ้างก็ว่าเป็นผลจากคลื่นกระแทก (shock wave) ที่เกิดขึ้นขณะที่ฟองอากาศแหลกสลาย บ้างก็ว่าเป็นพลาสม่า (plasma) และบางส่วนที่คิดว่าเป็นปรากฏการณ์ฟิวชั่น ก็นำปรากฏการณ์นี้ไปพัฒนาต่อเพื่อให้ได้แหล่งพลังงานแบบนิวเคลียร์ฟิวชั่นในด้านของฟิวชั่นได้มีการทดลองพิสูจน์โดยการตรวจวัด นิวตริโน ซึ่งเป็นผลพลอยได้จากการรวมตัวกันของไฮโดรเจนอะตอม โดยนักวิจัยของศูนย์วิจัยแห่งชาติ Oak Ridge ของสหรัฐอเมริกา หมวดหมู่:ปัญหาทางฟิสิกส์ที่ยังแก้ไม่ได้ หมวดหมู่:ฟิสิกส์.

ของเหลว

รูปทรงของของเหลวเปลี่ยนไปตามภาชนะที่บรรจุ ของเหลว (Liquid) เป็นสถานะของของไหล ซึ่งปริมาตร จะถูกจำกัดภายใต้สภาวะคงที่ของอุณหภูมิและความดัน และรูปร่างของมันจะถูกกำหนดโดยภาชนะที่บรรจุมันอยู่ ยิ่งไปกว่านั้นของเหลวยังออกแรงกดดันต่อภาชนะด้านข้างและบางสิ่งบางอย่างในตัวของของเหลวเอง ความกดดันนี้จะถูกส่งผ่านไปทุกทิศทาง ถ้าของเหลวอยู่ในระเบียบของสนามแรงโน้มถ่วง ความดัน pที่จุดใด ๆ สามารถแสดงเป็นสูตรทางคณิตศาสตร์ได้ดังนี้ ที่ซึ่ง \rho เป็น ความหนาแน่น ของของเหลว (ซึ่งกำหนดให้คงที่) และ z คือความลึก ณ จุดใต้พื้นผิวของเหลวนั้น สังเกตว่าในสูตรนี้กำหนดให้ความดันที่ผิวบนเท่ากับ 0 และไม่ต้องคำนึงถึง ความตึงผิวของเหลวมีลักษณะเฉพาะของ แรงตึงผิว (surface tension) และ แรงยกตัว (capillarity) โดยทั่วไปของเหลวจะขยายตัวเมื่อถูกความร้อนและหดตัวเมื่อถูกความเย็น วัตถุที่จมอยู่ในของเหลวจะมีปรากฏการณ์ที่เรียกว่า แรงลอยตัว (buoyancy) ของเหลวเมื่อได้รับความร้อนจนถึง จุดเดือด จะเปลี่ยนสถานะเป็น ก๊าซ และเมื่อทำให้เย็นจนถึง จุดเยือกแข็งมันก็จะเปลี่ยนสถานะเป็น ของแข็ง โดย การกลั่นแยกส่วน (fractional distillation) ของเหลวจะถูกแยกจากกันและกันโดย การระเหย (vaporization) ที่ จุดเดือด ของของเหลวแต่ละชนิด การเก เนื่องจากโมเลกุลของของเหลวมีแรงดึงดูดซึ่งกันและกัน การเคลื่อนที่ของแต่ละโมเลกุลจึงอยู่ภายใต้อิทธิพลของโมเลกุลอื่นที่อยู่ใกล้เคียง โมเลกุลที่อยู่ตรงกลางได้รับแรงดึงดูดจากโมเลกุลอื่นที่อยู่ล้อมรอบเท่ากันทุกทิศทุกทาง ส่วนโมเลกุลที่ผิวหน้าจะได้รับแรงดึงดูดจากโมเลกุลที่อยู่ด้านล่างและด้านข้างเท่านั้น โมเลกุลที่ผิวหน้าจึงถูกดึงเข้าภายในของเหลว ทำให้พื้นที่ผิวของของเหลวลดลงเหลอน้อยที่สุด จะเห็นได้จากหยดน้ำที่เกาะบนพื้นผิวที่เรียบและสะอาดจะมีลักษณะเป็นทรงกลมซึ่งมีพื้นที่ผิวน้อยกว่าน้ำที่อยู่ในลักษณะแผ่ออกไป ของเหลวพยายามจัดตัวเองให้มีพื้นที่ผิวน้อยที่สุด เนื่องจากโมเลกุลที่ผิวไม่มีแรงดึงเข้าทางด้านบน จึงจะมีเสถียรภาพน้อยกว่าโมเลกุลที่อยู่ตรงกลาง การลดพื้นที่ผิวเท่ากับเป็นการลดจำนวนโมเลกุลที่ผิวหน้า จึงทำให้ของเหลวเสถียรมากขึ้นในบางกรณีของเหลวมีความจำเป็นต้องเพิ่มพื้นที่ผิว โดยที่โมเลกุลที่อยู่ด้านในของของเหลวจะเคลื่อนมายังพื้นผิว ในการนี้โมเลกุลเหล่านั้นต้องเอาชนะแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลที่อยูรอบ ๆ หรือกล่าวว่าต้องทำงาน งานที่ใช้ในการขยายพื้นที่ผิวของของเหลว 1 หน่วย เรียกว่า ความตึงผิว (Surface tension).

ของเหลวและแก๊ส · ของเหลวและโซโนลูมิเนสเซนส์ · ดูเพิ่มเติม »