สารบัญ
9 ความสัมพันธ์: ชลศาสตร์กาลักน้ำอียิปต์โบราณความกดอากาศนิวแมติกไกเซอร์ (ธรณีวิทยา)เฮโรแห่งอะเล็กซานเดรียเครื่องจักรนิรันดร์เครื่องจักรไอน้ำ
- การทดลองฟิสิกส์
- ชลศาสตร์
ชลศาสตร์
อุปกรณ์ไฮดรอลิกในรูปแบบต่าง ๆ ชลศาสตร์ (hydraulics) เป็นวิชาที่ศึกษาการเปลี่ยนพลังงานการไหลเป็นพลังงานกล โดยผ่านกลไกสำคัญต่าง ๆ อันประกอบไปด้วยลูกสูบไฮดรอลิก กระบอกสูบไฮดรอลิก และมอเตอร์ไฮดรอลิก และใช้หลักการตามทฤษฎีของแบลซ ปัสกาล นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส ชลศาสตร์เป็นหัวข้อที่มีอยู่ในวิทยาศาสตร์ประยุกต์และวิศวกรรมที่เกี่ยวข้องกับคุณสมบัติเชิงกลของของเหลว ชลศาสตร์โดยพื้นฐานแล้วคือรูปของเหลวของนิวแมติกส์ กลศาสตร์ของไหลนั้นเป็นรากฐานทางทฤษฎีสำหรับวิชาชลศาสตร์ซึ่งมุ่งเน้นไปทางด้านวิศวกรรมการใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติของของเหลว ส่วนคำ hydraulics ในภาษาอังกฤษมีรากศัพท์จากคำในภาษากรีกว่า hydraulikos ซึ่งมาจากคำ hydor (แปลว่า น้ำ) ประสมกับคำ aulos (แปลว่า ท่อ).
กาลักน้ำ
หลักการกาลักน้ำ กาลักน้ำ (syphon หรือ siphon) เป็นวิธีการถ่ายเทของเหลวจากที่สูงลงไปสู่ที่ต่ำอย่างต่อเนื่องโดยผ่านตัวกลางคือท่อ หลอด หรือสาย โดยที่ไม่ต้องใช้อุปกรณ์ไฟฟ้าช่วยแต่อย่างใด วิธีการทำโดยใช้หลอดหรือท่อน้ำมาเติมน้ำให้เต็มปิดปลายหลอดทั้งสองข้างเอาไว้ให้แน่นและนำปลายหลอดข้างใดข้างหนึ่งใส่ลงไปในภาชนะที่ต้องการที่จะถ่ายเทน้ำออก และปลายหลอดอีกข้างหนึ่งก็ใส่ไว้ในภาชนะที่รองรับและจะต้องต่ำกว่าภาชนะที่จะถ่ายน้ำออกเสมอ แรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลของน้ำและน้ำหนักของน้ำในหลอดจะดูดเอาน้ำจากปลายหลอดด้านที่สูงกว่าลงมาสู่ด้านที่ต่ำกว่าทำให้เราถ่ายน้ำออกจากภาชนะได้อย่างง่ายดาย ซึ้งภายในท่อหรือหลอดน้ำจะกระทำกันคล้ายสายโซ่ ที่เรียงร้อยไปด้วยน้ำ ซึ่งจะดึงโมเลกุลน้ำด้วยกันตามกันมาโดยอาศัยพันธะไฮโดรเจน นั้นเอง ทั้งนี้ได้มีการทดลองในระบบสุญญากาศโดยสูบอากาศออกทำให้พบว่า กาลักน้ำยังคงสามารถทำงานได้ดังเดิม แสดงว่า กาลักน้ำไม่ได้อาศัยแรงดันอากาศ แต่อาศัยแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลและน้ำหนักของของเหลวนั้น.
อียิปต์โบราณ
มมฟิสและสุสานโบราณ อียิปต์โบราณ หรือ ไอยคุปต์ เป็นหนึ่งในอารยธรรมที่เก่าแก่ที่สุดในโลก ตั้งอยู่ทางตอนตะวันออกเฉียงเหนือของทวีปแอฟริกา มีพื้นที่ตั้งแต่ตอนกลางจนถึงปากแม่น้ำไนล์ ปัจจุบันเป็นที่ตั้งของประเทศอียิปต์ อารยธรรมอียิปต์โบราณเริ่มขึ้นประมาณ 3150 ปีก่อนคริตศักราช โดยการรวมอำนาจทางการเมืองของอียิปต์ตอนเหนือและตอนใต้ ภายใต้ฟาโรห์องค์แรกแห่งอียิปต์ และมีการพัฒนาอารยธรรมเรื่อยมากว่า 5,000 ปี ประวัติของอียิปต์โบราณปรากฏขึ้นในช่วงระยะเวลาหนึ่ง หรือที่รู้จักกันว่า "ราชอาณาจักร" มีการแบ่งยุคสมัยของอียิปต์โบราณเป็นราชอาณาจักร ส่วนมากแบ่งตามราชวงศ์ที่ขึ้นมาปกครอง จนกระทั่งราชอาณาจักรสุดท้าย หรือที่รู้จักกันในชื่อว่า "ราชอาณาจักรกลาง" อารยธรรมอียิปต์อยู่ในช่วงที่มีการพัฒนาที่ยมาก และส่วนมากลดลง ซึ่งเป็นเวลาเดียวกันที่อียิปต์ชนพ่ายต่อการทำสงครามจากชาติอื่น ดังเช่นชาวอัสซีเรียและเปอร์เซีย จนกระทั่งเมื่อ 332 ปีก่อนคริสตศักราช ก็เป็นการสิ้นสุดอารยธรรมอียิปต์โบราณลง เมื่อพระเจ้าอเล็กซานเดอร์มหาราชสามารถยึดครองอียิปต์ และจัดอียิปต์เป็นเพียงจังหวัดหนึ่งในจักรวรรดิมาซิโดเนีย อารยธรรมอียิปต์พัฒนาการมาจากสภาพของลุ่มแม่น้ำไนล์ การควบคุมระบบชลประทาน, การควบคุมการผลิตพืชผลทางการเกษตร พร้อมกับพัฒนาอารยธรรมทางสังคม และวัฒนธรรม พื้นที่ของอียิปต์นั้นล้อมรอบด้วยทะเลทรายเสมือนปราการป้องกันการรุกรานจากศัตรูภายนอก นอกจากนี้ยังมีการทำเหมืองแร่ และอียิปต์ยังเป็นชนชาติแรกๆที่มีการพัฒนาการด้วยการเขียน ประดิษฐ์ตัวอักษรขึ้นใช้,การบริหารอียิปต์เน้นไปทางสิ่งปลูกสร้าง และการเกษตรกรรม พร้อมกันนั้นก็มีการพัฒนาการทางทหารของอียิปต์ที่เสริมสร้างความแข็งแกร่งแก่ราชอาณาจักร โดยประชาชนจะให้ความเคารพกษัตริย์หรือฟาโรห์เสมือนหนึ่งเทพเจ้า ฟาโรห์มีอำนาจและโหดร้ายมาก ทำให้การบริหารราชการบ้านเมืองและการควบคุมอำนาจนั้นทำได้อย่างมีประสิทธิภาพ ชาวอียิปต์โบราณไม่ได้เป็นเพียงแต่นักเกษตรกรรม และนักสร้างสรรค์อารยธรรมเท่านั้น แต่ยังเป็นนักคิด, นักปรัชญา ได้มาซึ่งความรู้ในศาสตร์ต่างๆมากมายตลอดการพัฒนาอารยธรรมกว่า 4,000 ปี ทั้งในด้านคณิตศาสตร์, เทคนิคการสร้างพีระมิด, วัด, โอเบลิสก์, ตัวอักษร และเทคนิคโลยีด้านกระจก นอกจากนี้ยังมีการพัฒนาประสิทธิภาพทางด้านการแพทย์, ระบบชลประทานและการเกษตรกรรม อียิปต์ทิ้งมรดกสุดท้ายแก่อนุชนรุ่นหลังไว้คือศิลปะ และสถาปัตยกรรม ซึ่งถูกคัดลอกนำไปใช้ทั่วโลก อนุสรณ์สถานที่ต่างๆในอียิปต์ต่างดึงดูดนักท่องเที่ยว นักประพันธ์กว่าหลายศตวรรษที่ผ่านมา ปัจจุบันมีการค้นพบวัตถุใหม่ๆในอียิปต์มากมายซึ่งกำลังตรวจสอบถึงประวัติความเป็นมา เพื่อเป็นหลักฐานให้แก่อารยธรรมอียิปต์ และเป็นหลักฐานแก่อารยธรรมของโลกต่อไป.
ความกดอากาศ
'ความดันบรรยากาศความกดอากาศ, ความดันอากาศหรือเป็น ความกดดันอยู่จุดใดหนึ่งของชั้นบรรยากาศของโลก โดยทั่วไปความกดอากาศจะประมาณเท่ากับความกดดันที่เกิดขึ้นย้อนน้ำหนักของอากาศอยู่บนจุดนั้น ๆ ซึ่งหมายความว่า จุดที่มีความกดอากาศต่ำจะมีอากาศที่มีมวลสารต่ำกว่าจะอยู่ข้างบนนั้น ด้วยเหตุผลแบบเดียวกัน ความกดอากาศจะต่ำลงเมื่อระดับความสูงเพิ่มขึ้น ความกดอากาศที่ความสูงระดับน้ำทะเล จะเท่ากับ 1 atm (หนึ่งหน่วยบรรยากาศ) นั่นก็คือ 760 mmHg (มิลลิเมตรปรอท)นั่นเอง.
นิวแมติก
นิวแมติก (Pneumatics) เป็นสาขาวิชาเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับการศึกษาและประยุกต์การใช้อากาศอัดให้เครื่องกลขับเคลื่อน คำว่า นิวเมติก มีรากศัพท์มาจากภาษากรีกโบราณ คำว่า “Pneuma” หมายถึง ก๊าชที่มองไม่เห็น ในปัจจุบันเป็นที่ทราบกันว่า ระบบนิวแมติกจะหมายถึง ระบบที่ใช้อากาศอัดและส่งไปตามท่อทาง อากาศอัดดังกล่าวคือตัวกลางในการส่งถ่ายกำลังของไหลให้เป็นพลังงานกล จากนั้นจึงใช้พลังงานกลดังกล่าวไปใช้งาน เช่น การทำให้กระบอกสูบลมหรือมอเตอร์ลมทำงาน และตัวอย่างของการนำพลังงานดังกล่าวไปประยุกต์ใช้ ได้แก่ งานบรรจุหีบห่อสินค้า งานขนถ่ายวัสดุ เครื่องมือกลที่ใช้พลังงานลมในการขับเคลื่อน การจับยึดเพื่อเจาะชิ้นงาน และการประทับตราลงบนตัวชิ้นงาน เป็นต้น การนำอากาศอัดมาประยุกต์ใช้งานนั้นมีวัตถุประสงค์หลักเพื่อก่อให้เกิดการทำงานอย่างอัตโนมัติ (Automation) และก่อให้เกิดการประหยัดแรงงานมนุษย์ ทั้งนี้เนื่องจากระบบนิวแมติกมีจุดเด่นหลายประการเมื่อเปรียบเทียบกับอุปกรณ์ในระบบไฮดรอลิก (Hydraulic) และอุปกรณ์ที่ทำงานด้วยระบบกลไกหรือระบบไฟฟ้า ซึ่งข้อดีของระบบนิวเมติก ได้แก.
ไกเซอร์ (ธรณีวิทยา)
กเซอร์ในไอซ์แลนด์ การปะทุของไกเซอร์ในรูปของไอน้ำ ทำให้สามารถมองเห็นรุ้งกินน้ำได้ ที่ Castle Geyser in Yellowstone National Park ไกเซอร์ (Geyser) คือลักษณะของน้ำพุร้อนปล่อยกระแสน้ำร่วมกับไอน้ำออกมาเป็นระยะๆ ไม่สม่ำเสมอ การเกิดของไกเซอร์ขึ้นอยู่กับลักษณะเฉพาะทางอุธกธรณีวิทยา ซึ่งสามารถพบได้เพียงไม่กี่แห่งในโลก จึงจัดได้ว่าเป็นปรากฏการณ์ทางธรรมมชาติที่หาดูได้ยากชนิดหนึ่ง ไกเซอร์มักจะตั้งอยู่ใกล้กับบริเวณภูเขาไฟที่ยังสามารถระเบิดได้อยู่และได้รับผลจากแม็กมาในบริเวณใกล้เคียงอีกด้วย โดยทั่วไปแล้วที่ความลึกประมาณ 2.2 กิโลเมตร (6,600 ฟุต) จะเป็นบริเวณที่ผิวน้ำพบกับหินร้อน และด้วยเหตุนี้เองทำให้น้ำมีอุณหภูมิสูงขึ้น ภายใต้ความดันใต้พื้นผิวโลกจนทำให้เกิดปรากฏการณ์ไกเซอร์ที่ปลดปล่อยกระแสน้ำรุนแรง ร่วมกับไอน้ำออกมาได้.
ดู น้ำพุเฮรอนและไกเซอร์ (ธรณีวิทยา)
เฮโรแห่งอะเล็กซานเดรีย
แอโอลิไพล์ เฮโรแห่งอะเล็กซานเดรีย (Hero of Alexandria; ประมาณ ค.ศ. 10 – ค.ศ. 70) หรือ เฮรอนแห่งอะเล็กซานเดรีย (Heron of Alexandria) เป็นนักคณิตศาสตร์ วิศวกรชาวกรีก และเป็นอาจารย์สอนที่มิวเซียม หอสมุดแห่งอะเล็กซานเดรีย เขามีผลงานประดิษฐ์หลายอย่าง ที่สำคัญคือ แอโอลิไพล์ (aeolipile) ซึ่งใช้ไอน้ำในการขับเคลื่อนลูกบอลที่อยู่ด้านบน ถือเป็นเครื่องจักรไอน้ำชนิดแรก ๆ และประดิษฐ์เครื่องจำหน่ายสินค้าอัตโนมัติ นอกจากนี้ เฮโรยังมีผลงานด้านคณิตศาสตร์ คือการประมาณค่ารากที่สองและสูตรของเฮรอน (Heron's formula).
ดู น้ำพุเฮรอนและเฮโรแห่งอะเล็กซานเดรีย
เครื่องจักรนิรันดร์
รื่องจักรนิรันดร์ (perpetual motion) มีความหมายตรงตามตัวอักษร คือ เครื่องจักรที่ทำงานตราบนิรันดร์ ทำงานได้ไปจนกัลปาวสาน ซึ่งอาจเป็นไปได้ในทางทฤษฎีตามกฎข้อที่หนึ่งของนิวตัน แต่โดยทั่วไปคำนี้ใช้ในความหมายถึง อุปกรณ์หรือระบบที่สามารถผลิตพลังงานออกมามากกว่าพลังงานที่ได้รับเข้าไป ซึ่งเป็นหลักการที่ขัดกับกฎทรงพลังงาน ที่ว่า พลังงานไม่สามารถเกิดขึ้นใหม่หรือถูกทำลายลงไปได้ ดังนั้นเครื่องจักรนี้จึงไม่อาจเป็นไปได้ภายใต้กฎฟิสิกส์ แม้แต่เครื่องจักรนิรันดร์ในความหมายแรกก็ยังเป็นเพียงระบบทางกลที่สามารถทำงานได้ตลอดเวลาโดยยังคงต้องสูญเสียพลังงานไปจากแรงเสียดทานและแรงต้านของอาก.
ดู น้ำพุเฮรอนและเครื่องจักรนิรันดร์
เครื่องจักรไอน้ำ
รื่องจักรไอน้ำ เครื่องจักรไอน้ำ (Steam engine) ประดิษฐ์โดย โทมัส นิวโคเมน (Thomas Newcomen) เมื่อ พ.ศ. 2248 (ค.ศ. 1705) ต่อมา เจมส์ วัตต์ ได้พัฒนาเครื่องจักรไอน้ำขึ้น ซึ่งหลังจากนั้น ได้มีการนำเอาชื่อท่านมาตั้งเป็นหน่วยของกำลังไฟฟ้า เช่น กำลังไฟฟ้า 400 วัตต์ เป็นต้น เครื่องจักรไอน้ำเป็นเครื่องจักรแรกๆ ที่มนุษย์สร้างขึ้น เช่น รถจักรไอน้ำ เรือกลไฟ ฯลฯ เครื่องจักรไอน้ำ เป็นเครื่องจักรประเภท สันดาปภายนอก ที่ให้ความร้อนผ่านของเหลว (น้ำ) และทำการเปลี่ยนไอของของเหลวเป็นพลังงานกล ซึ่งสามารถนำมาเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้าได้ โดยการนำไอน้ำมาหมุนกังหันของ เครื่องปั่นไฟ (ไดนาโม) เครื่องจักรไอน้ำต้องมีหม้อต้มในการต้มน้ำในการทำให้เกิดไอน้ำ ไอน้ำที่ได้จากการต้ม จะนำไปเป็นแรงในการดันกระบอกสูบหรือกังหัน ข้อดีของเครื่องจักรไอน้ำประการหนึ่งคือการที่สามารถใช้แหล่งความร้อนจากอะไรก็ได้ เช่น ถ่านหิน, ฟืน, น้ำมันปิโตรเลียม หรือกระทั่ง นิวเคลียร์ และแม้แต่ในปัจจุบัน เครื่องจักรไอน้ำหรือกลไกที่ถูกพัฒนาขึ้นจากเครื่องจักรไอน้ำยังคงปรากฏซ่อนอยู่ในเครื่องจักรเครื่องกลแทบทุกประเภท เช่น โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อน จนถึง กระบอกสูบในรถยนต์ หรือในเครื่องบินในปัจจุบันนั้นมีการค้นพบรูปแบบใหม่ๆในการนำเครื่องจักรไอน้ำไปใช้งาน การค้นพบครั้งล่าสุดถูกค้นพอโดนลูกชายของโทมัส นิวโครแมน โดยชื่อที่ใช้ในการค้นพบคือ อเล็กซ์ซี่ นิวโครแมน ซึ่งถูกค้นพบเมื่อวันที่ 13 ธันวาคม..
ดู น้ำพุเฮรอนและเครื่องจักรไอน้ำ
ดูเพิ่มเติม
การทดลองฟิสิกส์
- การทดลองของคาเวนดิช
- การทดลองของสเติร์น-เกอร์แลค
- น้ำพุเฮรอน
ชลศาสตร์
- ความดัน
- ชลศาสตร์
- น้ำพุเฮรอน
- วิศวกรรมชลศาสตร์