ขวดน้ำปิดฝาสนิทที่ตู้เย็นในห้องเปิดแอร์ ตอนหยิบจากตู้ ยังเห็นเป็นน้ำในขวด พอเปิดฝา น้ำทยอยกลายเป็นน้ำแข็งวุ้นอย่างเร็ว

กระทู้คำถาม
ก็งงๆดีนะครับ อยู่ในห้องนอนเปิดแอร์เย็นๆ จะเปิดตู้เย็นกินน้ำ เห็นน้ำในขวดเป็นของเหลวปกติอยู่ หยิบออกมานอกตู้เย็น ตอนยังไม่ได้เปิดฝา ก็ไม่มีอะไร น้ำในขวดก็ยังเป็นของเหลว แต่พอเปิดฝากเท่านั้นแหละ น้ำทยอยกลายเป็นวุ้นน้ำแข็งจากฝาขวดค่อยๆไล่ลงไปจนถึงก้นขวด (แบบสโลโมชั่นนิดๆ) น้ำไม่ได้แข็งเป๊ก แต่เหมือนเป็นวุ้นน้ำแข็ง

ไม่ทราบว่าเหตุการณ์นี้สามารถอธิบายด้วยหลักวิทยศาสตร์ได้อย่างไรบ้างครับ แต่พอปล่อยขวดเปิดฝากตั้งทิ้งไว้ วุ้นน้ำแข็งค่อยๆละลายกลายเป็นน้ำ แต่ใช้เวลาสักพัก เพราะในห้องยังเปิดแอร์เย็นฉ่ำอยู่ แต่สงสัยว่าเพราะอะไร (ทีนี้เลยยังไม่แน่ใจว่า ถ้าเป็นอุณหภูมิห้องปกติ ไม่ได้เปิดแอร์อะไร ขวดน้ำที่เปิดฝาเป็นครั้งแรกจะยังกลายเป็นวุ้นไหม ถ้าเป็นอุณหภูมินอกห้อง)

สอบถามหน่อยครับ ขอบคุณครับ
คำตอบที่ได้รับเลือกจากเจ้าของกระทู้
ความคิดเห็นที่ 1
ไม่ทราบว่าเหตุการณ์นี้สามารถอธิบายด้วยหลักวิทยศาสตร์ได้อย่างไรบ้างครับ
การที่น้ำค่อย ๆ เปลี่ยนสภาพเป็นน้ำแข็งแบบนั้น  เรียกว่าปรากฏการณ์  SuperCooling ครับ  

Supercooling เกิดจากการที่น้ำบริสุทธิ์ที่ไม่มี Colloid เจือปน  ไม่จับตัวเป็นสถานะของแข็ง แม้ว่าอุณหภูมิจะต่ำกว่าจุดเยือกแข็งของน้ำไปแล้ว  
เป็นเพราะว่าอัตราการเปลี่ยนอุณหภูมิไปสู่การติดลบ นั้น  เป็นไปอย่างช้า ๆ  ทำให้น้ำจะไม่เปลี่ยนโครงสร้างโมเลกุลไปเป็นแบบ
Amorphous solid (ของแข็งอสัณฐาน)

ปรากฏการณ์ Supercooling นี้  จะเกิดได้ดีกับ น้ำสะอาด ที่ผ่านการกรองอย่างดีเท่านั้น  คือเป็นน้ำที่ไม่มี
Colloid (ตะกอน) อื่น ๆ เจือปนอยู่เลย   ซึ่งชนิดที่ดีที่สุดคือน้ำกลั่น หรือ น้ำจากกระบวนการ  Reverse osmosis  ครับ
แต่หากเป็นน้ำที่ไม่ผ่านการกรองมีอนุภาคเจือปน  เมื่อนำไปแช่เย็นเพื่อจะทดลองแบบนี้  น้ำก็จะแข็งตัวก่อผลึกเป็นน้ำแข็ง
แบบธรรมดาไปในขวดนั้นเลย   เพราะน้ำธรรมดา นั้น  มีสารอื่น ๆ ที่ปนอยู่ในน้ำเป็นแกนกลางที่ทำให้เกิดการ  Nucleation
ของน้ำได้ง่ายครับ  น้ำยิ่งสะอาดบริสุทธ์อย่างน้ำกลั่นเติมรถยนต์  ก็จะยิ่งเกิด nucleation ได้ยาก  แม้ว่าจะแช่ช่อง freeze ใว้นานก็ยังไม่แข็ง

แต่ .... เมื่อนำน้ำในภาชนะนั้น  ออกมาจากช่อง freeze แล้วนำมาเขย่า  เท  หรือ  ทำให้สั่นสะเทือน เช่น การเปิดฝาขวด  
ทำให้น้ำขวดนั้นเริ่มก่อผลึกกลายเป็นน้ำแข็งได้ทันที  เพราะโครงสร้างโมเลกุลถูกกระตุ้นจากการเคลื่อนไหว  ทำให้เกิดการ Nucleation
ของน้ำทันทีครับ  โดยลักษณะการก่อผลึกก็คือมันจะกลายเป็นน้ำแข็งแบบละเอียดอย่างรวดเร็วในทันทีไปทั้งขวดอย่างที่ จขกท.เห็นครับ

แต่พอปล่อยขวดเปิดฝากตั้งทิ้งไว้ วุ้นน้ำแข็งค่อยๆละลายกลายเป็นน้ำ แต่ใช้เวลาสักพัก เพราะในห้องยังเปิดแอร์เย็นฉ่ำอยู่
แต่สงสัยว่าเพราะอะไร (ทีนี้เลยยังไม่แน่ใจว่า ถ้าเป็นอุณหภูมิห้องปกติ ไม่ได้เปิดแอร์อะไร ขวดน้ำที่เปิดฝาเป็นครั้งแรก
จะยังกลายเป็นวุ้นไหม  ถ้าเป็นอุณหภูมินอกห้อง)

เมื่อทิ้งใว้สักพัก  น้ำก็จะกลายเป็นของเหลวตามเดิมเพราะอุณหภูมิสูงขึ้นครับ  เป็นเรื่องปกติเหมือนน้ำแข็งละลายนั่นเอง
การเปิดแอร์ นั้น  ไม่เกี่ยวครับ  เพราะอุณหภูมิห้องที่เปิดแอร์ก็ไม่ได้มีนัยสำคัญอะไร  น้ำก็จะเปลี่ยนจากสภาพวุ้น  ละลายไปหมดเช่นเดิม

ตัวอย่างของปรากฏการณ์ SuperCooling (ต้อง Click จากลิ้งค์นี้ครับ)
https://www.youtube.com/watch?v=qEODu-ZfFFE
แสดงความคิดเห็น
โปรดศึกษาและยอมรับนโยบายข้อมูลส่วนบุคคลก่อนเริ่มใช้งาน อ่านเพิ่มเติมได้ที่นี่