1

ทอร์นาโดในขวด

2

สิ่งที่พบเหน็ในชีวิตประจ าวัน

ขวดน า้ผลไม้เปลา่นัน้ วา่งเปลา่จริงหรือไม่ มีอะไรซอ่นอยูเ่บือ้งหลงัการไหลของน า้เม่ือเราปลอ่ยให้น า้ไหลออกจากอา่งอาบน า้ และพายทุอร์นาโดเก่ียวข้องกบัเร่ืองนี ้อยา่งไร

3

ภาพรวมการทดลอง

ท าการทดลองเพ่ือศกึษาสมบตัิบางประการของอากาศ สร้าง “พายทุอร์นาโด” ในขวดน า้

4

วัสดุอุปกรณ์ ส าหรับทดลองรวม

- สีผสมอาหารหรือสีน า้

- ผ้าเช็ดมือ

- น า้

ส าหรับนักเรียนแต่ละคน

- ขวด PET 2 ใบ

- ข้อตอ่เช่ือมขวด

5

เร่ิมต้นจาก เติมน า้ลงในขวดประมาณ

2/3 สว่น และหยดสีผสม อาหารลงไป หมนุข้อตอ่ให้ติดแน่นกบัขวด

ใบท่ีเติมน า้ น าขวดเปลา่อีใบ วางคว ่าลงด้านบนและหมนุ ปิดให้แน่น (ดงัรูป) นกัเรียนคาดคะเนวา่จะเกิด

อะไรขึน้เมื่อพลกิขวดกลบัด้าน

6

ทดลองต่อไป (1/3) พลกิขวดกลบัด้านให้ขวด

เปลา่อยูด้่านลา่ง (ดงัรูป) ถ้าน า้ไมไ่หลลงมา ให้

ช่วยกนัคดิหาวิธีท่ีจะท าให้ น า้ไหลลงมา

7

ทดลองต่อไป (2/3)

ใช้มือบีบขวดใบลา่ง สงัเกตการ

เปลี่ยนแปลง

8

ทดลองต่อไป (3/3) สร้างพายุทอร์นาโด โดยใช้มือข้างหนึ่งจับขวดล่าง ส่วนมืออีกข้างจับขวดด้านบน หมนุคลายเกลียวอย่างรวดเร็ว (ถ้านักเรียนท าไม่ได้ ครูให้ค ว า ม ช่ ว ย เ ห ลื อ ) สั ง เ ก ต ก า รเปลี่ยนแปลง

9

เกดิอะไรขึน้ ในตอนแรกน า้จะไมไ่หลจากขวดบนลงขวดลา่ง แตเ่ม่ือใช้มือบีบ

ขวดลา่ง จะเห็นฟองอากาศลอยขึน้ด้านบนในขณะท่ีน า้ (ปริมาตรเท่าฟองอากาศ) ไหลลงด้านลา่ง เม่ือบีบขวดบน น า้จะพุง่เป็นสายลงด้านลา่งในขณะท่ีอากาศ

ปริมาตรเท่ากนัจะลอยขึน้ด้านบน เม่ือหมนุคลายเกลียว จะเกิดสมดลุของน า้และอากาศท าให้เกิด

น า้วนไปด้านบนและไหลผ่านผิวด้านข้างขวดลงด้านลา่ง

10

ค าแนะน า การสร้างพายทุอร์นาโดในขวดไม่ง่ายนกั แตถ้่าเตมิน า้ไมใ่ห้เต็มขวด

จะท าได้ง่ายขึน้ แตก็่ท าให้พายทุอร์นาโดสัน้กวา่เดมิ ให้เด็กลองหมนุคลายเกลียวเร็วขึน้หรือช้าลง หรือถือขวดให้เอียง

เลก็น้อยจากนัน้ให้สงัเกตการเปลี่ยนแปลง ให้ท ากิจกรรมเพิ่มเตมิโดยหยดน า้ยาล้างจานลงในขวดและเขย่า

สงัเกตการเปลี่ยนแปลง

11

ท าไมเป็นเช่นนัน้ (1/3) ภายในขวดท่ีว่างเปล่าจะมีอากาศอยู่ ดังนั น้แ ม้น า้หนักของน า้จะพยายามดงึน า้ให้ไหลลงด้านลา่ง แต่อากาศท่ีอยู่ในขวดด้านล่างก็ออกแรงผลักไม่ให้น า้ไหลลงมาเช่นกัน การเกิดสมดลุลกัษณะนีจ้ะยงัคงอยู่จนกว่ามีแรงจากภายนอก (เช่น แรงบีบ) มากระท า

12

ท าไมเป็นเช่นนัน้ (2/3)

ในการเกิดพายุทอร์นาโดในขวด อากาศจะเคลื่อนท่ีผ่าน “ตา” ของน า้วนขึน้สู่ด้านบน น า้ท่ีหมนุจะไหลผ่านผิวด้านในขวดไปยังด้านล่าง การหมนุนีจ้ะเกิดขึน้จนกระทัง่ขวดท่ีอยูด้่านบนวา่งเปลา่

13

ท าไมเป็นเช่นนัน้ (2/3)

เม่ือเติมน า้ยาล้างจานลงไป พายุจะเกิดช้าหรือหยุดทันที ทัง้นีเ้น่ืองจากน า้ยาล้างจานมีสมบตัิในการลดแรงตงึผิวของน า้ การลดแรงตึงผิวท าให้น า้ไหลผ่านรูลงไปด้านล่างช้าๆ ฟองอากาศเลก็ๆจ านวนมากจะเคลื่อนท่ีไปแทนท่ีด้านบน