แค่บิดคลิ๊ก ก็ร้อนได้แล้ว

วิดิโอคลิปถุงประคบร้อน 

           คุณเคยใช้หรือเคยเห็นถุงประคบร้อนแบบในวิดิโอคลิปไหมครับ ? ถุงประคบร้อนแบบที่มีแผ่นโลหะเล็กๆ อยู่ข้างในด้วย

           ตอนเด็กๆ ผมเคยเห็น และเคยเล่นถุงประคบร้อนแบบนี้ มันทำให้ผมแปลกใจมากว่า ทำไมหลังจากบิดหรือหักแผ่นโลหะแล้ว ตัวถุงประคบร้อนก็ร้อนขึ้นมาได้ พร้อมกับของเหลวข้างในค่อยๆ แข็งตัวไปหมดทั้งถุงด้วย? ตอนนั้นคิดยังไงก็คิดไม่ออกว่า ทำไม? อะไร? ยังไง? 

เพราะเห็นอยู่ว่า ข้างในไม่มีวงจรอะไรเลย แล้วมันร้อนขึ้นมาได้ยังไงเนี่ย? 

แต่ตอนนี้พอจะเข้าใจหลักการคร่าวๆ แล้วว่า มันเป็นยังไง เลยเอามาเล่าต่อครับ เผื่อจะมีคนเคยสงสัยเหมือนผม  ^__^ !

               ถุงประคบร้อนแบบที่มีแผ่นโลหะอยู่ข้างในถุงนั้น บรรจุด้วยสารละลายโซเดียมอะซีเตด ซึ่งสารละลายตัวนี้จะมีจุดเยือกแข็งที่อุณหภูมิ 54 องศาเซลเซียส ดังนั้นในความเป็นจริงที่อุณหภูมิห้องทั่วไป เราควรจะเห็นมันอยู่ในสภาพของแข็ง แต่กลับกลายเป็นว่า สารละลายโซเดียมอะซีเตดที่อยู่ในถุงประคบร้อนนั้นอยู่ในสภาพที่เป็นของเหลว เพราะว่าตัวสารละลายฯ อยู่ในสภาพเป็น ของเหลวเย็นยิ่งยวด (supercooled liquid)

 

ของเหลวเย็นยิ่งยวด เป็นยังไง อธิบายอย่างง่ายคือ มันเป็นสภาวะที่ของเหลวนั้นมีอุณหภูมิต่ำกว่าจุดเยือกแข็งแล้ว แต่ว่าตัวของเหลวดันไม่เกิดการแข็งตัว คุณเคยทดลองแช่น้ำเปล่าหรือน้ำอย่างอื่นในช่องฟรีซค้างคืน พอรุ่งเช้าตื่นมาเปิดดูช่องฟรีซอีกทีแล้วเห็นน้ำไม่แข็งตัวบ้างรึเปล่า หากคุณเคยเห็น สภาพน้ำที่อยู่ในช่องฟรีซโดยน้ำคงสภาพเป็นของเหลวได้ นั่นแหละครับ น้ำในภาชนะนั้นกำลังอยู่ในสภาพเป็น ของเหลวเย็นยิ่งยวด ซึ่งหากคุณทดลองกวนน้ำนั้น พริบตาเดียวน้ำที่เป็นของเหลวนั้นจะเกิดผลึกแล้วก็จับตัวแข็งกลายเป็นน้ำแข็งไปหมด (เพราะว่า การกวนเป็นการกระตุ้นให้ของเหลวเกิดผลึกขึ้น) 

 

ย้อนกลับมาที่สารละลายโซเดียมอะซีเตดในถุงประคบร้อน มันจะคล้ายกับการแช่น้ำในช่องฟรีซนานๆ แต่น้ำไม่กลายเป็นน้ำแข็งคือ ตัวสารละลายโซเดียมอะซีเตดสามารถคงสภาพเป็นของเหลวได้ที่อุณหภูมิห้องซึ่งมีอุณหภูมิต่ำกว่า 54 องศาเซลเซียส เมื่อคุณบิดหรือหักแผ่นโลหะ จึงเป็นการกระตุ้นให้สารละลายโซเดียมอะซีเตดนั้นเกิดผลึกขึ้น ซึ่งการเกิดผลึกโซเดียมอะซีเตดนั้นเกิดขึ้นที่อุณหภูมิ 54 องศาเซลเซียส 

 

ดังนั้นถุงประคบร้อน จึงมีความร้อนเกิดขึ้นพร้อมกับการเปลี่ยนสภาพจากของเหลวเป็นของแข็งจนหมดนั่นเอง

 

ความสงสัยเรื่องนี้ตั้งแต่ในวัยเด็กของผมก็หมดไป......   ^__