Return to Video

ใต้ฝากระโปรงรถ: วิชาเคมีของรถยนต์ - ซินเทีย ซับบัค (Cynthia Chubbuck)

  • 0:08 - 0:12
    ทุกวันนี้บนโลกของเรามีรถมากกว่าพันล้านคัน
  • 0:12 - 0:13
    ที่รับส่งผู้คนไปที่ที่พวกเขาต้องการไป
  • 0:13 - 0:16
    แต่รถยนต์ไม่ได้เป็นแค่เพียง
    การขนส่งรูปแบบหนึ่ง
  • 0:16 - 0:19
    มันยังเป็นบทเรียนวิชาเคมี
    ที่รอวันจะถูกถ่ายทอด
  • 0:19 - 0:22
    กระบวนการสตาร์ทรถยนต์เริ่มจากในกระบอกสูบ
  • 0:22 - 0:25
    ซึ่งเป็นที่ที่น้ำมันเบนซินจากหัวฉีดน้ำมัน
  • 0:25 - 0:27
    และอากาศจากวาล์วไอดี
  • 0:27 - 0:30
    มาผสมกันก่อนจะถูกทำให้ระเบิดด้วยประกายไฟ
  • 0:30 - 0:33
    ทำให้เกิดก๊าซที่ขยายตัวและดันลูกสูบ
  • 0:33 - 0:37
    แต่การเผาไหม้ คือกระบวนการคายความร้อน
    ที่ปลดปล่อยความร้อนออกมา
  • 0:37 - 0:39
    เยอะมาก ๆ เลยด้วย
  • 0:39 - 0:41
    ขณะที่ความร้อนส่วนมากหนีออกไปทางท่อไอเสีย
  • 0:41 - 0:46
    ความร้อนที่ยังหลงเหลืออยู่ในเสื้อสูบ
    ต้องถูกดูดซับ ถ่ายเท และ กำจัดทิ้ง
  • 0:46 - 0:50
    เพื่อปกป้องส่วนประกอบโลหะ
    จากการเปลี่ยนรูปหรือแม้กระทั่งละลาย
  • 0:50 - 0:52
    ระบบระบายความร้อนจึงเข้ามามีบทบาท
  • 0:52 - 0:54
    ของเหลวจะไหลผ่านเข้าออกเครื่องยนต์
  • 0:54 - 0:57
    แต่ของเหลวไหนล่ะที่จะดูดความร้อนทั้งหมดนั่น
  • 0:57 - 0:59
    น้ำดูเหมือนเป็นตัวเลือกแรก ๆ
  • 0:59 - 1:01
    อย่างไรก็ดี ค่าความจุความร้อนจำเพาะของมัน
  • 1:01 - 1:04
    ซึ่งคือปริมาณความร้อนที่ใช้เพิ่มอุณหภูมิ
  • 1:04 - 1:06
    ของปริมาณสารขึ้นไปหนึ่งองศาเซลเซียส
  • 1:06 - 1:08
    สูงกว่าสารอื่นทั่ว ๆ ไป
  • 1:08 - 1:11
    และพวกเราก็มีความร้อนมากมายที่ต้องดูดซับ
  • 1:11 - 1:13
    แต่การเลือกใช้น้ำอาจทำให้เราเจอปัญหาหนัก
  • 1:13 - 1:17
    อย่างแรก จุดเยือกแข็งของน้ำ
    อยู่ที่ศูนย์องศาเซลเซียส
  • 1:17 - 1:19
    เนื่องจากน้ำจะขยายตัวออกเมื่อมันแข็ง
  • 1:19 - 1:23
    คืนฤดูหนาวอาจทำให้
    หม้อน้ำแตกและเสื้อสูบเสียหาย
  • 1:23 - 1:25
    ซึ่งเป็นอะไรที่น่ากลัวไม่น้อย
  • 1:25 - 1:27
    และลองมาดูกันว่าเครื่องยนต์ร้อนมากแค่ไหน
  • 1:27 - 1:30
    จุดเดือดที่ต่ำ เพียงแค่ 100 องศาเซลเซียส
  • 1:30 - 1:33
    สามารถทำให้พวกเราโดนนึ่งได้เลย
  • 1:33 - 1:36
    เพราะฉะนั้นเราเลือกใช้สารละลายแทนน้ำ
  • 1:36 - 1:40
    สารผสมเนื้อเดียวที่ประกอบด้วย
    ตัวทำละลายและตัวถูกละลาย
  • 1:40 - 1:44
    คุณสมบัติบางส่วนของสารละลายจะเปลี่ยนไป
    ขึ้นอยู่กับสัดส่วนของตัวถูกละลาย
  • 1:44 - 1:48
    มันถูกเรียกว่า "คุณสมบัติโคลิเกทีฟ"
    โชคดีที่มันประกอบไปด้วย
  • 1:48 - 1:51
    การลดลงของจุดเยือกแข็ง
    และการเพิ่มขึ้นของจุดเดือด
  • 1:51 - 1:57
    ฉะนั้น สารละลายนั้นจะมีจุดเยือกแข็งที่ต่ำกว่า
    และจุดเดือดที่สูงกว่าของตัวทำละลายบริสุทธิ์
  • 1:57 - 2:00
    และยิ่งมีตัวละลายมากเท่าไหร่
    ความแตกต่างก็มากตามไปด้วย
  • 2:00 - 2:02
    ทำไมคุณสมบัติเหล่านี้ถึงเปลี่ยนล่ะ
  • 2:02 - 2:05
    อย่างแรก พวกเราต้องเข้าใจก่อนว่า
    "อุณหภูมิ" คือ มาตรการวัด
  • 2:05 - 2:08
    พลังงานจลน์เฉลี่ยของอนุภาค
  • 2:08 - 2:10
    ยิ่งของเหลวเย็นเท่าไหร่
    พลังงานก็จะน้อยลงไปเท่านั้น
  • 2:10 - 2:12
    และโมเลกุลก็จะเคลิ่อนที่ช้าลงไปด้วย
  • 2:12 - 2:15
    เมื่อของเหลวแข็งตัว
    โมเลกุลต่าง ๆ จะเคลื่อนที่ช้าลง
  • 2:15 - 2:17
    ช้าพอที่จะทำให้แรงดึงดูดของพวกมัน
    ดึงดูดกันและกัน
  • 2:17 - 2:20
    ซึ่งจัดวางให้อยู่ในโครงสร้างผลึก
  • 2:20 - 2:24
    แต่อนุภาคของตัวถูกละลายมาขวางแรงดึงดูดที่ว่า
  • 2:24 - 2:28
    สารละลายต้องถูกทำให้เย็นกว่านี้
    ก่อนที่การจัดวางผลึกจะเกิดขึ้นได้
  • 2:28 - 2:31
    สำหรับจุดเดือด เมื่อของเหลวเดือด
  • 2:31 - 2:33
    มันทำให้เกิดฟองที่เต็มไปด้วยไอ
  • 2:33 - 2:37
    แต่ถ้าจะทำให้ฟองเกิดได้ ความดันไอต้องสูงพอ
  • 2:37 - 2:40
    เทียบเท่ากับบรรยากาศ
    ที่กดลงบนพื้นผิวของของเหลวตลอดเวลา
  • 2:40 - 2:43
    เมื่อของเหลวถูกทำให้ร้อน ความดันไอจะเพิ่ม
  • 2:43 - 2:46
    และเมื่อมันเท่ากับความดันบรรยากาศ
  • 2:46 - 2:48
    ฟองและการเดือดก็จะเกิดขึ้น
  • 2:48 - 2:51
    ความดันไอของสารละลายนั้น
    ต่ำกว่าของตัวทำละลายบริสุทธิ์
  • 2:51 - 2:54
    ฉะนั้น มันต้องถูกให้ความร้อน
    จนมีอุณหภูมิที่สูงกว่านั้น
  • 2:54 - 2:57
    ก่อนที่จะเทียบเท่ากับความดันบรรยากาศ
  • 2:57 - 2:59
    ยิ่งไปกว่านั้น ความดันในหม้อน้ำนั้น
  • 2:59 - 3:01
    ถูกทำให้สูงยิ่งกว่าความดันบรรยากาศ
  • 3:01 - 3:05
    ซึ่งทำให้จุดเดือดเพิ่มไปอีก 25 องศาเซลเซียส
  • 3:05 - 3:08
    สารละลายที่มักถูกใช้
    ในระบบระบายความร้อนรถยนต์
  • 3:08 - 3:11
    คือสารละลายที่ประกอบด้วยเอทิลีนไกลคอล
    และน้ำในอัตราส่วนครึ่งต่อครึ่ง
  • 3:11 - 3:18
    ซึ่งแข็งตัวที่อุณหภูมิ -37 องศาเซลเซียส
    และเดือดที่ 106 องศาเซลเซียส
  • 3:18 - 3:21
    ที่อัตราส่วนแนะนำที่ 70 ต่อ 30
  • 3:21 - 3:25
    จุดเยือกแข็งก็ยิ่งต่ำลงเป็น -55 องศาเซลเซียส
  • 3:25 - 3:29
    และจุดเดือดสูงขึ้นไปเป็น 113 องศาเซลเซียส
  • 3:29 - 3:32
    อย่างที่เห็น ยิ่งใส่เอทิลีนไกลคอลมากเท่าไร
  • 3:32 - 3:35
    ก็ยิ่งได้การปกป้องที่มากเท่านั้น
    ฉะนั้น ทำไมไม่ใส่ให้เยอะกว่านี้ล่ะ
  • 3:35 - 3:37
    จริง ๆ แล้วเราไม่สามารถมีของดี ๆ มากเกินไปได้
  • 3:37 - 3:39
    เพราะที่อัตราส่วนที่สูงกว่า
  • 3:39 - 3:42
    จุดเดือดจะค่อย ๆ กลับขึ้นมา
  • 3:42 - 3:45
    คุณสมบัติของสารละลายจะเคลื่อนไปยัง
    คุณสมบัติเอทิลีนไกลคอล
  • 3:45 - 3:48
    ที่แข็งตัวที่ -12.9 องศาเซลเซียส
  • 3:48 - 3:51
    ซึ่งสูงกว่าอุณหภูมิที่เราได้จากสารละลาย
  • 3:51 - 3:55
    สารละลายไหลผ่านเครื่องยนต์
    ระหว่างนั้นก็ดูดซับความร้อนไปด้วย
  • 3:55 - 3:58
    เมื่อมันไปถึงหม้อน้ำ
    มันจะถูกทำให้เย็นลงด้วยพัดลม
  • 3:58 - 4:00
    เช่นเดียวกันกับลมที่วิ่งมาชนด้านหน้าของรถยนต์
  • 4:00 - 4:03
    ก่อนที่มันจะกลับไปยังเครื่องยนต์ที่ร้อนอีกครั้ง
  • 4:03 - 4:05
    ฉะนั้นสารหล่อเย็นที่มีประสิทธิภาพและปลอดภัย
  • 4:05 - 4:09
    ต้องมีความจุดความร้อนที่สูง
    จุดเยือกแข็งต่ำ และจุดเดือดสูง
  • 4:09 - 4:13
    แต่ก่อนที่เราจะพลิกโลกเพื่อหาของเหลว
    เพียงหนึ่งเดียวสำหรับแก้ปัญหานี่
  • 4:13 - 4:16
    เราสามารถหาทางออกของพวกเราเองได้
Title:
ใต้ฝากระโปรงรถ: วิชาเคมีของรถยนต์ - ซินเทีย ซับบัค (Cynthia Chubbuck)
Description:

ดูบทเรียนเต็มได้ที่ http://ed.ted.com/lessons/under-the-hood-the-chemistry-of-cars-cynthia-chubbuck

ทุกวันนี้บนโลกของเรามีรถมากกว่าพันล้านคันที่รับส่งคนจากจุด A ไปยังจุด B แต่รถยนต์ไม่ได้เป็นแค่เพียงการขนส่งรูปแบบหนึ่งเท่านั้น พวกมันยังสอนบทเรียนเคมีที่ยอดเยี่ยม ซินเทีย ซับบัค นำเราไปรู้จักกับวิชาเคมีที่แสนซับซ้อนในรถยนต์ของเราที่ป้องกันไม่ให้มันร้อนหรือเย็นเกินไป

บทเรียนโดย Cynthia Chubbuck, แอนิเมชั่นโดย FOX Animation Domination High-Def.
more » « less
Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed
Duration:
04:34

Thai subtitles

Revisions

Our website uses cookies for analysis purposes.