ปืนกล่องฟิล์ม Film Can Gun

ปืนกล่องฟิล์ม เป็นอุปกรณ์ง่ายๆ ใช้ในการสาธิตเรื่องการสันดาป นักเรียนจะเรียนรู้ว่าการสันดาป (การระเบิด) จะเกิดขึ้นได้ ต้องมีปัจจัย 3 อย่าง คือ เชื้อเพลิง ความร้อน และ ออกซิเจน

การสันดาป เป็นปฏิกิริยาเคมีอย่างหนึ่ง ความร้อน จะทำให้โมเลกุลของเชื้อเพลิงแตกตัวออกอยู่ในรูปของกาซ ที่มีส่วนผสมของคาร์บอน (C) และ ไฮโดรเจน (H) เมื่อไฮโดรคาร์บอน อยู่รวมกับ ออกซิเจน ในอัตราส่วนที่พอเหมาะ ความร้อนจะทำให้เกิดปฏิกิริยา ให้ น้ำ (H₂O) คาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) และ ความร้อน ถ้าการสันดาปเกิดในพื้นที่จำกัด ความร้อนที่เกิดขึ้น จะทำให้อากาศในพื้นที่ ขยายตัวขึ้นอย่างรวดเร็ว ทำให้เกิดการระเบิดขึ้น

การทดลองวิทยาศาสตร์นี้ จะมีการระเบิดเล็กๆ ขึ้น จึงควรอยู่ภายใต้ความดูแลของครูอาจารย์ หรือ ผู้ใหญ่ แต่เนื่องจากกล่องฟิล์มมีปริมาตรที่จำกัด จึงส่งผลให้แรงระเบิดที่เกิดขึ้นถูกจำกัดไปด้วย พี่ๆ ไม่แนะนำการเพิ่มขนาดของกล่องเป็นอันขาด เพราะอาจทำให้เกิดอันตรายได้

การเล็งปืน ก็เป็นอีกเรื่องที่สำคัญ ควรปฏิบัติต่อปืนกล่องฟิล์ม เสมือนกับเป็นปืนจริง จะเพาะนิสัยความระมัดระวังต่อปืนจริงในอนาคต

อุปกรณ์ทำปืนกล่องฟิล์ม

	สเปรย์ ควรเลือกชนิดของสเปรย์ ที่มีความไวไฟ โดยดูจากคำเตือนที่ข้างกระป๋อง ในภาพแสดงกระป๋องสเปรย์ฉีดผมยี่ห้อหนึ่ง จะเห็นภาพเปลวไฟในกรอบสีส้มบนด้านข้างกระป๋อง ส่วนประกอบที่ไวไฟจากข้อมูลข้างกระป๋อง คือ butane และ propane
	กล่องฟิล์ม กล่องฟิล์มที่ใช้ ควรเป็นแบบที่ฝาล็อคด้านใน เช่น กล่องฟิล์มฟูจิ อุปกรณ์นี้คงไม่ต้องซื้อนะครับ ขอเพื่อนที่เป็นช่างภาพ หรือ ขอจากร้านล้างอัดขยายภาพทั่วไป ก็ได้ครับ
	ปืนจุดเตาแกส (Gas Stove Igniter) ปืนที่ว่านี้ เวลากด จะเกิดการ spark ขึ้นที่ปลายกระบอก ถ้าดูตามห้าง hypermart อาจมีราคาประมาณ 100 บาท แต่ถ้าดูของต่างประเทศตามห้างสรรพสินค้าใหญ่ๆ อาจมีราคาสูงถึง 700-800 บาททีเดียว

ภาพ

ขั้นตอนการประดิษฐ์

เจาะฝากล่องฟิล์มให้เป็นรู ให้มีขนาดเท่ากับ หรือเล็กกว่า ปากกระบอกของปืนจุดเตาแกส ยึดฝากล่องฟิล์มเข้ากับปากกระบอกปืนจุดเตาแกส โดยใช้เทปกาว

วิธีเล่น

ใช้มือข้างหนึ่งจับกล่องฟิล์ม อีกมือจับกระป๋องสเปรย์ พ่นละอองสเปรย์ใส่กล่องฟิล์ม พยายามให้ละอองสเปรย์ฟุ้งกระจายทั่วกล่อง อย่าจ่อรูพ่นของกระป๋องกับกล่องฟิล์ม เพราะจะทำให้น้ำยาเยิ้มติดกล่อง ไม่ฟุ้งกระจาย รีบนำกล่องฟิล์ม ปิดเข้ากับฝากล่องฟิล์ม เล็งปืนในทิศทางที่ไม่มีคน ... กดไก จะเกิดการระเบิด(เล็กๆ)ขึ้น กระป๋องจะพุ่งออกไปด้วยความเร็ว ถ้าสังเกตุดีๆ อาจเห็นประกายไฟเกิดขึ้น จากการระเบิด

คำถามที่ถามบ่อยๆ

ใช้กล่องขนาดอื่น ได้ไหมครับ ?

ได้ครับ แต่ไม่แนะนำครับ เพราะการเพิ่มปริมาตรของกล่อง จะทำให้ความรุนแรงของการระเบิดเพิ่มขึ้นตามไปด้วย

ทำไมบางครั้งถึงไม่เกิดการระเบิด ?

การระเบิด (หรือการสันดาป) จะเกิดขึ้นได้ ต้องมีส่วนประกอบหลัก 3 ตัวด้วยกัน คือ ความร้อน เชื้อเพลิง และ ออกซิเจน พูดง่ายๆ การระเบิด คือการสันดาปที่เกิดขึ้นในที่จำกัด ความร้อนของการระเบิด ทำให้อากาศร้อนขึ้น และขยายตัวอย่างรวดเร็ว

การ spark ของปืนจุดเตาแกส เป็นตัวให้ความร้อน เชื้อเพลิงคือละอองของสเปรย์ ที่ฉีดพ่นเข้าไปในกล่องฟิล์ม ส่วนออกซิเจน เป็นส่วนประกอบของอากาศอยู่แล้ว

ส่วนผสมระหว่างเชื้อเพลิงกับอากาศ (Fuel-Air Ratio) ก็เป็นปัจจัยสำคัญ ถ้าเชื้อเพลิง หรืออากาศ มากเกินไป หรือ น้อยเกินไป ก็จะไม่เกิดการระเบิด

การฉีดพ่นสเปรย์ที่ใกล้เกินไป ทำให้เชื้อเพลิงส่วนใหญ่ เยิ้มติดกับกล่องฟิล์ม ทำให้อัตราส่วนของเชื้อเพลิงต่ออากาศ ไม่เหมาะสมกับการเกิดระเบิด

ขอทราบลิ้งค์อื่นๆ ครับ ?

การสร้าง Film Can Cannon บน Scitoys

Fuel-Air Ratio ของเชื้อเพลิงต่างๆ เป็นอย่างไรครับ ?

เชื้อเพลิง	อัตราส่วนการลุกไหม้ % โดยปริมาตร	อัตราส่วนการระเบิด % โดยปริมาตร
ไฮโดรเจน	4 - 75	13 - 59
มีเธน (กาซหุงต้ม)	5.3 - 15	6.3 - 14
โพรเพน (propane)	2.1 - 9.5
ไอโซบิวเทน (isobutane)	1.8 - 8.4

ปืนจุดเตาแกส ทำงานอย่างไร ?

ส่วนประกอบสำคัญของปืนจุดเตาแกส คือ igniter หรือ piezoelectric generator คำว่า piezo มาจากคำในภาษากรีก ที่แปลว่า กด piezoelectric คือ สสารที่ปลดปล่อยไฟฟ้าออกมา เมื่อถูกกด หรือ กระแทก

ตัวอย่างของ piezoelectric ตัวหนึ่ง ก็คือ ผลึกควอทซ์ ควอทซ์ประกอบด้วยอะตอมของซิลิคอน (Si) และ ออกซิเจน (O) ที่จัดเรียงตัวอย่างมีระเบียบ

เมื่อมีแรงกด หรือ กระแทก กระทำกับผลึกควอทซ์ อะตอมประจุลบของออกซิเจน จะเคลื่อนที่ชนกับ อะตอมประจุบวกของซิลิคอน และปลดปล่อยอิเลคตรอนออกมา

สาร piezoelectric ในปืนจุดเตาแกส ไม่ใช่ควอทซ์ แต่เป็น เซรามิคที่ถูกทำขึ้นภายใต้สนามไฟฟ้ากำลังสูง ทำให้เกิดการเรียงตัวของอะตอมออกซิเจน และซิลิกอน อย่างเป็นระเบียบมาก จนสามารถให้อิเลคตรอนจำนวนมากๆ ได้ เมื่อถูกกระแทก

เมื่อเรากดไกของปืนจุดเตาแกส ค้อนโลหะจะหลุดออกจากตัวล็อค กระแทกเข้ากับ สาร piezoelectric ทำให้เกิดไฟฟ้าที่มีความต่างศักย์สูง จนเกิดการ spark ขึ้น

สำนักงานพัฒนาเทคโนโลยีอวกาศและภูมิสารสนเทศ (องค์การมหาชน) - สทอภ.
กระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี - วท.

All pages were created on Macintosh Computer, using Adobe PhotoShop and BBEdit.

คำถาม? ข้อคิดเห็น! ข้อเสนอแนะ . . . ติดต่อกับเราได้ครับ
Fun Science | กลับขึ้นข้างบน

All rights reserved.
Reproduction in whole or in part without permission is prohibited.
P i t a n S i n g h a s a n e h

ครั้งที่

เซ็นสมุดเยี่ยม

กิจกรรมการทดลองทางวิทยาศาสตร์