Home arrow บทความฟิสิกส์ arrow ในโลกนี้นี้มีอะไร
Home    Contacts



ในโลกนี้นี้มีอะไร PDF พิมพ์

สถานะของสารภายในโลก

โดย GTW

 

โลกเป็นดาวเคราะห์ดวงหนึ่งในระบบสุริยะเส้นผ่าศูนย์กลาง ตามแนวดิ่งจากขั้วโลกเหนือถึงขั้วโลกใต้ประมาณ 12,711 กิโลเมตร และแนวนอน 12,755  กิโลเมตร  ต่างกัน 44  กิโลเมตร ซึ่งถือว่าเป็นค่าน้อยมากจนสังเกตไม่ได้ เมื่อเทียบกับขนาดใหญ่ เส้นผ่าศูนย์กลางนับหมื่นกิโลเมตรของโลก

 โลกเป็นผิวน้ำร้อยละ 71 หรือ 3 ใน 4  เป็นแผ่นดินร้อยละ 29  หรือ 1 ใน  4 ของผิวโลกทั้งหมด

 

โครงสร้างภายในโลก

จากการศึกษาเกี่ยวกับองค์ประกอบ

และสมบัติทางกายภาพ  สามารแบ่งโลกออกเป็นชั้นๆ ดังนี้

และสมบัติทางกายภาพ  สามารแบ่งโลกออกเป็นชั้นๆ ดังนี้  

1.  เปลือกโลก (crust)   คือส่วนที่อยู่นอกสุดของโลก  มีทั้งส่วนที่เป็นผิวดินละรองรับพื้นน้ำ  ทั้งที่มองเห็นภายนอก และส่วนที่เป็นหินแข็งลึกลงไปในพื้นดิน  มีความหนาประมาณ 6 –35 กิโลเมตร  แบ่งเป็น 2 ส่วน คือส่วนที่อยู่บนบก เรียกว่าเปลือกโลกทวีป และส่วนที่รองรับพื้นน้ำ  เรียกเปลือกโลกมหาสมุทร

2. ชั้นแมนเทิล (mentle)  อยู่ถัดลงไปจากเปลือกโลก  ประกอบด้วยหินและแร่ธาตุต่างๆ  เป็นหินหนืด  ที่เรียกว่า แมกมา (magma) และร้อนจัด  ประกอบด้วยแร่ธาตุหลายชนิด  เช่น ซิลิกอน (Si) เหล็ก  (Fe) อะลูมิเนียม (Al) หลอมละลายปนกันอยู่ภายใต้ความกดดันและความร้อนสูง ชั้นนี้มีความหนาประมาณ 3,000  กิโลเมตร

 

3.  แก่นโลก (core)  คือส่วนในสุดของโลก ชั้นนี้มีความหนาถึงจุดศูนย์กลางของโลกประมาณ 3,440 กิโลเมตร  แบ่งออกเป็น 2 ชั้นย่อยๆ คือ

3.1 แก่นโลกชั้นนอก (outer core) เป็นชั้นอยู่รอบๆ แก่นโลกชั้นใน  เป็นของเหลวร้อน มีความหนาแน่นสัมพัทธ์ประมาณ 12 ประกอบด้วยธาตุ เหล็ก (Fe) และนิเกิล (Ni) ที่ร้อนจนเหลว

3.2  แก่นโลกชั้นใน (inner core) อยู่ส่วนใจกลางของโลก  เป็นของแข็งแม้ว่าจะร้อนที่สุดก็ตาม ที่เป็นของแข็งเพราะเป็นบริเวณที่มีความกดดันสูงสุด ทำให้จุดหลอมเหลวของสิ่งต่างๆสูงขึ้นตามไปด้วย จึงไม่หลอมละลาย และเป็นธาตุหนักเป็นส่วนมากซึ่งมีจุดหลอมเหลวสูงอยู่แล้ว

 

ความสัมพันธ์ระหว่างความลึกจากพื้นและอุณหภูมิ

 

ไม่เคยมีใครลงไปวัด แค่คนเราก็หาทางศึกษาจนได้โดยอาศัยหลักการทางฟิสิกส์และธรณีวิทยา  พบว่าลึกลงไปโลกยิ่งมีอุณหภูมิสูงขึ้นเรื่อยๆ  โดยที่อุณหภูมิเฉลี่ยของชั้นแมนเทิลประมาณ 1,500  องศาเซลเซียส แก่นโลกชั้นนอกอุณหภูมิประมาณ 4,000  องศาเซลเซียส และอุณหภูมิเฉลี่ยในแก่นโลกชั้นในประมาณ  6,000  องศาเดซลเซียส  ร้อนซะไม่มี

 

สถานะของสสารในโลก

 

โลกประกอบด้วยสสารต่างๆ มากมาย ซึ่งมีสถานะต่างๆ กัน และสสารเหล่านั้นปะกอบด้วยอนุภาคของสสาร ซึ่งอนุภาคของสสารรวมกันอยู่ได้ด้วย แรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุล

 

สสาร(matter) หมายถึง สิ่งที่มีตัวตน มีมวล มีน้ำหนัก  ต้องการที่อยู่  และสามารถสัมผัสได้ด้วยประสาทสัมผัสทั้ง 5 (ผีเป็นสสารหรือเปล่านี่)   สสารอาจมีสถานะเป็น ของแข็ง (solid) ของเหลว (liquid) หรือ ก๊าซ   อาจจะเป็นสิ่งที่มีชีวิตหรือไม่มีชีวิต ก็ได้ เช่น อากาศ ดิน น้ำ พืช สัตว์  แบคทีเรีย  ก๊อตซิลล่า ซุปเปอร์แมน เป็นต้น

 

สาร  (substance)

คำว่าสสาร และ สาร มีความหมายไม่เหมือนกัน แต่เกี่ยวข้องกัน เพราะว่าสสารประกอบด้วยสาร (สสาร มีความหมายกว้างกว่า) สาร คือหน่อยย่อยของสสารนั่นเอง   สารที่เราพบมีมากมายหลายชนิด  บางชนิดมองเห็นเป็นเนื้อเดียวกันตลอด แต่เมื่อนำมาวิเคราะห์ดู พบว่าประกอบด้วยสารตั้งหลายชนิดก็มี

 

สาร ถ้าเรานำมาวิเคราะห์ แยกสลาย ให้เล็กลงไปเรื่อยๆ จะพบว่าประกอบด้วย ธาตุ (element)  ซึ่งธาตุนี้เปรียบเสมือนแม่สี ในเรื่องของสี  ในแง่ที่ว่าพอผสมกันจะได้สีมากมาย ธาตุก็เหมือนกัน   ธาตุต่างๆ จะมีอยู่ประมาณร้อยกว่าธาตุเท่านั้น  แต่สามารถผสมกันเป็นสารได้มากมายหลายชนิดนับไม่ถ้วน

 

สถานะของสาร

 

หมายถึง สภาวะ หรือสภาพของสารที่อาจจะเป็นของเหลว ของแข็ง  หรือก๊าซ อย่างใดอย่างหนึ่ง  ที่อุณหภูมิและความดันหนึ่ง สารในสถานะต่างๆ จะมีสมบัติบางประการแตกต่างกัน

  ก๊าซ  (gas)

คือสารที่อยู่ในสถานะของก๊าซ ณ อุณหภูมิและความดันปกติ เช่น ก๊าซออกซิเจน ก๊าซไฮโดรเจน ฯลฯ  มีคำๆหนึ่งที่ควรรู้จักคือคำว่า ไอ (vapour) หมายถึงสารซึ่งปกติอยู่ในสถานะของแข็ง หรือของเหลว  แล้วเกิดการเปลี่ยนสถานะไป เมื่ออุณหภูมิ หรือความดันเปลี่ยน เช่น ไอน้ำ ไอของลูกเหม็น เป็นต้น

 

สมบัติบางประการของก๊าซ

  1. ก๊าซมีลักษณะฟุ้งกระจายไปทั้งภาชนะ  เนื่องจากมีแรงยึดเหนียวระหว่างโมเลกุล น้อย
  2. ก๊าซ มีปริมาตร และรูปร่าง ไม่แน่นอน ขึ้นอยู่กับขนาดของภาชนะ
  3. ปริมาตรของก๊าซ เปลี่ยนแปลงได้ ขึ้นอยู่กับ  อุณหภูมิ และความดัน ซึ่งการบอกปริมาตรของก๊าซ ต้องบอกอุณหภูมิ และความดันด้วย
 

การแพร่ของก๊าซ

 

การแพร่ เป็นปรากฏการณ์อย่างหนึ่งของก๊าซ ที่กระจายออกจากภาชนะที่บรรจุ การแพร่ของก๊าซ มี 2 แบบ คือ

Diffusion หมายถึงการแพร่ของก๊าซจากสถานที่หนึ่ง ผ่านก๊าซอื่นๆ ไปยังอีกสถานที่หนึ่งได้

Effusion หมายถึงการกระจายของก๊าซผ่านช่องเล็กๆ ไปยังอีกสถานที่หนึ่งได้ 

 
ความดันของก๊าซ

เกิดจากการเคลื่อนที่ไปมาของโมเลกุลของก๊าซ

สมบัติของเหลว

สารที่อยู่ในสถานะของเหลว  จะมีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลมากกว่าก๊าซ แต่ไม่มากเท่าของแข็ง แต่ละโมเลกุล สามารถมีการสั่นสะเทือนเพิ่มมากขึ้น เคลื่อนที่ได้ ของเหลวจึงไหลได้และมีรูปร่างเปลี่ยนไปตามภาขนะที่บรรจุได้ แต่ปริมาตรไม่เปลี่ยนเหมือนก๊าซ  ไม่สามารถบีบ อัดให้ปริมาตรเล็กลงได้

ของแข็ง

แรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลสูงมาก  ทำให้โมเลกุลอยู่ชิดกันมาก และมีตำแหน่งที่ค่อนข้างแน่นอน พลังงานในการเคลื่อนที่จึงมีน้อย และปกติสามารถสั่นสะเทือนได้เท่านั้น  จึงไม่มีการเปลี่ยนรูปร่างตามภาชนะที่บรรจุ  ไม่สามารถอัด บีบ ให้เล็กลงได้ (เนื่องจากโมเลกุลอยู่ชิดกันมาก) ของแข็งหลายชนิดสามารถตกผลึกได้ แต่บางอย่างก็ตกผลึกไม่ได้ เช่น  แก้ว  พลาสติก

การเปลี่ยนสถานะของของแข็ง

การระเหิด (sublimation)  เป็นปรากฏการณ์ที่ของแข็งกลายเป็นไอได้ โดยไม่ต้องกลายเป็นของเหลวก่อน เนื่องจากโมเลกุลอยู่ชิดกัน อาจจะกระทบกระทั่งกันได้ (เหมือนคน) แล้วเกิดการถ่ายเทพลังงาน (เหมือนคนต่อยกันนั่นล่ะ)  อาจมีโมเลกุลบางตัวมีพลังงานจลน์ สูงขึ้น จนหลุดออกมาได้  เช่น ลูกเหม็น การบูร  เป็นต้น

จุดหลอมเหลว (melting point) 

คือตำแหน่งของอุณหภูมิ ที่ของแข็ง เปลี่ยนสถานะ เป็นของเหลว  ซึ่งมีความหมายตรงข้ามกับจุดเยือกแข็ง (freezing point) แต่เป็นอุณหภูมิเดียวกัน   เป็นค่าอุณหภูมิเดียวกันนั่นเอง ไม่ควรงง แต่นักเรียนมักจะงง

สำหรับสารที่อยู่ในสถานะของเหลว และก๊าซ มีชื่อรวมเรียกกันว่า ของไหล (fluid)


 
< ก่อนหน้า   ถัดไป >
สถิติผู้เยี่ยมชม: 45827996

สมัครสมาชิก
เพื่อรับเอกสารเพิ่ม!