การสร้างกล่องสุญญากาศความดันต่ำจากกล่องอาหาร : การทดลองกฎของแก๊ส ด้วยเซนเซอร์ไร้สาย

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์ในการพัฒนาชุดการทดลองกฎของแก๊สที่ใช้งานง่าย เพื่อใช้ในการศึกษากฏของแก๊สและศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างปริมาตรและความดันภายในภาชนะสุญญกาศที่ได้จากกล่องอาหาร สำหรับชุดทดลองต้นแบบประกอบด้วย ภาชนะสุญญากาศสำหรับใส่อาหาร ผลิตด้วยวัสดุโพลีโพรพิลีน ขนาดความจุ 1 ลิตร มีฝาล็อก 4 ด้าน ดัดแปลงให้ต่อท่ออากาศเข้ากับปั๊มลม (air pump) ขนาดเล็ก ซึ่งทำหน้าที่เป็นปั๊มสุญญากาศ (vacuum pump) และเครื่องวัดความดันแบบไร้สาย ซึ่งสามารถวัดความดันในช่วง 300 – 1100 hPa ซึ่งชุดทดลองที่พัฒนาขึ้น แสดงให้เห็นว่าภาชนะสุญญากาศที่เลือกใช้สามารถคงรูปได้โดยไม่เกิดการเสียรูปภายใต้สภาวะความดันต่ำ และสามารถรักษาความดันที่ลดลงไว้ได้ตลอดระยะเวลาการทดลอง และขณะเปิดปั๊มลมเป็นเวลา 30 s สามารถลดความดันภายในภาชนะลงมาถึงประมาณ 474 hPa โดยภาชนะยังไม่มีการเสียรูปร่างไป และจากการทดลองวางลูกโป่งไว้ภายในภาชนะสุญากาศ เพื่อศึกษาปริมาตรที่เปลี่ยนแปลงไปของลูกโป่ง พบว่า เมื่อความดันภายในภาชนะลดลง ลูกโป่งจะขยายใหญ่ขึ้น เมื่อใช้โปรแกรม Tracker วัดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของลูกโป่ง และนำไปคำนวณหาปริมาตรของลูกโป่ง และค่าความดันที่วัดได้จากเซ็นเซอร์ไร้สายมีค่าความคลาดเคลื่อน 6.06% เมื่อเทียบกับค่าที่คำนวณได้ ผลการทดลองนี้ แสดงให้เห็นว่าความสัมพันธ์ระหว่างปริมาตรของลูกโป่งและส่วนกลับของความดัน (1/P) มีแนวโน้มเป็นเส้นตรง ในช่วงความดัน 103.15 – 474.90 hPa ซึ่งยืนยันความสัมพันธ์แบบผกผันระหว่างปริมาตรและความดัน โดยมีความสอดคล้องกับกฎของบอยล์ การศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าชุดการทดลองที่สร้างขึ้น สามารถศึกษาใช้ศึกษากฎของก๊าซได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในบริบทที่การเข้าถึงอุปกรณ์ห้องปฏิบัติการเฉพาะทางมีจำกัด