1. ทำไมแก๊สจึงมีปริมาตรเท่ากับภาชนะที่ใช้บรรจุ

       2. เมื่อเวลาผ่านไปโมเลกุลแก๊สที่อยู่ในภาชนะ ทำไมไม่ตกลงไปรวมกันที่ก้นภาชนะ

       3. ลูกโป่งที่บรรจุแก๊สฮีเลียม เมื่อปล่อยให้ลอยไปบนอากาศ ทำไมลูกโป่งไม่ลอยออกไปนอกโลกไปเลย

       4. ขณะที่หายใจเข้า นักเรียนคิดว่าปอดมีปริมาตรเพิ่มขึ้นหรือลดลง และความดันภายในปอดเพิ่มขึ้นหรือลดลง

       5. ทำไมเมื่อเราอยู่บนยอดเขาสูงๆ จึงหายใจลำบาก

 

             สสารทั้งหลาย มี สถานะสำคัญอยู่ 3 สถานะคือ ของแข็ง (solid) ของเหลว (liquid) หรือ  แก๊ส(gas) หรือบางทีอาจจะนับ พลาสมา (แก๊สในสภาพที่มีประจุ) ผลึกเหลว (liquid crystal) และเกลือหลอมเหลว (molten salt state) เป็นสถานะเพิ่มเติมด้วย

             ในบทนี้เราจะกล่าวถึงเฉพาะสสารที่อยู่ในสถานะแก๊ส แก๊สมีสมบัติทางกายภาพที่สำคัญอะไรบ้าง เพื่อที่จะเข้าใจ ปรากฏการณ์บางอย่างที่เกิดขึ้นในชีวิตประจำวัน รวมถึงการนำเอาความรู้เรื่องแก๊สไปใช้ประโยชน์ต่อไป

ภาพแสดงการเคลื่อนที่ของแก๊สภายในภาชนะ

ถ้ากล่าวถึง ความแตกต่างระหว่าง ของแข็ง ของเหลวและแก๊ส ก็พอจะจำแนกได้ง่ายๆ ดังนี้

             สารที่อยู่ในสถานะของแข็งมีการจัดเรียงตัวของอนุภาคองค์ประกอบใกล้ชิดกัน และอนุภาคของแข็งเคลื่อนที่ไม่ได้ แต่ก็สั่นไปมาได้เล็กน้อยเนื่องจากมีช่องว่างระหว่างโมเลกุลน้อยมาก

            ส่วนของเหลวสามารถเคลื่อนไหวได้ แต่ก็เคลื่อนที่ได้น้อยกว่าสารที่อยู่ในสถานะแก๊ส ซึ่งเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระ แก๊สเป็นสสารที่มีความหนาแน่นน้อยมาก ซึ่งไม่มีรูปร่างที่แน่นอนเหมือนของแข็ง ไม่มีปริมาตรที่แน่นอนเหมือนของเหลวและของแข็ง แต่แก๊สจะบรรจุอยู่เต็มภาชนะที่บรรจุ คือโมเลกุลของแก๊สเมื่อเข้าไปอยู่ในภาชนะใดๆ แม้จะมีหนึ่งอะตอม สองอะตอม หนึ่งโมเลกุล สองโมเลกุล หรือหลายๆ โมเลกุล แก๊สก็จะเคลื่อนที่ไปมาตลอด บริเวณที่แก๊สเคลื่อนที่ได้ก็คือปริมาตรของภาชนะที่บรรจุอยู่ เพราะว่าแก๊สมีการเคลื่อนที่ตลอดเวลา ภายใต้การเคลื่อนที่ไปมาย่อมเกิดการชนกันระหว่างโมเลกุลและชนกับผนังภาชนะ การชนกันเหล่านี้ทำให้แก๊สเกิดมีความดัน

            เมื่อเราต้องการจะเข้าใจธรรมชาติของแก๊สที่มีอยู่ เพื่อจะสามารถค้นหาอะไรบางอย่างจากธรรมชาติของแก๊สต่างๆ เราจะต้องเข้าใจธรรมชาติของแก๊สเหล่านั้น เมื่อเป็นความพยายามที่อยากจะเข้าใจธรรมชาติ ก็ต้องหาหนทางมาอธิบายรวมทั้งหลักฐานต่างๆ มายืนยันสิ่งที่เกิดขึ้นนั้น ใครทำนายได้ถูกต้องแม่นยำที่สุดด้วยหลักการและหลักฐานอะไรก็แล้วแต่ ก็จะได้รับการยอมรับจากคนอื่นๆ ในที่สุด สำหรับเรื่องของแก๊สก็เช่นเดียวกันมีความน่าสนใจอย่างไรก็ลองติดตามอ่านดูนะครับ..........