☕ เทน้ำร้อนลงแก้วแล้วได้ยินเสียง “เป๊าะ” ทั้งที่แก้วยังไม่แตก เสียงนั้นเกิดจากอะไร?
บางครั้งตอนเทกาแฟหรือน้ำร้อนลงในแก้ว เราอาจได้ยินเสียง “เป๊าะ” เบา ๆ จนต้องหยุดมองว่าแก้วร้าวหรือเปล่า
แต่พอยกขึ้นมาดูกลับไม่เห็นรอยแตกอะไรเลย
สิ่งที่เกิดขึ้นในช่วงไม่กี่วินาทีนั้นเกี่ยวข้องกับคุณสมบัติพื้นฐานของแก้วอย่างหนึ่ง คือ เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยน ขนาดของวัสดุก็เปลี่ยนตาม
ด้านในร้อนก่อน แต่ด้านนอกยังตามไม่ทัน
ทันทีที่น้ำร้อนสัมผัสแก้ว ผิวด้านในจะได้รับความร้อนก่อนและพยายามขยายตัว ขณะที่เนื้อแก้วส่วนที่อยู่ลึกออกไปและผิวด้านนอกยังเย็นกว่า
ปัญหาคือแก้วทั้งใบเป็นชิ้นเดียวกัน ส่วนที่อยากขยายจึงไม่สามารถขยายได้อย่างอิสระ ความต่างนี้ทำให้เกิดแรงเค้นภายในที่เรียกว่า thermal stress
ยิ่งอุณหภูมิระหว่างส่วนต่าง ๆ ของแก้วต่างกันมาก ความเค้นที่เกิดขึ้นก็ยิ่งมากขึ้นตามไปด้วย
แล้วเสียง “เป๊าะ” หมายความว่าแก้วกำลังร้าวหรือเปล่า?
ไม่จำเป็นเสมอไป
ถ้าแก้วแตกจริง รอยตำหนิหรือรอยร้าวเล็ก ๆ ที่มีอยู่บนผิวสามารถกลายเป็นจุดเริ่มให้รอยแตกวิ่งต่อเมื่อมีแรงดึงมากพอได้ แต่การได้ยินเสียงเพียงอย่างเดียวไม่พอที่จะสรุปว่าเกิดรอยร้าวใหม่ขึ้นแล้ว
เสียงอาจเกิดจากการขยายตัวเล็กน้อยของตัวแก้ว การขยับกับจานรอง โต๊ะ หรือชิ้นส่วนที่สัมผัสกันเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยน
ดังนั้นถ้าได้ยินเสียงแล้วไม่พบรอยแตก ก็ไม่ควรตีความว่า “แก้วร้าวข้างในแน่นอน” แต่ก็ควรสังเกตแก้วก่อนใช้งานต่อ โดยเฉพาะถ้ามีรอยบิ่นหรือร้าวอยู่เดิม
ทำไมแก้วบางชนิดเทน้ำร้อนได้สบายกว่า?
แก้วแต่ละชนิดไม่ได้ตอบสนองต่อความร้อนเหมือนกัน
แก้วที่มี ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวจากความร้อนต่ำ จะเปลี่ยนขนาดน้อยกว่าเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยน จึงเกิดความเค้นจาก thermal shock น้อยกว่า
นี่เป็นเหตุผลที่แก้ว borosilicate ซึ่งใช้กับอุปกรณ์ห้องทดลองและภาชนะทนความร้อนหลายชนิด สามารถรับการเปลี่ยนอุณหภูมิได้ดีกว่าแก้วทั่วไป
สิ่งที่น่ากลัวกว่า “น้ำร้อน” คือความต่างอุณหภูมิที่เร็วเกินไป
แก้วไม่ได้แตกเพียงเพราะสิ่งที่เทลงไปร้อน แต่ความเสี่ยงมาจากการที่ส่วนหนึ่งของแก้วเปลี่ยนอุณหภูมิเร็วกว่าส่วนอื่นมากเกินไป
ตัวอย่างเช่น แก้วที่เพิ่งหยิบออกมาจากตู้เย็นแล้วเทน้ำเดือดลงทันที มีความต่างอุณหภูมิรุนแรงกว่าแก้วที่อยู่ในอุณหภูมิห้อง
และถ้าแก้วมีรอยบิ่น รอยขีด หรือรอยร้าวเล็ก ๆ อยู่ก่อน จุดเหล่านั้นก็สามารถเป็นจุดที่ความเค้นไปรวมตัวและทำให้แตกง่ายขึ้นได้
ครั้งต่อไปถ้าได้ยินเสียง “เป๊าะ” หลังเทน้ำร้อนลงแก้ว จึงไม่จำเป็นต้องแปลว่าแก้วกำลังจะแตกทันที แต่เสียงเล็ก ๆ นั้นก็พาเราไปเห็นสิ่งที่เกิดขึ้นจริงในเนื้อวัสดุได้ว่า แม้แก้วจะดูแข็งและนิ่ง แต่เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยน มันก็ยังขยาย หด และรับแรงอยู่ตลอดเวลา
Corning — Fracture Analysis, a Basic Tool to Solve Breakage Issues
อ้างอิง: https://www.corning.com/content/dam/corning/media/worldwide/cdt/documents/Fracture Analysis, a Basic Tool to Solve Breakage Issues_April 2021.pdf
Corning — Glass Glossary: Linear Thermal Expansion Coefficient
อ้างอิง: https://www.corning.com/emea/en/products/advanced-optics/product-materials/specialty-glass-and-glass-ceramics/ophthalmic-glass/glossary.html
เขียนโดย พีรพัฒน์ พีพี
ชอบหยิบสิ่งธรรมดามาตั้งคำถาม แล้วค้นให้ลึกจนเจอคำตอบที่ทำให้รู้สึกว่า “อ๋อ ที่แท้เป็นแบบนี้”
เล่าเรื่องให้เข้าใจง่าย มีที่มา และแยกข้อเท็จจริงออกจากความคิดเห็น
เปิดรายชื่อจังหวัดที่ไม่มีทางรถไฟผ่าน
ทหารสหรัฐฯ มีเงินเดือนประมาณเท่าไหร่? เปิดค่าตอบแทนปี 2026 ตั้งแต่พลทหารถึงนายทหารระดับสูง
แม่น้ำย้อนศร: ปริศนาสายน้ำที่พุ่งขึ้นหน้าผาแทนที่จะไหลลงสู่ที่ต่ำ
เปิด 7"มหาวิทยาลัยราชภัฏ"ชื่อชวนงง! ที่หลายคนอาจไม่รู้ว่าอยู่จังหวัดไหน
เปิด 5 มหาวิทยาลัยไทย ที่เรียนจบยากที่สุด ต้องผ่านกี่ด่านกว่าจะได้ปริญญา
เปิด 5 จังหวัด ราคาประเมินที่ดินถูกที่สุดในไทย บางพื้นที่เริ่มต้นเพียงหลักสิบบาทต่อตารางวา
เปิด 5 อบต. รายได้สูงสุดในไทย อันดับ 1 ทะลุ 1,000 ล้านบาท
เปิด 7 อาชีพในไทยที่รายได้ดี แต่คนทั่วไปแทบไม่รู้ว่ามีอาชีพนี้
5 มหาวิทยาลัยไทยที่ดูสวยหรูเหมือนอยู่ต่างประเทศ
วงเงิน BNPL อาจเข้มขึ้น คนผ่อนมือถือและเครื่องใช้ไฟฟ้าต้องเตรียมอะไร
7 ปรากฏการณ์แปลกๆ บนร่างกายมนุษย์ ที่วิทยาศาสตร์ยังหาคำตอบไม่ได้!
ซากไททานิกจะอยู่ได้อีกนานแค่ไหน ก่อนทะเลค่อย ๆ กลืนกินมัน
5 วัตถุดิบไทยในตลาดสด ที่ใช้แทนเครื่องปรุงฝรั่งราคาแพงได้อย่างลงตัว
7 แหล่งท่องเที่ยวธรรมชาติลับๆ ที่สวยเหมือนต่างประเทศแต่ประหยัดงบถึง 10 เท่า
⚡ ทำไมไม้บรรทัดพลาสติกถูผมแล้วดูดเศษกระดาษได้ แต่ผ่านไปพักหนึ่งกลับดูดไม่ติด?
🧻 ทำไมทิชชูโดนน้ำนิดเดียวถึงขาดง่าย ทั้งที่ตอนแห้งดึงแรงกว่านี้ยังไม่เป็นอะไร?
