ถุงขนมพองบนเครื่องบิน เพราะอากาศข้างในขยายตัวแค่ไหน?

* รูปภาพใช้เพื่อประกอบเนื้อหาเท่านั้น อาจไม่ใช่ภาพเหตุการณ์จริงหรือภาพจริงจากเรื่องในบทความ

ถุงขนมที่ยังปิดสนิทอาจดูธรรมดาตอนขึ้นเครื่อง แต่เมื่อเครื่องบินไต่ระดับมันกลับตึงและพองขึ้นจนสังเกตได้ ภาพนี้ทำให้สงสัยว่าอากาศในถุงเพิ่มขึ้น หรือแค่มีอะไรเปลี่ยนไประหว่างทาง

คู่มือการบินของ FAA ระบุว่าเครื่องบินโดยสารทั่วไปควบคุมความดันในห้องโดยสารให้เทียบเท่าความสูงไม่เกินราว 8,000 ฟุตในการใช้งานปกติ จึงยังมีความดันต่ำกว่าบนพื้น แม้เครื่องบินจะรักษาสภาพให้ผู้โดยสารหายใจได้

คำตอบคือ เมื่อความดันรอบถุงลดลง ก๊าซที่ปิดอยู่ข้างในจะขยายปริมาตร ถุงที่ยืดหยุ่นจึงพองขึ้นจนแรงดันข้างในกับข้างนอกใกล้สมดุล จำนวนก๊าซไม่ได้เพิ่มขึ้นเอง เพียงมีพื้นที่ให้มันกินมากกว่าเดิม

หลักนี้อธิบายได้ด้วยกฎของบอยล์: เมื่อปริมาณก๊าซและอุณหภูมิคงที่ ความดันคูณปริมาตรจะคงเดิม พอความดันลด ปริมาตรจึงเพิ่ม สังเกตง่าย ๆ เหมือนถุงปิดสนิทที่ขยายเมื่อแรงกดจากภายนอกน้อยลง

ลองคำนวณเป็นตัวอย่าง ถ้าถุงถูกซีลใกล้ระดับน้ำทะเลที่ความดัน 14.7 psi (ปอนด์ต่อตารางนิ้ว) แล้วอยู่ในห้องโดยสารเทียบเท่า 8,000 ฟุต ซึ่งมีความดันราว 10.9 psi ปริมาตรก๊าซตามแบบจำลองจะเป็น 14.7 หาร 10.9 หรือประมาณ 1.35 เท่า เพิ่มขึ้นราว 35 เปอร์เซ็นต์

ตัวเลขนี้เป็นการประมาณจากกฎของบอยล์ โดยสมมติว่าอุณหภูมิคงที่และก๊าซในถุงมีปริมาณเดิม ไม่ใช่คำทำนายว่าถุงขนมทุกยี่ห้อจะพองเท่ากัน เพราะตำแหน่งที่ซีลถุง ความยืดหยุ่นและรูปทรงบรรจุภัณฑ์ต่างกัน

เมื่อเครื่องบินลดระดับ ความดันในห้องโดยสารค่อย ๆ เพิ่มกลับ ถุงจึงอาจคลายตึงลงได้บ้าง การพองขึ้นระหว่างไต่ระดับเป็นผลของแรงดันที่เปลี่ยนตามความสูง ไม่ได้แปลว่าอาหารข้างในเสียโดยตัวมันเอง

ดังนั้นถุงที่พองระหว่างบินเกิดจากก๊าซเดิมขยายตัวเมื่อความดันรอบถุงลดลง การพองเพียงอย่างเดียวไม่ใช่หลักฐานว่าอาหารเสีย หากถุงฉีกหรือซีลเปิด ค่อยประเมินสภาพบรรจุภัณฑ์แยกต่างหาก

ขอบคุณภาพประกอบจาก https://graphic.in.th