ทำไมส้มทั้งผลลอยน้ำ แต่ปอกเปลือกแล้วจม?

* รูปภาพใช้เพื่อประกอบเนื้อหาเท่านั้น อาจไม่ใช่ภาพเหตุการณ์จริงหรือภาพจริงจากเรื่องในบทความ

ส้มทั้งผลหย่อนลงชามน้ำแล้วลอยอยู่บนผิว แต่พอปอกเปลือกผลเดิมกลับจมลง ทั้งที่มันมีขนาดเล็กลง ลองสังเกตว่าการเปลี่ยนแปลงอยู่ที่ชั้นนอกของส้ม

เปลือกส้มมีช่องอากาศเล็ก ๆ ทำให้ส้มทั้งผลมีความหนาแน่นเฉลี่ยต่ำกว่าน้ำ จึงลอย เมื่อปอกออก เนื้อส้มที่เหลือหนาแน่นกว่าน้ำจึงจม อากาศในเปลือกเพิ่มปริมาตรรวมของผล แต่เพิ่มน้ำหนักเพียงเล็กน้อย

ความหนาแน่นคือมวลเทียบกับปริมาตร ไม่ได้ดูจากน้ำหนักตอนถือเพียงอย่างเดียว น้ำออกแรงพยุงวัตถุที่อยู่ในน้ำ หากแรงพยุงสมดุลกับน้ำหนักของวัตถุ มันจะลอยอยู่ได้ แต่ถ้าวัตถุหนาแน่นกว่าน้ำ แรงพยุงรับน้ำหนักไม่ไหว วัตถุก็จม

เอกสารทดลองเรื่องการลอยและการจมของภาควิชาเคมี มหาวิทยาลัยออกซฟอร์ด อธิบายว่าเปลือกส้มมีรูพรุนและมีอากาศอยู่ เมื่อนำเปลือกออก ปริมาตรของส้มลดลง แต่มวลเปลี่ยนเพียงเล็กน้อย เนื้อผลที่เหลือจึงมีความหนาแน่นมากขึ้น ข้อสังเกตนี้อธิบายได้ว่าทำไมผลเดิมจึงเปลี่ยนจากลอยเป็นจม เอกสารนี้เป็นกิจกรรมสาธิต ไม่ใช่การวัดส้มทุกพันธุ์

ถ้าอยากลองเอง ใช้ส้มผลเดียวกับชามน้ำใบเดิม หย่อนส้มทั้งผลลงไปและรอให้น้ำสงบ จากนั้นนำขึ้นมาปอกเปลือกแล้วหย่อนลงน้ำอีกครั้ง การใช้ผลเดิมช่วยลดความต่างเรื่องขนาดและเนื้อส้ม ไม่ต้องเทียบกับส้มอีกลูกที่อาจมีน้ำหนักไม่เท่ากัน

ควรใช้น้ำธรรมดาตลอดการทดลอง เพราะความหนาแน่นของน้ำมีผลต่อแรงพยุง เอกสารออกซฟอร์ดอธิบายว่าน้ำที่ผสมเกลือมีความหนาแน่นสูงขึ้นและพยุงวัตถุได้มากขึ้น ถ้าเปลี่ยนทั้งเปลือกและชนิดน้ำพร้อมกัน จะบอกยากว่าปัจจัยไหนทำให้ผลเปลี่ยน

การลอยหรือจมจึงไม่ได้ตัดสินจากน้ำหนักที่รู้สึกตอนถือเท่านั้น แต่ดูด้วยว่ามวลนั้นกระจายอยู่ในปริมาตรเท่าไร เปลือกพรุนบาง ๆ เพิ่มช่องอากาศให้ส้มทั้งผล ส่วนเนื้อที่เหลือหลังปอกมีสัดส่วนมวลต่อปริมาตรสูงกว่า

ขอบคุณภาพประกอบจาก https://graphic.in.th