วิทยาศาสตร์เบื้องต้นในการใช้งานกระบอกน้ำ

กระบอกน้ำที่เราใช้งานกันอยู่ในปัจจุบันนั้น มีหลากหลายวัสดุและหลากหลายรูปแบบอย่างมาก ทั้งกระบอกน้ำพลาสติก กระบอกน้ำสแตนเลส หรือแม้แต่ กระบอกน้ำชนไม่ล้ม แต่กระบอกน้ำที่ดูเหมือนว่าจะได้รับความนิยมมากที่สุดในการใช้งานนั้น น่าจะเป็นกระบอกน้ำพลาสติก อาจจะด้วยราคาของกระบอกน้ำชนิดนี้ที่สามารถเข้าถึงได้ง่ายกว่ากระบอกน้ำชนิดอื่น ๆ และอาจจะด้วยว่าสามารถใช้งานได้ทุกเพศทุกวัย ทำให้ตามครัวเรือนต่าง ๆ นั้นมักจะนิยมใช้กระบอกน้ำมากรอกน้ำแช่ตู้เย็น สาเหตุนี้ก็อาจจะเป็นเพราะว่าขวดน้ำพลาสติกที่วางจำหน่ายตามร้านสะดวกซื้อต่าง ๆ นั้น ไม่เหมาะที่จะนำมากรอกน้ำเข้าตู้เย็นเพราะอาจจะทำให้เกิดสารก่อมะเร็งได้นั่นเอง

ความนิยมในการใช้กระบอกน้ำพลาสติกแช่ตู้เย็นไว้สำหรับสำรองน้ำเพื่อใช้ดื่มนั้น เชื่อว่าได้รับความนิยมมาตั้งแต่สมัยวัยเยาว์แล้ว แต่หลาย ๆ คนน่าจะเคยมีประสบการณ์ที่ว่า กระบอกน้ำที่เรานำไปแช่ตู้เย็นนั้น อยู่ดี ๆ ก็เกิดบุบบี้ขึ้นมาเฉย ๆ ทั้ง ๆ ที่เราก็ไม่ได้ทำตกหรือหล่นตรงไหนเลย เคยสงสัยกันบ้างไหมคะว่า สาเหตุที่กระบอกน้ำบุบนี้เกิดจากอะไร วันนี้เรามีคำตอบมาให้ค่ะ

การที่กระบอกน้ำอยู่ดี ๆ ก็เกิดการบุบหรือยุบตัวลงเองนั้น เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ อธิบายง่าย ๆ ว่า น้ำที่อยู่ในอุณหภูมิห้องหรือน้ำที่มีอุณหภูมิสูงที่เราบรรจุลงในกระบอกน้ำนั้น มีผลทำให้แรงดันอากาศขยายตัว แต่เมื่อเรานำกระบอกน้ำที่บรรจุน้ำไปแช่ตู้เย็น แรงดันอากาศเมื่อเจออุณหภูมิต่ำ จะเกิดการหดตัว ทำให้ดึงส่วนของกระบอกน้ำให้บุบเข้าไปด้านใน ซึ่งจากการทดลองทางวิทยาศาสตร์ ได้ผลลัพธ์ว่า หากเรานำกระบอกน้ำไปแชตู้เย็นโดยที่ไม่ปิดฝานั้น จะไม่ส่งผลให้กระบอกน้ำเกิดอาการบุบ นั่นก็เพราะอากาศที่อยู่ภายในตู้เย็นนั้นจะแทรกผ่านเข้าไปทางกระบอกน้ำเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ตามที่อากาศภายในเกิดการหดตัว หรือพูดง่าย ๆ คือเมื่อเราปิดฝากระบอกน้ำไว้ก็จะไม่มีอากาศภายนอกสามารถแทรกผ่านเข้าไปได้ทำให้เมื่ออากาศที่ขยายตัวอยู่ในกระบอกน้ำเกิดการหดตัวก็จะเกิดสุญญากาศขึ้นนั่นเอง

ไม่ใช่เพียงแค่การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิภายในตู้เย็นเท่านั้น เพราะในทางตรงกันข้าม หากเราลองนำกระบอกน้ำที่บุบจากการแช่ไว้ที่อุณหภูมิต่ำ ออกมาวางไว้ด้านนอกที่มีอุณหภูมิสูง ก็จะเกิดการขยายตัวของแรงดันอากาศเช่นเดียวกัน ซึ่งหากใครเคยทดลองก็มักจะได้ยินเสียงดีดตัวของกระบอกน้ำเมื่อนำออกจากตู้เย็นมาวางไว้ที่อุณหภูมิห้อง หรือบางทีแม้แต่การเปิดฝาขวดน้ำเพื่อเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิหรือถ่ายเทอากาศก็ส่งผลเช่นเดียวกัน

วิธีการที่จะป้องกันไม่ให้กระบอกน้ำนั้นเกิดการบุบ ก็สามารถทำได้โดยการเปิดฝากระบอกน้ำไว้ก่อนในช่วงแรก เมื่ออุณหภูมิภายนอกและภายในของกระบอกน้ำนั้นเท่ากันแล้ว จึงค่อยปิดฝาวิธีนี้ก็จะสามารถช่วยไม่ให้กระบอกน้ำนั้นเกิดการยุบตัวได้นั่นเอง

ถึงแม้ว่ากระบอกน้ำนั้น จะสามารถยืดหยุ่นได้ตามมวลของอากาศก็ตาม แต่หากเราเลือกใช้กระบอกน้ำที่มีความแข็งแรงทนทานที่มากพอนั้น การหดตัวของแรงดันอากาศภายในขวดน้ำก็ไม่มากพอที่จะทำให้กระบอกน้ำนั้นยุบตัวได้ค่ะ เพราะกระบอกน้ำส่วนใหญ่ที่เกิดการยุบตัวมักจะเป็นกระบอกน้ำที่ผลิตจากพลาสติกอ่อน ที่ไม่เหมาะสมต่อการใช้งานซ้ำ ๆ เป็นระยะเวลานานและอาจจะก่อให้เกิดสารเคมีตกค้างได้หากใช้ในการบรรจุเครื่องดื่มที่มีอุณหภูมิสูงมากเกินไป แตกต่างจากพลาสติกแข็งที่สามารถใช้งานได้ซ้ำ ๆ โดยไม่เกิดอันตรายต่อร่างกาย และสาเหตุนี้เองที่เราควรที่จะเลือกซื้อกระบอกน้ำที่มีคุณภาพไว้ใช้งานแทนการใช้ขวดพลาสติกธรรมดาไว้สำหรับบรรจุน้ำดื่ม