ถุงประคบร้อนบรรจุไว้ด้วยสารละลายของโซเดียมอะซีเตต (sodium acetate) สารละลายนี้มีจุดเยือกแข็ง (freezing point) ที่ 54°C โดยทั่วไปสารละลายโซเดียมอะซีเตตในถุงประคบร้อนจะอยู่ในสภาวะของเหลวที่อุณหภูมิห้อง เพราะสารละลายอยู่ในสภาวะที่เรียกว่า ของเหลวเย็นยิ่งยวด (supercooled liquid) แข็งตัวซึ่งช่วงนี้อุณหภูมิของน้ำจะคงที่ตลอด แต่หลังจากที่น้ำแข็งตัวหมดแล้ว อุณหภูมิของน้ำแข็งจะลดลงต่ำกว่าจุดเยือกแข็งลงไปจนเท่ากับอุณหภูมิของช่องแช่แข็ง แต่ทว่าบางครั้งน้ำอาจคงสภาพเป็นของเหลวได้โดยไม่เกิดการจับตัวแข็งเป็นน้ำแข็งแม้ว่าจะอยู่ในสภาวะแวดล้อมที่อุณหภูมิติดลบ ซึ่งเหตุปัจจัยที่ทำให้น้ำหรือของเหลวสามารถอยู่ในสภาวะอุณหภูมิต่ำกว่าจุดเยือกแข็งได้โดยไม่กลายเป็นของแข็งคือ น้ำหรือของเหลวนั้นต้องมีความบริสุทธิ์สะอาด ไม่มีฝุ่น ผง ตะกอนใด ๆ ที่จะทำให้เกิดผลึกได้ รวมถึงผิวของภาชนะที่ใช้บรรจุก็ต้องมีผิวเรียบ สะอาดไม่มีฝุ่น ผงตะกอนติดอยู่ด้วยเช่นกัน หากเราใส่อนุภาคขนาดเล็กลงไปในน้ำหรือของเหลวที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าจุดเยือกแข็งหรือนำมาเขย่าจะทำให้โมเลกุลของน้ำหรือของเหลวนั้นเกิดผลึกขึ้น ผลึกที่เกิดจะขยายขนาดอย่างรวดเร็วทำให้ของเหลวสามารถเปลี่ยนสภาพเป็นของแข็งในเวลาที่เร็วมาก
ถุงประคบร้อน ก็อาศัยหลักการเดียวกันนี้สารละลายโซเดียมอะซีเตตอยู่ในสภาพของเหลวเย็นยิ่งยวดอยู่แล้ว เมื่อต้องการใช้งานถุงประคบร้อน เราเพียงแต่หักหรือบิดแผ่นโลหะที่อยู่ในถุงบรรจุสารละลายเพื่อทำให้ผลึกก่อตัวขึ้น โดยแผ่นโลหะทำหน้าที่เหมือนไกปืน การหักแผ่นโลหะคือ การเหนี่ยวไกให้เกิดการตกผลึกขึ้น และเช่นเดียวกับน้ำ ผลึกโซเดียมอะซีเตตจะเติบโตและเพิ่มขนาดอย่างรวดเร็วทำให้ของเหลวกลายสภาพเป็นของแข็ง สำหรับความร้อนที่เกิดขึ้นนั้น เนื่องจากสารละลายโซเดียมอะซีเตตมีจุดเยือกแข็งที่อุณหภูมิ 54 องศาเซลเซียส ดังนั้นการเกิดผลึกของสารละลายจะเกิดขึ้นที่อุณหภูมิ 54?C ซึ่งเป็นจุดเยือกแข็งของสารละลายเอง
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น