หากพูดถึงเรือดำน้ำ หลายคนอาจนึกถึงพาหนะลึกลับใต้ท้องทะเลที่สามารถซ่อนตัวจากสายตาผู้คนได้ และมักถูกใช้ในการปฏิบัติภารกิจสำคัญทางทหาร หรือภารกิจสำรวจมหาสมุทรอันกว้างใหญ่ แต่เคยสงสัยกันหรือไม่ว่า…เรือดำน้ำทำงานอย่างไร? ทำไมมันถึงสามารถดำลงใต้น้ำและลอยขึ้นมาได้อย่างอิสระ? บทความนี้จะพาทุกคนไปดำดิ่งสู่โลกของเรือดำน้ำ เพื่อค้นหาคำตอบ!!
หลักการทำงานของเรือดำน้ำ
เรือดำน้ำสามารถดำลงสู่ใต้น้ำและลอยขึ้นสู่ผิวน้ำได้ด้วยหลักการทางฟิสิกส์ง่าย ๆ นั่นคือ การควบคุมความหนาแน่นของเรือ
การดำน้ำ: เมื่อต้องการดำน้ำ เรือดำน้ำจะเพิ่มปริมาณน้ำในถังอับเฉา (ballast tank) ทำให้น้ำหนักของเรือเพิ่มขึ้น และมีความหนาแน่นมากกว่าน้ำทะเล >> เรือจึงจมลง
การลอยตัว: เมื่อต้องการลอยขึ้น เรือดำน้ำจะปล่อยอากาศอัดเข้าไปในถังอับเฉาเพื่อไล่น้ำออก ทำให้น้ำหนักของเรือลดลง และมีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำทะเล >> เรือจึงลอยขึ้น
เรือดำน้ำสมัยใหม่มีเทคโนโลยีที่ล้ำสมัยมากมาย ไม่ว่าจะเป็นระบบขับเคลื่อนพลังงานนิวเคลียร์ที่ช่วยให้สามารถอยู่ใต้น้ำได้นานเป็นเดือนโดยไม่ต้องลอยตัวขึ้นสู่ผิวน้ำ และระบบโซนาร์ที่ใช้คลื่นเสียงเพื่อตรวจจับวัตถุรอบข้างได้แม้ในที่มืดสนิทใต้น้ำ โดยปัจจุบันเรือดำน้ำได้ถูกพัฒนาและนำมาใช้ในหลายด้าน เช่น
- การทหาร: เรือดำน้ำเป็นอาวุธสำคัญในกองทัพเรือ สามารถใช้ในการลาดตระเวน โจมตีเรือศัตรู และวางทุ่นระเบิด
- การวิจัย: เรือดำน้ำใช้ในการสำรวจและวิจัยใต้ท้องทะเล เช่น การสำรวจทรัพยากรธรรมชาติ การศึกษาชีวิตใต้ทะเล การค้นหาซากเรืออัปปาง
- การท่องเที่ยว: เรือดำน้ำขนาดเล็กถูกนำมาใช้ในการท่องเที่ยว เพื่อให้นักท่องเที่ยวได้สัมผัสประสบการณ์การดำน้ำชมความงามใต้ทะเล
ความรู้เพิ่มเติม!!
ความหนาแน่น (Density) เป็นสมบัติของสาร ซึ่งคำนวณได้จากอัตราส่วนระหว่างมวลต่อปริมาตรของสาร โดยสารบริสุทธิ์แต่ละชนิดจะมีความหนาแน่นคงที่เป็นค่าเฉพาะของสารนั้น ณ สถานะ อุณหภูมิ และความดันหนึ่ง เช่น อะลูมิเนียม 2 ก้อน แม้จะมีขนาดต่างกัน แต่เนื่องจากเป็นสารบริสุทธิ์ชนิดเดียวกัน จึงมีความหนาแน่นเท่ากัน ในขณะที่สารบริสุทธิ์ต่างชนิดก็จะมีความหนาแน่นแตกต่างกัน ส่วนสารผสมซึ่งไม่ใช่สารบริสุทธิ์ จะมีความหนาแน่นไม่คงที่ ขึ้นกับอัตราส่วนของสารที่นำมาผสมกัน เช่น น้ำเกลือเค็มจัด จะมีความหนาแน่นมากกว่าน้ำเกลือเจือจาง
อ้างอิง:
หนังสือเรียนรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ม.1 เล่ม 1 บทที่ 1 สมบัติของสารบริสุทธิ์ (ฉบับปรับปรุง พ.ศ.2560)