โ ร ง เ รี ย น สุ ขุ ม น ว พั น ธ์ อุ ป ถั ม ภ์ P a g e | 1รายงานการแสดงทางวิทยาศาสตร์ (Science Show)เรื่อง \"หนูน้อยนักผจญภัย ในดินแดนวิทยาศาสตร์\"โดย ๑. นายอชิตะ คล้ายอุบล ๒. นางสาวศุภาพิชญ์ อัศววิวัฒน์พงศ์ ๓. นางสาวจันจิรา โต๊ะยีบอครูที่ปรึกษา๑. นางสาวพัชรินทร์ พรวิจิตร๒. นางสาววรัญรดา บุราณเดชโรงเรียนสุขุมนวพันธ์อุปถัมภ์ สำนักงานเขตพื้นที่การศึกษามัธยมศึกษากรุงเทพมหานคร เขต ๒รายงานฉบับนี้เป็นส่วนประกอบของการแข่งขันการแสดงทางวิทยาศาสตร์ (Science Show)ระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ ๔ - ๖เนื่องในงานศิลปหัตถกรรมนักเรียน ครั้งที่ ๗3วันที่ 22 เดือนมกราคม พ.ศ. ๒๕๖9
โ ร ง เ รี ย น สุ ขุ ม น ว พั น ธ์ อุ ป ถั ม ภ์ P a g e | 2เรื่อง \"หนูน้อยนักผจญภัย ในดินแดนวิทยาศาสตร์\"โดย ๑. นายอชิตะ คล้ายอุบล ๒. นางสาวศุภาพิชญ์ อัศววิวัฒน์พงศ์ ๓. นางสาวจันจิรา โต๊ะยีบอครูที่ปรึกษา๑. นางสาวพัชรินทร์ พรวิจิตร๒. นางสาววรัญรดา บุราณเดช
โ ร ง เ รี ย น สุ ขุ ม น ว พั น ธ์ อุ ป ถั ม ภ์ P a g e | กคำนำรายงานการแข่งขันการแสดงทางวิทยาศาสตร์ (Science Show) เรื่อง \"หนูน้อยนักผจญภัย ในดินแดนวิทยาศาสตร์\" ฉบับนี้ จัดทำขึ้นเพื่อใช้ประกอบการแข่งขันการแสดงทางวิทยาศาสตร์ (Science Show) ระดับชั้นมัธยมศึกษาตอนปลาย (ม. ๔ - ๖) เนื่องในงานศิลปหัตถกรรมนักเรียนระดับชาติ ครั้งที่ ๗3 ประจำปีการศึกษา ๒๕๖8 ณ โรงเรียนหอวัง ในวันที่ 22 เดือนมกราคม พ.ศ.๒๕๖9 คณะผู้จัดทำได้ศึกษา ค้นคว้า รวบรวมหลักการและข้อเท็จจริงเพื่ออธิบายการทดลองที่ใช้ประกอบการแสดงทางวิทยาศาสตร์ (Science Show) เรื่อง \"หนูน้อยนักผจญภัย ในดินแดนวิทยาศาสตร์\" ซึ่งมีการแสดงย่อยจำนวน ๓ เรื่อง ประกอบด้วย เรื่องที่ ๑ เครื่องกรองนํ้าหรรษาเรื่องที่ ๒ ถุงร้อนอิ่มใจ เรื่องที่ ๓ แสงนำทาง นอกจากนี้รายงานฉบับนี้ได้กล่าวถึงมูลเหตุจูงใจ เนื้อหาโดยย่อ การนำหลักการทางวิทยาศาสตร์เข้ามาใช้ และการนำความรู้ไปอธิบายการเกิดปรากฎการณ์ที่เกิดขึ้นในชีวิตประจำวัน คณะผู้จัดทำหวังเป็นอย่างยิ่งว่ารายฉบับนี้จะเป็นประโยชน์ต่อการพัฒนาการแสดงทางวิทยาศาสตร์ (Science Show) แก่ผู้ที่สนใจต่อไปคณะผู้จัดทำ
โ ร ง เ รี ย น สุ ขุ ม น ว พั น ธ์ อุ ป ถั ม ภ์ P a g e | ขสารบัญ หน้าคำนำ กสารบัญ ขมูลเหตุจูงใจ (อธิบายถึงที่มาของเรื่องที่นำมาแสดง) ๑เนื้อหาโดยย่อ ๑เรื่องที่ ๑ เครื่องกรองนํ้าหรรษา ๑เรื่องที่ ๒ ถุงร้อนอิ่มใจ ๒เรื่องที่ ๓ แสงนำทาง ๒บรรณานุกรม ๔ภาคผนวก ๕
โ ร ง เ รี ย น สุ ขุ ม น ว พั น ธ์ อุ ป ถั ม ภ์ P a g e | ๑รายงานการแสดงทางวิทยาศาสตร์ (Science Show)มูลเหตุจูงใจ (อธิบายถึงที่มาของเรื่องที่นำมาแสดง)จากแนวโน้มสถานการณ์ในปัจจุบัน ความไม่แน่นอนจากสถานการณ์ที่เกิดขึ้นทั่วโลกไม่ว่าจะเป็น วิกฤติทางการเงิน ความน่ากังวลเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ โรคระบาด ภัยสงคราม อุทกภัย แผ่นดินไหว การประยุกต์ใช้สิ่งของเพื่อเอาชีวิตรอดในสถานการณ์คับขันอาศัยหลักการคิดวิเคราะห์ การใช้ความรู้ทางวิทยาศาสตร์และการดัดแปลงสิ่งของอย่างสร้างสรรค์ มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรักษาชีวิต ความปลอดภัยและการพึ่งพาตนเอง ทักษะดังกล่าวถือเป็นทักษะชีวิตที่จำเป็นช่วยให้มนุษย์สามารถรับมือกับสถานการณ์ฉุกเฉินได้อย่างมีประสิทธิภาพและมีโอกาสรอดชีวิตสูงขึ้นเครื่องกรองน้ำแบบง่ายเป็นนวัตกรรมพื้นฐานที่อาศัยหลักการกรองทางกายภาพ ช่วยปรับปรุงคุณภาพน้ำในระดับหนึ่ง มีความจำเป็นต่อการดำรงชีวิต การเรียนรู้ และการรับมือกับสถานการณ์ที่ขาดแคลนน้ำสะอาด แม้จะไม่ทดแทนระบบกรองน้ำมาตรฐานได้ทั้งหมด แต่ถือเป็นทางเลือกที่มีคุณค่าและใช้งานได้จริงในชีวิตประจำวันและในทางการศึกษาปฏิกิริยาเคมีระหว่างน้ำตาลกับโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตเป็นปฏิกิริยาออกซิเดชัน–รีดักชันที่คายความร้อน มีความสำคัญต่อการเรียนรู้หลักการพื้นฐานทางเคมีและพลังงาน หลักการของปฏิกิริยานี้สามารถนำไปประยุกต์ใช้ในชีวิตประจำวันเป็นแหล่งให้ความร้อน เช่น การเผาไหม้เชื้อเพลิง น้ำมัน แก๊ส หรือถ่าน ในอุตสาหกรรมอาหารและครัวเรือน ความร้อนจากปฏิกิริยาเคมีถูกใช้ในการปรุงอาหารและต้มน้ำ แผ่นให้ความร้อนแบบใช้ครั้งเดียว (heat pack) อาศัยปฏิกิริยาคายความร้อนเพื่อให้ความอบอุ่น ด้านการฆ่าเชื้อด่างทับทิม(โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต) สามารถนำไปล้างผักและฆ่าเชื้อในทางการแพทย์ได้ สารเรืองแสงทำงานตามหลักการดูดกลืนและปลดปล่อยพลังงานของอิเล็กตรอนในระดับอะตอม ใช้ในหลอดฟลูออเรสเซนต์และหลอดประหยัดพลังงาน ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นแสง ใช้ในป้ายเตือน ป้ายจราจร เสื้อสะท้อนแสงและอุปกรณ์นิรภัย ช่วยให้มองเห็นได้ชัดเจนในที่มืดหรือแสงน้อย ใช้ในจอภาพ โทรทัศน์ หลอดภาพ วัสดุอิเล็กทรอนิกส์ และเทคโนโลยีการแสดงผลต่าง ๆ มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการพัฒนาด้านพลังงาน ความปลอดภัย เทคโนโลยี การแพทย์ และการศึกษา ส่งผลต่อคุณภาพชีวิตและความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และสังคมโดยรวมเนื้อหาโดยย่อชื่อการทดลอง เรื่องที่ ๑ เครื่องกรองนํ้าหรรษาวัสดุอุปกรณ์ 1. กรวดใหญ่ 2. กรวดเล็ก 3. ทรายหยาบ4. ทรายละเอียด 5. ถ่าน 6. สำลี7. นํ้าสกปรก 8. ขวดนํ้าวิธีการทดลอง/ขั้นตอนการทดลอง1. นำขวดน้ำขนาด 1500 mL ตัดส่วนท้ายของขวดนํ้า2. จัดเรียง สำลี, ถ่าน, ทรายละเอียด, ทรายหยาบ, กรวดเล็ก, กรวดใหญ่ ตามลำดับ ลงในขวดนํ้าที่ตัดเเล้ว
โ ร ง เ รี ย น สุ ขุ ม น ว พั น ธ์ อุ ป ถั ม ภ์ P a g e | ๒3. เทนํ้าสกปรกลงในเครื่องกรองน้ำอย่างง่ายที่ประดิษฐ์ขึ้นผลการทดลองเมื่อเทน้ำสกปรกลงในเครื่องกรองน้ำอย่างง่ายที่ประดิษฐ์ขึ้นมาพบว่า น้ำสกปรกที่ไหลผ่านเครื่องกรองน้ำได้น้ำที่ใสและไม่มีกลิ่นการนำหลักการทางวิทยาศาสตร์เข้ามาใช้1. หลักการกรองเชิงกายภาพ น้ำไหลผ่านกรวด ทราย ที่มีช่องว่างแตกต่างกันสิ่งสกปรกที่มีขนาดใหญ่กว่าช่องว่างของวัสดุกรองจะถูกกักไว้การจัดเรียงวัสดุกรองจากหยาบไปละเอียดช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการกรอง2. หลักการตกตะกอน เมื่อปล่อยให้น้ำไหลช้าลงหรือพักน้ำไว้ สิ่งสกปรกที่มีมวลมากจะตกลงสู่ด้านล่างตามแรงโน้มถ่วง ช่วยลดความขุ่นของน้ำก่อนเข้าสู่ขั้นตอนการกรอง3. หลักการดูดซับ ใช้ถ่านหรือถ่านกัมมันต์เป็นวัสดุกรอง ผิวของถ่านมีพื้นที่ผิวสูง สามารถดูดซับกลิ่น สี และสารอินทรีย์บางชนิดได้เป็นกระบวนการยึดเกาะของสารบนผิววัสดุ ไม่ใช่การดูดซึมเข้าไปภายในการนำความรู้ไปประยุกต์ใช้1. การทำน้ำสะอาดเพื่อการใช้งานทั่วไป ใช้กรองน้ำฝน น้ำบ่อ หรือน้ำคลอง เพื่อลดความขุ่น กลิ่น และตะกอน เหมาะสำหรับการอาบ ล้าง หรือซักผ้าในพื้นที่ที่น้ำประปาไม่เพียงพอ ในกรณีฉุกเฉิน สามารถกรองน้ำแล้วต้มก่อนดื่ม เพื่อเพิ่มความปลอดภัย2. การเตรียมน้ำในสถานการณ์ฉุกเฉินและภัยพิบัติประยุกต์ทำเครื่องกรองน้ำจากขวดพลาสติก ทราย กรวด และถ่าน ใช้ในเหตุอุทกภัย ภัยแล้ง หรือพื้นที่ห่างไกลที่ขาดแคลนน้ำสะอาด ช่วยลดความเสี่ยงต่อโรคที่เกิดจากน้ำไม่สะอาดชื่อการทดลอง เรื่องที่ ๒ ถุงร้อนอิ่มใจวัสดุอุปกรณ์ 1. ด่างทับทิม(โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต) 2. น้ำตาล 3. น้ำ4. บีกเกอร์ วิธีการทดลอง/ขั้นตอนการทดลอง1. นำด่างทับทิมผสมกับน้ำตาลในบีกเกอร์ คนเบาๆ ให้เข้ากัน 2. เทน้ำลงในสารผสมที่ได้ในข้อ 1ผลการทดลองเมื่อนำด่างทับทิม(โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต) ผสมกับน้ำตาลและน้ำ ทำให้เกิดความร้อน น้ำเดือดและต้มบะหมี่กึ่งสำเร็จรูปสุกได้การนำหลักการทางวิทยาศาสตร์เข้ามาใช้ความร้อนที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาระหว่างน้ำตาลกับโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตเกิดจากการเปลี่ยนแปลงพลังงานเคมีในปฏิกิริยาออกซิเดชัน–รีดักชัน ด่างทับทิม (โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต, KMnO₄) เป็นสารออกซิไดซ์ที่แรงมากเมื่อเจอสารอินทรีย์ (เช่น น้ำตาล) ผสมกับน้ำ พลังงานของสารผลิตภัณฑ์ต่ำกว่าสารตั้งต้น พลังงานส่วนต่างจึงถูกปลดปล่อยออกมาในรูปของความร้อน ปฏิกิริยาคายความร้อนอย่างรุนแรงปลดปล่อยออกซิเจนออกมาจำนวนมาก ทำให้ปฏิกิริยานี้จัดเป็นปฏิกิริยาคายความร้อน
โ ร ง เ รี ย น สุ ขุ ม น ว พั น ธ์ อุ ป ถั ม ภ์ P a g e | ๓การนำความรู้ไปประยุกต์ใช้1. แหล่งให้ความร้อน เช่น การเผาไหม้เชื้อเพลิง น้ำมัน แก๊ส หรือถ่าน ในอุตสาหกรรมอาหารและครัวเรือน ความร้อนจากปฏิกิริยาเคมีถูกใช้ในการปรุงอาหารและต้มน้ำ แผ่นให้ความร้อนแบบใช้ครั้งเดียว (heat pack) อาศัยปฏิกิริยาคายความร้อนเพื่อให้ความอบอุ่น2. ด่างทับทิม(โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต) สามารถนำไปล้างผักและฆ่าเชื้อในทางการแพทย์ได้ 3. น้ำตาล สามารถนำมาประกอบอาหารในชีวิตประจำได้ชื่อการทดลอง เรื่องที่ ๓ แสงนำทางวัสดุอุปกรณ์ 1. ขวดลูกชมพู่ 2. บีกเกอร์ 3. สารฟินิลออกซาเลทเอสเทอร์4. สารไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์วิธีการทดลอง/ขั้นตอนการทดลอง1. นำสารฟินิลออกซาเลทเอสเทอร์ใส่ลงในบีกเกอร์ใบที่ 12. นำสารไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ใส่ลงในบีกเกอร์ใบที่ 23. นำสารสารฟินิลออกซาเลทเอสเทอร์ในบีกเกอร์ใบที่ 1 และสารไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ในบีกเกอร์ใบที่ 2 เทลงพร้อมกันลงในขวดรูปชมพู่ผลการทดลองเมื่อ Phenyl oxalate ester ทำปฏิกิริยากับ Hydrogen peroxide จะเกิดพลังงานเคมีขึ้น พลังงานนี้ไม่ออกมาเป็นความร้อนหรือไฟแต่ถูกส่งต่อให้สารเรืองแสง ทำให้เราเห็นเป็นแสงสีสว่างในความมืดการนำหลักการทางวิทยาศาสตร์เข้ามาใช้การทดลองนี้ใช้หลักการทางวิทยาศาสตร์ที่เรียกว่า การเปลี่ยนรูปพลังงาน (Energy Transformation)คือ พลังงานเคมี → พลังงานแสง โดยไม่เกิดการเผาไหม้การนำความรู้ไปประยุกต์ใช้๑. ฟินิลออกซาเลตเอสเทอร์ สามารถนำไปใช่เป็นแท่งไฟฉุกเฉินได้ หรือ นำไปทำเป็นแท่งไฟ ใช้ในคอนเสิร์ต งานเทศกาล ดำน้ำกลางคืน ๒. ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์สามารถไปใช้ในทางการแพทย์ได้ นั้นก็คือ ฆ่าเชื้อและทำความสะอาดแผล ใช้ล้างแผล ช่วยฆ่าแบคทีเรีย และ ทำความสะอาดสิ่งของในบ้านเช่น ขจัดคราบ เชื้อรา และกลิ่นอับ
โ ร ง เ รี ย น สุ ขุ ม น ว พั น ธ์ อุ ป ถั ม ภ์ P a g e | ๔บรรณานุกรมประภัสศร ศิลปศาสตร์ดำรง. (๒๕๖๑). ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ในเครื่องสำอาง (สารเคมีใกล้ตัวกว่าที่คิด). (๑๙ มกราคม ๒๕๖๗). จาก http://lib3.dss.go.th/fulltext/dss_knowledge/พีซีซี กรุ๊ป. (๒๕๖๕). กรดอะซิติก – คุณสมบัติและการใช้งานเฉพาะตัว. (๑๙ มกราคม ๒๕๖๗). จาก https://www.products.pcc.eu/th/blog/ศุภาวิตา จรรยา. (๒๕๖๓). การเปลี่ยนแปลงทางเคมี. (๑๙ มกราคม ๒๕๖๗). จาก คลังความรู้ SciMathhttps://www.scimath.org/lesson-chemistry/item/9785-2019-02-21-06-31-14ศูนย์ข้อมูลการวิจัย Digital \"วช.\". (๒๕๖๖). ด่างทับทิม ประโยชน์หลายอย่าง แต่โดนผิวหนังมาก ๆ ก็อันตราย.(๑๙ มกราคม ๒๕๖๗). https://dric.nrct.go.th/News/DetailKnowledge/667
โ ร ง เ รี ย น สุ ขุ ม น ว พั น ธ์ อุ ป ถั ม ภ์ P a g e | ๕ภาคผนวก
โ ร ง เ รี ย น สุ ขุ ม น ว พั น ธ์ อุ ป ถั ม ภ์ P a g e | ๖ประวัติผู้จัดทำชื่อ นายอชิตะ นามสกุล คล้ายอุบลชื่อเล่น ลีโอวันเกิด 14 มิถุนายน 2552เบอร์โทร 064-724-6801ชื่อ นางสาวศุภาพิชญ์ นามสกุล อัศววิวัฒน์พงศ์ชื่อเล่น ใบข้าววันเกิด 22 พฤศจิกายน 2551เบอร์โทร 0936405443ชื่อ นางสาวจันจิรา นามสกุล โต๊ะยีบอชื่อเล่น มิ้นท์วันเกิด 28 มกราคม 2569เบอร์โทร 096-361-2096
โ ร ง เ รี ย น สุ ขุ ม น ว พั น ธ์ อุ ป ถั ม ภ์ P a g e | ๗เรื่องที่ ๑ เครื่องกรองนํ้าหรรษาขั้นตอนการทดลอง1. นำขวดน้ำขนาด 1500 mL ตัดส่วนท้ายของขวดนํ้า2. จัดเรียง สำลี, ถ่าน, ทรายละเอียด, ทรายหยาบ, กรวดเล็ก, กรวดใหญ่ ตามลำดับ ลงในขวดนํ้าที่ตัดเเล้ว3. เทนํ้าสกปรกลงในเครื่องกรองน้ำอย่างง่ายที่ประดิษฐ์ขึ้นผลการทดลองเมื่อเทน้ำสกปรกลงในเครื่องกรองน้ำอย่างง่ายที่ประดิษฐ์ขึ้นมาพบว่า น้ำสกปรกที่ไหลผ่านเครื่องกรองน้ำได้น้ำที่ใสและไม่มีกลิ่น
โ ร ง เ รี ย น สุ ขุ ม น ว พั น ธ์ อุ ป ถั ม ภ์ P a g e | ๘เรื่องที่ ๒ ถุงร้อนอิ่มใจขั้นตอนการทดลอง1. นำด่างทับทิมผสมกับน้ำตาลในบีกเกอร์ คนเบาๆ ให้เข้ากัน 2. นำสารที่ผสมในข้อ 1 ใส่ถุงปิดปากถุงให้แน่น 3. วางถุงที่ได้ในข้อ 2 ลงในบีกเกอร์ขนาดใหญ่ วางบีกเกอร์ขนาดกลางที่ใส่น้ำกับบะหมี่ลงในบีกเกอร์ใหญ่เเล้วเติมน้ำลงไปในบีกเกอร์ใหญ่ผลการทดลองเมื่อนำด่างทับทิม(โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต) ผสมกับน้ำตาลและน้ำ ทำให้เกิดความร้อน น้ำเดือดและต้มบะหมี่กึ่งสำเร็จรูปสุกได้เรื่องที่ ๓ แสงนำทาง
โ ร ง เ รี ย น สุ ขุ ม น ว พั น ธ์ อุ ป ถั ม ภ์ P a g e | ๙ขั้นตอนการทดลอง1. นำสารฟินิลออกซาเลทเอสเทอร์ใส่ลงในบีกเกอร์ใบที่ 12. นำสารไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ใส่ลงในบีกเกอร์ใบที่ 23. นำสารสารฟินิลออกซาเลทเอสเทอร์ในบีกเกอร์ใบที่ 1 และสารไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ในบีกเกอร์ใบที่ 2 เทลงพร้อมกันลงในขวดรูปชมพู่ผลการทดลองเมื่อ Phenyl oxalate ester ทำปฏิกิริยากับ Hydrogen peroxide จะเกิดพลังงานเคมีขึ้น พลังงานนี้ไม่ออกมาเป็นความร้อนหรือไฟแต่ถูกส่งต่อให้สารเรืองแสง ทำให้เราเห็นเป็นแสงสีสว่างในความมืด
โ ร ง เ รี ย น สุ ขุ ม น ว พั น ธ์ อุ ป ถั ม ภ์ P a g e | ๑๐