4.3 สารกัมมันตรังสี

ธาตุกัมมันตรังสี (radioactive element) คือ ธาตุพลังงานสูงกลุ่มหนึ่งที่สามารถแผ่รังสี แล้วกลายเป็นอะตอมของธาตุใหม่ได้ 

ส่วนรังสีที่แผ่ออกมาจากธาตุนั้น แบ่งเป็น 3 ชนิดคือ

1. รังสีแอลฟา (สัญลักษณ์: α) คุณสมบัติ เป็นนิวเคลียสของอะตอมฮีเลียม (4 2He) มี p+ และ n อย่างละ 2 อนุภาค ประจุ +2 เลขมวล 4 อำนาจทะลุทะลวงต่ำ เบี่ยงเบนในสนามไฟฟ้าเข้าหาขั้วลบ

2. รังสีบีตา (สัญลักษณ์: β) คุณสมบัติ เหมือน e- อำนาจทะลุทะลวงสูงกว่า α 100 เท่า ความเร็วใกล้เสียง เบี่ยงเบนในสนามไฟฟ้าเข้าหาขั้วบวก

3. รังสีแกมมา (สัญลักษณ์: γ) คุณสมบัติเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic Wave) ที่มีความยาวคลื่นสั้นมากไม่มีประจุและไม่มีมวล อำนาจทะลุทะลวงสูงมาก ไม่เบี่ยงเบนในสนามไฟฟ้า เกิดจากการที่ธาตุแผ่รังสีแอลฟาและแกมมาแล้วยังไม่เสถียร มีพลังงานสูง จึงแผ่เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อลดระดับพลังงาน

4.2 แบตเตอรี่

แบตเตอรี่ ( battery) เป็นอุปกรณ์ที่ประกอบด้วย เซลล์ไฟฟ้าเคมี หนึ่งเซลล์หรือมากกว่า ที่มีการเชื่อมต่อภายนอกเพื่อให้กำลังงานกับอุปกรณ์ไฟฟ้า แบตเตอรี่มีขั้วบวกและขั้วลบ ขั้วที่มีเครื่องหมายบวกจะมีพลังงานศักย์ไฟฟ้าสูงกว่าขั้วที่มีเครื่องหมายลบ ขั้วที่มีเครื่องหมายลบคือแหล่งที่มาของอิเล็กตรอนที่เมื่อเชื่อมต่อกับวงจรภายนอกแล้วอิเล็กตรอนเหล่านี้จะไหลและส่งมอบพลังงานให้กับอุปกรณ์ภายนอก เมื่อแบตเตอรี่เชื่อมต่อกับวงจรภายนอก สาร อิเล็กโทรไลต์ มีความสามารถที่จะเคลื่อนที่โดยทำตัวเป็นไอออน ยอมให้ปฏิกิริยาทางเคมีทำงานแล้วเสร็จในขั้วไฟฟ้าที่อยู่ห่างกัน เป็นการส่งมอบพลังงานให้กับวงจรภายนอก การเคลื่อนไหวของไอออนเหล่านั้นที่อยู่ในแบตเตอรี่ที่ทำให้เกิดกระแสไหลออกจากแบตเตอรี่เพื่อปฏิบัติงาน ในอดีตคำว่า "แบตเตอรี่" หมายถึงเฉพาะอุปกรณ์ที่ประกอบด้วยเซลล์หลายเซลล์ แต่การใช้งานได้มีการพัฒนาให้รวมถึงอุปกรณ์ที่ประกอบด้วยเซลล์เพียงเซลล์เดียว

4.1 เชื้อเพลิง

เชื้อเพลิง คือ วัสดุใดๆ ที่นำไปเผาไหม้หรือแปรเปลี่ยนเพื่อนำมาซึ่งพลังงาน เชื้อเพลิงจะปลดปล่อยพลังงานผ่านปฏิกิริยาทางเคมี เช่น การเผาไหม้ หรือปฏิกิริยานิวเคลียร์ เช่น การแตกตัว หรือ การรวมตัวของนิวเคลียส อย่างใดอย่างหนึ่ง คุณสมบัติสำคัญของเชื้อเพลิงที่มีประโยชน์ คือ พลังงานที่มีอยู่สามารถถูกบรรจุและปลดปล่อยได้ตามต้องการ และการปลดปล่อยนั้นถูกควบคุมในทางใดทางหนึ่งเพื่อให้สามารถใช้สร้างงานทางวิศวกรรมได้ 

บทที่ 4 พลังงาน

 4.1 เชื้อเพลิง  อ่านต่อ

4.2 แบตเตอรี่  อ่านต่อ

4.3 สารกัมมันตรังสี  อ่านต่อ

3.5 บรรจุภัณฑ์สำหรับอาหาร

   บรรจุภัณฑ์เข้ามามีบทบาทในอุตสาหกรรมอาหารมากขึ้นเรื่อยๆ และมีอัตราการเติบโตควบคู่ไปกับการเติบโตของอุตสาหกรรมอาหาร บรรจุภัณฑ์อาหารมีบทบาทสำคัญในการยืดอายุการเก็บรักษาและรักษาคุณภาพอาหาร ทั้งในด้านกลิ่นสี รสชาติ และความอร่อยให้คงอยู่จนกระทั่งถึงมือผู้บริโภค ทั้งยังช่วยให้การขนส่งผลิตภัณฑ์มีความสะดวกมากขึ้น นอกจากนี้ยังช่วยในการส่งเสริมการตลาด บรรจุภัณฑ์ที่ออกแบบสวยงามสามารถสร้างมูลค่าเพิ่มให้กับผลิตภัณฑ์และใช้เป็นสื่อโฆษณาได้ด้วยตัวเอง

ประเภทของบรรจุภัณฑ์อาหาร

บรรจุภัณฑ์ที่ใช้ในอุตสาหกรรมอาหารมีอยู่หลายชนิด ได้แก่

1. บรรจุภัณฑ์กระดาษ เช่น aseptic carton เป็นบรรจุภัณฑ์ที่มีต้นทุนตํ่า สามารถทำการพิมพ์สอดสีได้ง่ายและไม่ทำลายสิ่งแวดล้อม

2. บรรจุภัณฑ์แก้ว เป็นบรรจุภัณฑ์ที่ใช้ในอุตสาหกรรมอย่างกว้างขวางและสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้มากที่สุด

3. บรรจุภัณฑ์โลหะ เช่น กระป๋อง มีความแข็งแรงทนทางต่อการขนส่ง สามารถเก็บรักษาคุณภาพอาหารได้นาน และใช้มากในการผลิตผลิตภัณฑ์ที่ต้องผ่านกระบวนการฆ่าเชื้อด้วยความร้อน

4. บรรจุภัณฑ์พลาสติก ที่นิยมใช้มีอยู่ 2 ประเภทคือ ประเภทคงรูป เช่น ขวด ถ้วย ลัง และประเภทอ่อนตัว (flexible packaging) เช่น ฟิลม์พลาสติก ถุง และซองพลาสติก เป็นต้น

3.4 วิตามินและเกลือแร่

  วิตามินและเกลือแร่ถือเป็นสารที่มีความจำเป็นอย่างยิ่ง ต่อสุขภาพของมนุษย์  หากปราศจากวิตามินและเกลือแร่ร่างกายไม่สามารถทำงานได้ตามปกติ และอาจจะป่วยเป็นโรคหลายชนิด อันเกี่ยวเนื่องจากการขาดวิตามินและเกลือแร่ วิตามินจะต้องมีอยู่ในอาหารประจำวันของเราเพื่อให้ร่างกายของเราทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ และต่อสู้กับความเจ็บป่วยได้

3.3 โปรตีน

     โปรตีน คือ สารอาหารที่ประกอบด้วยกรดอะมิโนจำเป็นสำหรับร่างกาย มีหน้าที่สร้างความแข็งแรงและช่วยในการทำงานของกระดูก กล้ามเนื้อ และผิวหนัง แม้ร่างกายของคนเราจะสามารถสร้างกรดอะมิโนได้เอง 9 ชนิด แต่ก็ยังจำเป็นต้องได้รับกรดอะมิโนอีก 11 ชนิดเพิ่มเติมจากอาหารจำพวกเนื้อสัตว์ ผลิตภัณฑ์จากสัตว์ ถั่วชนิดต่าง ๆ รวมถึงข้าวและธัญพืช ซึ่งประกอบด้วยกรดอะมิโนจำเป็นอย่างครบถ้วนและเพียงพอต่อความต้องการของร่างกาย องค์ประกอบสำคัญในทุก ๆ เซลล์ของร่างกาย ทั้งกระดูก กระดูกอ่อน กล้ามเนื้อ ผิวหนัง เลือด หรือแม้แต่เส้นผมและเล็บประกอบขึ้นด้วยโปรตีนเป็นหลัก ส่วนในด้านการทำงานของร่างกายนั้นโปรตีนมีหน้าที่สร้างและซ่อมแซมเนื้อเยื่อ ทั้งยังช่วยสังเคราะห์เอนไซม์ ฮอร์โมน และสารเคมีต่าง ๆ คงความสมดุลของของเหลวในร่างกาย รวมถึงหน้าที่ที่สำคัญอย่างการสร้างสารภูมิต้านทานเพื่อต่อต้านการติดเชื้อ การแข็งตัวของเลือด และการก่อตัวของแผลเป็น

3.2 คาร์โบไฮเดรต

     คาร์โบไฮเดรต (Carbohydrate) คือสารอาหารหลักชนิดหนึ่งซึ่งเป็นแหล่งพลังงานสำคัญของร่างกาย อาหารส่วนใหญ่ประกอบไปด้วยคาร์โบไฮเดรตและสารอาหารหลักชนิดอื่น ๆ อย่างไขมันและโปรตีนในปริมาณที่แตกต่างกัน โดยคาร์โบไฮเดรตที่พบในอาหารแบ่งเป็น 3 ประเภท ได้แก่ น้ำตาล แป้ง และเส้นใยอาหาร โดยทั่วไปแล้ว ร่างกายจะย่อยคาร์โบไฮเดรตให้กลายเป็นกลูโคสเพื่อดูดซึมสู่กระแสเลือด และนำไปใช้เป็นพลังงานสำหรับเซลล์ เนื้อเยื่อ รวมทั้งอวัยวะต่าง ๆ ส่วนน้ำตาลที่เหลือจากการใช้ทำกิจกรรมต่าง ๆ จะถูกสะสมไว้ที่ตับและกล้ามเนื้อ เพื่อนำออกมาใช้ในยามจำเป็น

3.1 ไขมันและน้ำมัน

       ไขมันและน้ำมัน (Fat and Oil) ไขมันและน้ำมันเป็นสารกลุ่มเดียวกันที่เรียกว่าลิพิด (Lipid) โดยทั้งไขมันและน้ำมันเป็นสารที่มีสมบัติใกล้เคียงกัน  คือ  เป็นสารที่มีองค์ประกอบหลักเป็นธาตุคาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจน ไม่ละลายน้ำ  เมื่ออยู่ในน้ำจะแยกออกจากน้ำเป็นชั้น  แต่สามารถละลายได้ดีในสารที่เป็นน้ำมัน หรือในตัวทำละลายอินทรีย์บางชนิด  เช่น แอลกอฮอล์  เป็นต้น ความแตกต่างอย่างหนึ่งระหว่างไขมันและน้ำมัน  คือ  ไขมันจะมีสถานะเป็นของแข็งที่อุณหภูมิห้อง  ส่วนน้ำมันจะมีสถานะเป็นของเหลว 

บทที่ 3 อาหาร

3.1 ไขมันและน้ำมัน  อ่านต่อ

3.2 คาร์โบไฮเดรต  อ่านต่อ

3.3 โปรตีน  อ่านต่อ

3.4 วิตามินและเกลือแร่  อ่านต่อ

3.5 บรรจุภัณฑ์สำหรับอาหาร  อ่านต่อ

2.3 การละลายของสารในน้ำ

การละลาย (solubility) คือสมบัติหนึ่งของของแข็ง, ของเหลว หรือแก๊ส ในทางเคมีเรียกว่าสารละลายซึ่งสามารถละลายได้ในทั้งของแข็ง ของเหลว และแก๊ส เพื่อที่จะทำให้ได้สารสถานะเดียวกับตัวทำละลาย การละลายของสสารโดยขั้นต้นแล้วจะขึ้นอยู่กับชนิดของตัวทำละลายเฉกเช่นเดียวกับอุณหภูมิและความดัน เมื่อการละลายถึงจุดอิ่มตัวแล้ว การเติมตัวละลายลงในตัวทำละลายที่เฉพาะเจาะจงลงไปอีกจะไม่มีผลใดๆ ต่อการละลาย กล่าวคือจะไม่ทำให้สารละลายเข้มข้นขึ้นหรือเจือจางลง โดยส่วนมากแล้วตัวทำละลายจะมีสถานะเป็นของเหลวทั้งในแบบสารบริสุทธิ์และสารประกอบบางครั้งเกิดสารละลายในรูปของสารละลายของแข็ง แต่เกิดน้อยครั้งมากในกรณีที่เกิดในรูปของสารละลายแก๊ส

2.2 สารในแหล่งน้ำธรรมชาติ

1.จุลินทรีย์ (Micro Organism) เป็นสิ่งมีชีวิตที่พบได้ทั่วไป ทั้งในแหล่งน้ำธรรมชาติ

2. สารอินทรีย์ (Organic substance) รวมความถึงสารอินทรีย์สังเคราะห์ 

3. สารอนินสรีย์ (Inorganic substances) รวมทั้งแร่ธาตุต่าง ๆ 

4. สารประกอบไนโตรเจนและฟอสฟอรัส (Nitrogen and phosphorus compounds)สารประกอบพวกนี้เป็นอาหารหลักของพืช ซึ่งพบมีอยู่ปริมาณเล็กน้อยในน้ำธรรมชาติ สารเหล่านี้อาจปะปนอยู่ในน้ำทิ้ง น้ำเสียที่ออกมาจากโรงงานอุตสาหกรรม หรือการชะล้างจากกิจกรรมทางเกษตร สารประกอบของไนโตรเจนและฟอสฟอรัส เป็นปุ๋ยของพืชน้ำทุกชนิด

5. ความร้อน (Thermal) ส่วนใหญ่เกิดจาการกระบายน้ำหล่อเย็นจากโรงงานอุตสาหกรรม

6. น้ำมันและสิ่งสกปรก (Oil and floating material)เช่น ขยะมูลฝอยทำให้แหล่งน้ำไม่เหมาะที่จะนำมาใช้

7. สารกัมมันตรังสี ได้แก่ สารมลพิษที่มีการสลายตัวให้รังสีแอลฟา เบตา แกมมาหรือรังสี X ส่วนมาก สารมลพิษเหล่านี้ได้มาจากแร่เชื้อเพลิงปรมาณู และกระบวนการผลิตหรือจากโรงงานปรมาณูที่มีการใช้สารกัมมันตรังสี แล้วปล่อยสารมลพิษเหล่านี้ไปในแหล่งน้ำ

2.1 โมเลกุลของน้ำ

             น้ำเป็นสารที่มีสมบัติทางกายภาพแตกต่างจากสารอื่น เนื่องจากมี 3 สถานะ คือ เป็นของแข็งหรือน้ำแข็ง (ice water)  ของเหลว (liquid water) และก๊าซหรือไอน้ำ (water vapour) ในธรรมชาติน้ำอยู่ในสถานะของเหลวมากที่สุด   น้ำมีสูตรทางเคมีเป็น H2O ประกอบด้วย ไฮโดรเจน 2 อะตอมจับกับออกซิเจน 1 อะตอมด้วยพันธะโควาเลนต์

บทที่ 2 น้ำ

2.1 โมเลกุลของน้ำ อ่านต่อ

2.2 สารในแหล่งน้ำธรรมชาติ  อ่านต่อ

2.3 การละลายของสารในน้ำ  อ่านต่อ

1.5 มลพิษทางอากาศ

มลพิษทางอากาศ หมายถึง ภาวะอากาศที่มีสารเจือปนอยู่ในปริมาณที่สูงกว่าระดับปกติเป็นเวลานานพอที่จะทำให้เกิดอันตรายแก่มนุษย์ สัตว์ พืช หรือทรัพย์สินต่าง อาจเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติหรือมนุษย์สร้างขึ้น  เช่น ฝุ่นละอองจากลมพายุ ภูเขาไฟระเบิด ไฟไหม้ป่า ก๊าซธรรมชาติ ควันจากโรงงานอุสาหกรรม ควันจากรถยนต์ เป็นต้น

1.4 การใช้ประโยชน์จากอากาศ

 ประโยชน์ของอากาศ

อากาศมีประโยชน์ต่อโลกและมีความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิตทั้งมนุษย์ สัตว์ และพืชที่อาศัยอยู่บนโลก ดังนี้

1.ช่วยปรับอุณหภูมิของโลก

2.ป้องกันอันตรายจากรังสีอนุภาคต่าง ๆ

3.ใช้ในการหายใจของมนุษย์

4.ใช้ในการหายใจของสัตว์

5.ใช้ในการหายใจของพืช

6.ใช้ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง

7.ใช้ในการคมนาคมและการสื่อสาร

8.อากาศและส่วนประกอบต่างๆ ของอากาศทำให้เกิดปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ

9.อากาศช่วยทำให้เกิดการเผาไหม้ของเชื้อเพลิง

10.ทำให้รู้ความแตกต่างของอุณหภูมิ  

1.3 ธาตุ

 ธาตุ (Element) คือ โครงสร้างพื้นฐานของสสารที่ไม่สามารถแยกย่อยได้อีกด้วยกระบวนการทางเคมี ซึ่งเราอาจจะกล่าวอีกอย่างว่า ธาตุ คือ เซ็ตโครงสร้างของอะตอม  ธาตุแต่ละชนิดประกอบขึ้นด้วยอนุภาคจำนวนไม่เท่ากัน โดยที่จำนวนของโปรตอนเป็นตัวระบุลำดับของธาตุ (Atomic number) 

 ยกตัวอย่างเช่น 

ธาตุลำดับที่ 1 คือ ไฮโดรเจน อะตอมของธาตุไฮโดรเจน ประกอบด้วย โปรตอน 1 ตัว และอิเล็กตรอน 1 ตัว และไม่มีนิวตรอน  

ธาตุลำดับที่ 2 คือ ฮีเลียม อะตอมของธาตุฮีเลียม ประกอบด้วย โปรตอน 2 ตัว นิวตรอน 2 ตัว และอิเล็กตรอน 2 ตัว   

ธาตุลำดับที่ 8 คือ ออกซิเจน อะตอมของธาตุออกซิเจน ประกอบด้วย โปรตอน 8 ตัว  นิวตรอน 8 ตัว และอิเล็กตรอน 8 ตัว 

1.2 อะตอม

 อะตอม (Atom) หมายถึง อนุภาคที่เล็กมากๆ ของสสารที่สามารถจะคงอยู่ได้ ไม่สามารถแบ่งออกได้ทางเคมี ประกอบด้วยนิวเคลียส (Nucleus) ที่มีโปรตอน (Proton) ซึ่งมีประจุเป็นบวก (+) และนิวตรอน (Neutron) โกลด์สไตน์ (Eugen Goldstein) ซึ่งมีประจุเป็นกลาง รวมกันอยู่ตรงกลาง และอิเล็กตรอน (Electron) มีประจุลบ (-) ผู้ค้นพบคือ ทอมสัน (Joseph John Thomson)วิ่งอยู่รอบๆ ซึ่งอนุภาคทั้ง 3 ชนิดนี้ เรียกว่า อนุภาคมูลฐานของอะตอม

1.1 องค์ประกอบในอากาศ

 ส่วนประกอบของอากาศ

1. ก๊าซไนโตรเจน

    เป็นก๊าซที่มีปริมาณมากที่สุดในอากาศ ไนโตรเจนมีสมบัติเป็นก๊าซเฉื่อย มีประโยชน์ที่สำคัญ คือ ช่วยเจือจางความเข้มข้นของออกซิเจนในอากาศทำให้ออกซิเจนมีความเข้มข้นพอเหมาะสำหรับสิ่งมีชีวิตที่จะนำไปใช้ได้ โดยไม่ก่อให้เกิดอันตราย

2. ก๊าซออกซิเจน

    เป็นก๊าซที่สำคัญที่สุดของสิ่งมีชีวิต เพราะสิ่งมีชีวิตใช้ก๊าซออกซิเจนในการหายใจ อีกทั้งก๊าซออกซิเจนในอากาศจะช่วยในการเผาไหม้กับเชื้อเพลิง ซึ่งจะให้พลังงานความร้อนและแสงสว่างออกมา ซึ่งพลังงานที่ได้สามารถนำไปใช้ประโยชน์ในด้านต่างๆ นอกจากนี้ก๊าซออกซิเจนในอากาศบางส่วนยังถูกเปลี่ยนไปเป็นก๊าซโอโซน (O3) ที่ทำหน้าที่สำคัญในการดูดกลืนรังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์

3. ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์

     ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็นวัตถุดิบในการสังเคราะห์แสง ซึ่งเป็นกระบวนการสร้างอาหารของพืช ซึ่งผลจากการสร้างอาหารของพืชจะทำให้ได้พลังงาน, ก๊าซออกซิเจน, และน้ำ ซึ่งจะมีประโยชน์ต่อพืชและสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ด้วย

4. ไอน้ำ

     ในอากาศจะมีไอน้ำอยู่เสมอ โดยปริมาณจะมากหรือน้อยตามแต่สถานที่ ทั้งนี้ไอน้ำในอากาศได้มาจากการระเหยของน้ำที่ผิวโลก โดยเฉพาะจากบริเวณที่แหล่งน้ำขนาดใหญ่ เช่น มหาสมุทร, ทะเลสาบ, แม่น้ำลำคลอง ฯลฯ ไอน้ำในอากาศอาจอยู่ในรูปของก๊าซ หรือรวมตัวกันเป็นละอองหยดน้ำเล็กๆ เมื่อละอองหยดน้ำเล็กๆ เหล่านี้รวมตัวกัน ก็จะมีขนาดใหญ่ขึ้นและกลายเป็นฝนตกลงมาในที่สุด

บทที่ 1 อากาศ

1.1 องค์ประกอบในอากาศ  อ่านต่อ

1.2 อะตอม  อ่านต่อ

1.3 ธาตุ  อ่านต่อ

1.4 การใช้ประโยชน์จากอากาศ  อ่านต่อ

1.5 มลพิษทางอากาศ  อ่านต่อ