กำลังเปิดห้องทดลอง…

รอสักครู่ ภาพจำลองกำลังโหลด

กำลังเตรียมหน้า…

เทคโนโลยีและวิศวกรรมม.1–6SIM-19

เครื่องกรองน้ำอย่างง่าย

Water Filtration

กรวด ทราย และถ่าน ช่วยให้น้ำขุ่นใสขึ้นได้แค่ไหน?

แชร์การทดลองนี้:LINE Facebook X

ทำทีละขั้น ทายผลก่อน แล้วลองปรับตัวแปรหลักด้วยตัวเอง

กำลังโหลดภาพจำลอง…

ภาพเร็วขึ้น 60 เท่า

เวลาในภาพt = 0 minน้ำที่กรองได้0 mL

ภารกิจที่ 1 จาก 2

สังเกต

ดูชั้นกรวด ทราย และถ่านในขวดกรอง น้ำขุ่นไหลผ่านทุกชั้นแล้วหยดลงแก้ว สังเกตว่าตะกอนติดอยู่ชั้นไหน น้ำใสขึ้นแค่ไหน และแก้วเต็มเร็วแค่ไหน

ปรับค่าการทดลอง

เลื่อนแถบ แล้วดูว่าภาพและผลลัพธ์เปลี่ยนอย่างไร

ความขุ่นของน้ำดิบ (Initial turbidity)120NTU

ความหนาชั้นกรวด (Gravel thickness)6cm

ความหนาชั้นทราย (Sand thickness)8cm

ความหนาชั้นถ่าน (Charcoal thickness)4cm

แชร์ค่าที่ตั้งไว้ตอนนี้ให้คนอื่นเปิดดูได้

ผลการทดลอง

ค่าที่วัดได้จากการตั้งค่าตอนนี้

ความขุ่นก่อนกรอง (Initial turbidity)

120NTU

ความขุ่นหลังกรอง (Final turbidity)

15NTU

ตะกอนที่ถูกดักไว้ (Particle removal)

87.5%

อัตราการไหล (Flow rate)

31.9mL/min

เวลาที่ได้น้ำ 1 ลิตร (Time for 1 L)

31.4min

น้ำที่กรองได้ใน 10 นาที (Water collected in 10 min)

319mL

สรุปผล ดักตะกอนได้ 87.51% ความขุ่นลดจาก 120.0 เหลือ 14.99 NTU น้ำไหล 31.86 mL/min น้ำที่ใสขึ้นยังดื่มไม่ได้ (Particle removal 87.51%, turbidity 120.0 → 14.99 NTU, flow 31.86 mL/min. Clearer water is not safe to drink without proper treatment.)

เปรียบเทียบผลแต่ละรอบ0/3

กดบันทึกผล แล้วเปลี่ยนค่า จะเห็นเส้นของแต่ละรอบซ้อนกันบนกราฟ

ความขุ่นตามความลึกของชั้นกรอง (Turbidity through filter depth)

แตะหรือลากบนกราฟเพื่ออ่านค่า หรือกดปุ่มลูกศร ← → เมื่อเลือกกราฟแล้ว

ตะกอนที่ถูกดักตามความลึก (Particle removal through filter depth)

แตะหรือลากบนกราฟเพื่ออ่านค่า หรือกดปุ่มลูกศร ← → เมื่อเลือกกราฟแล้ว

ตารางข้อมูล

ค่าจากกราฟ ความขุ่นตามความลึกของชั้นกรอง (Turbidity through filter depth) (4 จุด)

กราฟ

ตารางข้อมูล ความขุ่นตามความลึกของชั้นกรอง (Turbidity through filter depth)
ความลึกจากผิวชั้นกรอง (Media depth) (cm)	ความขุ่น (Turbidity) (NTU)
0	120
6	94.4
14	22.4
18	15

เบื้องหลังวิทยาศาสตร์

สิ่งที่แบบจำลองนี้ใช้คิดคำนวณ และสิ่งที่ควรเห็นเมื่อทดลอง

ภารกิจท้าทายChallenge: Design a filter that maximizes particle removal while keeping flow above 20 mL/min, then explain why the filtered water still requires proper treatment before drinking.
สิ่งที่ควรสังเกตExpected Results: Baseline 120 NTU, 6 cm gravel, 8 cm sand, 4 cm charcoal, 50 cm² area, 30 cm head and 50 µm particles gives about 87.51% particle removal, 14.99 NTU and 31.86 mL/min. Water is still not safe to drink.
สมการที่ใช้Reference Equations: Removal = 100(1-exp(-Σ k_i L_i s_p))
T_out = T_in(1-Removal/100)
Q = A h / R_media
R_media = L_g/3 + L_s/0.35 + L_c/0.18

สำหรับครู: แบบจำลองและการตรวจสอบ

แบบจำลองPhysics Model: Deterministic classroom filtration model: suspended-particle capture increases exponentially with media depth; flow uses a Darcy-style resistance analogy.
ข้อสมมติAssumptions: Gravel, sand and charcoal are represented by fixed teaching coefficients.
Larger suspended particles are easier to capture in this teaching model.
Clearer water is not safe to drink: the model does not remove or verify pathogens, microorganisms, dissolved chemicals or toxins.
The flow model ignores clogging, channeling and changing hydraulic head during a run.
หน่วยUnits: time: min
ความขุ่นของน้ำดิบ (Initial turbidity): NTU
ความหนาชั้นกรวด (Gravel thickness): cm
ความหนาชั้นทราย (Sand thickness): cm
ความหนาชั้นถ่าน (Charcoal thickness): cm
พื้นที่หน้าตัดของถังกรอง (Filter area): cm²
ความสูงของน้ำเหนือชั้นกรอง (Water head): cm
ขนาดของตะกอน (Particle size): µm
flowRate: mL/min
particleRemoval: %
ช่วงค่าที่ใช้ได้Valid Input Range: Turbidity 10-500 NTU; each media layer 0-20 cm; area 10-200 cm²; water head 5-100 cm; particle size 1-500 µm.
ความคลาดเคลื่อนเชิงตัวเลขNumerical Tolerance: Closed-form deterministic teaching model; baseline outputs within 1e-6 before display rounding.
กรณีทดสอบVerification Cases: Baseline removal ≈87.51%, final turbidity ≈14.99 NTU and flow ≈31.86 mL/min.
Doubling filter area or water head doubles flow when media are unchanged.
Thicker sand raises removal but lowers flow; this does not imply the water is safe to drink or free of pathogens/chemicals.

แชร์การทดลองนี้:LINE Facebook X

กำลังเปิดห้องทดลอง…

รอสักครู่ ภาพจำลองกำลังโหลด

เทคโนโลยีและวิศวกรรมม.1–6SIM-19

เครื่องกรองน้ำอย่างง่าย

Water Filtration

กรวด ทราย และถ่าน ช่วยให้น้ำขุ่นใสขึ้นได้แค่ไหน?

แชร์การทดลองนี้:LINE Facebook X

ทำทีละขั้น ทายผลก่อน แล้วลองปรับตัวแปรหลักด้วยตัวเอง

เครื่องกรองน้ำจากขวด (Water Filtration Lab)

พร้อมกรอง

น้ำที่กรองแล้วยังดื่มไม่ได้ (Filtered water is not safe to drink)

ตะกอนที่ถูกดักไว้ (ยิ่งมากน้ำยิ่งใส)87.5%

อัตราการไหล (โจทย์: อย่างน้อย 20 mL/นาที)31.9 mL/นาที

NTU คือหน่วยวัดความขุ่นของน้ำ ยิ่งตัวเลขน้อย น้ำยิ่งใส ชั้นกรองหนาขึ้นดักตะกอนได้มากขึ้น แต่น้ำก็ไหลช้าลง

น้ำขุ่น 120 NTU จะไหลผ่านกรวด ทราย และถ่าน — กดเล่นเพื่อกรองน้ำ 10 นาที

น้ำขุ่นก่อนกรอง
น้ำหลังกรอง
ตะกอน (สะสมในชั้นที่ดักไว้)
น้ำในแก้วตอนจบ (ผลหลังจบ)

สำหรับครู: ขอบเขตของแบบจำลอง

แบบจำลองการกรองเพื่อการสอน: ตะกอนถูกดักเพิ่มขึ้นแบบเอกซ์โพเนนเชียลตามความหนาของแต่ละชั้น (ทรายดักได้ดีที่สุดต่อเซนติเมตร) และน้ำไหลตามแนวคิดความต้านทานแบบดาร์ซี (Darcy-style resistance) ไม่รวมการอุดตันของชั้นกรองระหว่างกรอง

ความปลอดภัย: Clearer water is not safe to drink: แบบจำลองไม่ได้กำจัดหรือตรวจเชื้อโรค จุลินทรีย์ สารเคมีที่ละลายน้ำ หรือสารพิษ ต้องต้มหรือฆ่าเชื้อด้วยวิธีที่ถูกต้องก่อนดื่ม

ภาพ: ความหนาของชั้นและความสูงของน้ำด้านบนวาดตามสเกลเดียวกัน (1 ซม. เท่ากันทั้งขวด) สีของน้ำในแต่ละชั้นคือความขุ่นหลังผ่านชั้นนั้น จุดน้ำตาลในชั้นคือตะกอนที่ชั้นนั้นดักไว้ แก้วจุ 1 ลิตร เวลาในภาพเร็วกว่าจริง (10 นาทีใช้เวลาประมาณ 10 วินาที) ความถี่ของหยดน้ำแปรตามอัตราการไหล

กิจกรรมจริง: ความท้าทายออกแบบเครื่องกรองน้ำ (Water Filter Design Challenge) จากขวดพลาสติก สำลี ถ่าน ทราย และกรวด

กำลังโหลดภาพจำลอง…

ภาพเร็วขึ้น 60 เท่า

เวลาในภาพt = 0 minน้ำที่กรองได้0 mL

ภารกิจที่ 1 จาก 2

สังเกต

ปรับค่าการทดลอง

เลื่อนแถบ แล้วดูว่าภาพและผลลัพธ์เปลี่ยนอย่างไร

ความขุ่นของน้ำดิบ (Initial turbidity)120NTU

ความหนาชั้นกรวด (Gravel thickness)6cm

ความหนาชั้นทราย (Sand thickness)8cm

ความหนาชั้นถ่าน (Charcoal thickness)4cm

แชร์ค่าที่ตั้งไว้ตอนนี้ให้คนอื่นเปิดดูได้

ผลการทดลอง

ค่าที่วัดได้จากการตั้งค่าตอนนี้

ความขุ่นก่อนกรอง (Initial turbidity)

120NTU

ความขุ่นหลังกรอง (Final turbidity)

15NTU

ตะกอนที่ถูกดักไว้ (Particle removal)

87.5%

อัตราการไหล (Flow rate)

31.9mL/min

เวลาที่ได้น้ำ 1 ลิตร (Time for 1 L)

31.4min

น้ำที่กรองได้ใน 10 นาที (Water collected in 10 min)

319mL

เปรียบเทียบผลแต่ละรอบ0/3

กดบันทึกผล แล้วเปลี่ยนค่า จะเห็นเส้นของแต่ละรอบซ้อนกันบนกราฟ

ความขุ่นตามความลึกของชั้นกรอง (Turbidity through filter depth)

แตะหรือลากบนกราฟเพื่ออ่านค่า หรือกดปุ่มลูกศร ← → เมื่อเลือกกราฟแล้ว

ตะกอนที่ถูกดักตามความลึก (Particle removal through filter depth)

แตะหรือลากบนกราฟเพื่ออ่านค่า หรือกดปุ่มลูกศร ← → เมื่อเลือกกราฟแล้ว

ตารางข้อมูล

ค่าจากกราฟ ความขุ่นตามความลึกของชั้นกรอง (Turbidity through filter depth) (4 จุด)

กราฟ

ตารางข้อมูล ความขุ่นตามความลึกของชั้นกรอง (Turbidity through filter depth)
ความลึกจากผิวชั้นกรอง (Media depth) (cm)	ความขุ่น (Turbidity) (NTU)
0	120
6	94.4
14	22.4
18	15

เบื้องหลังวิทยาศาสตร์

สิ่งที่แบบจำลองนี้ใช้คิดคำนวณ และสิ่งที่ควรเห็นเมื่อทดลอง

ภารกิจท้าทายChallenge: Design a filter that maximizes particle removal while keeping flow above 20 mL/min, then explain why the filtered water still requires proper treatment before drinking.
สิ่งที่ควรสังเกตExpected Results: Baseline 120 NTU, 6 cm gravel, 8 cm sand, 4 cm charcoal, 50 cm² area, 30 cm head and 50 µm particles gives about 87.51% particle removal, 14.99 NTU and 31.86 mL/min. Water is still not safe to drink.
สมการที่ใช้Reference Equations: Removal = 100(1-exp(-Σ k_i L_i s_p))
T_out = T_in(1-Removal/100)
Q = A h / R_media
R_media = L_g/3 + L_s/0.35 + L_c/0.18

สำหรับครู: แบบจำลองและการตรวจสอบ

แบบจำลองPhysics Model: Deterministic classroom filtration model: suspended-particle capture increases exponentially with media depth; flow uses a Darcy-style resistance analogy.
ข้อสมมติAssumptions: Gravel, sand and charcoal are represented by fixed teaching coefficients.
Larger suspended particles are easier to capture in this teaching model.
Clearer water is not safe to drink: the model does not remove or verify pathogens, microorganisms, dissolved chemicals or toxins.
The flow model ignores clogging, channeling and changing hydraulic head during a run.
หน่วยUnits: time: min
ความขุ่นของน้ำดิบ (Initial turbidity): NTU
ความหนาชั้นกรวด (Gravel thickness): cm
ความหนาชั้นทราย (Sand thickness): cm
ความหนาชั้นถ่าน (Charcoal thickness): cm
พื้นที่หน้าตัดของถังกรอง (Filter area): cm²
ความสูงของน้ำเหนือชั้นกรอง (Water head): cm
ขนาดของตะกอน (Particle size): µm
flowRate: mL/min
particleRemoval: %
ช่วงค่าที่ใช้ได้Valid Input Range: Turbidity 10-500 NTU; each media layer 0-20 cm; area 10-200 cm²; water head 5-100 cm; particle size 1-500 µm.
ความคลาดเคลื่อนเชิงตัวเลขNumerical Tolerance: Closed-form deterministic teaching model; baseline outputs within 1e-6 before display rounding.
กรณีทดสอบVerification Cases: Baseline removal ≈87.51%, final turbidity ≈14.99 NTU and flow ≈31.86 mL/min.
Doubling filter area or water head doubles flow when media are unchanged.
Thicker sand raises removal but lowers flow; this does not imply the water is safe to drink or free of pathogens/chemicals.

แชร์การทดลองนี้:LINE Facebook X

เครื่องกรองน้ำจากขวด (Water Filtration Lab)

พร้อมกรอง

น้ำที่กรองแล้วยังดื่มไม่ได้ (Filtered water is not safe to drink)

ตะกอนที่ถูกดักไว้ (ยิ่งมากน้ำยิ่งใส)87.5%

อัตราการไหล (โจทย์: อย่างน้อย 20 mL/นาที)31.9 mL/นาที

น้ำขุ่น 120 NTU จะไหลผ่านกรวด ทราย และถ่าน — กดเล่นเพื่อกรองน้ำ 10 นาที

น้ำขุ่นก่อนกรอง
น้ำหลังกรอง
ตะกอน (สะสมในชั้นที่ดักไว้)
น้ำในแก้วตอนจบ (ผลหลังจบ)

สำหรับครู: ขอบเขตของแบบจำลอง

ภาพจำลอง

ข้อมูลเชิงลึก

ตารางข้อมูล

เบื้องหลังวิทยาศาสตร์

ภาพจำลอง

ข้อมูลเชิงลึก

ตารางข้อมูล

เบื้องหลังวิทยาศาสตร์