1
ก คำนำ ชุดกิจกรรมการเรียนรู เรื่อง การถายโอนความรอน วิชา ว21102 วิทยาศาสตร 2 ฉบับนี้จัดทำเพื่อ ประกอบการเรียนการสอนวิชาวิทยาศาสตร สำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 โดยนำเสนอในรูปแบบของ ชุดกิจกรรมการเรียนรู เพื่อใหนักเรียนสามารถฝกปฏิบัติกิจกรรม ศึกษาหาความรูดวยตนเอง หรือเปนกลุม รวมกับการจัดการเรียนการสอนของครูผูสอน ชุดกิจกรรมการเรียนรูนี้ มีเนื้อหาสาระและกิจกรรมเกี่ยวกับเรื่อง การนำความรอน การพาความรอน การแผรังสีความรอน และสมดุลความรอน เปนกิจกรรมที่เนนใหผูเรียนไดศึกษาเรียนรูรวมกันเปนกลุม ทำให ไดคนพบองคความรูจากการปฏิบัติจริงดวยกระบวนการทางวิทยาศาสตร อีกทั้งยังไดจัดทำใบกิจกรรม ใบงาน แบบทดสอบในรูปแบบออนไลน รวมถึงวีดิทัศนการทดลองในกิจกรรมตาง ๆ เพื่อใหนักเรียนสามารถศึกษา เพิ่มเติม โดยนักเรียนสามารถแสกน QR Code เพื่อเขาถึงสื่อออนไลนตาง ๆ ไดทันที ผูจัดทำชุดกิจกรรมการเรียนรู เรื่อง การถายโอนความรอนวิชา ว21102 วิทยาศาสตร 2 ไดรวบรวม กิจกรรมและเนื้อหาสาระไวในชุดกิจกรรมนี้แลว หวังวาผูใชชุดกิจกรรมการเรียนรูนี้จะไดรับประโยชนในการ เรียนรู เกิดทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร และมีเจตคติที่ดีตอวิชาวิทยาศาสตร สามารถสรางความรูดวย ตนเองเพื่อประยุกตใชในชีวิตประจำวันตอไป นางสาวณัฐกานต ทรงพันธ ผูจัดทำ
ข - สารบัญ เรื่อง หนา คำนำ ก สารบัญ ข คําชี้แจง 1 คำแนะนําสำหรับครู 2 คำแนะนําสำหรับนักเรียน 3 มาตรฐานการเรียนรู ตัวชี้วัด จุดประสงคการเรียนรู และสาระสำคัญ 4 บัตรคำสั่ง เรื่อง การถายโอนความรอน 6 แบบทดสอบกอนเรียน 7 กิจกรรมการทดลอง - กิจกรรม เรื่อง ความรอนถายโอนผานของแข็งไดอยางไร 9 - เฉลยกิจกรรม เรื่อง ความรอนถายโอนผานของแข็งไดอยางไร 13 - กิจกรรม เรื่อง ความรอนถายโอนผานของเหลวและแกสอยางไร 14 - เฉลยกิจกรรม เรื่อง ความรอนถายโอนผานของเหลวและแกสอยางไร 21 - กิจกรรมที่ เรื่อง การถายโอนความรอนโดยไมอาศัยตัวกลางเปนอยางไร 25 - เฉลยกิจกรรม เรื่อง การถายโอนความรอนโดยไมอาศัยตัวกลางเปนอยางไร 28 - กิจกรรม เรื่อง น้ำอุณหภูมิตางกันผสมกันจะเปนอยางไร 30 - เฉลยกิจกรรม เรื่อง น้ำอุณหภูมิตางกันผสมกันจะเปนอยางไร 33 ความรูเรื่อง การถายโอนความรอน 35
ค สารบัญ เรื่อง หนา ใบกิจกรรม - ใบงาน เรื่อง การนําความรอน 46 - เฉลยใบงาน เรื่อง การนําความรอน 47 - ใบงาน เรื่อง การพาความรอน 48 - เฉลยใบงาน เรื่อง การพาความรอน 49 - ใบงาน เรื่อง การแผรังสีความรอน 50 - เฉลยใบงาน เรื่อง การแผรังสีความรอน 51 - ใบงาน เรื่อง สมุดความรอน 52 - เฉลยใบงาน เรื่อง สมความรอน 53 แบบทดสอบหลังเรียน 54 บรรณานุกรม
1 คำชี้แจง ชุดกิจกรรมการเรียนรูฉบับนี้ จัดทำขึ้นเพื่อใหผูเรียนวิชา ว21102 วิทยาศาสตร 2 สำหรับนักเรียนชั้น มัธยมศึกษาปที่ 1 เรื่อง การถายโอนความรอน โดยนักเรียนเรียนรูดวยการศึกษาคนควาจากชุดกิจกรรมการ เรียนรูดวยตนเอง หรือเรียนรูเปนกลุมและปฏิบัติกิจกรรม โดยมีครูผูสอนคอยกำกับดูแล แนะนำสรุปเนื้อหา รวมกับผูเรียน ซึ่งนักเรียนตองปฏิบัติตามขั้นตอน ดังนี้ 1. ชุดกิจกรรมการเรียนรู เรื่อง การถายโอนความรอน ใชประกอบแผนการจัดการเรียนรูรายวิชา 221102 วิทยาศาสตร 2 ชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 ใชเวลา 10 ชั่วโมง 2. สวนประกอบของชุดกิจกรรมการเรียนรู เรื่อง การถายโอนความรอนชุดนี้ประกอบดวย 2.1 คำชี้แจง 2.2 คำแนะนำการใชชุดกิจกรรมการเรียนรูสำหรับครู 2.3 คำแนะนำการใชชุดกิจกรรมการเรียนรูสำหรับนักเรียน 2.4 มาตรฐานการเรียนรู ตัวชี้วัด จุดประสงคการเรียนรู และสาระสำคัญ 2.5 บัตรคำสั่ง 2.6 ทำแบบทดสอบกอนเรียน 2.7 ใบกิจกรรม 2.8 ใบบันทึกกิจกรรม 2.9 เฉลยใบบันทึกกิจกรรม 2.10 ใบความรู 2.11 ใบงาน 2.12 เฉลยใบงาน 2.13 ทำแบบทดสอบหลังเรียน 2.14 บรรณานุกรม 3. ผูใชชุดกิจกรรมนี้ควรศึกษาคำแนะนำในการใชชุดกิจกรรมการเรียนรูกอนใช
2 คำแนะนำสำหรับครู คำชี้แจงการใชชุดกิจกรรมการเรียนรูวิทยาศาสตรสำหรับครูผูสอนนี้ใชประกอบการใชชุดกิจกรรม การเรียนรูวิทยาศาสตร เรื่อง การถายโอนความรอน ในรายวิชา ว21102 วิทยาศาสตร 2 ระดับชั้นมัธยมศึกษา ปที่ 1 กำหนดใหเปนแนวทางใหครูผูสอนควรปฏิบัติกิจกรรมการเรียนการสอน ดังนี้ 1. ชุดกิจกรรมการเรียนรูวิทยาศาสตร เรื่อง การถายโอนความรอน ใชเวลาศึกษาทั้งหมด 12 ชั่วโมง 2. ศึกษาสวนประกอบของชุดกิจกรรมการเรียนรูวิทยาศาสตรอยางละเอียด 3. เตรียมสื่อ อุปกรณในการจัดกิจกรรมการเรียนรูใหพรอม และครอบจำนวนนักเรียนในชั้นเรียนแต ละกลุม 4. เมื่อมีกิจกรรมกลุมใหแบงนักเรียนเปนกลุม ๆ ละ 4-5 คน จำนวนกลุมขึ้นอยูกับนักเรียนในชั้นเรียน โดยคละนักเรียนเรียนเกง ปานกลาง และออน ใหมีการเลือกประธาน เลขานุการกลุม และแบงหนาที่ความ รับผิดชอบแกสมาชิกในกลุม 5. กอนทำกิจกรรมการเรียนรู ครูควรชี้แจงใหนักเรียนเขาใจบทบาทตนเอง และแนะนำการใชชุด กิจกรรมการเรียนรู แนวปฏิบัติในระหวางการดำเนินกิจกรรมการเรียนรูแลว จึงใหทำแบบทดสอบกอนเรียน 6. ขณะที่นักเรียนทำกิจกรรม ครูควรกระตุนใหนักเรียนทุกคนมีสวนรวมในการปฏิบัติกิจกรรม และ ควบคุมการทำกิจกรรมของนักเรียนอยางใกลชิด เพื่อความปลอดภัยในการใชอุปกรณ และเกิดประสิทธิภาพ สูงสุดในการทำกิจกรรม 7. เมื่อนักเรียนทำกิจกรรมครบแลว ครูและนักเรียนรวมกันอภิปรายและลงขอสรุป และใหนักเรียนทำ แบบทดสอบหลังเรียนแลวนำผลการทดสอบกอนเรียนและหลังเรียนแจงใหนักเรียนทราบความกาวหนา ทางการเรียน 8. เมื่อสิ้นสุดการปฏิบัติกิจกรรมการเรียนรู ครูใหนักเรียนรวมตรวจสอบเก็บชุดกิจกรรมการเรียนรู วัสดุและอุปกรณใหเรียบรอยเพื่อสะดวกในการใชครั้งตอไป
3 คำแนะนำสำหรับนักเรียน คำชี้แจงการใชชุดกิจกรรมการเรียนรูวิทยาศาสตร สำหรับนักเรียนเพื่อศึกษาและลงมือทำกิจกรรม การเรียนรู เรื่อง การถายโอนความรอน ในรายวิชา ว21102 วิทยาศาสตร 2 ระดับชั้นมัธยมศึกษาปที่ 1 ให นักเรียนปฏิบัติตามขั้นตอนดวยความซื่อสัตย และความตั้งใจ ดังนี้ 1. ชุดกิจกรรมการเรียนรูวิทยาศาสตร เรื่อง การถายโอนความรอน ใชเวลาศึกษาทั้งหมด 12 ชั่วโมง 2. แบงกลุมละ 4-5 คน เลือกประธานกลุม กรรมการกลุม และเลขานุการกลุม 3. อานคำชี้แจงการใชชุดกิจกรรมการเรียนรู เรื่อง การถายโอนความรอนอยางละเอียดใหเขาใจกอน ลงมือศึกษาชุดกิจกรรมการเรียนรู 4. ศึกษา มาตรฐานการเรียนรู ตัวชี้วัด และจุดประสงคการเรียนรู สาระสำคัญ 5. ทำแบบทดสอบกอนเรียน เรื่อง การถายโอนความรอน พรอมทั้งตรวจคำตอบและบันทึกผลคะแนน ที่ไดลงในแบบบันทึกคะแนน 6. ปฏิบัติกิจกรรมตาง ๆ ตามใบกิจกรรมและใบงาน เสร็จเรียบรอยแลวใหตรวจสอบคำตอบไดจากใบ เฉลยกิจกรรมและเฉลยใบงาน 7. ทำแบบทดสอบหลังเรียน เรื่อง การถายโอนความรอน จำนวน 10 ขอ 8. ตรวจคำตอบจากเฉลยแบบทดสอบหลังเรียนพรอมบันทึกผลคะแนนที่ เพื่อตรวจสอบความกาว หนาทางการเรียน ซึ่งนักเรียนตองทำแบบทดสอบหลังเรียน ไดรอยละ 80 ขึ้นไป จึงจะผานเกณฑ ถานักเรียน ไมผานเกณฑตามที่กำหนด ใหทบทวนเนื้อหาแลวใหทำแบบทดสอบหลังเรียนอีกครั้ง หากผานเกณฑจึงจะ เรียนรูในเรื่องตอไป ขอควรปฏิบัติ 1. หากมีขอสงสัยใหขอคำอธิบายหรือถามครูผูสอนเพื่อรวมกันสรุปขอสงสัยนั้น ๆ 2. เพื่อใหเกิดประโยชนสูงสุดนักเรียนตองมีความซื่อสัตยตอตนเอง ไมเปดดูเฉลยจนกวานักเรียนจะทำ กิจกรรมเสร็จเพื่อตรวจสอบความกาวทางการเรียน
4 มาตรฐานการเรียนรู ตัวชี้วัด จุดประสงคการเรียนรู และสาระสำคัญ มาตรฐานการเรียนรู ว 2.3 เขาใจความหมายของพลังงาน การเปลี่ยนแปลงและการถายโอนพลังงาน ปฏิสัมพันธระหวาง สสารและพลังงาน พลังงานในชีวิตประจำวัน ธรรมชาติของคลื่น ปรากฏการณที่เกี่ยวของกับเสียง แสง และ คลื่นแมเหล็กไฟฟา รวมทั้งนำความรูไปใชประโยชน ตัวชี้วัด ว 2.3 ม.1/5 วิเคราะหสถานการณการถายโอนความรอนและคำนวณปริมาณความรอนที่ถายโอน ระหวางสสารจนเกิดสมดุลความรอนโดยใชสมการ Q สูญเสีย = Q ไดรับ ว.2.3 ม.1/6 สรางแบบจําลองที่อธิบายการถายโอนความรอนโดยการนำความรอน การพาความรอน การแผรังสีความรอน ว 2.3 ม.1/7 ออกแบบ เลือกใชและสรางอุปกรณเพื่อแกปญหาในชีวิตประจำวันโดยใชความรูเกี่ยวกับ การถายโอนความรอน จุดประสงคการเรียนรู ดานความรู (Knowledge) 1. บอกความหมายของการถายโอนความรอนได 2. อธิบายการถายโอนความรอนแบบนําความรอนได 3. อธิบายการเคลื่อนที่ของอนุภาคของตัวกลางขณะเกิดการพาความรอนได 4. อธิบายการถายโอนความรอนแบบการแผรังสีความรอนได 5. อธิบายการถายโอนความรอนระหวางน้ำที่มีอุณหภูมิตางกันได 6. วิเคราะหสถานการณที่เกี่ยวกับการสมดุลความรอนได
5 ดานทักษะกระบวนการ (Process) 1. ทดลองเรื่อง ความรอนถายโอนผานของแข็งไดอยางไร การถายโอนความรอนของของ เหลวและ แกสเปนอยางไร การแผรังสีความรอน และน้ำอุณหภูมิตางกันผสมกันจะเปนอยางไร 2. สรางแบบจําลองเพื่ออธิบายการถายโอนความรอนวิธีตาง ๆ ได 3. นำความรูเรื่องการนำความรอน การพาความรอน การแผรังสีความรอน และสมดุลความรอนไปใช ในชีวิตประจำวันได 4. คำนวณปริมาณความรอนที่ถายโอนระหวางสสารจนเกิดสมดุลความรอนได 5. ออกแบบ เลือกใช และสรางอุปกรณเพื่อแกปญหาในชีวิตประจำวันโดยใชความรูเกี่ยวของกับการ ถายโอนความรอนได ดานคุณลักษณะอันพึงประสงค (Attitude) 1. ชื่อสัตยสุจริต 2. มีวินัย 3. ใฝเรียนรู 4. มุงมั่นในการทำงาน สาระสำคัญ การถายโอนความรอนมี 3 แบบ คือ การนําความรอน การพาความรอน และการแผรังสีความรอน การนําความรอนเปนการถายโอนความรอนที่อาศัยตัวกลาง โดยทีตัวกลางไมเคลื่อนที่ การพาความรอนเปน การถายโอนความรอนที่อาศัยตัวกลาง โดยที่ตัวกลางเคลื่อนที่ไปดวย สวนการแผรังสีความรอนเปนการถาย โอนความรอนที่ไมตองอาศัยตัวกลาง ความรูเกี่ยวกับการถายโอนความรอนสามารถนำไปใชประโยชนใน ชีวิตประจำวันได โดยความรอนถายโอนจากสสารที่มีอุณหภูมิสูงกวาไปยังสสารที่มีอุณหภูมิต่ำกวาจนกระทั่ง อุณหภูมิของสสารทั้งสองเทากัน สภาพที่สสารทั้งสองมีอุณหภูมิเทากัน เรียกวา สมดุลความรอน เมื่อมีการถาย โอนความรอนจากสสารที่มีอุณหภูมิตางกัน จนเกิดสมดุลความรอน ความรอนที่เพิ่มขึ้นของสสารหนึ่งจะเทากับ ความรอนที่ลดลงของอีกสสารหนึ่ง
6 คำสั่ง เรื่อง การถายโอนความรอน โปรดอานบัตรคำสั่งใหเขาใจแลวปฏิบัติตาม 1. ใหนักเรียนทำแบบทดสอบกอนเรียน ประจำชุดกิจกรรม เรื่อง การถายโอนความรอน จำนวน 10 ขอ และตรวจคำตอบจากเฉลยแบบทดสอบกอนเรียน 2. นักเรียนแตละกลุมแบงหนาที่ความรับผิดชอบในกลุม พรอมสงตัวแทนออกมารับชุด กิจกรรมการเรียนรู เรื่อง การถายโอนความรอน 3. นักเรียนอานบัตรคำสั่งใหปฏิบัติกิจกรรมทีละขั้นตอน โดยปฏิบัติตามคำสั่งอยาง เครงครัด และตองตั้งใจปฏิบัติกิจกรรมอยางจริงจัง ไมชวนเพื่อนในกลุมคุยหรือเลนจนทำใหการ เรียนชากวาเวลาที่กำหนด 4. ใหนักเรียนทุกคนทำแบบทดสอบหลังเรียน เรื่อง การถายโอนความรอน
7 แบบทดสอบกอนเรียน คำชี้แจง ใหนักเรียนทำเครื่องหมาย X ลงในชองวาง ที่เปนคำตอบที่ถูกตองที่สุดเพียงคำตอบเดียว ลงใน กระดาษคำตอบ (ใชเวลา 10 นาที) 1. ขอใดเปนการถายโอนความรอนจากบริเวณหนึ่งไปยังอีกบริเวณหนึ่งโดยอาศัยตัวกลางที่เปนของแข็ง ก. การนำความรอน ข. การพาความรอน ค. การแผรังสีความรอน ง. สมดุลความรอน 2. การถายโอนความรอนจากบริเวณหนึ่งไปยังอีกบริเวณหนึ่ง โดยตัวกลางเคลื่อนที่ตามไปดวย เรียกการถาย โอนความรอนลักษณะนี้วาอะไร ก. การนำความรอน ข. การพาความรอน ค. การแผรังสีความรอน ง. สมดุลความรอน 3. เด็กหญิงนารีกินกวยเตี๋ยวเรือรานนายโปง เมื่อนำชอนสังกะสีและตะเกียบไมใสลงไปในชามกวยเตี๋ยวรอน ๆ เมื่อจับชอนตะเกียบ พบวาชอนสังกะสีรอนกวาตะเกียบไม นักเรียนคิดวาเปนเพราะเหตุใด ก. ชอนสังกะสีเคลือบสารสีเขียวทำใหรอนกวาตะเกียบไม ข. ชอนสังกะสีเปนโลหะจึงนําความรอนไดดีกวาตะเกียบไม ค. ชอนสังกะสีมีความหนามากกวาตะเกียบไมจึงรอนมากกวา ง. ชอนสังกะสีมีความเงากวาจึงทำใหรอนมากกวาตะเกียบไม 4. การทำปลาเค็มแดดเดียว จะตองนำปลาไปตากแดดไวเปนเวลา 2 วัน อยากทราบวาใชการถายโอนความ รอนแบบใด ก. การนำความรอน ข. การพาความรอน ค. การแผรังสีความรอน ง. สมดุลความรอน
8 5. ตัวกลางในขอใดไมสามารถถายโอนความรอนดวยการพาความรอน ก. เหล็ก ข. น้ำอัดลม ค. อากาศ ง. น้ำมันพืช 6. การใหความรอนแกอาหารโดยใชเตาไมโครเวฟ เปนการถายโอนความรอนประเภทใด ก. การนําความรอน ข. การพาความรอน ค. การแผรังสีความรอน ง. สมดุลความรอน 7. ขอใดตอไปนี้เปนการถายโอนความรอนที่อาศัยตัวกลางทั้งหมด ก. การนําความรอน การพาความรอน ข. การพาความรอน การแผรังสีความรอน ค. การแผรังสีความรอน การนําความรอน ง. การนําความรอน การพาความรอน การแผรังสีความรอน 8. ถาเด็กชายแมนผสมน้ำรอน อุณหภูมิ 50 องศาเซลเซียส กับน้ำเย็น อุณหภูมิ 10 องศาเซลเซียส โดยน้ำรอน และน้ำเย็นมีปริมาณเทากัน อุณหภูมิสุดทายเมื่อผสมกันแลวเปนไปตามขอใด ก. สูงกวา 60 °C ข. ต่ำกวา 10 °C ค. ต่ำกวา 60 °C ง. เทากับ 60 °C 9. ขอใดกลาวถูกตองเกี่ยวกับสมดุลความรอน ก. สารที่ผสมกันสุดทายจะมีอุณหภูมิเทากัน ข. ความรอนที่ไดรับจะไมเทากับความรอนที่สูญเสีย ค. สารที่มีอุณหภูมิสูงกวาจะรับความรอนจากสารที่มีอุณหภูมิต่ำกวา ง. สารที่มีอุณหภูมิต่ำกวาจะสูญเสียความรอนใหสารที่มีอุณหภูมิสูงกวา 10. เมื่อนำน้ำอัดลมออกจากตูเย็นซึ่งมีอุณหภูมิ 5 องศาเซลเซียส มาวางไวในหองที่มีอุณหภูมิ 28 องศาเซลเซียส เปนเวลานาน 3 ชั่วโมง อุณหภูมิของน้ำอัดลมจะเปลี่ยนแปลงอยางไร ก. อุณหภูมิของน้ำอัดลมคงที่ ข. อุณหภูมิของน้ำอัดลมเทากับอุณหภูมิหอง ค. อุณหภูมิของน้ำอัดลมลดลง 3 องศาเซลเซียส ง. อุณหภูมิของน้ำอัดลมเพิ่มขึ้นเปน 33 องศาเซลเซียส
9 กิจกรรมการทดลอง เรื่อง ความรอนถายโอนผานของแข็งไดอยางไร คำชี้แจง ใหนักเรียนปฏิบัติกิจกรรม ดังนี้ (เวลาทำกิจกรรม 30 นาที) จุดประสงคการทดลอง 1. สังเกตและอธิบายการถายโอนความรอนของแผนอะลูมิเนียม 2. รวบรวมขอมูลและสรางแบบจำลองเพื่ออธิบายการถายโอนความรอนของของแข็ง วัสดุอุปกรณและสารเคมี รายการ ปริมาณ/กลุม 1. เทียนไข 2. เทียนไขขนาดเล็ก 3. แผนอะลูมิเนียม 4. วงเวียน 5. ไมขีดไฟ 6. ที่กั้นลมของชุดตะเกียงแอลกอฮอล 7. ไมบรรทัด 8. มีดคัตเตอร 9. กรรไกร 10. เครื่องบันทึกภาพเคลื่อนไหว (ถามี) 1 เลม 2 เลม 1 แผน 1 อัน 1 กลัก 1 อัน 1 อัน 1 อัน 1 เลม 1 เครื่อง
10 วิธีการทดลองและเก็บรวบรวมขอมูล 1. ตัดแผนอลูมิเนียมเปนรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสใหมีความยาวดานละ 15 เซนติเมตร ใชวงเวียนวาดวงกลม 3 วงซอนกัน ดังรูป 2. ติดเทียนไขเปนชิ้นเล็ก ๆ ขนาดเทา ๆ กัน จำนวน 13 ชิ้น 3. นำแผนอลูมิเนียมวางพาดไวบนที่กั้นลมจากนั้นวางชิ้นเทียนบนแผนอลูมิเนียมตำแหนงใดก็ได 4 ชิ้น 4. จุดเทียนไขอีกแหงหนึ่งใตแผนอลูมิเนียมใหเปลวเทียนอยูตรงกลางแผน สังเกตการณเปลี่ยนแปลงที่ เกิดขึ้นกับชิ้นเทียนไขที่ตำแหนงตางๆบันทึกผลการเปลี่ยนแปลงหรือถายภาพเคลื่อนไหว นำเสนอ 5. นำขอมูลที่ไดจากการสังเกตมาสรางแบบจำลอง โดยวาดภาพการจัดเรียงอนุภาคแสดงการถายโอน ความรอนของของแข็ง 6. สืบคนขอมูลการถายโอนความรอนของของแข็งในระดับอนุภาคจากแหลงคนควาที่เชื่อถือไดบันทึก ผล 7. ปรับปรุงแบบจำลองการถายโอนความรอนของของแข็งในขอ 5 ใหถูกตอง นำเสนอ
11 ใบบันทึกกิจกรรม เรื่อง ความรอนถายโอนผานของแข็งไดอยางไร ชื่อกลุม................................................................. สมาชิกในกลุม 1. .......................................................................................... เลขที่.............. 2. .......................................................................................... เลขที่.............. 3. .......................................................................................... เลขที่.............. 4. .......................................................................................... เลขที่.............. 5. .......................................................................................... เลขที่.............. บันทึกผลการทดลอง บันทึกผลการทำกิจกรรม (วาดรูป) ชิ้นเทียนที่วางกลางแผนอะลูมิเนียม ชิ้นเทียนที่อยูหางจากกลางแผนอะลูมิเนียม ผลการสังเกต .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. ..............................................................................................................................................................................
12 คำถามทายกิจกรรม 1. เมื่อใหความรอนแกแผนอะลูมิเนียม การเปลี่ยนแปลงของชิ้นเทียนไขแตละตำแหนงเหมือนหรือแตกตางกัน อยางไร .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. 2. การถายโอนความรอนของแผนอะลูมิเนียมเปนอยางไร ทราบไดอยางไร .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. 3. แบบจำลองการถายโอนความรอนของของแข็งที่สรางขึ้นในตอนแรกเหมือนหรือแตกตางจากแบบจำลองที่ ปรับปรุงแลวอยางไร .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. 4. แบบจำลองการถายโอนความรอนที่ปรับปรุงแลวอธิบายการถายโอนความรอนของของแข็งไดอยางไร .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. 5. แบบจำลองการถายโอนความรอนของของแข็งที่สรางขึ้น มีอะไรบางที่ไมสามารถแสดงใหเห็นตามความเปน จริงได .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. สรุปผลการทดลอง .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. ..............................................................................................................................................................................
13 เฉลยกิจกรรมการทดลอง เรื่อง ความรอนถายโอนผานของแข็งไดอยางไร บันทึกผลการทดลอง บันทึกผลการทำกิจกรรม (วาดรูป) ชิ้นเทียนที่วางกลางแผนอะลูมิเนียม ชิ้นเทียนที่อยูหางจากกลางแผนอะลูมิเนียม ผลการสังเกต ชิ้นเทียนไขที่วางอยูกลางแผนอะลูมิเนียมหลอมเหลวกอน จากนั้นชิ้นเทียนไขที่อยูหางออกไปเริ่ม หลอมเหลวและชิ้นที่อยูไกลจากเทียนไขมากที่สุด จะหลอมเหลวชาที่สุด
14 คำถามทายกิจกรรม 1. เมื่อใหความรอนแกแผนอะลูมิเนียม การเปลี่ยนแปลงของชิ้นเทียนไขแตละตำแหนงเหมือนหรือแตกตางกัน อยางไร แนวคำตอบ เมื่อใหความรอนแกแผนอะลูมิเนียม ชิ้นเทียนไขที่วางแตละตำแหนงเปลี่ยนแปลงแตกตางกัน โดย ชิ้น เทียนไขที่อยูใกลเปลวเทียนไขจะหลอมเหลวกอนชิ้นเทียนไขที่วางในตำแหนงหางออกไป 2. การถายโอนความรอนของแผนอะลูมิเนียมเปนอยางไร ทราบไดอยางไร แนวคำตอบ ความรอนถายโอนจากบริเวณที่อยูใกลเปลวเทียนไขซึ่งมีอุณหภูมิสูงกวาไปยังบริเวณที่อยูหางจาก เปลวเทียนไขซึ่งมีอุณหภูมิต่ำกวา ทราบไดจากชิ้นเทียนไขที่บริเวณใกลเปลวไฟจะหลอมเหลวกอนแสดงวา บริเวณใกลเปลวเทียนไขมีอุณหภูมิสูงกวาบริเวณขางเคียง ชิ้นเทียนไขที่อยูหางจากเปลวเทียนไขจะหลอมเหลว ในเวลาตอมา แสดงวาบริเวณที่หางจากเปลวเทียนไขมีอุณหภูมิต่ำกวา 3. แบบจําลองการถายโอนความรอนของของแข็งที่สรางขึ้นในตอนแรกเหมือน หรือแตกตางจากแบบจำลองที่ ปรับปรุงแลวอยางไร แนวคำตอบ นักเรียนตอบตามความคิดของตนเอง โดยแนวการตอบอาจเปนดังนี้แตกตางกัน แบบจำลองที่ สรางขึ้นในตอนแรกไมไดแสดงการสั่นของอนุภาคของของแข็ง 4. แบบจำลองการถายโอนความรอนที่ปรับปรุงแลวอธิบายการถายโอนความรอนของของแข็งไดอยางไร แนวคำตอบ อนุภาคของของแข็งที่ไดรับความรอนกอนจะมีพลังงานมากขึ้น อนุภาคจึงสั่นมากขึ้น อนุภาคที่อยู ขางเคียงจึงสั่นมากขึ้นตามไปดวยในทุกทิศทาง 5. แบบจําลองการถายโอนความรอนของของแข็งที่สรางขึ้น มีอะไรบางที่ไมสามารถแสดงใหเห็นตามความเปน จริงได แนวคำตอบ แบบจำลองที่สรางขึ้นไมสามารถแสดงใหเห็นตามความเปนจริงไดเชน จำนวนอนุภาคขนาด อนุภาค หรือการสั่นของอนุภาคอยางตอเนื่องกันไปโดยรอบทุกทิศทาง สรุปผลการทดลอง ความรอนจะถายโอนผานของแข็งจากบริเวณที่มีอุณหภูมิสูงกวาไปยังบริเวณที่มีอุณหภูมิต่ำกวา โดย อนุภาคของของแข็งที่ไดรับความรอนจะเกิดการสั่นมากขึ้น ทำใหอนุภาคที่อยูขางเคียงสั่นมากขึ้น ตอเนื่องกัน ไปตามลำดับ
15 กิจกรรมการทดลอง เรื่อง ความรอนถายโอนผานของเหลวและแกสอยางไร คำชี้แจง ใหนักเรียนปฏิบัติกิจกรรม ดังนี้ (เวลาทำกิจกรรม 30 นาที) จุดประสงคการทดลอง 1. สังเกตและอธิบายการถายโอนความรอนของน้ำและอากาศ 2. รวบรวมขอมูลและสรางแบบจำลองเพื่ออธิบายการถายโอนความรอนของของเหลวและแกส วัสดุอุปกรณและสารเคมี รายการ จำนวน/กลุม 1. บีกเกอร ขนาด 250 cm³ 2. ตินนํ้ามัน 3. เทอรมอมิเตอร 0-100 °C 4. ขาตั้งพรอมทีจับ 5. เมล็ดแมงลัก 6. นํ้า 7. ไมขีดไฟ 8. กระดาษลอกลาย 9. เสนดายยาว 30 cm 10. กรรไกร 11. เทียนไข 12. หลอดหยด 1 ใบ 1 กอน 2 อัน 2 ชุด 10 เมล็ด 200 cm³ 1 เกล็ด 1 แผน 1 เสน 1 เลม 1 เลม 2 หลอด
16 วิธีการทดลองและเก็บรวบรวมขอมูล ตอนที่ 1 1. เติมน้ำปริมาตร 200 ลูกบาศกเซนติเมตร ในบีกเกอร จากนั้นนำบีกเกอรตั้งบนตะแกรงของชุด ตะเกียงแอลกอฮอล หยอนเมล็ดแมงลักที่พองแลวจำนวน 10 เมล็ด ใหจมลงไปที่กนบีกเกอร นําเทอรมอ มิเตอรอันหนึ่งวัดอุณหภูมิกนบีกเกอรและอีกอันหนึ่งวัดอุณหภูมิที่ผิวน้ำ 2. ใหความรอนแกนโดยใชตะเกียงแอลกอฮอล และเริ่มจับเวลา 3. วัดและบันทึกอุณหภูมิของน้ำทั้งสองบริเวณทุก ๆ ครึ่งนาที จนน้ำเดือด สังเกตและบันทึกผลการ เปลี่ยนแปลงของสีผสมอาหารตั้งแตเริ่มตน หรือถายภาพเคลื่อนไหว 4. นำขอมูลที่ไดจากการสังเกตมาสรางแบบจำลอง โดยวาดภาพการจัดเรียงอนุภาคแสดงการถายโอน ความรอนของของเหลวในบีกเกอร 5. สืบคนขอมูล การถายโอนความรอนของของเหลวในระดับอนุภาค จากแหลงคนควาที่เชื่อถือได บันทึกผล 6. ปรับปรุงแบบจําลองในขอ 6 ใหถูกตอง นำเสนอ ตอนที่ 2 1. ตัดกระดาษลอกลายเปนสี่เหลี่ยมจัตุรัสยาวดานละ 10 เซนติเมตร แลวตัดกระดาษใหเปนเสนฝอย ยาวประมาณ 2 ใน 3 ของแผน มวนกระดาษเขาดวยกันทำใหมีลักษณะเปนพูหอยลง แลวใชเชือกผูกกับปลาย ดานบนของพูกระดาษ 2. จัดอุปกรณ โดยแขวนพูกระดาษใหหางจากพื้นประมาณ 30 เซนติเมตร สังเกตลักษณะของฟู กระดาษ บันทึกผล 3. จุดเทียนไขไวใตพูกระดาษ หางจากพูกระดาษประมาณ 25 เซนติเมตร วัดอุณหภูมิของอากาศ บริเวณปลายลางและปลายบนของพูกระดาษทุก ๆ ครึ่งนาที เปนเวลา 3 นาที และสังเกตสิ่งที่เกิดขึ้นกับพู กระดาษ บันทึกผล 4. นำแทงเทียนไขออกจากตำแหนงเดิม สังเกตสิ่งที่เกิดขึ้นกับพูกระดาษอีกครั้ง บันทึกผล 5. นำขอมูลที่ไดจากการสังเกตมาสรางแบบจำลอง โดยวาดภาพการจัดเรียงอนุภาค แสดงการถาย โอนความรอนของแกส 6. สืบคนขอมูลการถายโอนความรอนของแกสในระดับอนุภาคจากแหลงคนควาที่เชื่อถือได บันทึก ขอมูลที่รวบรวมได
17 ใบบันทึกกิจกรรม เรื่อง ความรอนถายโอนผานของเหลวและแกสอยางไร ชื่อกลุม................................................................. สมาชิกในกลุม 1. .......................................................................................... เลขที่.............. 2. .......................................................................................... เลขที่.............. 3. .......................................................................................... เลขที่.............. 4. .......................................................................................... เลขที่.............. 5. .......................................................................................... เลขที่.............. ตอนที่ 1 บันทึกผลการทดลอง แบบจำลองการถายโอนความรอนของของเหลวในบีกเกอร แบบจำลองตามความคิดของตนเอง แบบจำลองที่ปรับปรุงแลว ............................................................................. ............................................................................. ............................................................................. ............................................................................. ............................................................................. .............................................................................. .............................................................................. ..............................................................................
18 ตารางบันทึกผลการทดลอง เวลา (นาที) อุณภูมิของน้ำ (ºC) การเปลี่ยนแปลงของเมล็ดแมงลัก บริเวณผิวน้ำ ใกลบีกเกอร 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7
19 คำถามทายกิจกรรม 1. เมื่อใหความรอนแกน้ำ ความรอนถายโอนจากบริเวณใดไปสูบริเวณใด ทราบไดอยางไร .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. 2. เมื่อใหความรอนแกน้ำ น้ำมีการเคลื่อนทีอยางไร ทราบไดอยางไร .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. 3. แบบจําลองการถายโอนความรอนที่ปรับปรุงแลวอธิบายการถายโอนความรอนของของเหลวไดอยางไร .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. 4. แบบจําลองการถายโอนความรอนของของเหลวที่สรางขึ้น มีอะไรบางที่ไมสามารถแสดงใหเห็นตามความ เปนจริงได .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. 5. จากกิจกรรม สรุปไดวาอยางไร .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. ..............................................................................................................................................................................
20 ตอนที่ 2 บันทึกผลการทดลอง ตารางผลการสังเกตพูกระดาษ กิจกรรม ผลการสังเกต กอนจุดเทียนไข จุดเทียนไข หลังจุดเทียนไข ตาราง อุณหภูมิของอากาศ เวลา (นาที) อุณหภูมิของอากาศ (ºC) บริเวณดานบนของพูกระดาษ บริเวณดานลางของพูกระดาษ แบบจำลองการถายโอนความรอนของแกส แบบจำลองตามความคิดของตนเอง แบบจำลองที่ปรับปรุงแลว
21 คำถามทายกิจกรรม 1. เมื่อใหความรอนแกอากาศ ความรอนถายโอนจากบริเวณใดไปสูบริเวณใด ทราบไดอยางไร .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. 2. เมื่อใหความรอนแกอากาศ อากาศมีการเคลื่อนที่อยางไร ทราบไดอยางไร .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. 3. แบบจำลองการถายโอนความรอนที่ปรับปรุงแลวอธิบายการถายโอนความรอนของแกสไดอยางไร .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. 4. แบบจำลองการถายโอนความรอนของแกสที่สรางขึ้น มีอะไรบางที่ไมสามารถแสดงใหเห็นความเปนจริงได .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. 5. จากกิจกรรม สรุปไดวาอยางไร .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. สรุปผลการทดลอง .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. ..............................................................................................................................................................................
22 เฉลยกิจกรรมการทดลอง เรื่อง ความรอนถายโอนผานของเหลวและแกสอยางไร บันทึกผลการทดลอง แบบจำลองการถายโอนความรอนของของเหลวในบีกเกอร แบบจำลองตามความคิดของตนเอง แบบจำลองที่ปรับปรุงแลว อนุภาคของของเหลวเคลื่อนที่ชนตอ ๆ กันไป จน ทำ ใหอนุภาคที่อยูบริเวณผิวหนามีอุณหภูมิสูงขึ้น อนุภาคของของเหลวเคลื่อนที่ขึ้นไปดานบนบริเวณ ผิวหนา พรอมกับพาความรอนไปดวยแสดงดวย วงกลมสีแดง เมื่อถึงบริเวณผิวหนาของของเหลว อนุภาคของของเหลวตกกลับลงมาแสดงเสนทางการ เคลื่อนทีดวยเสนประ
23 ตารางบันทึกผลการทดลอง เวลา (นาที) อุณภูมิของน้ำ (ºC) การเปลี่ยนแปลงของเมล็ดแมงลัก บริเวณผิวน้ำ ใกลบีกเกอร 0 25.0 25.0 เมล็ดจมนิ่งอยูกนบีกเกอร 0.5 25.8 26.5 ไมมีการเปลี่ยนแปลง 1 27.3 29.5 บางเมล็ดเริ่มเคลื่อนที่ขึ้นมาชา ๆ ถึงกลางภาชนะ แลวตกกลับมายังกนบีกเกอร 1.5 29.2 31.0 บางเมล็ดเริ่มเคลื่อนที่ขึ้นมาชา ๆ ถึงกลางภาชนะ แลวตกกลับมายังกนบีกเกอร 2 32.2 35.0 บางเมล็ดเริ่มเคลื่อนที่ขึ้นมาชา ๆ ถึงกลางภาชนะ แลวตกกลับมายังกนบีกเกอร 2.5 35.0 36.2 บางเมล็ดเริ่มเคลื่อนที่ขึ้นมาชา ๆ ถึงกลางภาชนะ แลวตกกลับมายังกนบีกเกอร 3 38.0 39.5 บางเมล็ดเริ่มเคลื่อนที่ขึ้นมาชา ๆ ถึงกลางภาชนะ แลวตกกลับมายังกนบีกเกอร 3.5 39.8 41.5 บางเมล็ดเริ่มเคลื่อนที่ขึ้นมาถึงกลางภาชนะ แลว ตกกลับมายังกนบีกเกอร 4 41.5 43.3 2-3 เมล็ดเคลื่อนที่ขึ้นไปใกลผิวน้ำ แลวตกกลับลง มาที่กนบีกเกอร คำถามทายกิจกรรม 1. เมื่อใหความรอนแกน้ำ ความรอนถายโอนจากบริเวณใดไปสูบริเวณใด ทราบไดอยางไร แนวคำตอบ ความรอนจะถูกถายโอนจากน้ำบริเวณที่อยูใกลเปลวไฟซึ่งมีอุณหภูมิสูงกวาไปยังน้ำบริเวณที่อยู หาง ออกไปซึ่งมีอุณหภูมิต่ำกวา ทราบไดจากการวัดอุณหภูมิของน้ำบริเวณกนบีกเกอรซึ่งสูงกวาน้ำใกลผิวน้ำ 2. เมื่อใหความรอนแกน้ำ น้ำมีการเคลื่อนที่อยางไร ทราบไดอยางไร แนวคำตอบ น้ำที่ไดรับความรอนบริเวณกนบีกเกอรจะลอยขึ้นมาดานบน ทราบไดจากสีผสมอาหารสีแดงที่ ไดรับ ความรอนลอยขึ้นมา น้ำที่ขอบบีกเกอรซึ่งมีอุณหภูมิต่ำกวาจะเขามาบริเวณกนบีกเกอรที่ไดรับความรอน ทราบไดจากสีผสมอาหารสีน้ำเงินเขาไปบริเวณที่ไดรับความรอนจากเทียนไข
24 3. แบบจําลองการถายโอนความรอนที่ปรับปรุงแลวอธิบายการถายโอนความรอนของของเหลวไดอยางไร แนวคำตอบ เมื่อของเหลวไดรับความรอน ทำใหแตละอนุภาคอยูหางกันมากขึ้น จึงมีปริมาตรมากขึ้น ความ หนาแนนของของเหลวจึงลดลง ทำใหอนุภาคที่ไดรับความรอนลอยขึ้นไปดานบน 4. แบบจำลองการถายโอนความรอนของของเหลวที่สรางขึ้น มีอะไรบาง ที่ไมสามารถแสดงใหเห็นตามความ เปนจริงได แนวคำตอบ สิ่งที่ไมสามารถแสดงใหเห็นตามความเปนจริงได เชน ขนาดอนุภาค จำนวนอนุภาค 5. จากกิจกรรม สรุปไดวาอยางไร แนวคำตอบ ความรอนถายโอนผานของเหลวจากบริเวณที่มีอุณหภูมิสูงกวาไปยังบริเวณที่มีอุณหภูมิต่ำกวา โดยอนุกาคของของเหลวที่มีอุณหภูมิสูงกวาจะเคลื่อนที่ขึ้นดานบน พรอมพาความรอนไปดวยของเหลวดาน บน จึงมีอุณหภูมิสูงขึ้นดวยของเหลวดานลางที่มีอุณหภูมิต่ำกวาจะไหลเขามาแทนที่ของเหลวที่ไดรับความรอน บันทึกผลการทดลอง ตารางผลการสังเกตพูกระดาษ กิจกรรม ผลการสังเกต กอนจุดเทียนไข พูกระดาษอยูนิ่งไมขยับ จุดเทียนไข พูกระดาษขยับบานขึ้นดานบน สีกระดาษเริ่มเปลี่ยนเปนสีน้ำตาล หลังจุดเทียนไข พูกระดาษตกกลับลงมาอยูนิ่งเหมือนเดิม ตาราง อุณหภูมิของอากาศ เวลา (นาที) อุณหภูมิของอากาศ (ºC) บริเวณดานบนของพูกระดาษ บริเวณดานลางของพูกระดาษ 0 29.5 29.5 0.5 31.0 32.0 1 31.5 34.0 1.5 32.0 38.0 2 33.0 40.0 2.5 35.0 43.0 3 37.0 47.0
25 แบบจำลองการถายโอนความรอนของแกส แบบจำลองตามความคิดของตนเอง แบบจำลองที่ปรับปรุงแลว คำถามทายกิจกรรม 1. เมื่อใหความรอนแกอากาศ ความรอนถายโอนจากบริเวณใดไปสูบริเวณใด ทราบไดอยางไร แนวคำตอบ ความรอนจะถายโอนจากอากาศบริเวณที่อยูใกลเปลวไฟซึ่งมีอุณหภูมิสูงกวาไปยังอากาศที่อยูหาง ออกไปซึ่งมีอุณหภูมิต่ำกวา ทราบไดจากการวัดอุณหภูมิของอากาศดานลางพูกระดาษสูงกวาดานบนกระดาษ 2. เมื่อใหความรอนแกอากาศ อากาศมีการเคลื่อนที่อยางไร ทราบไดอยางไร แนวคำตอบ อากาศจะเคลื่อนที่ขึ้นมาดานบน ทราบไดจากการเคลื่อนที่ของพูกระดาษที่เคลื่อนไหวและนาน ขึ้นแสดงวาอากาศดานลางที่มีอุณหภูมิสูงกวาจะเคลื่อนที่ไปดานบน 3. แบบจำลองการถายโอนความรอนที่ปรับปรุงแลวอธิบายการถายโอนความรอนของแกสไดอยางไร แนวคำตอบ เมื่อแกสไดรับความรอน อนุภาคจะมีพลังงานสูงขึ้น อยูหางกันมากขึ้น และมีปริมาตรมากขึ้น ความหนาแนนของแกสจึงลดลง 4. แบบจําลองการถายโอนความรอนของแกสที่สรางขึ้น มีอะไรบางที่ไมสามารถแสดงใหเห็นความเปนจริงได แนวคำตอบ สิ่งที่ไมสามารถแสดงใหเห็นตามความเปนจริงได เชน ขนาดอนุภาค จำนวนอนุภาค 5. จากกิจกรรม สรุปไดวาอยางไร แนวคำตอบ แกสมีการถายโอนความรอนจากบริเวณที่มีอุณหภูมิสูงกวาไปบริเวณที่มีอุณหภูมิต่ำกวา โดย อนุภาคของแกสบริเวณที่มีอุณหภูมิสูงกวาจะเคลื่อนที่ขึ้นดานบน จนทำใหแกสบริเวณดานบนสูงขึ้นตามไปดวย สรุปผลการทดลอง ของเหลวและแกสถายโอนความรอนจากบริเวณที่มีอุณหภูมิสูงกวาไปยังบริเวณที่มีอุณหภูมิต่ำกวาโดย อนุภาคของของเหลวและแกสที่มีอุณหภูมิสูงกวาจะเคลื่อนที่ขึ้นดานบน พรอมกับพาความรอนไปดวย จน ทำ ใหของเหลวและแกสบริเวณดานบนมีอุณหภูมิสูงไปดวย
26 กิจกรรมการทดลอง เรื่อง การถายโอนความรอนโดยไมอาศัยตัวกลางเปนอยางไร คำชี้แจง ใหนักเรียนปฏิบัติกิจกรรม ดังนี้ (เวลาทำกิจกรรม 30 นาที) จุดประสงคการทดลอง 1. สังเกตและอธิบายการถายโอนความรอนของน้ำและอากาศ 2. รวบรวมขอมูลและสรางแบบจำลองเพื่ออธิบายการถายโอนความรอนของของเหลวและแกส วัสดุอุปกรณและสารเคมี รายการ จำนวน/กลุม 1. บีกเกอร ขนาด 250 ลูกบาศกเซนติเมตร 1 ใบ 2. เทอรมอมิเตอร 1 อัน วิธีการทดลอง 1. นำน้ำมาเติมลงในบีกเกอร ปริมาณ 200 ลูกบาศกเซนติเมตร แลวใชเทอรมอมิเตอรวัดอุณหภูมิของ น้ำ แลวบันทึกผล 2. นำบีกเกอรที่ใสน้ำไปตั้งทิ้งไวกลางแดดประมาณ 10 นาที จากนั้นนำเทอรมอมิเตอรไปวัดอุณหภูมิ ของน้ำอีกครั้ง แลวบันทึกผล 3. สรางแบบจําลองการถายโอนความรอนโดยไมอาศัยตัวกลางตามความคิดของตนเอง 4. สืบคนขอมูลการถายโอนความรอนโดยไมอาศัยตัวกลางจากแหลงคนควาที่เชื่อถือได บันทึกขอมูลที่ รวบรวมได 5. ปรับปรุงแบบจำลองการถายโอนความรอนโดยไมอาศัยตัวกลางใหถูกตองแลวนำเสนอ
27 ใบบันทึกกิจกรรม เรื่อง การถายโอนความรอนโดยไมอาศัยตัวกลางเปนอยางไร ชื่อกลุม................................................................. สมาชิกในกลุม 1. .......................................................................................... เลขที่.............. 2. .......................................................................................... เลขที่.............. 3. .......................................................................................... เลขที่.............. 4. .......................................................................................... เลขที่.............. 5. .......................................................................................... เลขที่.............. บันทึกผลการทดลอง ตารางบันทึกผลการทดลอง การทดลอง อุณหภูมิของน้ำ (องศาเซลเซียส) น้ำที่ยังไมไดตากแดด น้ำที่ตากแดดแลว 10 นาที แบบจำลองการถายโอนความรอนโดยไมอาศัยตัวกลาง แบบจำลองตามความคิดของตนเอง แบบจำลองที่ปรับปรุงแลว
28 คำถามทายกิจกรรม 1. เมื่อตั้งน้ำทิ้งไวกลางแดดประมาณ 10 นาที อุณหภูมิของน้ำเปลี่ยนแปลงอยางไร .............................................................................................................................................................................. 2. น้ำที่ตั้งไวกลางแดดมีอุณหภูมิสูงขึ้นไดอยางไร .............................................................................................................................................................................. 3. แสงแดดที่สองมายังพื้นโลกตัวกลางในการเดินทางมาหรือไม และเรียกการถายโอนความรอนแบบนี้วาอะไร .............................................................................................................................................................................. 4. การถายโอนความรอนโดยไมอาศัยตัวกลางเปนอยางไร ตัวอยางการถายโอนความรอนโดยไมอาศัยตัวกลาง มีอะไรบาง .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. 5. แบบจําลองการถายโอนความรอนโดยไมอาศัยตัวกลางที่สรางขึ้นในตอนแรกเหมือนหรือตางจากแบบจำลอง ที่ปรับปรุงแลวอยางไร .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. 6. แบบจําลองที่ปรับปรุงแลวสามารถอธิบายการถายโอนความรอนโดยไมอาศัยตัวกลางไดอยางไร .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. 7. แบบจำลองการถายโอนความรอนโดยไมอาศัยตัวกลางที่สรางขึ้น มีอะไรบางที่ไมสามารถแสดงใหเห็นตาม ความเปนจริงได สรุปผลการทดลอง .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. สรุปผลการทดลอง .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. ..............................................................................................................................................................................
29 เฉลยกิจกรรมการทดลอง เรื่อง การถายโอนความรอนโดยไมอาศัยตัวกลางเปนอยางไร บันทึกการทดลอง ตารางบันทึกผลการทดลอง การทดลอง อุณหภูมิของน้ำ (องศาเซลเซียส) น้ำที่ยังไมไดตากแดด ตามอุณหภูมิที่วัดไดจริง น้ำที่ตากแดดแลว 10 นาที ตามอุณหภูมิที่วัดไดจริง แบบจำลองการถายโอนความรอนโดยไมอาศัยตัวกลาง แบบจำลองตามความคิดของตนเอง แบบจำลองที่ปรับปรุงแลว
30 คำถามทายกิจกรรม 1. เมื่อตั้งน้ำทิ้งไวกลางแดดประมาณ 10 นาที อุณหภูมิของน้ำเปลี่ยนแปลงอยางไร แนวคำตอบ อุณหภูมิของน้ำสูงขึ้น 2. น้ำที่ตั้งไวกลางแดดมีอุณหภูมิสูงขึ้นไดอยางไร แนวคำตอบ สูงขึ้นไดเพราะไดรับความรอนจากแสงแดด 3. แสงแดดที่สองมายังพื้นโลกตัวกลางในการเดินทางมาหรือไม และเรียกการถายโอนความรอนแบบนี้วาอะไร แนวคำตอบ ไมตองอาศัยตัวกลาง เรียกการถายโอนความรอนแบบนี้วา การแผรังสีความรอน 4. การถายโอนความรอนโดยไมอาศัยตัวกลางเปนอยางไร ตัวอยางการถายโอนความรอนโดยไมอาศัยตัวกลาง มีอะไรบาง แนวคำตอบ การถายโอนความรอนโดยไมอาศัยตัวกลางเกิดจากแหลงพลังงานความรอนแผคลื่นแมเหล็กไฟฟา โดยไมตองอาศัยอนุภาคของสสาร ตัวอยางเชน การสงผานความรอนของดวงอาทิตยมายังโลก 5. แบบจําลองการถายโอนความรอนโดยไมอาศัยตัวกลางที่สรางขึ้นในตอนแรกเหมือนหรือตางจากแบบจำลอง ที่ปรับปรุงแลวอยางไร แนวคำตอบ นักเรียนตอบตามความเขาใจของตนเอง เชน แตกตางกัน แบบจำลองสรางขึ้นในตอนแรกไมได แสดงถึงสนามแมเหล็กไฟฟา 6. แบบจำลองที่ปรับปรุงแลวสามารถอธิบายการถายโอนความรอนโดยไมอาศัยตัวกลางไดอยางไร แนวคำตอบ การถายโอนความรอนโดยไมอาศัยตัวกลางเกิดขึ้นโดยการแผคลื่นแมเหล็กไฟฟาออกจากแหลง ความรอนในทุกทิศทาง โดยคลื่นแมเหล็กไฟฟาไมตองอาศัยตัวกลางในการเคลื่อนที่ 7. แบบจําลองการถายโอนความรอนโดยไมอาศัยตัวกลางที่สรางขึ้น มีอะไรบางที่ไมสามารถแสดงใหเห็นตาม ความเปนจริงได แนวคำตอบ แบบจําลองการถายโอนความรอนไมสามารถแสดงใหเห็นตามความเปนจริงได เชน ทิศทางการ เคลื่อนที่ของคลื่นแมเหล็กไฟฟา สรุปผลการทดลอง ความรอนถายโอนโดยไมอาศัยตัวกลางของอนุภาคแตความรอนสงผานโดยแผคลื่นแมเหล็กไฟฟาซึ่ง เคลื่อนที่ออกจากแหลงพลังงานความรอนในทุกทิศทาง
31 กิจกรรมการทดลอง เรื่อง น้ำอุณหภูมิตางกันผสมกันจะเปนอยางไร คำชี้แจง ใหนักเรียนปฏิบัติกิจกรรม ดังนี้ (เวลาทำกิจกรรม 30 นาที) จุดประสงคการทดลอง วัดอุณหภูมิของน้ำและอธิบายการถายโอนความรอนระหวางน้ำที่มีอุณหภูมิแตกตางกัน วัสดุอุปกรณและสารเคมี รายการ จำนวน/กลุม 1. น้ำรอน 200 cm³ 2. น้ำเย็น 200 cm³ 3. แคลอรีมิเตอรขนาด 50 cm³ 1 อัน 4. เทอรมอมิเตอร 1 อัน 5. นาิกาจับเวลา 1 เรือน 6. แกวน้ำ 1 ใบ 7. กระดาษกราฟ 1 แผน วิธีการทดลอง 1. เทน้ำเย็น 25 ลูกบาศกเซนติเมตร ลงในแคลอรีมิเตอร วัดและบันทึกอุณหภูมิ 2. เทน้ำรอน 25 ลูกบาศกเซนติเมตร ลงในแกวน้ำ วัดและบันทึกอุณหภูมิ 3. เทน้ำรอนลงในแคลอรีมิเตอรแลวปดฝาใหแนนทันที วัดและบันทึกอุณหภูมิของน้ำในแคลอรีมิเตอร ทุก ๆ 10 วินาที เปนเวลา 2 นาที เขียนกราฟความสัมพันธระหวางอุณหภูมิของน้ำหลังผสมในชวงเวลาตาง ๆ 4. วิเคราะหกราฟเพื่อสังเกตการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของน้ำหลังผสมในชวงเวลาตาง ๆ
32 ใบบันทึกกิจกรรม เรื่อง น้ำอุณหภูมิตางกันผสมกันจะเปนอยางไร ชื่อกลุม................................................................. สมาชิกในกลุม 1. .......................................................................................... เลขที่.............. 2. .......................................................................................... เลขที่.............. 3. .......................................................................................... เลขที่.............. 4. .......................................................................................... เลขที่.............. 5. .......................................................................................... เลขที่.............. บันทึกผลการทดลอง อุณหภูมิของน้ำรอนกอนผสม = .............................. อุณหภูมิของน้ำเย็นกอนผสม = .............................. ตารางบันทึกผลการทดลอง เวลา (วินาที) อุณหภูมิ (องศาเซลเซียส) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
33 กราฟความสัมพันธระหวางอุณหภูมิของน้ำที่ผสมและเวลา คำถามทายกิจกรรม 1. การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของน้ำหลังผสมในชวงเวลาตาง ๆ เปนอยางไร .............................................................................................................................................................................. 2. อุณหภูมิของน้ำหลังผสมแตกตางจากอุณหภูมิของน้ำกอนผสมหรือไม อยางไร .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. 3. หากทำกิจกรรมซ้ำอีกครั้ง โดยเปลี่ยนอุณหภูมิของน้ำกอนผสม อุณหภูมิสุดทายของน้ำหลังผสมทั้ง 2 ครั้ง เทากันหรือไม .............................................................................................................................................................................. 4. กิจกรรมนี้มีการถายโอนความรอนหรือไม อยางไร .............................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................. สรุปผลการทดลอง .............................................................................................................................................................................. ..............................................................................................................................................................................
34 เฉลยกิจกรรมการทดลอง เรื่อง น้ำอุณหภูมิตางกันผสมกันจะเปนอยางไร บันทึกผลการทดลอง อุณหภูมิของน้ำรอนกอนผสม = 58.5 องศาเซลเซียส อุณหภูมิของน้ำเย็นกอนผสม = 28.5 องศาเซลเซียส ตารางบันทึกผลการทดลอง เวลา (วินาที) อุณหภูมิ (องศาเซลเซียส) 0 28.5 10 38.0 20 39.2 30 40.3 40 41.0 50 41.2 60 41.5 70 41.5 80 41.6 90 41.6 100 41.6 110 41.6 120 41.6
35 กราฟความสัมพันธระหวางอุณหภูมิของน้ำที่ผสมและเวลา คำถามทายกิจกรรม 1. การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของน้ำหลังผสมในชวงเวลาตาง ๆ เปนอยางไร แนวคำตอบ ชวงแรกอุณหภูมิของน้ำจะเพิ่มขึ้น แตเมื่อเวลาผานไประยะหนึ่งอุณหภูมิของน้ำจะคงที่ 2. อุณหภูมิของน้ำหลังผสมแตกตางจากอุณหภูมิของน้ำกอนผสมหรือไม อยางไร แนวคำตอบ อุณหภูมิของน้ำหลังผสมแตกตางจากอุณหภูมิของน้ำกอนผสม โดยอุณหภูมิของน้ำหลังผสมจะมี คาอยูระหวางอุณหภูมิของน้ำรอนและน้ำเย็น 3. หากทำกิจกรรมซ้ำอีกครั้ง โดยเปลี่ยนอุณหภูมิของน้ำกอนผสม อุณหภูมิสุดทายของน้ำหลังผสมทั้ง 2 ครั้ง เทากันหรือไม แนวคำตอบ อุณหภูมิสุดทายของน้ำหลังผสมทั้งสองครั้งจะมีคาไมเทากัน นักเรียนตอนตามผลการทำกิจกรรม ในกลุมของตนเอง 4. กิจกรรมนี้มีการถายโอนความรอนหรือไม อยางไร แนวคำตอบ กิจกรรมนี้มีการถายโอนความรอน โดยความรอนจะถายโอนจากน้ำที่มีอุณหภูมิสูงกวาไปยังน้ำที่ มีอุณหภูมิต่ำกวา สรุปผลการทดลอง เมื่อผสมน้ำที่มีอุณหภูมิตางกันจะเกิดการถายโอนความรอน จนทำใหน้ำที่ผสมกันแลวมีอุณหภูมิคงที่
36 ใบความรู เรื่อง การถายโอนความรอน การถายโอนความรอน เปนการถายโอนพลังงานระหวางที่สองแหงที่มีอุณหภูมิแตกตางกัน ดวย วิธี การนำความรอน การพาความรอน และการแผรังสีความรอน จากบริเวณที่อุณหภูมิสูงกวาไปยังบริเวณที่มี อุณหภูมิต่ำกวา จนกระทั่งอุณหภูมิของทั้งสองบริเวณเทากัน จึงจะหยุดการถายเทพลังงาน ลักษณะของการ ถายโอนพลังงานความรอนมี 3 แบบ ดังนี้ การถายโอนความรอน ที่มา : https://images.app.goo.gl/1ebS7hJvqEc5G1jdA การนำความรอน ความหมายของการนําความรอน การนำความรอน เปนวิธีการถายโอนพลังงานความรอนจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งโดยความรอน เคลื่อนที่เขาไปในวัตถุ (ตัวกลาง) โดยที่โมเลกุลของสารในตำแหนงที่ไดรับความรอน มีพลังงานมากขึ้น โมเลกุล จะสั่นเร็วขึ้นกวาปกติ การสั่นของโมเลกุลมีผลกระทบกับโมเลกุลขางเคียง ทำใหโมเลกุลขางเคียงสั่นเร็วขึ้น เปนการถายโอนพลังงานจากโมเลกุลหนึ่งไปสูโมเลกุลหนึ่งเรื่อยไปจนกระทั่งโมเลกุลของสารทุกโมเลกุล มี พลังงานเทากัน
37 การนําความรอน ที่มา : http: //www.nstlearning.com/~km/?p=3478 แบบจําลองการถายโอนความรอนของของแข็ง เมื่ออนุภาคไดรับความรอน อนุภาคจะเกิดการสั่นมาก ขึ้น และชนกับอนุภาคขางเคียง ทำใหอนุภาคที่อยูติดกันสั่นมากขึ้นตามไปดวย อนุภาคของสสารจึงเปน ตัวกลางในการถายโอนความรอนโดยการสั่นอยางตอเนื่องและถายโอนความรอนจากบริเวณที่มีอุณหภูมิสูงกวา ไปยังบริเวณที่มีอุณหภูมิต่ำกวา ทีมา : https://images.app.goo.gl/Ae63jCwder9yC2R26 ตัวนําความรอน ตัวนำความรอน หมายถึง วัตถุที่ยอมใหพลังงานความรอนเคลื่อนที่ผานไปได โลหะทุกชนิดมีสมบัติ เปนตัวนำความรอนที่ดี โดยเฉพาะเงินนำความรอนไดดีที่สุด อโลหะที่มีสมบัติในการนำความรอนไดคือ แกรไฟตหรือไสดินสอดำ สวนอโลหะชนิดอื่น ๆ เปนฉนวนความรอน ที่มา : http://www.dlf.ac.th/dltv/dltv-uploads/libs/htm/161/hm/pv12.gif
38 ฉนวนความรอน ฉนวนความรอน หมายถึงวัตถุที่ไมยอมใหพลังงานความรอนผานไปได อโลหะทั้งหลายมีสมบัติเปน ฉนวนความรอน ไมวาจะเปนแกว ไม พลาสติก ยกเวนแกรไฟตเปนตัวนำความรอน ตัวอยางฉนวนความรอน ที่มา : http://couponconnections.com/camping-gear-buying-dollar-store/ การนำความรอนเกิดขึ้นไดกับสาวทุกสถานะ แตสาวแตละสถานะความรอนไดดีไมเทากัน ตาราง คาการนำความรอนของสสารในสถานะตาง ๆ สสาร คาการนำความรอน (cal/s) (cmºC ) เงิน 1.01 ทองแดง 0.99 อะลูมิเนียม 0.50 เหล็ก 0.163 น้ำแข็ง 0.005 ไม 0.0001 น้ำที่อุณหภูมิ 20 ºC 0.0014 น้ำที่อุณหภูมิ 0 ºC 0.000057
39 การพาความรอน ความหมายของการพาความรอน การพาความรอน เปนการถายโอนพลังงานความรอนที่ตองอาศัยตัวกลาง โดยทีตัวกลางเคลื่อนที่ติด ไปกับพลังงานความรอนดวย เชน ในการตมน้ำ ความรอนจากดานลางของภาชนะถูกพาขึ้นมาดานบนของ ภาชนะได เนื่องจากของเหลวและแกส เมื่อไดรับพลังงานความรอนจะขยายตัวลอยสูงขึ้น จึงพาความรอน จาก ดานลางขึ้นมายังดานบนของภาชนะได ตัวอยางการพาความรอน การถายโอนความรอนโดยการพาความรอนที่เกิดขึ้นในธรรมชาติ ไดแก การเกิดลม ซึ่งเปนการ เคลื่อนที่ของอากาศ โดยอากาศรอนจะขยายตัวและลอยสูงขึ้น ในขณะที่อากาศเย็นจะเคลื่อนเขาไปแทนที่ ดัง ตัวอยางการเกิดลมบกและลมทะเล การเกิดลมบก ที่มา : https://images.app.goo.gl/xkpwx1Geev2vykmHA ในเวลากลางวัน อากาศเหนือพื้นดินรอน ลอยตัวสูงขึ้น อากาศเหนือพื้นน้ำเย็นกวา เคลื่อนที่เขามา แทนที่ เกิดลมพัดจากทะเลเขาสูฝง เรียกวา ลมทะเล ในเวลากลางคืน อากาศเหนือพื้นน้ำรอน ลอยตัวสูงขึ้น อากาศเหนือพื้นดินเย็นกวา เคลื่อนที่เขามา แทนที่ เกิดลมพัดจากบกออกสูทะเล เรียกวา ลมบก
40 การแผรังสีความรอน ความหมายของการแผรังสีความรอน การแผรังสีความรอน (heat radiation) เปนวิธีการถายโอนพลังงานความรอนจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุด หนึ่ง ซึ่งความรอนที่ออกจากแหลงกำเนิดพลังงานความรอนในรูปของคลื่นแมเหล็กไฟฟาสามารถเคลื่อนที่ไป ยังอีกจุดหนึ่ง โดยไมตองอาศัยตัวกลาง และมีอัตราเร็วในการเคลื่อนที่สูงมาก (ประมาณ 300,00 กิโลเมตร ตอ วินาที) เชน การแผรังสีความรอนจากดวงอาทิตยมายังโลก แสงและรังสีความรอนเปนคลื่นแมเหล็กไฟฟาเหมือนกัน แตการรับรูจากประสาทสัมผัสของคนเรา แตกตางกัน โดยทั่วไปพบวา แหลงกำเนิดใดใหพลังงานแสงก็มักจะใหพลังงานความรอนออกมาดวย เชน หลอดไฟฟาและกองไฟ การแผรังสีความรอน ที่มา : http://www.mstworkbooks.co.za/natural-sciences/gr7/gr7-ec-03.html การถายโอนความรอนของสสารอาจเกิดไดหลายวิธีพรอมกัน เชน การยางอาหารโดยใชกองไฟที่กำลัง เผาไหม ความรอนจะถายโอนจากกองไฟไปยังอาหารสดสวนหนึ่งโดยการพาความรอน ซึ่งอากาศรอนจากกอง ไฟจะเคลื่อนที่พาความรอนไปยังอาหารที่มีอุณหภูมิต่ำกวา ในขณะเดียวกันความรอนอีกสวนหนึ่งถายโอนได โดยการแผรังสีความรอนจากกองไฟไปยังอาหารโดยตรง การยางอาหารสดดวยกองไฟ ที่มา: https://images.app.goo.gl/cotKoksbrcaDhuwM6
41 ประโยชนการถายโอนความรอน จากการที่พลังงานความรอนสามารถถายโอนจากตำแหนงหนึ่งไปยังตำแหนงอื่น ๆ ไดนั้นเราได นำมาใชประโยชนมากมายในชีวิตประจำวัน เชน ขณะที่เราลงเลนน้ำในแมน้ำหรือเวลาที่เราอาบน้ำอุณหภูมิ ในรางกายจะสูงกวาอุณหภูมิของน้ำ ทำใหเกิดการถายโอนพลังงานความรอนจากรางกายไปสูน้ำเราจึงรูสึก เย็นสบาย หรือการที่ดวงอาทิตยสามารถถายโอนพลังงานความรอนมายังโลก โดยการแผรังสีความรอนทำให โลกของเรามีอุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตตาง ๆ นอกจากนี้เรายังนำหลักการถาย โอนความรอนมาใชประโยชนในชีวิตประจำวัน ดังนี้ 1) การออกแบบบานใหระบายความรอนไดดีนักเรียนลองสังเกต บานทรงไทยซึ่งจะมีลักษณะใตถุน สูงหนาจั่วหลังคาสูงมาก และมีชองอากาศเพื่อใหอากาศรอนที่ลอยสูงขึ้นระบายออกจากบานไดดี ทำใหมี อากาศเย็นจากภายนอกบานเคลื่อนเขามาแทนที่ ผูที่อาศัยในบานจึงมีความรูสึกเย็นสบาย การถายโอนความ รอนจากบานสูภายนอก มีทั้งการนำความรอนผานวัสดุที่เปนตัวบาน การพาความรอนโดยอากาศ และการแผ รังสีความรอนโดยตรงจากดวงอาทิตย บานทรงไทยที่มีการออกแบบใหระบายความรอนไดดี ที่มา : https://images.app.goo.gl/wick2VPvgTosWtND8
42 2) ใชทำภาชนะหุงตมในครัวเรือน โดยเลือกภาชนะที่นำความรอนไดดีจะสามารถถายโอนความ รอนที่ไดรับจากแหลงพลังงาน เชน แกสหุงตมเพื่อถายโอนใหแกอาหารจนอาหารสุก ดังนั้น ภาชนะที่นำความ รอนไดดีจะสูญเสียพลังงานความรอนนอยกวาภาชนะที่นำความรอนไดไมดี ภาชนะหุงตมทำจากวัสดุที่นำความรูไดดี ที่มา : http://m.exteen.com/blog/kruhew/read/1131725
43 สมดุลความรอน ความหมายของสมดุลความรอน สมดุลความรอน เปนการถายโอนพลังงานความรอนจากวัตถุที่มีพลังงานความรอนภายในสูงใหกับ วัตถุที่มีพลังงานความรอนภายในต่ำกวาจนอุณหภูมิภายในของวัตถุทั้งสองเทากัน ดวยวิธีการนำความรอน การ พาความรอน และการแผรังสีความรอน เมื่อวัตถุไดรับความรอนดวยการถายโอนความรอนจากตนกำเนิดไมวาจะดวยวิธีการใดก็ตาม จะสง ผลใหวัตถุมีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ สถานะ และขนาดของวัตถุได ซึ่งเปนขอความระมัดระวังในการนำ วัตถุ ตาง ๆ ไปใชประโยชนในชีวิตประจำวัน ตัวอยางการเกิดสมดุลความรอน ในกรณีที่เทน้ำลงในแกวซึ่งมีน้ำแข็งเต็มแกว น้ำแข็งสวนหนึ่งจะเกิดการละลาย ทำใหอุณหภูมิของน้ำ ผสมน้ำแข็งในขณะนั้นเปน 0 องศาเซลเซียส ตอมาน้ำถายโอนพลังงานความรอนที่มีอยูใหกับน้ำแข็ง น้ำแข็ง จึงเกิดการหลอมเหลวเปนน้ำ และน้ำแข็งตองใชพลังงานมากในการละลาย เมื่อตั้งทิ้งไวเปนเวลานานอากาศรอบภาชนะซึ่งมีอุณหภูมิสูงกวา 0 องศาเซลเซียส จะถายโอน พลังงานใหกับน้ำในแกว ทำใหน้ำแข็งละลายมากขึ้น อุณหภูมิของน้ำจึงเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ในที่สุดน้ำก็จะมี อุณหภูมิเทากับอุณหภูมิของอากาศในขณะนั้น ซึ่งถือวาเกิดสมดุลความรอนระหวางอากาศกับน้ำในแกว ตัวอยางการเกิดสมดุลความรอน ทีมา https://images.app.goo.gl/n499XdeLfq6qa7zH9
44 การหาอุณหภูมผสมของสสารและปริมาณตางๆ ที่เกี่ยวของเมื่อสสารสมดุลความรอน ถานำน้ำมวล 200 กรัม อุณหภูมิ 80 องศาเซลเซียส ผสมกับน้ำมวลเทากัน อุณหภูมิ 40 องศาเซลเซียส แลวรอ จนสมดุลความรอน โดยมีอุณหภูมิคงที่ที่ 60 องศาเซลเซียส จะคำนวณหาปริมาณความรอนที่นำถายโอนความ รอนระหวางกันไดดังนี้ เมื่อวิเคราะหสถานการณแลวพบวา ความรอนจะถายโอนจากน้ำอุณหภูมิ 80 องศาเซลเซียส ซึ่งมี อุณหภูมิสูงไปยังน้ำอุณหภูมิ 40 องศาเซลเซียส ซึ่งมีอุณหภูมิต่ำกวา น้ำที่มีอุณหภูมิ 80 องศาเซลเซียส จะ สูญเสียความรอนจนถึงสมดุลความรอนที่อุณหภูมิ 60 องศาเซลเซียส ปริมาณความรอนที่น้ำสูญเสีย คำนวณได จากสมการ Q = mc∆t ทำไดดังนี้ Q = mc∆t = 200 × 1 × (80-60) = 200 × 20 = 4,000 แคลอรี สวนน้ำที่มีอุณหภูมิ 40 องศาเซลเซียส ไดรับความรอน จนถึงสมดุลความรอนที่อุณหภูมิ 60 องศา เซลเซียส ปริมาณความรอนที่น้ำไดรับ คำนวณไดจากสมการ Q = mc∆t ทำไดดังนี้ Q = mc∆t = 200 × 1 × (60-40) = 200 × 20 = 4,000 แคลอรี เมื่อสสารเกิดการถายโอนความรอนจนสสารสมดุลความรอน สสารที่มีอุณหภูมิสูงกวาจะสูญเสียความ รอนในปริมาณที่เทากับปริมาณความรอนที่อีกสสารหนึ่งไดรับ ดังนั้น จึงสามารถเขียนสมการแสดงความ สัมพันธระหวางปริมาณความรอนที่สูญเสียและปริมาณความรอนที่ไดรับ เปนดังนี้ Q สูญเสีย = Q ไดรับ
45 ตัวอยางโจทยถาตองการผสมน้ำเพื่ออาบใหเด็กทารก โดยผสมน้ำมวล 4,000 กรัม ที่มีอุณหภูมิ 20 องศา เซลเซียส เขากับน้ำรอนมวล 2,000 กรัม อุณหภูมิ 80 องศาเซลเซียส จงคำนวณอุณหภูมิของน้ำเมื่อเกิดสมดุล ความรอน (ความรอนจำเพาะของน้ำเทากับ 1 แคลอรี/กรัม องศาเซลเซียส) แนวคิด วิเคราะหสถานการณแลวพบวา ความรอนจะถายโอนจากน้ำอุณหภูมิ 80 องศาเซลเซียส ไปยังน้ำที่มี อุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียส น้ำมวล m = 2,000 g อุณหภูมิของน้ำมวล m = 80 องศาเซลเซียส น้ำมวล m = 4,000 g อุณหภูมิของน้ำมวล m = 20 องศาเซลเซียส C ของน้ำ = 1 cal/g°C อุณหภูมิของน้ำเมื่อเกิดสมดุลความรอน = X องศาเซลเซียส น้ำอุณหภูมิ 80 องศาเซลเซียส จะมีอุณหภูมิลดลงเทากับ (80 - X) องศาเซลเซียส น้ำอุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียส จะมีอุณหภูมิลดลงเทากับ (X - 20) องศาเซลเซียส ปริมาณความรอนที่น้ำสูญเสีย เมื่อพิจารณาปริมาณความรอนที่น้ำอุณหภูมิ 80 องศาเซลเซียส สูญเสียไป หาไดจาก Q = mc∆t Q = 2,000 × 1 x ( 80-X) Q = 2,000 × ( 80 - X) Q = 160,000 – 2,000X แคลอรี ปริมาณความรอนที่น้ำไดรับ เมื่อพิจารณาปริมาณความรอนที่น้ำอุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียส สูญเสียไป หาไดจาก Q = mc∆t Q = 4,000 × 1 × ( X - 20) Q = 4,000 x ( X-20) Q = 4,000X-80,000 แคลอรี จากความสัมพันธ Qสูญเสีย = Qไดรับ 160,000 - 2,000X แคลอรี = 4,000X - 80,000 แคลอรี 160,000 + 80,000 = 4,000X+2,000X 240,000 = 6,000X ดังนั้น อุณหภูมิของน้ำขณะสมดุลความรอนเทากับ 24 องศาเซลเซียส
46 แบบฝกหัด เรื่อง การนำความรอน คำชี้แจง ใหนักเรียนตอบคำถามตอไปนี้ 1. ระบุวาในแตละเหตุการณตอไปนี้มีการถายโอนความรอนจากสิ่งใดไปสูสิ่งใด 1.1 น้ำแข็งที่ใสลงไปในน้ำหวาน ................................................................................................................................................................ 1.2 ซาลาเปารอนที่วางไวบนถาดพลาสติก ................................................................................................................................................................ 1.3 คนที่นั่งอยูกองไฟ ................................................................................................................................................................ 2. สสารในสถานอื่นนำความรอนไดเชนเดียวกับของแข็งหรือไม อยางไร .............................................................................................................................................................................. 3. ถาตองการเปรียบเทียบการนำความรอนของวัสดุ 2 ชนิด จะมีวิธีการอยางไร .............................................................................................................................................................................. 4. วัสดุที่นำความรอนไดมีสมบัติอยางไร และเรียกวาอะไร .............................................................................................................................................................................. 5. วัสดุที่ไมนำความรอนไดมีสมบัติอยางไร และเรียกวาอะไร .............................................................................................................................................................................. 6. วัสดุในสถานะใดนำความรอนไดดีที่สุด .............................................................................................................................................................................. 7. วัสดุที่นำความรอนไดระหวางเงินกับทองคำ ชนิดใดนำความรอนไดดีกวากัน .............................................................................................................................................................................. 8. ที่บริเวณหูหมอ หูกระทะ และดามตะหลิวจะหุมดวยวัสดุที่มีสมบัติอยางไร ..............................................................................................................................................................................