การพิจารณาสสาร ลูกบอล : เป็นสสาร เพราะมี มวล ปริมาตร และสัมผัสได้ เป็นสสาร เพราะมี มวล ปริมาตร และสัมผัสได้ : ปลา อากาศ : เป็นสสาร เพราะมีมวล ปริมาตร และสัมผัสได้(รับรู้ได้ว่ามีลมพัด) เป็นพลังงาน เพราะไม่สามารถชั่งนํ้าหนัก และไม่มีปริมาตร : แสงแดด เสียง : เป็นพลังงาน เพราะไม่สามารถชั่งนํ้าหนัก และไม่มีปริมาตร
การจําแนกสาร สาร (Substance) สารเนื้อผสม (Heterogeneous Substance) สารเนื้อเดียว (Homogeneous Substance) สารบริสุทธิ์ (Pure substance) สารละลาย (Solution) คอลลอยด์ (Collid) แขวนลอย (Suspension) สาร (Substance) ของเหลว (Liquid) ของแข็ง (Solid) แก๊ส (Gas) โลหะ อโลหะ ธาตุ (Element) สารประกอบ (Compound) กึ่งโลหะ ของผสม (Mixture) (แบ่งตามสถานะ) (แบ่งตามเนื้อสาร)
สถานะ แบ่งตาม ก๊าซ (Gas) ของแข็ง (Solid) ของเหลว (Liquid) รูปร่าง : แน่นอน เปลี˒ยนรูปร่างได้ยาก ปริมาตร : คงที˒ ไม่สามารถกดหรือบีบให้มีปริมาตรลดลงได้ อนุภาคของของแข็ง : เรียงชิดติดกันแน่น ทําให้ไม่สามารถเคลื˒อนที˒ได้ รูปร่าง : ไม่แน่นอน เปลี˒ยนรูปร่างไปตามภาชนะที˒บรรจุ ปริมาตร : ไม่คงที˒ สามารถกดหรือบีบให้มีปริมาตรลดลงได้ อนุภาคของของแก๊ส : อยู่ห่างกัน ทําให้อนุภาคเคลื˒อนที˒อิสระ จึงฟุ ˖งกระจายเต็มภาชนะที˒บรรจุเสมอ ไม่แน่นอน เปลี˒ยนรูปร่างตามภาชนะที˒บรรจุ : รูปร่าง คงที˒ ไม่สามารถกดหรือบีบให้มีปริมาตรลดลงได้ : ปริมาตร อยู่ชิดกัน แต่มีช่องว่างระหว่างอนุภาคทําให้เคลื˒อนที˒ได้บ้าง : อนุภาคของของเหลว
สารเนื้อเดียว (เนื้อสารกลมกลืนเป็นเนื้อเดียวกัน) ธาตุ สารประกอบ ● อะตอมชนิดเดียวกัน ● โลหะ อโลหะ กึ่งโลหะ สารบริสุทธิ์ (มีองค์ประกอบเพียงชนิดเดียว) สารละลาย (สาร 2 ชนิดผสมกัน ด้วยอัตราส่วนไม่คงที่) ตัวทําละลาย (Solvent) ตัวละลาย (Solute) ● สาร 2 ชนิดรวมตัวกัน ● มีคุณสมบัติแตกต่างจากเดิม ● อัตราส่วนที่ผสมกันคงที่ เช่น นํ้าเกลือ เกิดจาก นํ้า + เกลือ ตัวทําละลายคือนํ้า และตัวละลายคือ เกลือ การพิจารณาตัวทําละลายและตัวถูกละลาย สารที่นํามาผสมกันมีสถานะต่างกัน สารที่มีสถานะเหมือนกับสารละลาย จะเป็นตัวทําละลาย สารที่นํามาผสมกันมีสถานะเดียวกัน สารใดที่มีปริมาณมากกว่า จะเป็นตัวทําละลาย
สารเนื้อผสม นํ้าเกลือ นม นํ้าโคลน ขนาดอนุภาค เล็กกว่า 10-7 cm ขนาดอนุภาค เล็กกว่า 10-7 - 10-4 cm ขนาดอนุภาค ใหญ่กว่า 10-4 cm สมบัติ สารละลาย คอลลอยด์ สารแขวนลอย การมองเห็น อนุภาคของสาร องค์ประกอบ ไม่สามารถมองเห็นได้ แม้ผ่าน กล้องจุลทรรศน์ อิเล็กตรอน สามารถมองเห็นผ่าน กล้องจุลทรรศน์ อิเล็กตรอน สามารถมองเห็น ได้ด้วยตาเปล่า การตกตะกอน ไม่ตกตะกอน ไม่ตกตะกอน ตกตะกอน การละลายของ อนุภาค ละลาย ละลาย ไม่ละลาย การผ่าน เยื่อเซลโลเฟน อนุภาคผ่านเยื่อ เซลโลเฟนได้ อนุภาคผ่านเยื่อ เซลโลเฟนไม่ได้ อนุภาคผ่านเยื่อ เซลโลเฟนไม่ได้ การผ่านรู กระดาษกรอง อนุภาคผ่านรูกระดาษ กรองได้ อนุภาคผ่านรูกระดาษ กรองได้ อนุภาคไม่สามารถ ผ่านรูกระดาษ กรองได้
9 การแยกสาร
หัวข้อที่เราจะเรียนกัน การกรอง (Filtration) 02 ตกผลึก (Crystallization) 03 สกัดด้วยตัวทําละลาย (Extracted by solvent) 04 กลั่นลําดับส่วน 07 (Fractional distillation) กลั่นด้วยไอนํ้า 06 (Steam distillation) กลั่นธรรมดา 05 (Simple distillation) โครมาโทกราฟี 08 (Chromatography) วิธีง่าย หยิบออก แม่เหล็กดูด การร่อน ตกตะกอน กรวยแยก ระเหิด ระเหย แห้ง 01 กระบวนการแยกสาร (Purification Methods) ● การทําให้สาร (ของผสม) แยกตัวออกจากกัน และกลับมาเป็นสารบริสุทธิ์อีกครั้ง ● การแยกสาร สิ่งที่ต้องคํานึงถึง ต้องเลือกวิธีที่ง่ายและเหมาะสมที่สุด
วิธีหยิบออก การแยกเมล็ดข้าวเปลือกออกจากเมล็ดข้าวสาร การแยกเปลือกเมล็ดกาแฟออกจากเมล็ดกาแฟ มือ คีมคีบ โดยของแข็งต้องมีขนาดใหญ่พอที˒จะใช้มือหรืออุปกรณ์ หยิบออกได้ สารผสม : ที˒มีของแข็งผสมกับของแข็ง ที˒มีลักษณะต่างกันชัดเจน
วิธีใช้แม่เหล็กดูด แม่เหล็กดูดเหล็กจากกองขยะ ผงเหล็ก (มีสารแม่เหล็ก) แม่เหล็ก ผงเหล็กถูกดูด มากับแม่เหล็ก ทรายบริสุทธิ์ สารผสม : ที˒มีของแข็งผสมกับของแข็ง มีสารแม่เหล็ก ไม่มีสารแม่เหล็ก ทราย (ไม่มีสารแม่เหล็ก)
การร่อน ทราย + กรวด กระชอน ร่อนทราย ทรายที˒มีขนาดเหมาะสมกับ ความกว้างของรูกระชอน กรวด ทราย การร่อนแป˖งทําขนมด้วยตะแกรง การร่อนแป˖งทําขนมด้วยกระชอน สารผสม : ที˒มีของแข็งผสมกับของแข็ง ที˒มีขนาดต่างกัน แต่ไม่สามารถใช้มือหยิบได้ ต้องใช้อุปอุปกรณ์ที˒มีความกว้างของรูให้เหมาะสมกับขนาดอนุภาค เช่น ตะแกรง กระชอน
การตกตะกอน สารผสม ของเหลวและตะกอน แท่งแก้วคน ของเหลวแยกออกจากตะกอน สารผสม : ที˒มีของแข็งผสมกับของเหลว เครื˒องเหวี˒ยง (centrifuge) สารผสมจะมีลักษณะขุ่น แยกโดยตั˕งทิ˕งไว้ ของแข็งที˒แขวนลอยจะค่อยๆตกตะกอนรวมกันที˒ก้นภาชนะ สารส้ม ทําให้ตกตะกอนได้เร็วขึ˕น เพราะสารส้มมีอะลูมิเนียม(+) นํ˕าขุ่นส่วน มากเป็นตะกอนสารอินทรีย์(-) เมื˒อเติมสารส้มทําให้สารแขวนลอยจมลงได้ แขวนลอย
กรวยแยก ความหนาแน่นน้อยกว่าจะอยู่ด้านบน ความหนาแน่นมากกว่าจะอยู่ด้านล่าง ตั˕งทิ˕งไว้ สารผสม : ที˒มีของเหลวผสมกับของเหลว ไม่รวมเป็นเนื˕อเดียวกัน นําสารผสมเทใส่ในกรวยแยก ตั˕งทิ˕งไว้ นํ้า+นํ้ามัน นํ้า+อีเทอร์ นํ้า+คลอโรฟอร์ม เช่น
วิธีการระเหิด KCl+NH4Cl ให้ความร้อนช้าๆ สําลี กรวยแก้วควํ˒า NH4Cl บริสุทธิ์ ไอของ NH4Cl ชามระเหย โพแทสเซียมคลอไรด์ (KCl) : ของแข็งที˒ระเหิดไม่ได้ แอมโมเนียมคลอไรด์ (NH4Cl) : ของแข็งที˒ระเหิดได้ สารผสม : ที˒มีของแข็งผสมกับของแข็ง ระเหิดได้ ระเหิดไม่ได้ ไอโอดีน ลูกเหม็น(แนฟทาลีน) นํ˕าแข็งแห้ง การบูร พิมเสน NH4Cl
ไอนํ˕า วิธีการระเหยแห้ง ตะแกรง ขาตั˕ง ให้ความร้อน ตัวทําละลายจะระเหยไปจนหมดเหลือตัวละลายติดอยู่ที˒ก้นภาชนะ สารผสม : ที˒มีของแข็งผสมกับของเหลว นํ้าเกลือ ตัวละลาย ตัวทําละลาย รวมเป็นเนื˕อเดียวกัน เกลือ
การทํานาเกลือ วิธีการระเหยแห้ง ➊ สูบนํ˕าทะเลเข้า นา นํ˕าทะเล มี NaCl ละลายอยู่ในรูป Na+ และ Cl- ➋ เมื˒อนํามาตากแดด ความร้อนจากดวงอาทิตย์ จะทําให้นํ˕าทะเลในนาเกลือ ซึ˒งมีจุดเดือดตํ˒ากว่า 100 ൦C ระเหยกลายเป็นไอ ➌ เกลือสมุทร โซเดียมคลอไรด์(NaCl) มีจุดเดือดสูง 1413 ൦C อยู่ในรูปผลึกของแข็ง
วิธีการกรอง กรวยกรอง กระดาษกรอง ของแข็ง ของเหลว สารผสม : ที˒มีของแข็งผสมกับของเหลว ไม่ละลาย ไม่รวมเป็นเนื˕อเดียวกัน ไม่สามารถผ่านกระดาษกรองได้ การกรองนํ˕ากระทิ การกรองกากกาแฟ
การตกผลึก สารผสม : ที˒มีของแข็งผสมกับของเหลว ละลาย ให้ความร้อน ให้ความร้อน ทําสารละลายให้อิ่มตัวที˒ T สูงแล้วลด T ทําให้เย็นลง ตัวละลายที˒มีอยู่มากเกินพอในสารละลาย จะแยกตัวออกจากสารละลาย ในรูปผลึกที˒เป็นสารบริสุทธิ์ สารละลายที่มีตัวละลาย ละลายอยู่เต็มความสามารถในการละลาย ของแข็งในของเหลวที่อุณหภูมิกําหนด ผลึกบริสุทธิ์ ➊ ➋ ❹ ➌
ตัวอย่างการตกผลึก สาร ความสามารถในการละลายในนํ˕าเป็นกรัมต่อนํ˕า 100 g ที˒อุณหภูมิต่างๆ 0 ൦C 20 ൦C 60 ൦C 100 ൦C AgNO3 122 222 525 952 KNO3 13.3 31.6 110 246 โจทย์ มีสารผสม 400 กรัม โดยผสม AgNO3 และ KNO3 อย่างละ 200 กรัม ถ้าต้องการเตรียม KNO3 ที˒บริสุทธิ์จะมีวิธีการอย่างไร สาร ผสม นํ˕า 100 g อุณหภูมิ 100 ൦C สารทั˕งสองชนิดจะละลายนํ˕าได้หมด กรองสารขณะร้อน เพราะอาจมีฝุ˓นละลอง เจือปนอยู่ก็ได้ ลดอุณหภูมิ 20 ൦C AgNO3 ละลายหมด KNO3 ละลายเพียง 31.6 g จึง ตกผลึก = 200-31.6 = 168.4 g กรองผลึก ล้างผลึกด้วยเอทานอล ทําให้ผลึกแห้ง
การสกัดโดยตัวทําละลาย สารผสม : ที˒มีของแข็งหรือของเหลวผสมกับของเหลว อาศัยสมบัติการละลายของสารในตัวทําละลาย ต้องเลือกตัวทําละลายที˒เหมาะสม ● ละลายในสารที˒ต้องการได้ดี ● ไม่ละลายสารอื˒นที˒ไม่ต้องการสกัด ● ไม่ทําปฏิกิริยากับสารที˒ต้องการสกัด ● ตัวทําละลายต้องแยกออกได้ง่าย เมื˒อเราเทนํ˕าร้อนลงในใบชา นํ˕าจะค่อยๆ มีสีเข้มขึ˕น สารอาหารในใบชาได้ละลายออกมา เป็นนํ˕าชา ในทางเคมีเรียกกระบวนการเช่นนี˕ว่า “การสกัดสารด้วยตัวทําละลาย” วิตามินบี วิตามินซี วิตามินอี กรดอะมิโน คาเฟอีน ธิโอฟิลลีน EGCG และอื˒นๆ ใช้แยกสารที˒ต้องการออกจากส่วนต่างๆ ของพืช การชงชา” คือ กระบวนการแยกสารด้วยเทคนิคการสกัดด้วยตัวทําละลาย
การกลั่นธรรมดา นํ˕า (ออก) นํ˕า (เข้า) คอลัมน์ (Condenser) สารผสม : ที˒มีของแข็งผสมกับของเหลว รวมเป็นเนื˕อเดียวกัน ไอควบแน่นกลับมาเป็นของเหลวอีกครั˕ง ระเหยง่าย ระเหยยาก สารละลายที˒มีจุดเดือดต่างกันมากๆ > 20 ൦C สารบริสุทธิ์ ระเหยง่ายออกมาก่อน ของเหลวกลายเป็นไอ จุดเดือดต่างกันมากยิ˒งดี
ตัวอย่าง การกลั่นธรรมดา นํ˕า (ออก) สาร Y ที˒มีจุดเดือดตํ˒ากว่าจะกลายเป็นไอ เข้าสู่เครื˒องควบแน่น นํ˕า (เข้า) สารผสม X+Y X มีจุดเดือด 95 ൦C Y มีจุดเดือด 55 ൦C เมื˒อให้ความร้อนแก่สารผสม ทําให้สารละลาย มีอุณหภูมิสูงขึ˕นเรื˒อยๆ จนถึง 55 ൦C Y Y Y X ค้างอยู่ในภาชนะเดิม สาร Y
การกลั่นด้วยไอนํ้า เช่น กลั˒นนํ˕ามันหอมระเหยออกจากส่วนต่างๆของพืช ให้ความร้อน เทอร์โมมิเตอร์ นํ˕าออก นํ˕าเข้า 100 ൦C นํ˕าเดือดกลายเป็นไอ ไอพานํ˕ามันหอมระเหยในพืชซึ˒งมี จุดเดือดตํ˒า เดือดตามไอนํ˕า เข้าสู่เครื˒องควบแน่น ควบแน่น ของเหลว ของเหลวเป็น 2 ชั˕น ไปแยกด้วย กรวยแยกต่อ สารผสม : สารจุดเดือดตํ่าผสมกับนํ้า ระเหยง่าย ไม่ละลาย ไม่ทํา ปฏิกิริยากับนํ้า
การกลั่นลําดับส่วน สารผสม : สารจุดเดือดใกล้เคียงกัน 2-20 ൦ C โดยใช้คอลัมน์แก้วที˒ทําหน้าที˒กลั˕นสาร ให้ระเหยออกไปได้ช้าลง ทําให้สารแยกออกจากกันได้ดีขึ˕น ของผสม X Y Z มีจุดเดือด 60 55 และ 65 ൦C ตามลําดับ ให้ความร้อน สาร Y จะแยกตัวออกมาก่อน ตามด้วย X และ Z
การกลั่นลําดับส่วนแบบใช้หอกลั่น การกลั˒นนํ˕ามันปิโตเลียม ปิโตเลียม คือสารประกอบไฮโดรคาร์บอนมากกว่า 100 ชนิด สารประกอบไฮโดรคาร์บอนมีจุดเดือดใกล้เคียงกันมากๆ สารที˒มีจุดเดือดตํ˒า จะระเหยและแยกตัวออกมาก่อน ผลิตภัณฑ์ที˒ได้ ยังคงเป็นสารที˒ไม่บริสุทธิ์
โครมาโทกราฟี สารผสม (ไม่ทราบองค์ประกอบ) สารผสม : สารอินทรีย์ที่ผสมกันอยู่ สาร (ทราบองค์ประกอบ) ตัวทําละลาย ตัวดูดซับ เส้นเริ˒มต้น เส้นสิ˕นสุด ระยะทางที˒ ตัวทําละลายเคลื˒อนที˒ X สารที˒ละลายในตัวทําละลายได้ดี และถูกดูดซับได้น้อย จะเคลื˒อนที˒ได้ไกลกว่า สารที˒ละลายใน ตัวทําละลายได้ไม่ดี และถูกดูดซับได้มาก จะเคลื˒อนที˒ได้น้อยกว่า ระบบโครมาโทกราฟี ● ตัวทําละลาย ● ตัวดูดซับ โดยใช้สมบัติการละลายในตัวทําละลายและการถูกดูดซับด้วยกระดาษได้แตกต่างกัน ● สารต่างชนิดกัน มีความสามารถในการละลายในตัวทําละลายได้ตางกัน ● สารต่างชนิดกันมีความสามารถในการถูกดูดซับด้วยตัวดูดซับได้ต่างกัน A B
การคํานวณ Rf การหาอัตราส่วนระหว่างระยะทางที˒ตัวละลายเคลื˒อนที˒ไปบนตัวดูดซับ ต่อ ระยะทางที˒ตัวทําละลายเคลื˒อนที˒ไปบนตัวดูดซับ ผลการทดลองโครมาโทกราฟี 10 cm 4 cm 9 cm Rf = ระยะทางที˒สารเคลื˒อนที˒ ระยะทางที˒ตัวทําละลายเคลื˒อนที˒ Rf (A) = = 0.4 Rf (B) = = 0.9 Rf เท่ากันเป็นสารเดียวกัน จากผลการทดลอง ● ตัวดูดซับคือกระดาษ ลําดับการถูกดูดซับ A > B ● ลําดับความสามารถในการละลายในตัวทําละลาย B > A ● สาร X เกิดจุด 2 จุด แสดงว่าประกอบด้วยสารบริสุทธิ์อย่างน้อย 2 ชนิด X A B ● หากจุดของสาร เคลื˒อนที˒ติดกัน แก้ไขโดยเปลี˒ยนตัวทําละลายหรือตัวถูกดูดซับ ค่า Rf มากละลายได้มากถูกดูดซับน้อย Rf มีค่าสูงสุด 1
การเปลี่ยนแปลงของสสาร การเปลี่ยนแปลงทางเคมี การเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ 02 01
การเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ ไม่เกิดสารใหม่ องค์ประกอบภายในและคุณสมบัติทางเคมีเหมือนเดิม เปลี่ยนกลับคืนสภาพเดิมได้ นํ้า (ของแข็ง) มีสูตรเคมี H2O เหมือนเดิมไม่เกิดสารใหม่ คุณสมบัติทางเคมีเหมือนเดิม เช่น จุดเดือด 100 ൦C สามาระเปลี˒ยนสถานะจากของแข็งเป็นของเหลวได้โดยตั˕งทิ˕งไว้ นํ้า (ของเหลว) มีสูตรเคมี H2O เหมือนเดิมไม่เกิดสารใหม่ คุณสมบัติทางเคมีเหมือนเดิม เช่น จุดเดือด 100 ൦C สามารถเปลี˒ยนสถานะจากของเหลวเป็นของแข็งได้โดยแช่แข็ง
การเปลี่ยนสถานะของสาร การเพิ่มหรือลดอุณภูมิ จะทําให้สารเปลี่ยนสถานะ รูปร่างและขนาดของสารเปลี˒ยนแปลงไปแต่ยังคงเป็นสารเดิมอยู่ หลอมเหลว ระเหย ระเหิด แข็งตัว ควบแน่น ระเหิดกลับ ดูดความร้อน คายความร้อน
การเปลี่ยนแปลงทางเคมี เกิดสารใหม่ องค์ประกอบภายในและคุณสมบัติทางเคมีเปลี˒ยนแปลง เปลี˒ยนกลับคืนสภาพเดิมไม่ได้
การเปลี่ยนแปลงทางเคมี การบูดเน่าของอาหาร การสุกของผลไม้ การระเบิดและการเผาไหม้ การเกิดสนิม
การเปลี่ยนแปลงทางเคมี การย่อยอาหาร การสังเคราะห์ด้วยแสง การหมักปุ๋ยหมัก การหมักผลไม้ด้วยยีสต์ ไวน์
สารทําความสะอาด 1 ผงซักฟอก มีสารลดแรงตึงผิว มีสารทําความสะอาด มีฟอสเฟต ลดความกระด้างของนํ้า ผงซักฟอก 2 แชมพู ทําจากเกลือซัลเฟส แชมพู 3 ยาสีฟัน มีสารฟลูออไรด์ ป้องกันฟันผุ ยาสีฟัน 4 สบู่ ทําจากเกลือของกรดไขมัน สบู่
สารในเครื่องดื่ม สุราหรือเหล้า เอทิลแอลกอฮอล์ ดูดซึมที่กระเพาะอาหาร 01 นํ้าอัดลม นํ้า นํ้าตาล แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ 02
สารปรุงแต่งอาหาร ผงชูรส ● มีโนโซเดียมกลูตามเมต ● ช่วยให้อาหารมีรสชาติอร่อย ● โทษ แพ้ผงชูรส มีผลต่อเด็กตั˕ง ครรภ์ สีผสมอาหาร ● สีสันอาหารสวยงาม ● สีสังเคราะห์ ● สีธรรมชาติ บอแรกซ์ ● ทําให้อาหารกรอบ ● คลื˒นไส้ อาเจียน ผื˒นคัน ● ช็อกถึงตายได้
การจําแนกสารโดยใช้สมบัติความเป็นกรด-เบส กระดาษลิตมัส (litmus paper) สารที˒ใช้ทดสอบทําปฏิกิริยากับกระดาษลิตมัส ทําให้สามารถจําแนกสารดัง กล่าวได้เป็น 3 ประเภท ดังนี˕ ● สารที˒เปลี˒ยนกระดาษลิตมัสจากสีนํ˕าเงินเป็นแดง เป็นกรด ● สารที˒เปลี˒ยนกระดาษลิตมัสจากสีแดงเป็นนํ˕าเงิน เป็นเบส ● สารที˒ไม่ทําปฏิกิริยากับกระดาษลิตมัสทั˕งสีแดงและสีนํ˕าเงิน เป็นกลาง ถ้ามีสมบัติเป็นกรด จะมีค่า pH < 7 กลาง pH = 7 ถ้ามีสมบัติเป็นเบส จะมีค่า pH > 7 ค่า pH คือค่าที˒ใช้วัดความเป็นกรด-เบสของสาร โดยมีค่าตั˕งแต่ 0-14 กระดาษยูนิเวอร์ซัลอินดิเคเตอร์ (universal indicator Paper) ทําได้โดยการนําสารนั˕นไปทดสอบกับกระดาษลิตมัสหรือกระดาษยูนิเวอร์ซัลอินดิเคเตอร์ซึ˒งบ่งบอกค่า pH
กรด มีรสเปรี˕ยว pH < 7 เช่น นํ้าอัดลม ผลไม้รสเปรี้ยว นํ้าส้มสายชู เปลี่ยนกระดาษลิตมัสจากสีนํ้าเงินเป็นแดง
เบส pH > 7 มีรสฝาด ลื˒นมือ เช่น ยาลดกรดในกระเพาะ ยาสีฟัน สบู่ ผงซักฟอก เปลี่ยนกระดาษลิตมัสจากสีแดงเป็นนํ้าเงิน
สารที่มีสมบัติเป็นกลาง เมื˒อทดสอบด้วยกระดาษลิตมัสทั˕งสีแดงและสีนํ˕าเงินแล้วไม่เกิดการเปลี˒ยนแปลง เช่น นํ˕าเกลือ นํ˕ากลั˒น นํ˕า แอลกอฮอล์ล้างแผล
12 แรง
หัวข้อที่เราจะเรียนกันนะ แรงลัพธ์ แรงโน้มถ่วง โมเมนต์ของแรง แรงเสียดทาน แรงลอยตัว
ความหมายของแรง สิ˒งที˒ทําให้วัตถุเคลื˒อนที˒จากจุดหยุดนิ˒งหรือ สิ˒งที˒ทําให้เปลี˒ยนแปลงสภาพการเคลื˒อนที˒ เร็วขึ˕น ช้าลง หยุด ตัวอย่าง แรงดึง แรงดัน แรงลัพธ์ แรงโน้มถ่วง แรงเสียดทาน แรงพยุง หน่วย นิวตัน (N) หรือ กิโลกรัม×เมตรต่อวินาที สูตรหาแรง F = ma คือ แรง = มวล×ความเร่ง แรงเป็นเวกเตอร์ ต้องบอกทั˕งปริมาณและทิศทาง
แรงลัพธ์ ทิศตรงกันข้าม การหักล้างของแรง แรงลัพธ์ = ผลหักล้างของแรง ทั้งสอง จะเคลื่อนที่ไปในทิศทางที่มีแรงมากกว่า ทิศเดียวกัน การรวมแรง แรงลัพธ์ = ผลรวมของแรงทั้งสอง จะเคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียวกับทิศของแรงที่มากระทํา F1 = 2 นิวตัน F2 = 5 นิวตัน F1 F = 7 นิวตัน 2 = 3 นิวตัน แรงลัพธ์ = F1 + F2 = 2 + 5 นิวตัน = 7 นิวตัน (ทิศทางของแรงไปทางขวา) แรงลัพธ์ = F1 - F2 = 7 - 3 นิวตัน = 4 นิวตัน ทิศทางเดียวกับ F1 กรณีแรงในระนาบเดียวกัน เมื่อมีแรงหลายแรงกระทําต่อวัตถุ แรงทั้งหมดจะรวมกันเหมือนเป็นแรง ๆ เดียว เราเรียกว่า แรงลัพธ์
แรงเสียดทาน แรงผลัก แรงเสียดทาน แรงต้านการเคลื˒อนที˒ของวัตถุที˒เราผลักหรือดึง เกิดที˒ผิวสัมผัสระหว่างวัตถุ มีทิศทางตรงข้ามกับทิศที˒เราออกแรง ออกแรง = แรงเสียดทาน วัตถุไม่เคลื˒อนที˒ ออกแรง > แรงเสียดทาน วัตถุเคลื˒อนที˒ ผิวสัมผัสระหว่างวัตถุ
ประเภทของแรงเสียดทาน แรงเสียดทานสถิต (Static Friction, Fs ) เกิดขึ้นเมื่อวัตถุยังไม่มีการเคลื่อนที่(หยุดนิ่ง) และจะมีค่าสูงสุด ➊ เมื่อวัตถุเริ่มเคลื่อนที่ เช่น ออกแรงผลักรถแล้วรถยังหยุดนิ่ง แรงเสียดทานจลน์ (Kinetic Friction, Fk ) เกิดขึ้นขณะที่วัตถุกําลังเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงตัว ➋ เช่น การกลิ้งของวัตถุ การปั่ นจักรยาน แบ่งออกเป็น 2 ประเภท ตามลักษณะการเคลื่อนที่ของวัตถุคือ
ปัจจัยที่มีผลต่อแรงเสียดทาน นํ้าหนัก นํ้าหนักหรือแรงกดของวัตถุที่กดลงบนพื้น ➋ (ตั้งฉากผิวสัมผัส) ถ้ามีมาก แรงเสียดทานจะมาก ลักษณะผิวสัมผัส ผิวขรุขระหรือหยาบ➠ มีแรงเสียดทานมาก ผิวเรียบ ลื่น ➠ มีแรงเสียดทานน้อย ➊ ผิวขรุขระหรือหยาบมีแรงเสียดทานมาก ทราย หญ้า กรวด มีการเสียดสีมาก ผิวเรียบ ลื่น แรงเสียดทานน้อย เช่น กระเบื้อง กระจก พลาสติก ถ้ามีมาก แรงเสียดทานจะมาก ถ้ามีน้อย แรงเสียดทานจะน้อย แรงผลัก แรงผลัก ผิวสัมผัส ผิวสัมผัส นํ˕าหนัก หรือแรงกดของวัตถุ 20 นิวตัน 10 นิวตัน แรงเสียดทาน แรงเสียดทาน
การลดแรงเสียดทาน 01 นํ้ามันหล่อลื่น จาระบี นํ้ามันเครื่อง 03 รูปทรงเพียวลม ลดแรงต้าน 02 ออกแบบอุปกรณ์ ตลับลูกบิด ล้อรถ
การเพิ่มแรงเสียดทาน เพิ˒มผิวให้หยาบหรือขรุขระ ยางรถ ดอกยางเป็นลวดลายเกาะถนนได้ดี การหยุดรถต้องเพิ˒มแรงเสียดทานที˒เบรก ลวดลายพื˕นรองเท้า เกาะพื˕นได้ดี ผิวขรุขระของกระเบื˕องกันลื˒นในห้องนํ˕า
แรงโน้มถ่วง เกิดจากมวลของโลกกระทําต่อมวลวัตถุ ทิศเข้าสู่ศูนย์กลางของโลก นํ˕าหนัก (W) = mg หน่วย นิวตัน(N) m คือมวลของวัตถุ g คือค่าความเร่ง เนื˒องจากแรงโน้มถ่วงโลก ประมาณ 9.8 m/s2 บางทีใช้ 10 m/s2 มวล & นํ้าหนัก ● มวลคือปริมาณสาร หน่วยเป็น kg ● นํ˕าหนัก คือแรงของมวลโลกกระทําต่อมวลของวัตถุ หน่วยเป็นนิวตัน
ตัวอย่างแรงโน้มถ่วง จากโจทย์ ลูกบอลเหล็กมีมวล(m) = 7 kg ความเร่ง (g) = 10 m/s2 หา นํ˕าหนัก (W) วิธีทํา จากสูตร W = mg W = 7 kg × 10 m/s2 = 70 kg/ms-2 หรือ 70 นิวตัน ลูกบอลเหล็กมีมวล 7 กิโลกรัม จะมีนํ้าหนักเท่าใด