แผนการจัดการเรียนรู้หน่วยที่ 16 เรื่อง ความร้อนและแก๊ส

แผนการจัดการเรียนรู้ โ ร ง เ รี ย น น้ำ โ ส ม พิ ท ย า ค ม

หน่วยการเรียนรู้ที่ 16

ความร้อนและแก๊ส
รายวิชา ฟิสิกส์เพิ่มเติม5 ว30205

ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6
ภาคเรียนที่ 1 ปีการศึกษา 2565

น า ย ภ า นุ เ ด ช คำ ห ล้ า

รหัสประจำตัวนักศึกษา 62040113114
สาขาวิทยาศาสตร์ทั่วไปและฟิสิกส์
มหาวิทยาลัยราชภัฏอุดรธานี

แผนการจัดการเรียนรู้
วิชาฟิสิกสเ์ พมิ่ เติม ว30205
กล่มุ สาระการเรียนรู้วิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี
หน่วยการเรียนร้ทู ี่ 16 ความร้อนและแกส๊
ระดับชั้นมัธยมศกึ ษาปที ี่ 6 โรงเรียนนา้ โสมพทิ ยาคม

นายภานเุ ดช คาหลา้
รหัสประจาตัวนักศกึ ษา 62040113114

สาขาวิทยาศาสตรท์ ่ัวไปและฟสิ ิกส์

การปฏิบตั กิ ารสอนในสถานศึกษา 1
รหัสวชิ า ED16401 (INTERNSHIP IN SCHOOL 1)

คณะครศุ าสตร์ มหาวิทยาลยั ราชภัฏอุดรธานี
ภาคเรียนท่ี 1 ปีการศกึ ษา 2565

ก

คานา

แผนการจดั การเรียนรู้ รายวชิ าฟิสกิ ส์เพ่ิมเติม 5 รหสั วชิ า ว30205 ชัน้ มัธยมศึกษาปีท่ี 6
จดั ทาข้ึนเพ่อื ใช้เป็นแนวทางในการจดั การเรียนการสอนใหม้ ปี ระสทิ ธิภาพ และบรรลตุ ามมาตรฐานการเรียนรู้/
ตัวชี้วัด ที่กาหนดไวใ้ นหลกั สูตรแกนกลางการศึกษาข้ันพ้นฐานพุทธศักราช 2551 (ฉบบั ปรับปรุง 2560)
ผ้จู ดั ทาจึงได้ศกึ ษาสาระการเรยี นรู้ มาจัดทาแผนการจัดการเรียนรใู้ นครง้ั นี้

แผนการจัดการเลม่ ท่ี 2 น้ี ประกอบไปดว้ ย แผนการจดั การเรยี นรูท้ ่ี 2 เร่ือง ความร้อนและแก๊ส
ผจู้ ดั ทาหวงั เป็นอย่างยิง่ วา่ แผนการจัดการเรียนร้ฉู บบั นี้ จะสามารถนาไปใช้ประกอบการจัดการเรียน
การสอนรายวชิ าฟสิ กิ สเ์ พิม่ เติม และเกิดประสทิ ธิภาพแก่ผ้เู รยี น

นายภานุเดช คาหลา้
นกั ศกึ ษาฝึกประสบการณ์วิชาชีพครู
สาขาวทิ ยาศาสตรท์ ั่วไปและฟสิ ิกส์ คณะครศู าสตร์

สารบัญ ข

คานา ก
สารบัญ ข

หนว่ ยการเรยี นรทู้ ่ี 16 ความรอ้ นและแก๊ส 1
13
แผนการจัดการเรียนรทู้ ี่ 1 เร่ือง พลงั งานความร้อน 23
แผนการจดั การเรียนรู้ที่ 2 เรื่อง สมดลุ ความร้อน 33
แผนการจดั การเรยี นรทู้ ่ี 3 เรอ่ื ง แกส๊ อุดมคติ 45
แผนการจดั การเรียนรทู้ ี่ 4 เร่ือง ทฤษฎีจลนข์ องแกส๊ 54
แผนการจดั การเรียนร้ทู ่ี 5 เรื่อง พลังงานในระบบ
แผนการจัดการเรียนร้ทู ่ี 6 เรอื่ ง กฏขอ้ ท่ีหนึง่ ของอุณหพลศาสต์

2

แผนการจัดการเรียนร้ทู ี่ 1 ภาคเรียนท่ี 1
รายวชิ า ฟิสิกส์เพ่มิ เติม 5
สาระการเรยี นรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
รหสั วชิ า ว30205 จานวน 12 ชัว่ โมง
หนว่ ยการเรียนรู้ ความร้อนและแก๊ส ชัน้ มธั ยมศึกษาปที ี่ 6
แผนการจัดการเรยี นรู้ เร่อื ง พลังงานความรอ้ น
สอนโดย นายภานเุ ดช คาหล้า เวลา 2 ชวั่ มง

1. สาระวิทยาศาสตรเ์ พ่ิมเติม เรอื่ ง พลังงานความร้อน

2. มาตรฐานการเรียนรู้
สาระที่ 4 เข้าใจความสัมพันธ์ของความร้อนกับการเปลี่ยนอุณหภูมิและสถานะของสสาร สภาพ

ยืดหยุน่ ของวสั ดแุ ละมอดุลัสของยัง ความดันในของไหล แรงพยุงและหลักของอารค์ ิมีดีส ความตึงผิวและแรง
หนืดของของเหลว ของไหลอุดมคติละสมการแบร์นลู ลี กฎของแก๊ส ทฤษฎีจลน์ของแก๊สอุดมคติ และพลังงาน
ในระบบ ทฤษฎีอะตอมของโบร์ ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก ทวิภาวะของคลื่นและอนุภาค กัมมันตภาพรงั สี
แรงนิวเคลียร์ ปฏิกริ ิยานิวเคลียร์ พลงั งานนิวเคลยี ร์ ฟสิ ิกส์อนุภาค รวมทง้ั นาความรู้ไปใชป้ ระโยชน์

3. ผลการเรยี นรู้
1. อธิบาย และคานวณความร้อนท่ที าให้สสารเปลี่ยนอณุ หภูมคิ วามร้อนท่ีทาใหส้ สารเปลีย่ นสถานะ

และความรอ้ นทเี่ กดิ จากการถา่ ยโอนตามกฎการอนุรักษ์พลังงาน

4. สาระสาคญั
อุณหพลศาสตร์ (thermodynamics) เป็นการศึกษากระบวนการเปลี่ยนแปลงระหว่างความร้อน

และพลงั งานกล ระดับความรอ้ นของวัตถสุ ามารถระบุไดด้ ้วยอณุ หภูมิ (temperature) อปุ กรณท์ ่ใี ช้วัดอณุ หภูมิ
เรียกว่าเทอร์มอมเิ ตอร์ (thermometer) หนว่ ยวดั อุณหภมู ทิ ่ีใชท้ ัว่ ไปคือ องศาเซลเซียส (degree Celsius, °C)
แต่การศึกษาในวิชาอุณหพลศาสตร์ใช้อุณหภูมิในหน่วย เคลวิน (Kelvin, K) ซึ่งบางครั้งเรียกว่า อุณหภูมิ
สมั บูรณ์ (absolute temperature) เม่ือสสารไดร้ บั หรอื คายความร้อน สสารอาจมอี ุณหภูมเิ ปล่ียนไปหรืออาจ
เปลี่ยนจากสถานะหนึ่งไปอีกสถานะหนึ่งโดยอุณหภูมิไม่เปลี่ยนแปลง กรณีที่สสารมีอุณหภูมิเปลี่ยนไป
อัตราส่วนระหว่างความร้อนที่ให้แก่สารต่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น เรียกว่า ความจุความร้อน (heat capacity, C)
ส่วนความจคุ วามร้อนต่อหนง่ึ หนว่ ยมวลจะข้นึ กับสารแต่ละชนิด เรยี กว่า ความร้อนจาเพาะ (specific heat, c)
ความร้อนท่ที าใหส้ สารเปลย่ี นอุณหภมู คิ านวณไดจ้ ากสมการ = ∆ กรณที ส่ี สารเปลีย่ นสถานะหน่ึง
ไปอีกสถานะหนึ่ง โดยอุณหภูมิไม่เปลี่ยนแปลงความร้อนที่ใช้ในการเปลี่ยนสถานะของสารหนึ่งหน่วยมวล
เรียกว่า ความร้อนแฝง (latent heat, L) ความร้อนที่ทาให้สสารเปลี่ยนสถานะคานวณได้จากสมการ

=

3

5. จุดประสงค์การเรยี นรู้
5.1 จุดประสงคด์ ้านความรู้ (K)
1. นกั เรยี นมีความเข้าใจเกย่ี วกบั ความสมั พนั ธร์ ะหวา่ งการเปลีย่ นอุณหภมู ิกบั ความจุความรอ้ น ความ
ร้อนจาเพาะได้
2. นักเรียนมีความเขา้ ใจเกี่ยวกับเปลี่ยนสถานะของสสารท่ีเก่ียวข้องกับความร้อนแฝงได้
5.2 จุดประสงคด์ ้านกระบวนการ (P)
1. นกั เรียนสามารถคานวณความร้อนในการเปล่ยี นแปลงของสถานะหรอื อณุ หภูมิ
5.3 จุดประสงค์ดา้ นคณุ ลกั ษณะ (A)
1. นกั เรียนมคี วามรว่ มมือในการทางาน

6. สมรรถนะสาคัญของผ้เู รียน
1. ความสามารถในการสื่อสาร
- การอธิบาย การเขยี น การพดู หน้าช้นั เรยี น
2. ความสามารถในการคดิ
- การสงั เกต การคดิ วิเคราะห์ การเปรยี บเทยี บ การจัดระบบความคิดเปน็ แผนภาพ การสร้าง
คาอธบิ าย การอภปิ ราย การสอ่ื ความหมาย การสบื คน้ โดยใชก้ ระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์
3. ความสามารถในการใช้เทคโนโลยี
4. ความสามารถในการแกป้ ญั หา

7. คณุ ลักษณะอันพงึ ประสงค์
ใฝ่เรียนรู้
แสวงหาความรจู้ ากแหลง่ เรยี นรูต้ ่าง ๆ ทัง้ ภายในและภายนอกโรงเรียนดว้ ยการเลือกใชส้ ื่ออย่าง

เหมาะสม บนั ทกึ ความรู้ วเิ คราะห์ สรุปเป็นองคค์ วามรู้ สามารถนาไปใช้ในชวี ิตประจาวนั ได้
มุง่ มั่นในการทางาน
มีความตั้งใจปฏิบัติหน้าท่ีท่ีไดร้ ับมอบหมายดว้ ยความเพียรพยายาม ทมุ่ เทกาลงั กาย กาลงั ใจ ในการ

ปฏิบัตกิ ิจกรรมต่างๆ ให้สาเรจ็ ลลุ ว่ งตามเป้าหมายทีก่ าหนดด้วยความรบั ผิดชอบ และมคี วามภาคภมู ิใจใน
ผลงาน

8. ภาระงาน/ชน้ิ งาน
- ใบงานท่ี 1 เรือ่ ง พลงั งานความร้อน

4

9. กระบวนการจดั การเรยี นรู้

ขัน้ ที่ 1 ขน้ั สรา้ งความสนใจ (Engagement)

1.1 นกั เรียนและครูร่วมกนั สนทนา เกย่ี วกบั เร่อื ง “อณุ หภูม”ิ

- อุณหภมู มิ ีสเกลอะไรบ้าง

(องศาเซลเซยี ส องศาฟาเรนไฮต์ เควิน องศาโรเมอร์)

- จดุ เดือดและจดุ เยอื กแข็งของนา้ มีก่ีองศา

(จดุ เดอื ด 100 องศาเซลเซียส จุดเยอื กแข็ง 0 องศาเซลเซียส)

- พารามิเตอรท์ ี่ใชว้ ัดอุณหภูมิ มชี ือ่ ว่าอย่างไร

(เทอรโ์ มมิเตอร์)

- สมการที่ใช้สาหรับเปล่ยี นอุณหภมู ิ

= = −273 = −32
54 5 9

ขั้นที่ 2 ข้นั สารวจและคน้ หา (Exploration)
2.1 ให้นักเรยี นสืบค้นและหาความหมาย ดงั ต่อไปนี้ จากเว็บไซต์ต่าง ๆ และหนังสอื เรยี น
- ความร้อน
- ความรอ้ นแฝง
- ร้อนแฝงจาเพาะ
- ความจุความร้อน
- ความจุความรอ้ นจาเพาะ
2.2 ใหน้ กั เรียนสง่ ตัวแทน 3-4 คน นาเสนอขอ้ มลู ท่ไี ด้จากการสืบคน้

ขัน้ ที่ 3 ขั้นอธบิ ายและลงขอ้ สรปุ (Explanation)
3.1 นักเรียนนาขอ้ มูลจากขัน้ สืบคน้ ขอ้ มูล มาร่วมกนั อภปิ รายในชน้ั เรียน
(ความรอ้ น (Heat) คือ พลงั งานท่ีถ่ายเทระหวา่ งระบบ 2 ระบบทม่ี ีอณุ หภมู ติ ่างกนั สามารถ

เปล่ยี นแปลงอุณหภูมขิ องสสาร หรอื เปลยี่ นสถานะของสสารได้ มีหน่วยเป็น จูล (J) เปน็ ปรมิ าณส
เกลาร์ ในธรรมชาติอุณหภูมจิ ะถ่ายเทจากวตั ถุทอี่ ุณหภูมสิ งู ไปยงั วตั ถทุ ่มี อี ณุ หภมู ิต่าเสมอ

ความรอ้ นแฝง (Latent Heat) คอื ปริมาณความร้อนท่สี ารใช้ในการเปล่ยี นแปลงสถานะ
โดยอุณหภมู ิ ในขณะท่ีสารกาลังเปลยี่ นสถานะนน้ั คงท่ไี มเ่ ปล่ยี นแปลง

ความร้อนแฝงจาเพาะ (Specific Latent Heat) หมายถึง ปรมิ าณความรอ้ นทที่ าใหว้ ัตถุ
มวล 1 หน่วย เปล่ยี นสถานะใหห้ มดพอดี โดยอณุ หภมู ิไม่เปลยี่ น

5

ความจคุ วามรอ้ น (Heat capacity) คอื ปรมิ าณความรอ้ น ΔQ จลู ที่ทาใหม้ วลสารมวล m
กโิ ลกรมั มอี ณุ หภูมเิ ปลี่ยนไป 1 เคลวิน มีหนว่ ยเป็นจูล/เคลวิน

ความจุความรอ้ นจาเพาะ (specific heat capacity)) คอื ปริมาณความร้อน ΔQ จลู ท่ี
ทาให้มวลสารมวล 1 กโิ ลกรัม มอี ณุ หภูมิเปลย่ี นไป 1 เคลวิน มหี น่วยเป็นจลู /กิโลกรัม.เคลวนิ )

3.2 รว่ มกันอภปิ รายเนือ้ หา ดังนี้
1. ความจุความร้อน และความรอ้ นแฝง
1.1. ความจคุ วามรอ้ น(C) คือ ปริมาความร้อนที่ทาให้วัตถเุ ปล่ียนแปลงไป 1 องศา

C = mc C คือ ความจุความรอ้ น : J/K , cal/c
c คือ ความจคุ วามร้อนจาเพาะ : J/kg.K
c = ∆ m คือ มวล : kg
∆ Q คือ ความรอ้ น : J
T คอื อุณหภูมิ
Q = ∆

ความจุความรอ้ นจาเพาะ(c) คือ ปริมาณความรอ้ นทีท่ าให้มวลสารมวล 1 กโิ ลกรมั มีอุณหภูมิ
เปล่ียนไป 1 เคลวิน มีหน่วยเปน็ จลู /กิโลกรมั .เคลวิน

1.2. ความร้อนแฝง คอื คา่ พลงั งานความร้อนท่ที าใหว้ ัตถนุ ้ันเปลยี่ นสถานะ แตอ่ ุณหภมู ินน้ั คงที่

Q = m คอื มวล : kgความรอ้ น : J
Q คอื มวล : kg
L คือ ความร้อนแฝงจาเพาะ J/kg , kJ/g

ความร้อนแฝงจาเพาะ(L) คอื คา่ พลังงานความรอ้ นท่ที าให้มวล 1 หนว่ ยเปล่ียนสถานะโดยอณุ หภูมิ
ไมเ่ ปลย่ี นแปลง

6

กราฟท่ีแสดงวามสัมพันธร์ ะหว่างอุณหภมู ิและปริมาณความร้อนทใ่ี ชใ้ นการเปล่ยี นอณุ ภูมแิ ละสถานะ

ขน้ั ที่ 4 ขน้ั ขยายความรู้ (Elaboration)
4.1 นาเสนอโจทย์ตวั อยา่ งการคานวณหาตวั แปรที่เกี่ยวขอ้ ง

1. ใหพ้ ลงั งานความร้อนขนาด 3000 จูล กับเหลก็ ท่อนหน่งึ ปรากฏวา่ เหล็กมีอุณหภูมิสูงขน้ึ จาก 30 องศา
เซลเซียส เป็น 80 องศาเซลเซยี ส จงหามวลของเหล็กก้อนนี้ โดยเหลก็ ก้อนนมี้ ีค่าของความจุความร้อนจาเพาะ
0.500 kJ/kg.K (0.12 kg)
2. จงหาปรมิ าณความร้อนที่ทาใหน้ ้าแข็งมวล 100 กรัม อุณภมู ิ 0 องศาเซลเซียส กลายเปน็ นา้ มวล 100 กรัม
อณุ หภูมิ 10 องศาเซลเซยี ส กาหนดให้ ความจุความร้อนจาเพาะของน้าเท่ากับ 4200 จูลตอ่ กิโลกรมั .เควนิ
และความรอ้ นแฝงจาเพาะของการหลอมเหลวของน้าแขง็ เท่ากับ 333 กโิ ลจูลตอ่ กโิ ลกรัม (37.5 kJ)

3. ถ้าต้องการทาใหน้ า้ แขง็ มวล 1 กิโลกรมั อุณหภูมิ -10 องศาเซลเซยี ส กลายเปน็ น้าท่อี ุณหภูมิ 100 องศา
เซลเซียส ทงั้ หมด จงหาวา่ ตอ้ งใชพ้ ลังงานความร้อนเท่าไร กาหนดให้

ความจุความร้อนจาเพาะของน้าแขง็ = 2.10 กิโลจลู ตอ่ กโิ ลกรมั . เควิน
ความจุความรอ้ นจาเพาะของน้า = 4.18 กิโลจลู ต่อกิโลกรมั . เควิน
ความร้อนแฝงจาเพาะของการหลอมเหลวของนา้ แขง็ = 333 กโิ ลจูลตอ่ กโิ ลกรัม (772 กโิ ลจูล)

7

4. จงหาปรมิ าณความร้อนทท่ี าใหน้ ้าแข็งมวล 250 กรัม อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซยี ส กลายเปน็ น้าหมด และ
สดุ ทา้ ยน้า 50 กรัม

ความรอ้ นแฝงจาเพาะของการหลอมเหลวของน้า 333 kJ/kg
ความจคุ วามรอ้ นจาเพาะของนา้ 4.2 kJ/kg.K
ความรอ้ นแฝงจาเพาะของการกลายเป็นไอ 2256 kJ/kg (301.05 kJ)

5. (PAT3) ในการทาน้าผลไม้กระปอ๋ งท่มี ีมวลน้าผลไม้ 1000 กรมั ทอ่ี ณุ หภูมิ 20 องศาเซลเซยี ส เย็นลงจน
เหลือ -10 องศาเซลเซียส จะต้องดึงพลงั งานความร้อนออกมาทัง้ หมดเทา่ ไหร ถ้าความจคุ วามร้อนจาเพาะของ
น้าผลไม้ , น้าแข็ง มคี ่า 4.2 และ 2.0 kJ/kg.K ตามลาดับ และความร้อนแฝงจาเพาะของการแข็งตัวของนา้
ผลไม้มีคา่ 330 kJ/kg (434 kJ)
6. ตอ่ ตัวตา้ นทาน 10 โอหม์ กบั แบตเตอรี่ 12 โวลต์ แล้วจมุ่ ตวั ต้านทานลงในนา้ ขนาด 48 ลูกบาศก์เซนติเมตร
จะใช้เวลากีว่ นิ าที อณุ หภูมิของนา้ จะเพ่มิ ข้ึน 2 องศาเซลเซยี ส ให้นา้ 1 ลูกบาศกเ์ ซนตเิ มตร มมี วล 1 กรัม
(28 วนิ าที)

4.2 ร่วมกนั อภปิ รายเน้อื หาเพม่ิ เตมิ
ลมบกลมทะเล
การที่น้ามีความร้อนจาเพาะสูงน้ัน ทาให้น้ามีบทบาทสาคัญในการรักษาอุณหภูมิในธรรมชาติดังจะ
เห็นได้จากปรากฏการณ์ต่าง ๆ เช่น การเกิดลมบก (land breeze) และ ลมทะเล (sea brecze)กล่าวคอื
ในเวลากลางวัน แสงจากดวงอาทติ ยจ์ ะให้ความรอ้ นแก่นา้ ทะเลและพื้นดนิ ในปริมาณเท่า ๆ กัน แต่เนื่องจาก
น้าทะเลมีความร้อนจาเพาะที่สูงกว่าพื้นดิน เมื่อได้รับความร้อนจากดวงอาทิตย์ อุณหภูมิของพื้นดินจึงเพ่ิม
สูงขนึ้ เรว็ กว่าอุณหภมู ิของนา้ ทะเล สง่ ผลให้อากาศรอ้ นทอ่ี ยเู่ หนือพนื้ ดินลอยตวั สูงขน้ึ เน่อื งจากมคี วามหนาแน่น
ต่า และอากาศที่เย็นกว่าบริเวณเหนือน้าทะเลจะพัดเข้ามาแทนที่เกิดเป็นลมพัดจากทะเลมายังชายฝั่ง จึง
เรียกว่า ลมทะเล ดังรูป ก. ปรากฎการณ์นี้จะสิ้นสุดเมื่ออุณหภูมิของน้าทะเลและพื้นดินมีค่าใกล้เคียงกัน
ในทางกลับกนั ในเวลากลางคนื อณุ หภูมิบรเิ วณพนื้ ดนิ จะลดลงเร็วกวา่ อุณหภมู ิของน้าทะเล ลมจะพัดออกจาก
ชายฝ่ังไปยังทะเลจงึ เรียกวา่ ลมบก ดังรปู ข.

8

ข้นั ที่ 5 ขัน้ ประเมนิ ผล (Evaluation)
5.1 ตรวจสอบความรเู้ กยี่ วกบั เร่ือง ความร้อน โดยการตอบคาถาม
5.2 สงั เกตจากพฤติกรรมของผู้เรียนระหว่างเรียน

10. สอ่ื /แหล่งเรียนรู้
1. หนังสือรายวชิ าเพิ่มเติมวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี (ฟสิ ิกส์) ช้นั มธั ยมศกึ ษาปีท่ี 6 เล่ม 5
(ฉบับปรับปรุง พ.ศ. 2560)
2. เอกสารประกอบการเรยี น เรื่อง ความรอ้ นและแกส๊
3. ใบงานท่ี 1 เรื่อง พลงั งานความรอ้ น

11. การวัดและการประเมินผล วิธีการประเมนิ เกณฑ์การประเมิน
จดุ ประสงค์การเรียนรู้

นกั เรียนมีความเขา้ ใจเกยี่ วกับความสัมพนั ธ์ระหว่างการเปลยี่ น ใบงาน/คาถาม ผ่านรอ้ ยละ 80
อุณหภมู ิกับความจุความร้อน ความรอ้ นจาเพาะได้ ใบงาน/คาถาม
ผ่านรอ้ ยละ 80
นักเรียนมคี วามเขา้ ใจเก่ียวกับเปล่ียนสถานะของสสารที่ ใบงาน
เกีย่ วข้องกบั ความรอ้ นแฝงได้ ผ่านรอ้ ยละ 80
ใบงาน
นักเรียนสามารถคานวณความร้อนในการเปล่ียนแปลงของ นกั เรยี นสง่ ภาระ
สถานะหรอื อณุ หภมู ิ งานท่ีไดร้ บั
มอบหมายตาม
นกั เรยี นมีความรว่ มมอื ในการทางาน เวลาทกี่ าหนด

9

ใบงานท่ี 1
เรอื่ ง พลงั งานความรอ้ น

ชอื่ .................................................................................ชน้ั .................เลขท.ี่ ................

1. (PAT3) จงหาปริมาความร้อนทีท่ าใหน้ า้ แข็งมวล 100 กรัม อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียส กลายเป็นนา้ มวล
100 กรมั อุณหภมู ิ 10 องศาเซลเซียส (37.5kJ) ใหค้ วามจุความร้อนจาเพาะของนา้ 4.2 kJ/kg.K
และความร้อนแฝงจาเพาะของการหลอมเหลวของน้าแข็ง 333 kJ/kg

2. ไอน้า 30 กรมั อุณหภูมิ 100 องศาเซลเซยี ส เปลย่ี นเปน็ นา้ แขง็ -10 องศาเซลเซียส ตอ้ งคายพลังงานความ

รอ้ นกี่แคลอร่ี กาหนด น้าแข็ง 1 กรัม รับความรอ้ น 0.5 แคลอรี มอี ุณหภมู สิ ูงขน้ึ 1 องศาเซลเซียส

(21,750) ความร้อนแฝงจาเพาะของการหลอมเหลวของนา้ แขง็ 80 cal/g

ความรอ้ นแฝงจาเพาะของการกลายเป็นไอของน้าเดอื ด 540 cal/g

3. ที่ยอดเขาแห่งหน่ึง ถา้ ต้องการให้น้าแขง็ X กรัม ที่ -2 องศาเซลเซียส กลายเป็นไอนา้ ท้ังหมดทีอ่ ุณหภมู ิ 97
องศาเซลเซียส จะต้องใชค้ วามรอ้ นกแ่ี คลอรี เมือ่ ความจุความร้อนจาเพาะของน้าเทา่ กบั 1 cal/g.C ความร้อน
แฝงจาเพาะของน้าแข็งทอ่ี ณุ หภูมิ 0 องศาเซลเซียส มีค่าเทา่ กับ 80 cal/g ความจุความรอ้ นจาเพาะของนา้ แข็ง
มคี ่าเท่ากบั 0.5 cal/g.C ความร้อนแฝงของการกลายเปน็ ไอน้าเดือดท่ีอุณหภูมิ 97 องศาเซลเซยี ส มคี ่าเท่ากับ
540 cal/g (718X cal)

10

4. ใช้กระติกนา้ รอ้ นไฟฟ้า ชนดิ 220 V 600 W ต้มนา้ 1 ลิตร (1 ลิตร เป็น 1000 กรมั ) 30 องศาเซลเซยี ส ให้

เดอื ด จะใชเ้ วลากนี่ าที ให้ Cนา้ = 4.2 kJ (8 นาที 12 วนิ าท)ี
g.K

5. เหตุใดอณุ หภมู ทิ ่ีเปลย่ี นไปในหนว่ ยเควนิ จึงมคี ่าเทา่ กับอุณหภมู ิท่ีเปลย่ี นไปในหน่วยองศาเซลเซยี ส
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
6. ความจุความรอ้ นและความรอ้ นจาเพาะเหมอื นหรอื แตกตา่ งกนั อยา่ งไร
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................

11

12

13

แผนการจัดการเรยี นรู้ท่ี 2 ภาคเรียนท่ี 1
รายวชิ า ฟสิ ิกส์เพิม่ เตมิ 5
สาระการเรียนรวู้ ิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี
รหัสวิชา ว30205 จานวน 12 ชว่ั โมง
หนว่ ยการเรียนรู้ ความรอ้ นและแก๊ส ช้นั มธั ยมศกึ ษาปที ี่ 6
แผนการจัดการเรียนรู้ เรื่อง สมดุลความร้อน
สอนโดย นายภานเุ ดช คาหล้า เวลา 2 ช่ัวมง

1. สาระวิทยาศาสตร์เพิม่ เตมิ เรอ่ื ง สมดลุ ความร้อน

2. มาตรฐานการเรียนรู้
สาระที่ 4 เข้าใจความสัมพันธ์ของความร้อนกับการเปลี่ยนอุณหภูมิและสถานะของสสาร สภาพ

ยืดหย่นุ ของวสั ดแุ ละมอดุลัสของยงั ความดนั ในของไหล แรงพยงุ และหลักของอาร์คิมีดีส ความตึงผิวและแรง
หนดื ของของเหลว ของไหลอดุ มคติละสมการแบร์นลู ลี กฎของแกส๊ ทฤษฎจี ลน์ของแก๊สอุดมคติ และพลังงาน
ในระบบ ทฤษฎีอะตอมของโบร์ ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก ทวิภาวะของคลื่นและอนุภาค กัมมันตภาพรังสี
แรงนวิ เคลียร์ ปฏกิ ิริยานิวเคลยี ร์ พลงั งานนวิ เคลยี ร์ ฟิสิกส์อนุภาค รวมท้ังนาความรู้ไปใชป้ ระโยชน์

3. ผลการเรียนรู้
1. อธิบาย และคานวณความรอ้ นทท่ี าใหส้ สารเปล่ียนอุณหภูมคิ วามร้อนทที่ าให้สสารเปลยี่ นสถานะ

และความร้อนท่เี กดิ จากการถา่ ยโอนตามกฎการอนรุ กั ษพ์ ลังงาน
4. สาระสาคัญ

ความร้อนสามารถถา่ ยโอนหรอื สง่ ผ่านจากวัตถทุ ่มี ีอุณหภูมสิ ูงกว่าไปสู่อีกวัตถุหน่งึ ทม่ี ีอุณหภมู ิต่ากวา่
ได้การถ่ายโอนความร้อนมี 3 แบบ คอื นาความร้อน การพาความรอ้ น และการแผ่รังสคี วามร้อน การถา่ ย
โอนความร้อนดงั กล่าวจะเปน็ ไปตามกฎการอนรุ ักษ์พลงั งานเมอื่ ไม่มีการถา่ ยโอนความรอ้ นให้กบั
สง่ิ แวดลอ้ มภายนอก ปริมาณความรอ้ นที่วตั ถหุ นึ่งสูญเสยี จะเท่ากับปรมิ าณความรอ้ นท่ีอกี วัตถุหนง่ึ ได้รบั
เขียนแทนได้ดว้ ยสมการ ลด = เพิ่ม การทวี่ ตั ถมุ กี ารถา่ ยโอนความรอ้ นจนไมม่ กี ารถ่ายโอนความ
รอ้ น เมื่อมีอณุ หภูมเิ ท่ากนั เรยี กว่า วตั ถุทงั้ สองอยูใ่ นสมดุลความร้อน (thermal equilibrium)
5. จุดประสงค์การเรียนรู้

5.1 จดุ ประสงคด์ า้ นความรู้ (K)
1. นักเรยี นมีความเขา้ ใจเกย่ี วกับการถ่ายโอนความรอ้ นและสมดุลความรอ้ น
5.2 จดุ ประสงค์ด้านกระบวนการ (P)
1. นักเรียนคานวณหาปรมิ าณต่างๆ ทเี่ ก่ียวขอ้ งได้
5.3 จดุ ประสงค์ด้านคณุ ลกั ษณะ (A)
1. นกั เรยี นมคี วามร่วมมอื ในการทางาน

14

6. สมรรถนะสาคญั ของผเู้ รียน
1. ความสามารถในการส่ือสาร
- การอธิบาย การเขียน การพูดหน้าช้นั เรยี น
2. ความสามารถในการคดิ
- การสังเกต การคิดวิเคราะห์ การเปรียบเทียบ การจดั ระบบความคิดเปน็ แผนภาพ การสร้าง
คาอธิบาย การอภิปราย การสื่อความหมาย การสืบคน้ โดยใช้กระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์
3. ความสามารถในการใช้เทคโนโลยี
4. ความสามารถในการแก้ปัญหา

7. คุณลกั ษณะอนั พึงประสงค์
ใฝ่เรยี นรู้
แสวงหาความรจู้ ากแหล่งเรียนรตู้ า่ ง ๆ ทั้งภายในและภายนอกโรงเรยี นด้วยการเลือกใช้ส่อื อยา่ ง

เหมาะสม บันทึกความรู้ วเิ คราะห์ สรปุ เปน็ องค์ความรู้ สามารถนาไปใชใ้ นชีวิตประจาวนั ได้
ม่งุ มั่นในการทางาน
มีความตัง้ ใจปฏิบตั ิหนา้ ที่ทไี่ ดร้ บั มอบหมายดว้ ยความเพียรพยายาม ท่มุ เทกาลงั กาย กาลงั ใจ ในการ

ปฏิบตั ิกิจกรรมตา่ งๆ ให้สาเรจ็ ลุล่วงตามเปา้ หมายทก่ี าหนดด้วยความรบั ผดิ ชอบ และมคี วามภาคภูมิใจใน
ผลงาน

8. ภาระงาน/ชน้ิ งาน
- ใบงานท่ี 2 เรอ่ื ง สมดลุ ความร้อน

9. กระบวนการจดั การเรยี นรู้
ขน้ั ที่ 1 ข้ันสรา้ งความสนใจ (Engagement)
1.1 นักเรียนและครรู ่วมกันสนทนา เก่ียวกบั เรอื่ ง พลงั งานความรอ้ น
1. เมอ่ื วัตถไุ ด้รับความรอ้ นแลว้ ทาใหอ้ ณุ หภมู ิเปลี่ยน สามารถใช้สตู รใดในการคานวณหา
พลงั งานความรอ้ น (Q = ∆ )
2. เมื่อวัตถุได้รับความร้อนแล้วทาให้สถานะเปลี่ยน สามารถใชส้ ตู รใดในการคานวณหา
พลงั งานความร้อน (Q = )
3. การไดร้ บั ความร้อนของนา้ แขง็ 0 ° ไปเป็นไอนา้ จะเขียนเป็นแผนภาพอย่างไร

15

ขน้ั ท่ี 2 ขั้นสารวจและคน้ หา (Exploration)
2.1 ใหน้ กั เรยี นสืบค้นและหาความหมาย ดงั ตอ่ ไปนี้ จากเว็บไซตต์ ่าง ๆ และหนังสอื เรียน
- การนาความรอ้ น
- การพาความรอ้ น
- การแผร่ ังสี
2.2 ใหน้ กั เรียนสง่ ตัวแทน 3-4 คน นาเสนอข้อมลู ท่ีไดจ้ ากการสืบค้น

ข้นั ท่ี 3 ขั้นอธบิ ายและลงข้อสรุป (Explanation)
3.1 นกั เรียนนาขอ้ มูลจากขน้ั สืบคน้ ขอ้ มูล มารว่ มกนั อภปิ รายในช้นั เรยี น
พลงั งานความร้อนสามารถย้ายจากท่หี นึ่งไปยงั อีกทีห่ น่ึงได้ดว้ ยการถ่ายโอนความรอ้ น ซึ่งมีอยู่ 3

รูปแบบ ไดแ้ ก่ การพาความรอ้ น การนาความรอ้ น และการแผ่รงั สคี วามร้อน

ภาพ : shutterstock.com
การถา่ ยโอนความร้อน (heat transfer) คือ การทพ่ี ลงั งานความรอ้ นถา่ ยโอนจากวตั ถทุ มี่ ีอณุ หภูมิสงู ไปสู่
วตั ถุท่มี ีอุณหภูมิต่ากว่า พลังงานความรอ้ นจะหยดุ ถ่ายโอนเม่อื วัตถุมีอุณหภมู เิ ท่ากนั

การพาความรอ้ น (convection) คือ การถ่ายโอนพลงั งานความร้อนโดยโมเลกุลของสารลอยตวั
สูงข้นึ แลว้ พาความร้อนขึ้นไปด้วย การพาความร้อนเกดิ ข้นึ เฉพาะในของเหลวและแก๊ส แต่ไมเ่ กดิ ขึน้ ในของแขง็

การแผร่ งั สี (radiation) คอื การถา่ ยโอนความร้อนโดยไม่ใช้ตวั กลางใด เช่น ความรอ้ นจากดวง
อาทติ ยม์ าถงึ โลกโดยไม่ต้องใชต้ วั กลางใด ๆ

การนาความร้อน (conduction) คอื การถา่ ยโอนพลงั งานความร้อน โดยพลังงานความร้อนทาให้
โมเลกุลของของแข็งส่นั มากขึน้ จงึ ไปชนกับโมเลกุลทีอ่ ยูต่ ดิ กนั ทาให้โมเลกลุ ส่นั ตอ่ เนอื่ งกนั ไป ทาให้ความร้อน
ถา่ ยโอนไปด้วย

16

3.2 รว่ มกันอภิปรายเน้ือหา ดงั น้ี
สมดลุ ความร้อน
กฎของเทอร์โมไดนามกิ ส์ (Laws of Thermodynamics)
กฎขอ้ ท่ี ศูนย์กล่าวว่า “หากเรามีระบบ (หรือวตั ถุ) อยู่ 3 ระบบ เช่น ระบบ ก, ข, ค แล้วระบบท้ังสาม
น้ีสัมผัสกนั อยู่และสามารถถ่ายเทความร้อนไปมาระหวา่ งกนั ได้ ถ้าหากว่า ระบบ ก กบั ระบบ ข อยู่ในสภาวะ
สมดลุ กันทางความรอ้ น (มีความรอ้ นเทา่ กนั นัน่ เอง) และ ระบบ ข กับ ระบบ ค อยู่ในสภาวะสมดุลกนั ทาง
ความร้อนเช่นกัน นน่ั ย่อมหมายความว่า ระบบ ก กับ ระบบ ค อยู่ในสภาวะสมดลุ กันทางความรอ้ น
เหมอื นกนั ”

จะสรปุ ได้วา่ เม่อื นาวัตถุสองชนิดท่มี อี ุณหภมู แิ ตกต่างกันมาสมั ผสั หรอื ผสม จะเกิดการถ่ายเทปริมาณ
ความรอ้ นระหวา่ งกนั จนกระทง่ั วตั ถทุ ้งั สองชนิดมีอณุ หภูมเิ ท่ากัน โดยวัตถทุ มี่ อี ุณหภูมิสูงจะคายความร้อน
ออกไปหรอื อณุ หภมู ิจะต่าลง สว่ นวตั ถุทมี่ ีอุณหภมู ิต่าจะเกิดการรับความรอ้ นเข้ามาหรืออุณหภูมิจะสูงข้ึน
สามารถเขยี นเป็นสมการได้

ลด = เพมิ่
1 1( 1 − ) = 2 2( − 2)

หรอื
จาก ∑ = 0
1 + 2 = 0
2 2( − 2) = −( 1 1( − 1))
2 2( − 2) = 2 2( 1 − )
เพมิ่ = ลด

17

ข้นั ท่ี 4 ขน้ั ขยายความรู้ (Elaboration)
4.1 นาเสนอโจทยต์ วั อย่างการคานวณหาตวั แปรท่ีเก่ยี วข้อง

1. น้า 150 กรมั 20 °c ผสมกบั นา้ 100 กรัม 80 °c จงคานวณหาอุณหภูมิสดุ ท้าย (44 °c)
2. ถ้วยอลมู ิเนียมมีมวล 0.12 kg และมีอณุ หภูมิ 20°c เทน้าร้อน 300 g ทีม่ ีอณุ หภมู ิ 70°c ลงไปในถ้วย จงหา
อณุ หภูมสิ ดุ ทา้ ย (cAl= 910 J⁄kg∙K , cน้า= 4190 J⁄kg∙K ) (66.4)
3. ต้องการทาให้น้า 400 g ที่ 100 °c ในชามกระเบ้อื ง อุณหภูมลิ ดลงเหลือ 40 °c ควรเตมิ นา้ แข็ง 0 °c ลงไปก่ี
กรัม (Lนา้ แขง็ = 80 cal⁄g , cน้า= 1 cal⁄g∙c) (200 g)
4. ใสน่ า้ แขง็ มวล 50 g ท่ี 0 °c ลงในน้า 200 g ที่ 30 °c จะได้อณุ หภูมิสดุ ทา้ ยเทา่ ใด (Lนา้ แข็ง= 80 cal⁄g ,
cนา้ = 1 cal⁄g∙c) (8)
5. นา้ มวล 0.25 kg ท่ี 25 °c ถกู บรรจุในภาชนะทีเ่ ป็นฉนวนทางความรอ้ น ตอ้ งเตมิ นา้ แข็ง -20 °c ลงไปในนา้
ดว้ ยปริมาณกกี่ รัม เพ่อื จะทาให้อุณหภูมิสุดท้ายเป็น 0 °c และน้าแขง็ ละลายหมดพอดี (69.7kg)
6. ลูกเหล็กมวล 50 กรัม อุณหภมู ิ 300 องศาเซลเซยี ส ถูกหย่อนลงในนา้ มวล 100 กรัม ซ่ึงบรรจุอยูใ่ น
กระป๋องมวล 70 กรัม และมีโฟมหุม้ กระปอ๋ งอยทู่ าให้นา้ มอี ณุ หภมู ิเปลี่ยนจาก 6 เป็น 20 องศาเซลเซยี ส จง
หาความจุความร้อนของกระป๋อง กาหนดให้ ความจุความรอ้ นจาเพาะของลกู เหลก็ 0.45 kJ/kg •K , ความจุ
ความรอ้ นจาเพาะของน้า 4.2 kJ/kg•K (0.43)

ขน้ั ท่ี 5 ขนั้ ประเมนิ ผล (Evaluation)
5.1 ตรวจสอบความรูเ้ ก่ยี วกบั เรือ่ ง ความร้อน โดยการตอบคาถาม
5.2 สังเกตจากพฤตกิ รรมของผูเ้ รยี นระหว่างเรยี น

10. สอื่ /แหลง่ เรียนรู้
1. หนังสอื รายวชิ าเพิ่มเตมิ วทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี (ฟิสกิ ส์) ช้นั มัธยมศึกษาปีที่ 6 เลม่ 5
(ฉบบั ปรับปรงุ พ.ศ. 2560)
2. เอกสารประกอบการเรยี น เรอ่ื ง ความร้อนและแกส๊
3. ใบงานที่ 2 เร่อื ง สมดุลความร้อน
4. Power Point เรอ่ื ง สมดุลความรอ้ น

18

11. การวัดและการประเมนิ ผล วธิ กี ารประเมนิ เกณฑก์ ารประเมิน
จุดประสงค์การเรียนรู้

นักเรยี นมีความเขา้ ใจเกี่ยวกบั การถ่ายโอนความร้อนและสมดลุ ใบงาน/คาถาม ผา่ นร้อยละ 80
ความร้อน ใบงาน
ผา่ นรอ้ ยละ 80
นกั เรียนคานวณหาปริมาณต่างๆ ที่เกย่ี วขอ้ งได้ ใบงาน
นักเรยี นส่งภาระ
นกั เรยี นมีความรว่ มมอื ในการทางาน งานทไี่ ดร้ บั
มอบหมายตาม
เวลาท่กี าหนด

19

ใบงานที่ 2
เร่ือง สมดลุ ความรอ้ น
ช่ือ.................................................................................ชน้ั .................เลขท.่ี ................
1. จงหาอุณหภมู ิผสมของนา้ 5 ลิตร อณุ หภูมิ 20 °C กับน้า 10 ลิตร อณุ หภูมิ 80°C (ไม่มีการสูญเสียพลงั งาน
ใหแ้ กส่ ง่ิ แวดล้อม) (60°C )

2. ตอ้ งการทาใหน้ ้าร้อน 400 กรัม 100 องศาเซลเซียส ในชามกระเบ้อื ง ลดอณุ หภมู ิลงเหลอื 40 องศา
เซลเซยี สควรเตมิ นา้ แขง็ 0 องศาเซลเซยี ส ลงไปกี่กรมั ( ความรอ้ นแฝงจาเพาะของนา้ แขง็ 80 แคลอรต่ี ่อกรัม ,
ความจคุ วามร้อนจาเพาะของน้า 1 แคลอรต่ี ่อกรัม•องศาเซลเซยี ส) (200g)

3. ใสน่ า้ แข็ง 50 กรมั อุณหภมู ิ 0 องศาเซลเซียส ลงในน้า 200 กรมั ทอ่ี ุณหภูมิ 30 องศาเซลเซยี ส จะได้
อณุ หภมู สิ ุดท้ายเทา่ ใด (ความรอ้ นแฝงของการหลอมเหลวของน้าแข็ง 80 cal/g , ความจุความร้อนของน้า 1
cal/g•c) (8 °C)

20

4. ก้อนทองแดงมวล 0.05 กิโลกรัม 250°C ใส่ลงในคาลอรมี เิ ตอรท์ องแดงมวล 0.075 กิโลกรัม ซงึ่ มีนา้ อยู่
0.0325 กิโลกรัม และอณุ หภมู ิ 25 °C จงหาอุณหภมู สิ ุดทา้ ยของนา้ (ความจุความรอ้ นจาเพาะของทองแดง
เทา่ กบั 420 J/kg.K) (50 °C)

5. สมดุลความร้อนหมายถึง
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
6. ถ้าหากนาวัตถุ A ทีม่ ีอุณหภมู ิสงู มาสัมผัสกับวัตถุ B ท่ีมีอณุ หภูมิตา่ จะเกิดการถ่ายเทความร้อนอยา่ งไร
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................

21

22

23

แผนการจัดการเรียนร้ทู ่ี 3 ภาคเรียนที่ 1
รายวิชา ฟิสกิ สเ์ พิ่มเติม 5
สาระการเรียนร้วู ิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี
รหสั วิชา ว30205 จานวน 12 ชว่ั โมง
หน่วยการเรียนรู้ ความรอ้ นและแก๊ส ช้ันมธั ยมศกึ ษาปที ี่ 6
แผนการจดั การเรยี นรู้ เร่ือง แก๊สอุดมคติ
สอนโดย นายภานเุ ดช คาหลา้ เวลา 2 ชั่วมง

1. สาระวทิ ยาศาสตรเ์ พิ่มเตมิ เรื่อง แกส๊ อดุ มคติ

2. มาตรฐานการเรยี นรู้
สาระที่ 4 เข้าใจความสัมพันธข์ องความรอ้ นกบั การเปลี่ยนอณุ หภูมิและสถานะของสสาร สภาพยดื หยุ่น

ของวสั ดแุ ละมอดุลัสของยงั ความดนั ในของไหล แรงพยุงและหลกั ของอาร์คมิ ีดีส ความตงึ ผิวและแรงหนืดของ
ของเหลว ของไหลอุดมคติละสมการแบรน์ ูลลี กฎของแกส๊ ทฤษฎีจลน์ของแกส๊ อดุ มคติ และพลังงานในระบบ
ทฤษฎีอะตอมของโบร์ ปรากฏการณโ์ ฟโตอิเลก็ ทริก ทวิภาวะของคลื่นและอนภุ าค กัมมนั ตภาพรังสี แรง
นวิ เคลียร์ ปฏิกริ ยิ านิวเคลียร์ พลังงานนวิ เคลียร์ ฟิสกิ ส์อนุภาค รวมทง้ั นาความรไู้ ปใช้ประโยชน์

3. ผลการเรยี นรู้
7. อธบิ ายกฎของแกส๊ อุดมคติและคานวณปริมาณต่าง ๆ ทเ่ี กีย่ วข้อง

4. สาระสาคัญ
สารในสถานะแกส๊ ประกอบด้วยโมเลกุลฟุง้ กระจายเตม็ ภาชนะบรรจเุ พอื่ ให้การอธิบายพฤตกิ รรมของแกส๊

ได้งา่ ยขน้ึ จึงมกี ารสร้างแบบจาลองของบอยล์ ชาร์ล และเกย์ลูสแซก มาอธิบายและนามารวมกนั เพ่ืออธิบาย
ถงึ แกส๊ อุดมคติ (ideal gas) โดยกาหนดให้แก๊สอดุ มคตเิ ปน็ แกส๊ ทโี่ มเลกุลมขี นาดเลก็ มาก ไมม่ แี รงยดึ เหน่ยี ว
ระหวา่ งกนั มีการเคล่ือนท่ีแบบสมุ่ และมีการชนแบบยืดหยุ่นความดัน ปริมาตร และอณุ หภูมิของแกส๊ อดุ มคติ
มีความสัมพนั ธ์เป็นไปตามกฎของแก๊สอุดมคติ (idealgas law) แทนด้วยสมการ PV = nRT = NkBT

5. จดุ ประสงค์การเรยี นรู้
5.1 จุดประสงค์ด้านความรู้ (K)
1. นักเรยี นมคี วามเขา้ ใจเกย่ี วกบั แบบจาลองกฎของบอยล์ กฎของชาร์ล และกฎของเกยล์ ูสแซก
5.2 จดุ ประสงค์ด้านกระบวนการ (P)
1. นักเรยี นสามารถคานวณปริมาณตา่ งๆ ท่ีเก่ยี วขอ้ งกบั แกส๊ อดุ มคติ
5.3 จุดประสงคด์ า้ นคุณลักษณะ (A)
1. นกั เรยี นมีความร่วมมือในการทางาน

24

6. สมรรถนะสาคัญของผเู้ รียน
1. ความสามารถในการสอ่ื สาร
- การอธบิ าย การเขยี น การพดู หนา้ ชัน้ เรยี น
2. ความสามารถในการคดิ
- การสงั เกต การคิดวเิ คราะห์ การเปรยี บเทยี บ การจดั ระบบความคิดเปน็ แผนภาพ การสร้าง
คาอธิบาย การอภิปราย การส่ือความหมาย การสบื ค้นโดยใช้กระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์
3. ความสามารถในการใชเ้ ทคโนโลยี
4. ความสามารถในการแกป้ ัญหา

7. คุณลกั ษณะอนั พึงประสงค์
ใฝเ่ รียนรู้
แสวงหาความร้จู ากแหลง่ เรยี นรูต้ า่ ง ๆ ท้ังภายในและภายนอกโรงเรียนด้วยการเลอื กใชส้ ื่ออย่าง

เหมาะสม บันทึกความรู้ วเิ คราะห์ สรปุ เป็นองค์ความรู้ สามารถนาไปใช้ในชวี ิตประจาวนั ได้
มุ่งมน่ั ในการทางาน
มีความตั้งใจปฏิบัตหิ น้าท่ีทไี่ ดร้ ับมอบหมายดว้ ยความเพียรพยายาม ทุ่มเทกาลังกาย กาลังใจ ในการ

ปฏบิ ัตกิ ิจกรรมตา่ งๆ ให้สาเรจ็ ลุล่วงตามเปา้ หมายทีก่ าหนดดว้ ยความรับผดิ ชอบ และมีความภาคภูมิใจใน
ผลงาน

8. ภาระงาน/ช้นิ งาน
- ใบงานที่ 3 เรอ่ื ง แกส๊ อุดมคติ

9. กระบวนการจัดการเรียนรู้
ขัน้ ท่ี 1 ขน้ั สร้างความสนใจ (Engagement)
1.1 นาเขา้ สู่บทเรียนโดยการรว่ มกันอภปิ รายจากรูปภาพ

- ลูกบอลลนู ลอยไดเ้ พราะอะไร (ตอบตามความคดิ เห็น)
- ถ้าอยากจะให้บอลลูนลอยสูงข้นึ สามารถทาไดอ้ ย่างไร (เพมิ่ อณุ หภมู ิ)
- ถ้าอยากจะให้บอลลนู ลอยตา่ ลง สามารถทาได้อย่างไร (ลดอุณหภมู )ิ

25

ขั้นท่ี 2 ขัน้ สารวจและค้นหา (Exploration)
2.1 นักเรียนแบง่ กลมุ่ กลมุ่ ละ 5-6 คน
2.2 นักเรยี นศกึ ษาและสบื คน้ จากส่อื ตา่ ง ๆ
- กฎของบอยล์
- กฎของชาร์ล
- กฎของเกยล์ สู แซก
2.3 ใหน้ ักเรียนแตล่ ะกลมุ่ ตัวแทนออกมานาเสนอขอ้ มูลทไ่ี ดจ้ ากการสืบคน้

ข้นั ที่ 3 ข้นั อธิบายและลงขอ้ สรุป (Explanation)
3.1 นักเรียนนาข้อมลู จากขน้ั สืบคน้ ขอ้ มูล มารว่ มกนั อภิปรายในชน้ั เรียน
(กฎของบอยล์ (Boyle's law): รอเบริ ์ต บอยล์ (Robert Boyle) นักวิทยาศาสตรช์ าวอังกฤษ ได้

ทาการทดลองเพ่ือศึกษาความสัมพนั ธร์ ะหวา่ งปรมิ าตรและความดนั ของแก๊สในสภาวะท่ีอุณหภมู ขิ องแก๊สคงตัว
และพบวา่ สาหรับแกส๊ ในภาชนะปิด ถา้ อุณหภูมิของแก๊สคงตัว ความดนั (P) ของแก๊สจะแปรผกผันกบั
ปรมิ าตร (V) ของแก๊ส

กฎของชารล์ (Charles' law): ชาก-อาแลกซองดร์-เซซา ชารล์ (Jacques-Alexandre- Cesar
Charles) นกั วิทยาศาสตรช์ าวฝร่ังเศส ได้ทาการทดลองเพอื่ ศกึ ษาความสมั พนั ธร์ ะหว่างปรมิ าตรและอณุ หภมู ิ
สัมบรู ณ์ของแกส๊ เม่ือความดนั ของแกส๊ คงตวั และพบว่า สาหรบั แก๊สในภาชนะปดิ ถ้าความดนั ( P) ของแก๊ส
คงตวั ปรมิ าตร ( V ) ของแก๊ส จะแปรผนั ตรงกับอุณหภูมสิ มั บูรณ์ ( T) ของแก๊ส

กฎของเกย์-ลสู แซก (Gay-Lussac's law): โชเซฟ-ลุย เก-ลซู กั (Joseph-Louis Gay-Lussac)
นกั วทิ ยาศาสตร์ขาวฝรั่งเศส ไดท้ าการทดลองเพื่อศึกษาความสมั พันธ์ระหวา่ งความดันและอุณหภมู ิสมั บรู ณ์
ของแกส๊ เม่อื ปริมาตรของแกส๊ คงตวั และพบว่า สาหรบั แกส๊ ในภาชนะปดิ ถา้ ปรมิ าตร (V) ของแก๊สคงตัว
ความดนั (P) ของแก๊สจะแปรผันตรงกับอุณหภูมิสัมบูรณ์ (T) ของแกส๊ )

3.2 อธบิ ายเพ่ิมเตมิ เกย่ี วกบั กฎรวมแก๊สหรือแก๊สอุดมคติ
เมื่อนา 3 สมการมารวมกนั จะได้

=
หรอื สามารถแสดงความสมั พันธร์ ะหวา่ งแก๊สในสภาวะท่ี 1 และสภาวะที่ 2

1 1 = 2 2
1 2
เราทราบวา่ ท่ีอุณหภูมแิ ละความดนั ทีภ่ าวะมาตรฐานของแกส๊ (Standard Tempera- ture and

Pressure: STP) ซงึ่ คือ อณุ หภมู ิ 0 องศาเซลเซยี ส (273.15 K) และความดัน 1 บรรยากาศ

26

(1.01325x105 N/m2) แกส๊ จานวน 1 โมล จะมีปรมิ าตรเท่ากบั 22.4 ลิตร หรือ 22.4 ลกู บาศกเ์ ดชิเมตร

ดงั นน้ั สาหรับแก๊สทม่ี ีจานวน n โมล ท่ี STP จะมีปรมิ าณต่างๆ ดงั น้ี

V = n x22.4 dm3 = n x 22.4 x 10-3 m3
mol mol
T = 273 K

P = 1.013 x 105 N/m2 PV
T
แทนค่า V T และ P ในสมการ = K จะได้

( 1.013 105 / 2 ) ( 22.4 10−3 3/ )
= =
273.15

= = ( 8.30723 )

= ( 8.31 )

ค่า 8.31 J/mol K เป็นคา่ คงตวั สาหรับแก๊สทกุ ชนิด เรยี กว่า ค่าคงตัวแก๊ส (gas constant) ใชส้ ัญลักษณ์ R

ดงั นั้น จึงเขยี นความสมั พนั ธไ์ ด้เปน็


=

=

เรียกวา่ กฎของแก๊สอดุ มคติ (ideal gas law) โดยแกส๊ ทีม่ พี ฤติกรรมสอดคล้องกับสมการน้ีจึง

เรยี กว่า แกส๊ อุดมคติ โดยสาหรบั ในระดบั น้ี จะอนโุ ลมให้แก๊สทกุ ชนิดที่กลา่ วถงึ มีพฤตกิ รรมสอดคล้องกับแกส๊

อดุ มคติ

ถ้าแทน = = เมือ่ คอื จานวนโมเลกุลของแก๊ส และ คือ เลขอาโวกาโดร


(Avogadro’s number) หรอื คา่ คงตัวอาโวกาโดร (Avogadro’s constant) ซ่ึงมีเท่ากบั 6.02x1023

mol-1 ลงในสมการ PV = nRT จะได้ว่า


=

ถา้ ให้ เป็นค่าคงตัว เรียกวา่ ค่าคงตัวโบลต์มันน์ (Boltzmann constant) ซึง่ เท่ากบั

= = 8.31 = 1.38 10−23 /


6.02 1023 −1

27

กฎของแก๊สอุดมคติ จงึ สามารถเขยี นไดอ้ กี ในรูปแบบหนึง่ คอื
=

3.3 รว่ มกนั อภปิ รายสตู รทใี่ ชใ้ นการคานวณและค่าคงทขี่ องตวั แปร

= =

P คือ ความดนั หน่วย N/m2, Pa T คอื อณุ หภมู ิ หนว่ ย K

V คอื ปรมิ าตร หน่วย m3 N คือ จานวนโมเลกลุ ของแก๊ส หน่วย mol

R คือ ค่าคงตวั ของแก๊ส 8.31 J/mol K n คือ จานวนโมลของแกส๊

NA คอื ค่าคงตวั อาโวกาโดร 6.02x1023mol-1 kB คอื คา่ คงตวั โบลตม์ นั น์ 1.38x10-23 J/K

ขน้ั ท่ี 4 ขัน้ ขยายความรู้ (Elaboration)
4.1 นาเสนอโจทยต์ ัวอยา่ งการคานวณหาตัวแปรที่เกี่ยวขอ้ ง
1. แก๊สชนิดหนึ่งมีปริมาตร 1.00 ลูกบาศก์เมตร อุณหภูมิ 27 องศาเซลเซียสและ ความดัน 1.00

บรรยากาศ จงหาปริมาตรของแก๊สจานวนนี้ที่อุณหภูมิ 127 องศาเซลเซียส และความดัน 2.00 บรรยากาศ
(0.67 m3)

2. ถ้าให้ความดันของก๊าซในกระบอกสูบคงที่ และอุณหภูมิของก๊าซภายในกระบอกสูบเปลี่ยนจาก

27° c เป็น 77° c อตั ราสว่ นของปรมิ าตรใหม่ต่อปรมิ าตรเดมิ เปน็ เท่าใด (1.17 เท่า)
3. แกส๊ ปรมิ าตร 1 ลกู บาศกเ์ มตร ท่ี STP แกส๊ ดงั กล่าวมจี านวนโมเลกุลเท่าใด กาหนด ใหค้ วามดัน 1

บรรยากาศ คอื อณุ หภูมิ 0 องศาเซลเซียส และ ความดนั 1.013 x 105 Pa (2.69x1025โมเลกลุ )
4. ถังก๊าซใบหนึ่งมีปริมาตร 1 m3 สามารถอัดความดันได้สูงสุด 1.0 MPa หากบรรจุก๊าซอุดมคติที่

อุณหภูมิ 27 องศาเซลเซียส จะสามารถบรรจุได้ 20 kg ถ้านาถังนี้ไปบรรจุก๊าซที่อณุ หภูมิ 17 องศาเซลเซียส
จะสามารถกา๊ ซไดก้ ี่กโิ ลกรมั ท่ีความดนั เดียวกัน (20.69 กโิ ลกรัม)

5. โรงงานหนึ่งตกลงซอื้ ก๊าซจากบริษัทผลิตก๊าซในราคา 25 บาท ต่อก๊าซ 1 ลกู บาศกเ์ มตร ท่ีอุณหภูมิ

27° c ความดัน 1 บรรยากาศ ปรากฏว่าโรงงานใช้ก๊าซที่อุณหภูมิ 67° c ความดัน 15 บรรยากาศไปเป็น
ปรมิ าตรทั้งสนิ้ 2200 ลูกบาศกเ์ มตร จงหาวา่ โรงงานน้ีจะจ่ายเงินเปน็ คา่ กา๊ ซทง้ั หมดกล่ี า้ นบาท (0.73 ลา้ น)

6. ถังบรรจุแก๊สเพื่อเอาไว้บรรจุลูกโป่งถังหนึ่ง มีปริมาตร 0.03 ลูกบาศก์เมตร ถ้าบรรจุแก๊ส
ฮเี ลียมไวท้ ี่ความดัน 120 บรรยากาศ ถังแก๊สใบน้ีจะใช้บรรจุลกู โป่งทรงกลมเสน้ ผ่านศูนย์กลาง 20 เซนติเมตร
ทมี่ ีความดนั สมั บูรณ์ 1.2 บรรยากาศได้กี่ลูก (2250ลูก)

28

ขนั้ ที่ 5 ขน้ั ประเมินผล (Evaluation)
5.1 ตรวจสอบความรู้เกี่ยวกบั เรื่อง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล และกฎของเกย์ลูสแซก โดยการตอบ
คาถาม
5.2 สังเกตจากพฤตกิ รรมของผู้เรียนระหวา่ งเรียน

10. สอ่ื /แหลง่ เรียนรู้
1. หนงั สือรายวิชาเพ่มิ เติมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (ฟิสกิ ส)์ ชั้นมัธยมศึกษาปที ี่ 6 เลม่ 5
(ฉบับปรับปรุง พ.ศ. 2560)
2. ชดุ การทดลองกฎของบอยล์ กฎของชาร์ล และกฎของเกย์ลสู แซก
3. เอกสารประกอบการเรยี น เรื่อง ความรอ้ นและแก๊ส
4. ใบงานท่ี 3 เร่ือง แก๊สอุดมคติ

11. การวัดและการประเมนิ ผล

จุดประสงค์การเรยี นรู้ วธิ กี ารประเมนิ เกณฑ์การประเมนิ

นกั เรียนมีความเข้าใจเกีย่ วกบั แบบจาลองกฎของบอยล์ กฎของ ใบกจิ กรรม/ ผ่านรอ้ ยละ 80
ชาร์ล และกฎของเกยล์ ูสแซก คาถาม
ผา่ นรอ้ ยละ 80
นกั เรยี นสามารถคานวณปริมาณตา่ งๆ ทีเ่ ก่ียวข้องกับแกส๊ อดุ มคติ ใบงาน
นกั เรยี นสง่ ภาระ
นักเรยี นมีความร่วมมือในการทางาน งานทไ่ี ด้รับ
มอบหมายตาม
ใบงาน เวลาทีก่ าหนด

29

ใบงานท่ี 3
เรื่อง แก๊สอุดมคติ
ช่อื .................................................................................ชน้ั .................เลขที.่ ................
1. ยางรถยนต์มีความดนั อากาศภายในยางรถยนต์ 200 กโิ ลพาสคลั และมีอุณหภมู ิ 283 เควิน หลงั จากรถ
เคลื่อนที่ไปได้ 100 กิโลเมตร อณุ หภมู ิของอากาศในยางรถยนต์เพิม่ ขน้ึ 313 เควนิ จงหาความดนั ของอากาศ
ในยางรถยนตต์ อนหลังน้ี กาหนดให้ปริมาตรยางคงตัว (221,201.4 Pa)

2. แกส๊ ชนดิ หนง่ึ มปี รมิ าตร 1 x 10-3ลกู บาศกเ์ มตร ที่ 27 องศาเซลเซยี ส ความดนั 1 บรรยากาศ ขยายตวั
จนกระทั่งปริมาตรเป็น 1.5 x 10-3 ลูกบาศก์เมตร และความดันเปน็ 1.1 บรรยากาศ อุณหภมู สิ ุดท้ายเป็นกี่
องศาเซลเซียส (222° c)

3. ออกซิเจน 3.2 กโิ ลกรมั มอี ณุ หภูมิ 27 องศาเซลเซียส ความดัน 1 บรรยากาศ จะมปี รมิ าตรเท่าไร
กาหนดให้ มวลโมเลกุลของออกซิเจนเท่ากบั 32 กรัม (2.49 m3)

30

4. จากการทดลองของ กฎของบอยล์ (Boyle's law): รอเบิรต์ บอยล์ (Robert Boyle) ได้ความสมั พันธ์วา่
อยา่ งไร
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

5. จากการทดลองของ กฎของชาร์ล (Charles' law): ชาก-อาแลกซองดร์-เซซา ชาร์ล (Jacques-Alexandre-
Cesar Charles) ได้ความสมั พนั ธว์ ่าอยา่ งไร
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

6. จากการทดลองของ กฎของเกย์-ลสู แซก (Gay-Lussac's law): โชเซฟ-ลุย เก-ลูซัก (Joseph-Louis Gay-
Lussac) ไดค้ วามสมั พนั ธ์วา่ อยา่ งไร
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

31

32

33

แผนการจัดการเรยี นรู้ที่ 4 ภาคเรยี นท่ี 1
รายวชิ า ฟสิ กิ สเ์ พิ่มเติม 5
สาระการเรยี นรวู้ ิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
รหสั วิชา ว30205 จานวน 12 ชั่วโมง
หนว่ ยการเรยี นรู้ ความร้อนและแกส๊ ชัน้ มัธยมศึกษาปที ่ี 6
แผนการจัดการเรียนรู้ เรอ่ื ง ทฤษฎจี ลนข์ องแกส๊
สอนโดย นายภานเุ ดช คาหลา้ เวลา 2 ช่ัวมง

1. สาระวิทยาศาสตรเ์ พิม่ เติม เรอื่ ง ทฤษฎจี ลน์ของแก๊ส

2. มาตรฐานการเรยี นรู้
สาระท่ี 4 เข้าใจความสมั พันธ์ของความร้อนกบั การเปล่ียนอุณหภูมิและสถานะของสสาร สภาพ

ยดื หยุ่นของวัสดแุ ละมอดลุ ัสของยงั ความดันในของไหล แรงพยงุ และหลกั ของอาร์คมิ ีดีส ความตงึ ผิวและแรง
หนดื ของของเหลว ของไหลอุดมคติละสมการแบร์นูลลี กฎของแก๊ส ทฤษฎีจลนข์ องแก๊สอดุ มคติ และพลังงาน
ในระบบ ทฤษฎีอะตอมของโบร์ ปรากฏการณโ์ ฟโตอิเลก็ ทริก ทวิภาวะของคล่นื และอนุภาค กมั มนั ตภาพรังสี
แรงนิวเคลียร์ ปฏกิ ิริยานิวเคลียร์ พลงั งานนิวเคลยี ร์ ฟิสกิ ส์อนุภาค รวมทง้ั นาความรูไ้ ปใช้ประโยชน์

3. ผลการเรียนรู้
8. อธิบายแบบจาลองของแกส๊ อดุ มคติ ทฤษฎจี ลนข์ องแก๊สและอัตราเรว็ อารเ์ อ็มเอส ของโมเลกุลของ

แกส๊ รวมทง้ั คานวณปรมิ าณตา่ ง ๆ ที่เกีย่ วขอ้ ง

4. สาระสาคญั

ทฤษฎีจลน์ของแก๊ส (Kinetic theory of gases) เปน็ การอธบิ ายพฤติกรรมแก๊สในระดับโมเลกลุ

เพือ่ นาไปสู่การอธิบายธรรมชาติของแกส๊ ท่เี กิดข้นึ จากโมเลกุลของแก๊สทงั้ หมดท่อี ยู่ในระบบ เช่น อุณหภูมขิ อง

แกส๊ ปริมาตรของแก๊สและความดันของแก๊ส โดยที่ความสัมพนั ธร์ ะหวา่ งความดันกบั อัตราเรว็ อาร์เอม็ เอส

เปน็ ไปตามสมการ = 2 ̅ ความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานจลนเ์ ฉล่ยี ของโมเลกลุ ของแก๊สกับ
3

อณุ หภมู ิเปน็ ไปตามสมการ = √ ความสัมพันธ์ระหวา่ งพลงั งานจลน์เฉล่ียของโมเลกุลของ



แก๊สกบั อณุ หภมู ิเป็นไปตามสมการ ̅ = 3 ความสัมพนั ธ์ระหวา่ งพลังงานจลนเ์ ฉลี่ยของโมเลกุลของ
2
2
แกส๊ ความดันกับปริมาตรของแกส๊ เปน็ ไปตามสมการ = 3 ̅ และความสัมพันธร์ ะหวา่ งอตั ราเร็ว

อารเ์ อ็มเอสกับอุณหภมู ิของโมเลกลุ ของแก๊สเปน็ ไปตามสมการ = √3



34

5. จดุ ประสงค์การเรียนรู้
5.1 จุดประสงค์ด้านความรู้ (K)
1. นักเรียนมคี วามเข้าใจเก่ียวกบั ความสัมพันธร์ ะหวา่ งความดนั อุณหภูมแิ ละอตั ราเร็วอารเ์ อ็ม
เอสของโมเลกลุ ของแก๊ส
5.2 จุดประสงค์ดา้ นกระบวนการ (P)
1. นกั เรียนสามารถคานวณปรมิ าณต่างๆ ทเี่ ก่ียวขอ้ งได้
5.3 จุดประสงค์ดา้ นคณุ ลกั ษณะ (A)
1. นักเรียนมคี วามร่วมมือในการทางาน

6. สมรรถนะสาคญั ของผู้เรยี น
1. ความสามารถในการส่ือสาร
- การอธบิ าย การเขยี น การพดู หนา้ ชัน้ เรียน
2. ความสามารถในการคดิ
- การสงั เกต การคิดวเิ คราะห์ การเปรียบเทยี บ การจดั ระบบความคิดเป็นแผนภาพ การสร้าง
คาอธบิ าย การอภปิ ราย การสอื่ ความหมาย การสบื ค้นโดยใช้กระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์
3. ความสามารถในการใช้เทคโนโลยี
4. ความสามารถในการแก้ปญั หา

7. คณุ ลกั ษณะอนั พงึ ประสงค์
ใฝ่เรียนรู้
แสวงหาความรูจ้ ากแหล่งเรยี นรู้ต่าง ๆ ทงั้ ภายในและภายนอกโรงเรียนดว้ ยการเลอื กใชส้ ่อื อยา่ ง

เหมาะสม บันทึกความรู้ วิเคราะห์ สรปุ เป็นองคค์ วามรู้ สามารถนาไปใชใ้ นชีวิตประจาวันได้
มุ่งมนั่ ในการทางาน
มคี วามตั้งใจปฏิบตั หิ นา้ ท่ีทไ่ี ด้รับมอบหมายด้วยความเพียรพยายาม ทมุ่ เทกาลงั กาย กาลงั ใจ ในการ

ปฏิบัติกจิ กรรมตา่ งๆ ให้สาเร็จลลุ ่วงตามเป้าหมายทีก่ าหนดดว้ ยความรบั ผดิ ชอบ และมคี วามภาคภมู ิใจใน
ผลงาน

8. ภาระงาน/ชน้ิ งาน
- ใบงานท่ี 4 เรอ่ื ง ทฤษฎจี ลน์ของแกส๊

35

9. กระบวนการจัดการเรียนรู้
ขน้ั ที่ 1 ข้ันสร้างความสนใจ (Engagement)
1.1 นาเข้าสูบ่ ทเรียนโดยการร่วมกนั อภิปรายเกยี่ วกับหวั ขอ้ ท่ี 16.3 เรื่องทฤษฎีจลนข์ องแก๊ส โดยใช้
รูป 16.10 ในหนงั สอื เรียน
ขน้ั ท่ี 2 ขัน้ สารวจและค้นหา (Exploration)
2.1 ให้นกั เรียนทกุ คนสบื คน้ และหาความหมาย ดังต่อไปนี้ จากเว็บไซต์ตา่ ง ๆ และหนังสอื เรยี น
- ความสมั พันธ์ระหวา่ งความดันและอตั ราเร็วอารเ์ อม็ เอสของโมเลกุลของแกส๊
- ความสัมพันธ์ระหว่างพลงั งานจลนเ์ ฉล่ยี ของแก๊สกับอุณหภมู ิ
- ความสมั พันธ์ระหว่างพลงั งานจลน์เฉลย่ี ของแก๊ส ความดนั และปริมาตรของแก๊ส
- ความสัมพนั ธ์ระหว่างอัตราเร็วอาร์เอ็มเอสของโมเลกลุ ของแก๊สกบั อุณหภูมิ
2.2 ให้นักเรยี นส่งตัวแทน 3 - 4 คน นาเสนอขอ้ มูลท่ีไดจ้ ากการสบื คน้
ขัน้ ที่ 3 ขน้ั อธบิ ายและลงขอ้ สรปุ (Explanation)
3.1 นักเรยี นนาขอ้ มูลจากข้ันสืบคน้ ขอ้ มูล มาอภิปรายร่วมกนั ในช้นั เรยี น
3.2 รว่ มกันอภปิ รายเนอื้ หา ดังนี้

1. ความสมั พนั ธ์ระหวา่ งความดันและอัตราเรว็ อาร์เอ็มเอสของโมเลกุลของแก๊ส
ในการพิจารณาความดนั และอัตราเรว็ ของโมเลกลุ ของแกส๊ จะเริม่ ต้นจากแก๊สอุดมคติเพยี งโมเลกุล

เดยี วทีบ่ รรจุอย่ใู นภาชนะทรงลูกบาศก์ขนาด L×L×L โดยใหโ้ มเลกุลของแก๊สดงั กลา่ วมมี วล m เคล่ือนทีด่ ว้ ย
ความเร็ว ⃑ ทมี่ อี งค์ประกอบของความเรว็ ในแนวแกน x แกน y และแกน z คือ ⃑ , ⃑ และ ⃑
ตามลาดบั ดงั รูป 16.11

ในการหาความดัน พจิ ารณาจากการทีโ่ มเลกุลของแกส๊ เคลื่อนท่ีชนผนังแบบยืดหยุ่น ส่งผลให้เกิดการ
เปลีย่ นแปลงโมเมนตัม (∆ ⃑⃑ ) โดยมแี รงดล ( ⃑ ) ทีผ่ นังกระทากับโมเลกลุ ของแก๊สตามสมการ

36

⃑ = ∆ ⃑⃑ = ∆ ⃑
∆ ∆

สาหรบั การเคลือ่ นทข่ี องโมเลกุลของแกส๊ ท่ีชนผนงั A หากพจิ ารณาเฉพาะองค์ประกอบของการ

เคลอ่ื นทใี่ นแนวแกน x โมเลกลุ ของแก๊สโมเมนตัมกอ่ นชนในแนวแกน x เทา่ กบั ⃑ ดังรูป 16.12 ก.และมี
โมเมนตัมหลังชนในแนวแก น x เท่ากับ − ⃑ ดังรปู 16.12 ข.

การเปลี่ยนแปลงโมเมนตัมของโมเลกุลของแกส๊ จากการชนผนัง ในแนวแกน หาไดจ้ าก

∆ ⃑⃑ = โมเมนตัมหลังชน - โมเมนตมั กอ่ นชน

แทนค่าจะได้ ∆ ⃑⃑ = (− ) − ( ) = −2

การทโ่ี มเลกลุ ของแกส๊ ชนผนัง แต่ละคร้งั จะทาให้เกดิ แรงกระทาต่อผนังท่ีชนมขี นาดเทา่ กับแรงดล
ท่ีผนงั กระทาต่อโมเลกลุ ของแก๊ส ซ่ึงเขยี นกราฟแสดงความสัมพนั ธ์ระหว่างแรงกับเวลาไดด้ งั รปู 16.13 โดย∆
เป็นชว่ งเวลาตง้ั แต่โมเลกุลของแกส๊ เรม่ิ ชนผนัง ครัง้ ที่ 1 ไปจนถึงโมเลกลุ ของแกส๊ เร่มิ ชนผนัง ครั้งที่ 2

รปู 16.13 แรงทโ่ี มเลกุลของแก๊สกระทาต่อผนงั ภาชนะขณะเวลาตา่ งๆ

37

การเปล่ียนโมเมนตัมของโมเลกลุ ของแก๊สขนาด ∆ เกดิ ขึน้ ในชว่ งท่โี มเลกลุ ของแก๊สชนผนัง
ครั้งที่ 1 แลว้ สะท้อนออกไปชนผนงั ด้านตรงข้าม จากนนั้ สะทอ้ นกลบั มาก่อนเริม่ ชนผนัง ครง้ั ที่ 2 ซ่ึงใชเ้ วลา

∆ ดงั น้นั ขนาดของแรงเฉลยี่ ในแนวแกน ( ⃑ ) ทีก่ ระทากับผนงั หาได้จาก

⃑ = ∆ = 2
∆ ∆

หาช่วงเวลา ∆ ในการชนได้จากการที่โมเลกุลของแก๊สเคล่ือนทก่ี ลบั ไปกลับมาระหว่างผนังภาชนะ
โดยระยะทางระหว่างผนงั และผนัง ของภาชนะในแนวแกน มีค่าเท่ากบั ดงั น้ัน ระยะทางในการ
เคลื่อนทข่ี องโมเลกลุ ของแกส๊ จากการชนผนัง แลว้ กลับมาชนผนงั อีกครงั้ เท่ากับ 2 ดงั รปู 16.14
ดังนั้น สามารถหาเวลา ∆ ไดจ้ าก

2
∆ =

แทน ∆ ในสมการ ⃑ = ∆ = 2 จะได้ แรง
∆ ∆

เฉล่ยี ในแนวแกน ทีโ่ มเลกุลของแกส๊ กระทากบั ผนงั คือ

⃑ = 2
2 /

⃑ = 2


หากพิจารณาแก๊สจานวน N โมเลกลุ บรรจุอยูใ่ นกล่องทรงลกู บาศกข์ นาด × × ถา้ ให้ ⃑ 1,

⃑ 2,…, ⃑ เปน็ ความเรว็ ของโลกลุ ของแกส๊ โมเลกุลที่ 1, 2, ....., N ตามลาดับ และองค์ประกอบของความเร็ว

ในแนวแกน ของแต่ละโมเลกุล คอื 1, 2, 3จะไดแ้ รงเฉลย่ี ทแ่ี ก๊สจานวน N โมเลกลุ กระทากบั ผนัง
ท่ชี น มคี ่าดงั สมการ

= 1 + 2 + ⋯ +

= 1 2 + 2 2 + ⋯+ 2


= ( 1 2 + 2 2 + ⋯ 2)


38

ถ้าให้ ̅ 2แทน ค่าเฉล่ียของอัตราเรว็ ยกกาลงั สองในแนวแกน ของแก๊สจานวน โมเลกลุ ซึง่ มี
ความสัมพันธ์ดังสมการ

̅ 2 = 1 2 + 22 + ⋯ + 2


แทนคา่ ⃑ = ̅ 2


ถ้าให้ แทนความดันของแก๊สเนอื่ งจากแรงเฉลยี่ ในแนวแกน กระทาบนผนังท่ีมีพ้ืนที่ =
2 ซึง่ มคี วามสัมพันธด์ งั สมการ

= ̅


แทนค่า = ( ̅ 2)( 1 2)

= ( 3 ̅ 2)

แทนค่า ปริมาตรของกล่องที่บรรจุ = 3

จะได้ = ( ̅ 2)



เนอื่ งจาความดันของแก๊สในภาชนะเดยี วกันจะมีค่าเทา่ กันทุกตาแหน่ง ความดันท่ีผนงั ทกุ ดา้ นจงึ

เท่ากัน นัน่ คือ

= =

หรอื ̅ 2 = ̅ 2 = ̅ 2



ดงั นัน้ ̅ 2 = ̅ 2 = ̅ 2

สมการ ̅ 2 = ̅ 2 = ̅ 2 แสดงให้เห็นวา่ คา่ เฉลีย่ ของอตั ราเรว็ ยกกาลงั สองในแนวแกน y
และ z จะมีค่าเทา่ กับค่าเฉลี่ยของอัตราเร็วยกกาลังสองในแนวแกน x ดว้ ย

เราสามารถเปลย่ี นรปู สมการขา้ งตน้ ไดด้ ว้ ยเง่ือนไขการเคลื่อนที่แบบสมุ่ ของแก๊สอุดมคติจากขนาดของ

ความเร็วกาลังสองของแกส๊ โมเลกุลที่ i ใด ๆ มคี ่าเป็น 2 = 2 + 2 + 2 เมื่อนาไปหา
คา่ เฉลี่ยของปริมาณนส้ี าหรับโมเลกุลของแก๊สทกุ โมเลกุล จะได้

39

ซ่ึงทาให้ ̅2 = ̅ 2 + ̅ 2 + ̅ 2
̅2 = 3 ̅ 2

นัน่ คอื ̅ 2 = 1 ̅2

3

เม่อื แทนในสมการ = ( ̅ 2) จะไดค้ วามดันของแกส๊ ในภาชนะ ดงั สมการ

1
3
= ̅ 2

ถ้าให้ P แทนความดันของแกส๊ ในภาชนะทตี่ าแหน่งใด ๆ ซึ่งจะมคี า่ เท่ากนั ทว่ั ทง้ั ภาชนะและเทา่ กับ

ความดันของแก๊สที่ผนงั นั่นคือ = (และเท่ากับ และ ด้วย) ดังน้ัน

= 1 ̅ 2
3

จากสมการ = 1 ̅2 ถ้าทราบอตั ราเร็วเฉล่ยี กาลังสองเฉลี่ยของแกส๊ ในถังก็จะทาให้

3

สามารถประมาณความดนั ของแกส๊ ได้ และถา้ ในทางกลบั กัน ถ้าทราบความดันของแก๊สทาให้สามารถประมาณ

อัตราเร็วเฉลย่ี ของแกส๊ ในถังไดด้ ว้ ยเชน่ กัน

ถ้าให้ ซ่งึ เทา่ กับ √ ̅2 เรียกวา่ อตั ราเรว็ เฉล่ียแบบรากที่สองของกาลังสองเฉล่ยี หรอื
อัตราเร็วอาร์เอม็ เอส (root-mean-square speed) นน่ั คือ

= √ ̅ 2 = √ 12 + 22 + ⋯+ 2


แทนคา่ ในสมการ = 1 ̅2 จะได้

3

= 1 ̅ 2
3

2. ความสมั พันธ์ระหวา่ งพลังงานจลน์เฉล่ียของแก๊สกับอุณหภูมิ

จากการศกึ ษาแก๊สอุดมคติจะพบว่าโมเลกุลของแกส๊ มกี ารเคลือ่ นที่ตลอดเวลา แสดงวา่ โมเลกลุ ของ

แก๊สมพี ลงั งานจลน์ ซงึ่ พลงั งานจลนด์ งั กลา่ วมคี วามสัมพนั ธก์ บั อณุ หภมู ิของแก๊สหรอื ไมส่ ามารถพิจารณาไดด้ ังนี้

จากสมการ = 1 2
จดั รูปใหมไ่ ดเ้ ปน็ 3

= 2 (1 2 )
3
2

40

ถา้ ให้ คือ พลงั งานจลนเ์ ฉล่ียของแตล่ ะโมเลกลุ ในภาชนะ ซ่ึงมคี ่าเทา่ กับ 1 2
2


จะได้ = 2 ̅
3

เมือ่ เทียบกับกฎของแก๊สอุดมคติตามสมการ =

จะได้ 2 ̅ =
3

ดังนน้ั ̅ = 3
2

สมการ ̅ = 3 แสดงให้เหน็ ว่า พลงั งานจลนเ์ ฉลย่ี ของโมเลกุลของแกส๊ แปรผนั ตรงกบั
2
อุณหภมู ิสมั บูรณ์ของแก๊ส อาจกลา่ วได้วา่ อุณหภูมขิ องแกส๊ เปน็ ปรมิ าณท่ีแสดงระดับพลังงานจลนเ์ ฉล่ียของ

โมเลกลุ

3. ความสัมพันธ์ระหวา่ งอตั ราเร็วอารเ์ อม็ เอสของโมเลกุลของแก๊สกบั อณุ หภูมิ

อตั ราเร็วเฉลยี่ ของโมเลกุลของแกส๊ จะมีความสัมพันธ์กบั อุณหภมู ิของแกส๊ หรือไม่ สามารถพจิ ารณาได้

โดยเปรียบเทยี บสมการ ̅ = 3 กับสมการ ̅ = 1 2
2 2


จะได้วา่ 1 2 = 3
2 2


2 = 3


ดังนั้น = √3



จากสมการ = √3 สามารถคานวณอตั ราเรว็ อาร์เอม็ เอสของแกส๊ เมอื่ ทราบ



มวลของแกส๊ 1 โมเลกุล และอุณหภมู ิสัมบูรณ์ของแก๊ส

ขั้นท่ี 4 ข้นั ขยายความรู้ (Elaboration)
4.1 นาเสนอโจทย์ตัวอย่างการคานวณหาตัวแปรท่ีเกยี่ วข้อง

1. แก๊สฮีเล่ยี มจานวน 1.00 โมล บรรจุในลูกโป่ง ซ่ึงมอี ณุ หภูมิ 400 เควิน จงหา พลงั งานจลนเ์ ฉลย่ี ของ
โมเลกลุ ของฮีเลียม และพลังงานจลน์รวมของโมเลกลุ ทง้ั หมดของแก๊สฮเี ลียม (8.28×10-21J,4984 J)

2. โมเลกุลของก๊าซออกซฺเจนท่ี 27° จะมีค่าเฉลย่ี ของอัตราเรว็ เทา่ ใด ถ้ามวลอะตอมของออกซเฺ จน
เทา่ กบั 16 กรมั (2.5×105m/s)

41

3. จงหาวา่ กา๊ ซไนโตรเจนท่ีอุณหภูมิกอ่ี งศาเซลเซียส ท่มี ีค่ารากท่ีสองของกาลงั สองเฉล่ียของอตั ราเร็ว
โมเลกุลเท่ากบั ของกา๊ ซออกซิเจนที่อณุ หภูมิ 47° กาหนดให้น้าหนักของโมเลกุลของไนโตรเจนและ
ออกซเิ จนเท่ากบั 28 และ 32 ตามลาดบั (7° c)

4.2 นกั เรยี นรว่ มกนั แสดงวธิ ีทาและนาเสนอวิธคี ดิ
ถ้าอุณหภมู ขิ องก๊าซลดลงจาก 27° c เหลือเพยี ง 21° c พลงั งานจลน์เฉลย่ี ของโมเลกลุ ของกา๊ ซจะลดลง
จากเดิมก่เี ปอร์เซนต์ (2 เปอร์เซนต์)

4.3 รว่ มกันอภปิ รายรปู 16.16 เก่ยี วกบั การใช้ทฤษฎีจลน์ของแก๊ส

ขน้ั ที่ 5 ข้นั ประเมินผล (Evaluation)
5.1 ตรวจสอบความรเู้ กย่ี วกบั เร่อื ง ทฤษฎจี ลนข์ องแก๊ส โดยการตอบคาถาม
5.2 สังเกตจากพฤติกรรมของผู้เรยี นระหว่างเรียน

10. สอื่ /แหล่งเรียนรู้
1. หนังสือรายวชิ าเพม่ิ เติมวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี (ฟสิ กิ ส์) ช้ันมธั ยมศกึ ษาปีที่ 6 เลม่ 5
(ฉบับปรับปรุง พ.ศ. 2560)
2. เอกสารประกอบการเรียน เรอ่ื ง ความร้อนและแกส๊
3. ใบงานท่ี 4 เร่อื ง ทฤษฎจี ลนข์ องแก๊ส

10. การวัดและการประเมินผล

จุดประสงค์การเรยี นรู้ วธิ ีการประเมนิ เกณฑก์ ารประเมิน

นักเรยี นมีความเข้าใจเก่ียวกบั ความสัมพันธร์ ะหว่างความดนั ใบงาน/คาถาม ผ่านรอ้ ยละ 80
อณุ หภูมิและอัตราเรว็ อารเ์ อ็มเอสของโมเลกุลของแกส๊

นกั เรยี นสามารถคานวณปริมาณตา่ งๆ ท่ีเกีย่ วขอ้ งได้ ใบงาน/คาถาม ผ่านร้อยละ 80

นกั เรียนมคี วามร่วมมอื ในการทางาน นกั เรียนสง่ ภาระงานท่ี
ใบงาน ไดร้ ับมอบหมายตาม

เวลาท่กี าหนด

42

ใบงานที่ 4
เรอ่ื ง ทฤษฎจี ลน์ของแก๊ส
ชอ่ื .................................................................................ชั้น.................เลขที่.................
1. สมมติว่าอเิ ลก็ ตรอนที่นาไฟฟ้าในโลหะประพฤติตัวเหมอื นกบั แกส๊ จงหาค่าอัตราเรว็ ของอเิ ล็กตรอน
(กิโลเมตร/วนิ าท)ี ในขณะทีโ่ ลหะมอี ุณหภมู ิ 2727 องศาเซลเซียส
กาหนดให้ ค่าคงตวั โบลตม์ ันน์ 1.6×10-23J/K และมวลอิเลก็ ตรอน 9×10-31kg (400 kg/s)

2. ภาชนะใบหน่งี มีอุณหภูมคิ งตวั บรรจุแก๊สผสมระหว่างนีออนกบั อาร์กอน ซง่ึ มวลอะตอมของอารก์ อนมคี ่า
เปน็ สองเทา่ ของนีออน ถ้าอตั ราเรว็ อารเ์ อ็มเอสของแก๊สนอี อนมีค่า 300 เมตร/วินาที จงหาอตั ราเร็วอารเ์ อ็ม
เอสของอารก์ อน (150√2 m/s)

3. เมอ่ื อุณหภูมิของแกส๊ เฉือ่ ยมีค่าเป็น 0 เควนิ โมเลกลุ ของแกส๊ เฉ่ือยมีการเคล่ือนทหี่ รอื ไม่ เพราะเหตุใด
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................................

43

44

45

แผนการจดั การเรยี นรู้ท่ี 5 ภาคเรยี นท่ี 1
รายวิชา ฟิสิกสเ์ พ่ิมเตมิ 5
สาระการเรยี นรูว้ ทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี
รหัสวชิ า ว30205 จานวน 12 ชัว่ โมง
หน่วยการเรียนรู้ ความรอ้ นและแก๊ส ชนั้ มธั ยมศกึ ษาปที ่ี 6
แผนการจดั การเรียนรู้ เรอ่ื ง พลังงานภายในระบบ
สอนโดย นายภานเุ ดช คาหลา้ เวลา 2 ช่ัวมง

1. สาระวทิ ยาศาสตรเ์ พ่ิมเตมิ สาระฟิสกิ ส์

2. มาตรฐานการเรยี นรู้
สาระท่ี 4 เข้าใจความสมั พนั ธ์ของความรอ้ นกับการเปลี่ยนอณุ หภูมแิ ละสถานะของสสาร สภาพยืดหยุ่น

ของวสั ดแุ ละมอดลุ ัสของยงั ความดนั ในของไหล แรงพยงุ และหลกั ของอาร์คิมดี สี ความตึงผิวและแรงหนืดของ
ของเหลว ของไหลอุดมคตลิ ะสมการแบรน์ ลู ลี กฎของแก๊ส ทฤษฎีจลน์ของแกส๊ อุดมคติ และพลงั งานในระบบ
ทฤษฎีอะตอมของโบร์ ปรากฏการณ์โฟโตอิเลก็ ทริก ทวิภาวะของคลนื่ และอนภุ าค กมั มนั ตภาพรังสี แรง
นิวเคลยี ร์ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ พลงั งานนิวเคลียร์ ฟสิ ิกส์อนุภาค รวมท้ังนาความรู้ไปใชป้ ระโยชน์

3. ผลการเรยี นรู้
9. อธิบายและคานวณงานท่ีทาโดยแกส๊ ในภาชนะปิดโดยความดนั คงตวั และอธบิ ายความสัมพนั ธร์ ะหว่าง
ความรอ้ น พลังงานภายในระบบ และงานรวมทง้ั คานวณปริมาณตา่ งๆ ทเ่ี กยี่ วข้องและนาความรู้เร่อื ง
พลังงานภายในระบบไปอธบิ ายหลักการทางานของเครอื่ งใชใ้ นชวี ติ ประจาวัน

4. สาระสาคัญ

พลงั งานทั้งหมดของโมเลกลุ ของแกส๊ ที่บรรจอุ ยู่ในระบบ เรียกว่า พลงั งานภายในระบบ (internal

energy of a system) ซง่ึ จะหมายถงึ พลังงานภายใน (internal energy) ของแกส๊ แทนด้วยสัญลกั ษณ์ U

สาหรับแกส๊ อุดมคติสามารถหาพลงั งานภายในระบบได้จากสมการ = 3 = 3 พลังงาน
2 2
ภายในระบบมีความสมั พันธก์ บั ความรอ้ นและงานซงึ่ เปน็ ไปตามกฎการอนรุ กั ษพ์ ลงั งาน เรยี กว่า กฎข้อท่ีหนึ่ง

ของอุณหพลศาสตร์ (first law of thermodynamics) เขียนแทนดว้ ยสมการ = ∆ + ตาม

กฎขอ้ ที่หนึ่งของอุณหพลศาสตรท์ าใหท้ ราบว่าความร้อน (heat, Q) เปน็ เพยี งพลังงานท่ถี า่ ยโอน ในรปู

งานและพลังงานภายในระบบเท่านั้น ความรูพ้ ลงั งานภายในระบบสามารถนาไปประยุกต์ด้านตา่ ง ๆ เช่น การ

ทางานของเครือ่ งยนตค์ วามร้อน ตู้เย็น และเครื่องปรบั อากาศ

46

5. จุดประสงค์การเรียนรู้
5.1 จดุ ประสงค์ด้านความรู้ (K)
1. นกั เรียนมคี วามเขา้ ใจเกี่ยวกบั พลังงานภายในระบบ
5.2 จุดประสงค์ด้านกระบวนการ (P)
1. นกั เรียนสามารถคานวณหาปริมาณต่าง ๆ ทเี่ ก่ียวข้องพลังงานภายในระบบได้
2. นกั เรียนสามารถคานวณหาปรมิ าณต่าง ๆ ทเ่ี กี่ยวขอ้ งงานทท่ี าโดยแกส๊ ได้
5.3 จุดประสงค์ดา้ นคณุ ลักษณะ (A)
1. นักเรยี นมีความรว่ มมือในการทางาน

6. สมรรถนะสาคญั ของผูเ้ รียน
1. ความสามารถในการส่ือสาร
- การอธบิ าย การเขียน การพูดหนา้ ชั้นเรยี น
2. ความสามารถในการคดิ
- การสงั เกต การคดิ วเิ คราะห์ การเปรยี บเทยี บ การจดั ระบบความคิดเป็นแผนภาพ การสร้าง
คาอธบิ าย การอภปิ ราย การสอ่ื ความหมาย การสบื ค้นโดยใช้กระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์
3. ความสามารถในการใชเ้ ทคโนโลยี
4. ความสามารถในการแกป้ ัญหา

7. คุณลกั ษณะอันพึงประสงค์
ใฝ่เรียนรู้
แสวงหาความรู้จากแหล่งเรยี นร้ตู ่าง ๆ ทัง้ ภายในและภายนอกโรงเรียนด้วยการเลอื กใชส้ อ่ื อย่าง

เหมาะสม บนั ทึกความรู้ วิเคราะห์ สรปุ เป็นองค์ความรู้ สามารถนาไปใช้ในชีวติ ประจาวนั ได้
มุ่งมน่ั ในการทางาน
มคี วามตง้ั ใจปฏิบัติหนา้ ที่ท่ีได้รบั มอบหมายด้วยความเพยี รพยายาม ทุม่ เทกาลังกาย กาลงั ใจ ในการ

ปฏบิ ัติกจิ กรรมต่างๆ ให้สาเร็จลุลว่ งตามเป้าหมายที่กาหนดด้วยความรบั ผดิ ชอบ และมคี วามภาคภมู ิใจใน
ผลงาน

8. ภาระงาน/ช้ินงาน
- ใบงานที่ 5 เรื่อง พลังงานภายในระบบ

47

9. กระบวนการจดั การเรียนรู้
ขั้นที่ 1 ข้ันสร้างความสนใจ (Engagement)
1.1 นาเข้าสู่บทเรยี นโดยการร่วมกันอภปิ ราย ดังน้ี
1) ปจั จัยใดบ้างที่ทาใหแ้ กส๊ เกิดการเปล่ยี นแปลงปริมาตร
2) การเปลยี่ นแปลงปริมาตรของแกส๊ สามารถนามาประยุกตใ์ ช้ในชีวติ ประจาได้อยา่ งไร
(ใหน้ ักเรียนแสดงความคิดเห็นไดอ้ ยา่ งอิสระ โดยไมค่ าดหวงั คาตอบท่ีถูกตอ้ ง)
1.2 ยกตวั อย่างการใช้กระบอกสบู เตมิ ลมลูกโป่งหรือลูกบอล แล้วให้นกั เรยี นอภิปรายร่วมกัน โดยตัง้
คาถามให้นกั เรยี นตอบ ดังน้ี
1) แกส๊ มกี ารทางานหรือไม่
2) อุณหภูมขิ องแกส๊ ในกระบอกสบู มีการเปลี่ยนแปลงอยา่ งไร
(ใหน้ กั เรยี นแสดงความคิดเห็นไดอ้ ยา่ งอิสระ โดยไม่คาดหวังคาตอบทีถ่ ูกตอ้ ง)

ขั้นท่ี 2 ขนั้ สารวจและคน้ หา (Exploration)
2.1 ใหน้ ักเรียนสบื คน้ และหาความหมาย ดังต่อไปนี้ จากเว็บไซตต์ ่าง ๆ และหนังสอื เรียน
- พลังงานภายในระบบ
2.2 ให้นักเรียนสง่ ตัวแทน 3-4 คน นาเสนอขอ้ มลู ทีไ่ ดจ้ ากการสืบคน้

ขัน้ ท่ี 3 ขั้นอธบิ ายและลงขอ้ สรปุ (Explanation)
3.1 นักเรียนนาขอ้ มูลจากข้ันสบื ค้นขอ้ มูล มาร่วมกันอภปิ รายในชนั้ เรยี น
(พลงั งานภายในระบบ คอื ผลรวมของพลงั งานจลน์เฉล่ียทั้งหมดของแกส๊ ในระบบปดิ )
3.2 ร่วมกันอภิปรายเนื้อหา ดังน้ี
1. พลงั งานภายในระบบ
พลังงานภายในระบบ (internal energy of system) ในหวั ขอ้ น้ีจะหมายถงึ พลงั งานภายใน

ระบบ (internal energy) ของแก๊ส ซ่งึ เทา่ กบั พลังงานทั้งหมดของโมเลกลุ ของแกส๊ ทบ่ี รรจอุ ยู่ในระบบนัน้
สาหรับแกส๊ ในธรรมชาติ สถานการณ์จะมีความซับซอ้ นเพราะโมเลกุลของแก๊สมีแรงกระทาต่อกนั พลังงานของ
โมเลกุลของแกส๊ จึงมที ัง้ พลงั งานจลนแ์ ละพลังงานศักย์ แต่สาหรับแก๊สอุดมคติทีถ่ อื วา่ ไม่มีแรงใด ๆกระทาตอ่
โมเลกุล พลงั งานท้ังหมดของแกส๊ อุดมคติจงึ มีเฉพาะพลงั งานจลนเ์ พียงอยา่ งเดียว พลังงานภายในของแกส๊ อดุ ม
คตจิ งึ เท่ากบั ผลรวมของพลังงานจลน์ของโมเลกลุ ทง้ั หมด ดงั สมการ

= 1 + 2 + ⋯ +
เม่อื U คือ พลงั งานภายในของแก๊ส หรือ พลังงานภายในระบบ