Presentation5 ของแข็ง ของเหลว แก๊ส

2. กฏของชารล์

ในปี ค.ศ. 1778 (พ.ศ. 2321) จาก-อาเลก็ ซองดร-์ เซซา ชาร์ล นกั วิทยาศาสตรช์ าวฝร่ังเศส
ได้ศึกษา ความสัมพันธ์ระหวา่ งปริมาตรและอุณหภมู ขิ องแกส๊

“เมื่อความดนั และมวลของแก๊สคงท่ี
ปรมิ าตรของแกส๊ จะแปรผกผนั กบั อุณหภูมิเคลวนิ

เรยี กวา่ กฏของชารล์

CHEMISTRY Jacques Alexandre César-Charles

ครชู ลธิชา เปรมปรดี ิ์
กลุ่มสาระการเรียนรวู้ ทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี โรงเรียนประชามงคล จ.กาญจนบรุ ี

2. กฏของชารล์ ผลของ อุณหภูมิ ตอ่ ปริมาตรของแก๊ส

CHEMISTRY - เมอ่ื จุม่ กระบอกฉีดยาในน้าร้อน นา้ ในกระบอกฉีดยาจะถูกดนั ออก
- เมอ่ื จุ่ม กระบอกฉดี ยาในน้าเย็น นา้ จากภายนอกจะเข้าไปแทนที่

อากาศในกระบอกฉีดยา

การเพิ่มอุณหภมู ิ (พลังงานจลน์เฉล่ยี เพิม่ ข้นึ )

- มีผลใหป้ ริมาตรของแก๊สเพิม่ ข้นึ

การลดอุณหภูมิ (พลังงานจลนเ์ ฉล่ียลดลง)

- มผี ลใหป้ ริมาตรของแก๊สลดลง

ครชู ลธิชา เปรมปรดี ิ์
กล่มุ สาระการเรียนรวู้ ิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี โรงเรยี นประชามงคล จ.กาญจนบรุ ี

2. กฏของชารล์

ความสัมพันธร์ ะหวา่ งปริมาตร (V) กบั อณุ หภมู ิ (t) ของแกส๊ เมอื่ ความดนั คงที่

CHEMISTRY ครชู ลธิชา เปรมปรีด์ิ
กลุ่มสาระการเรียนร้วู ทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี โรงเรียนประชามงคล จ.กาญจนบุรี

2. กฏของชารล์

ความสัมพันธ์ระหวา่ งปริมาตร (V) กับอณุ หภูมิ (t) ของแก๊สเมื่อความดนั คงท่ี

นักวิทยาศาสตรก์ าหนดให้... เมอ่ื ลดอุณหภูมิถึง -273 oC

อุณหภมู ิ -273 oC = 0 เคลวิน (K) แก๊ส จะไม่มีปรมิ าตรเหลืออยู่/ปริมาตรเป็น 0

(แต่โดยความเป็นจริง…แก๊สจะเปล่ียนสถานะเป็นของเหลวกอ่ น
ที่อณุ หภูมจิ ะลดลงถึง -273 oC)

CHEMISTRY ครชู ลธิชา เปรมปรดี ์ิ
กลุม่ สาระการเรียนรวู้ ทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี โรงเรียนประชามงคล จ.กาญจนบุรี

2. กฏของชารล์

“เมอื่ ความดนั และมวลของแกส๊ คงที่
ปรมิ าตรของแก๊สจะแปรผกผันกบั อุณหภมู ิเคลวนิ

T = อณุ หภูมเิ คลวิน
V = ปรมิ าตรแก๊ส

CHEMISTRY ครชู ลธิชา เปรมปรีดิ์
กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี โรงเรียนประชามงคล จ.กาญจนบรุ ี

ตัวอยา่ ง

CHEMISTRY ครชู ลธิชา เปรมปรดี ์ิ
กล่มุ สาระการเรียนร้วู ทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี โรงเรยี นประชามงคล จ.กาญจนบุรี

ตัวอยา่ ง

CHEMISTRY ครชู ลธิชา เปรมปรดี ์ิ
กล่มุ สาระการเรียนร้วู ทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี โรงเรยี นประชามงคล จ.กาญจนบุรี

3.กฏรวมแกส๊

เนือ่ งจาก กฏของบอยล์ และ กฏของชารล์
กล่าวถงึ เฉพาะ...ความสัมพันธร์ ะหวา่ งปรมิ าตรกบั ความดนั ปรมิ าตรกบั อณุ หภมู ิ

กฏของบอยล์ กฏของชารล์
“เมื่ออณุ หภมู แิ ละมวลของแก๊สคงท่ี “เมื่อความดนั และมวลของแกส๊ คงท่ี
ปรมิ าตรของแก๊สจะแปรผกผันกบั ความดัน ปรมิ าตรของแกส๊ จะแปรผกผนั กับอณุ หภูมิเคลวิน

CHEMISTRY ครชู ลธิชา เปรมปรีดิ์
กลมุ่ สาระการเรียนรู้วทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี โรงเรียนประชามงคล จ.กาญจนบุรี

3.กฏรวมแกส๊ แตก่ ารเปลี่ยนแปลงในธรรมชาติ อาจเกดิ ขน้ึ พร้อมๆ กัน
ดังนัน้ จงึ มีการศึกษา...“ความสัมพันธร์ ะหว่างปรมิ าตร ความดัน
และอณุ หภูมขิ องแกส๊ (ในขณะท่มี วลคงที่)”

CHEMISTRY ครชู ลธิชา เปรมปรดี ิ์
กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี โรงเรียนประชามงคล จ.กาญจนบรุ ี

ตวั อยา่ ง

CHEMISTRY ครชู ลธิชา เปรมปรีด์ิ
กลุ่มสาระการเรียนรวู้ ทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี โรงเรยี นประชามงคล จ.กาญจนบุรี

4. กฏแกส๊ อดุ มคติ สมบัตทิ ่ีควรคานึงถงึ อีกอยา่ งหนง่ึ คือ ปรมิ าณ/จานวนโมล(n)ของแก๊ส

จากกฏของ อาโวกาโดร ซึง่ กล่าวไว้ว่า

“ทอี่ ุณหภูมิ และ ความดนั คงที่
ปรมิ าตรของแกส๊ ใดๆ จะมสี ดั ส่วนโดยตรงกับ จานวนโมลของแก๊สน้นั ๆ

แกส๊ 1 โมล = 6.02 x 1023 อนภุ าค = 22.4 ลติ ร ท่ี STP

CHEMISTRY ครชู ลธิชา เปรมปรดี ์ิ
กลมุ่ สาระการเรียนรู้วทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี โรงเรียนประชามงคล จ.กาญจนบรุ ี

4. กฏแกส๊ อดุ มคติ

รวมความสัมพันธ์ ความสัมพันธ์ระหวา่ ง
ความดนั ปรมิ าตร จานวนโมล และอณุ หภูมิ
CHEMISTRY
เรยี กว่า กฏแกส๊ อุดมคติ

(สมการสถานะสาหรบั แกส๊ )

ครชู ลธิชา เปรมปรดี ิ์
กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี โรงเรยี นประชามงคล จ.กาญจนบรุ ี

4. กฏแกส๊ อดุ มคติ ปริมาณแก๊ส 1 โมล ที่ STP คอื
- ความดัน 1 บรรยากาศ
- อุณหภมู ิ 0oC (273 เคลวนิ )
- ปริมาตร 22.4 ลติ ร

CHEMISTRY ครชู ลธิชา เปรมปรดี ์ิ
กลมุ่ สาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี โรงเรยี นประชามงคล จ.กาญจนบรุ ี

ตัวอยา่ ง

CHEMISTRY ครชู ลธิชา เปรมปรดี ์ิ
กล่มุ สาระการเรียนร้วู ทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี โรงเรยี นประชามงคล จ.กาญจนบุรี

ตัวอยา่ ง

CHEMISTRY ครชู ลธิชา เปรมปรดี ์ิ
กล่มุ สาระการเรียนร้วู ทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี โรงเรยี นประชามงคล จ.กาญจนบุรี

ตัวอยา่ ง

CHEMISTRY ครชู ลธิชา เปรมปรดี ์ิ
กล่มุ สาระการเรียนร้วู ทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี โรงเรยี นประชามงคล จ.กาญจนบุรี

ตวั อยา่ ง
(ตอ่ )

CHEMISTRY ครชู ลธิชา เปรมปรดี ิ์
กล่มุ สาระการเรียนรู้วทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี โรงเรียนประชามงคล จ.กาญจนบรุ ี

ตัวอยา่ ง

CHEMISTRY ครชู ลธิชา เปรมปรดี ์ิ
กล่มุ สาระการเรียนร้วู ทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี โรงเรยี นประชามงคล จ.กาญจนบุรี

ตัวอยา่ ง

CHEMISTRY ครชู ลธิชา เปรมปรดี ์ิ
กล่มุ สาระการเรียนร้วู ทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี โรงเรยี นประชามงคล จ.กาญจนบุรี

การแพร่ การท่อี นุภาคของสาร
เคลอ่ื นทผ่ี ่านตัวกลาง
จากทฤษฎจี ลนข์ องแกส๊ จากทีห่ น่งึ ไปส่อู กี ท่ีหน่ึง

- โมเลกุลของแกส๊ เคลื่อนท่ไี ดอ้ ยา่ งอิสระ
- เมื่อเกิดการชนกันเอง/ชนผนังภาชนะ

จะถ่ายเทพลงั งานใหแ้ กก่ นั
ทาให้โมเลกลุ ของแก๊สเคลื่อนทไ่ี ด้อย่างตอ่ เน่ือง

การแพรจ่ ะเกดิ ขน้ึ ไดเ้ มอ่ื ...

- ความแตกต่างของความเข้มข้นของอนุภาคบนตัวกลาง

การแพร่ จะหยดุ ลงเมอ่ื ...

- ความเข้มข้นของอนุภาคเท่ากันทัว่ ตวั กลาง

CHEMISTRY ครชู ลธิชา เปรมปรีด์ิ
กลมุ่ สาระการเรียนรวู้ ิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี โรงเรยี นประชามงคล จ.กาญจนบุรี

การแพร่

การแพร่ของโมเลกุลของแก๊ส

CHEMISTRY ครชู ลธิชา เปรมปรีด์ิ
กลมุ่ สาระการเรียนรู้วทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี โรงเรยี นประชามงคล จ.กาญจนบุรี

การแพร่

การแพรข่ องแก๊ส NH3 และแกส๊ HCl

มวลโมเลกลุ NH3 = 17.0304
มวลโมเลกลุ HCl = 36.4611

จากผลการทดลอง พบวา่ ...

ระยะทางการเคลอ่ื นทข่ี อง HCl < การเคล่ือนทีข่ อง NH3
แสดงวา่ NH3 แพรไ่ ดเ้ รว็ กวา่ HCl

CHEMISTRY ในระยะเวลาทเ่ี ทา่ กนั ...

สารท่ีมมี วลโมเลกุลต่า จะแพรไ่ ด้ระยะทางไกลกว่า สารทม่ี มี วลโมเลกุลสงู

ครชู ลธิชา เปรมปรดี ์ิ
กลุ่มสาระการเรียนรวู้ ิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี โรงเรียนประชามงคล จ.กาญจนบุรี

การแพรผ่ า่ น

การแพรผ่ า่ นของแกส๊ จากท่มี คี วามดันสูงไปสูท่ ม่ี ีความดนั ตา่
กระบวนการทแี่ กส๊ ภายใตค้ วามดนั ค่าหนึง่ เคล่อื นท่อี อกจากภาชนะ

การแพรผ่ า่ น บรรจุแกส๊ ผ่านรูเล็กมากๆ ไปส่อู กี ภาชนะหนง่ึ โดยโมเลกุลไมช่ นกนั

CHEMISTRY ครชู ลธิชา เปรมปรีด์ิ
กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี โรงเรียนประชามงคล จ.กาญจนบุรี

การแพรผ่ า่ น

ทอมัส เกรแฮม นักวิทยาศาสตรช์ าวอังกฤษ

ไดท้ าการศึกษาการแพรผ่ ่านของแก๊ส พบว่า...

“ท่อี ณุ หภมู แิ ละความดนั เดยี วกนั อัตราการแพรผ่ า่ นของแกส๊
จะเป็นสัดส่วนผกผนั กบั รากทสี่ องของความหนาแน่นของแกส๊ ”

(มวลตอ่ โมล/มวลโมเลกุล)

Thomas Graham

เม่อื ต้องการเปรียบเทียบอัตราการแพรผ่ า่ นของแก๊ส 2 ชนิด
(ทีอ่ ณุ หภูมิและความดนั เดียวกัน)

CHEMISTRY ครชู ลธิชา เปรมปรดี ์ิ
กล่มุ สาระการเรียนร้วู ทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี โรงเรยี นประชามงคล จ.กาญจนบุรี

การแพรผ่ ่าน

ตวั อยา่ ง

CHEMISTRY ครชู ลธิชา เปรมปรดี ิ์
กลุ่มสาระการเรียนรู้วทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี โรงเรยี นประชามงคล จ.กาญจนบรุ ี

การแพร่ผ่าน

ตวั อยา่ ง

CHEMISTRY ครชู ลธิชา เปรมปรีด์ิ
กลุม่ สาระการเรียนร้วู ิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี โรงเรียนประชามงคล จ.กาญจนบุรี

1 น้าแข็งแห้งผลิตได้โดยนา CO2 มาทาใหเ้ ปน็ ของเหลว

โดยการเพม่ิ ความดันและลดอณุ หภูมิ

2 จากน้นั ทาให้ CO2 เหลว มีความบรสิ ุทธิแ์ ละปราศจากความช้นื ดว้ ย

วธิ ีการทเี่ หมาะสม

3 เพม่ิ ความดนั และลดอุณหภมู ิอีกครงั้ หนึ่ง

จนกระท่ังมีความดนั 18 บรรยากาศ และอณุ หภูมิเทา่ กบั -25 oC

4 อดั CO2 เหลว ผา่ นรพู รุน

- CO2 เหลวส่วนหนึง่ จะระเหยกลายเปน็ ไอ โดยดดู ความร้อนจากโมเลกลุ

ข้างเคยี ง ทาให้โมเลกลุ ของ CO2 เหลว มีอณุ หภมู ติ า่ กวา่ จดุ เยอื กแขง็ จงึ กลายเปน็

ของแข็งทม่ี ลี ักษณะเป็นเกล็ด เรยี กวา่ น้าแข็งแหง้ ครชู ลธิชา เปรมปรีดิ์

CHEMISTRY กลมุ่ สาระการเรียนรวู้ ิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี โรงเรยี นประชามงคล จ.กาญจนบรุ ี

การสกัดโดยใช้ CO2-Fluid เป็นเทคโนโลยขี ้ันสูง
โดยใช้ CO2-Fluid แทนตัวทาละลายอนิ ทรียอ์ นื่ ๆ

CO2 เม่ืออย่ภู ายใต้ภาวะวกิ ฤตยิ ง่ิ ยวด (supercritical state) ปัจจบุ ันนยิ มใช้
คือ ท่ีอุณหภมู ิ 31oC - สกัดคาเฟอนี ออกจากเมลก็ กาแฟดิบ
ความดนั 73 atm - การสกัดนา้ มนั เรซนิ
- การสกัดสารจากสมุนไพร
จะมีสภาพเปน็ ของไหล มีสมบตั เิ หมอื นทงั้ แกส๊ และของเหลว เคร่ืองเทศ หรอื พชื

สมบตั ทิ เี่ หมอื นแกส๊ สมบตั ทิ เ่ี หมอื นของเหลว

- ขยายตัวไดง้ า่ ย - ละลายของแขง็ ได้
- ไหลได้ - ละลายของเหลวได้

CHEMISTRY ครชู ลธิชา เปรมปรดี ์ิ
กลุ่มสาระการเรียนร้วู ทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี โรงเรียนประชามงคล จ.กาญจนบรุ ี

ไนโตรเจน

- เปน็ แกส๊ ไมม่ สี ี

1 ดดู อากาศเข้าเครือ่ งอดี อากาศ ผา่ นลงในสารละลาย NaOH - ไมม่ ีกลน่ิ
- ละลายในน้าไดเ้ ลก็ น้อย
(เพื่อกาจดั แกส๊ CO2) - เบากว่าอากาศ

2 ผ่านอากาศท่ไี ดเ้ ขา้ เคร่อื งกรอง (เพื่อแยกนา้ มันออก)

ประโยชน์

3 ทาให้แหง้ ดว้ ยสารดดู ความชืน้ (อะลมู ินา/ซีโอไลต)์ - การแช่แขง็ อาหารประเภทตา่ งๆ
- การแชแ่ ขง็ เลือด

4 ทาให้อากาศแหง้ มอี ุณหภูมิลดลงจนถึง -183 oC - การแช่แขง็ เซลลไ์ ขกระดูก
หรอื ส่วนตา่ งๆ ของรา่ งกาย
(O2 จะกลายเปน็ ของเหลวแยกตวั ออกมาก่อน)

5 เม่ือลดอณุ หภูมิตอ่ ไปจนถึง -196 oC

(N2 จะกลายเป็นของเหลวแยกตวั ออกมา)

CHEMISTRY ครชู ลธิชา เปรมปรดี ิ์
กล่มุ สาระการเรียนรู้วทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี โรงเรียนประชามงคล จ.กาญจนบรุ ี

5

CHEMISTRY

ครูชลธชิ า เปรมปรดี ิ์
กลมุ่ สาระการเรยี นรู้วทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี โรงเรียนประชามงคล จ.กาญจนบุรี