แก๊สและสมบัติของแก๊ส

คำชี้แจงสำหรบั ผู้เรียน

1. ชดุ กจิ กรรมการเรยี นรู้น้ีใช้ประกอบการเรียน เร่อื ง แก๊สและสมบัตขิ องแกส๊
รายวิชา ว32223 วิชาเคมี 3 ชน้ั มัธยมศึกษาปีท่ี 5
ประกอบดว้ ยเน้ือหายอ่ ยจำนวน 8 เร่ือง คอื
เรื่องที่ 1 ความสัมพนั ธ์ระหว่างความดันและปรมิ าตรของแกส๊
เรื่องท่ี 2 ความสัมพนั ธ์ระหว่างปริมาตรและอณุ หภมู ขิ องแก๊ส
เรื่องท่ี 3 ความสมั พันธ์ระหว่างความดนั และอณุ หภมู ิของแกส๊
เรือ่ งที่ 4 ความสมั พันธ์ระหว่าปรมิ าตร ความดนั และอุณหภูมิของแก๊ส
เรอ่ื งที่ 5 ความสัมพันธร์ ะหว่างปริมาตรและจำนวนโมลของแก๊ส
เรือ่ งที่ 6 กฎแก๊สอุดมคติและความดันย่อยของแกส๊
เรื่องท่ี 7 ทฤษฎีจลน์และการแพร่ของแกส๊
เรือ่ งที่ 8 การประยกุ ตใ์ ช้ความรูเ้ ก่ยี วกบั แกส๊ และสมบัตขิ องแกส๊

2. กอ่ นใช้ชุดกจิ กรรมการเรยี นรู้ ให้นกั เรยี นศกึ ษาคำชแ้ี จง จดุ ประสงค์การเรยี นรูแ้ ละ
สาระการเรยี นรู้เพื่อใหเ้ กิดความเข้าใจในแนวปฏบิ ตั ิ และขอบเขตของเนื้อหาที่เรยี น

3. ให้ทำการทดสอบกอ่ นเรียนลงในกระดาษคำตอบ เพือ่ ประเมินความร้เู ดิมของ
นกั เรียนกอ่ นปฏิบัตกิ จิ กรรมการเรยี น โดยใช้ชุดกจิ กรรมการเรยี นรู้ เรื่อง แก๊สและ
สมบัตขิ องแก๊ส

4. นักเรยี นตอ้ งมคี วามมุ่งมนั่ ความต้ังใจ และศกึ ษาตามลำดับชน้ั ตอนตามกิจกรรมการ
เรยี นการสอน เพ่ือทำความเขา้ ใจทีช่ ัดเจน

5. เมื่อพบปญั หาหรือข้อสงสยั จากการชดุ กิจกรรมการเรียนรู้ ให้นำมาอภิปรายกับ
สมาชิกในกลุม่ หรือครูผ้สู อน เพื่อใหเ้ กดิ ความชัดเจนในการเรียนรู้

6. เม่อื ศกึ ษาองค์ความรเู้ สรจ็ แล้วใหท้ ำใบกิจกรรม เพอ่ื ประเมินองค์ความรู้จาก
การศึกษาเอกสารประกอบการเรยี น และแบบทดสอบหลงั เรียนเม่อื เรยี นจบหนว่ ย
การเรยี นรู้





แบบทดสอบก่อนเรียน
เรือ่ ง สมบัติของแกส๊

กล่มุ สาระการเรียนร้วู ิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี วชิ าเคมี 3 รหสั วชิ า ว32223
จำนวน 10 ขอ้ (10 คะแนน)
ช้ันมธั ยมศกึ ษาปีท่ี 5 เรอ่ื งสมบตั ิของแกส๊

คำชแ้ี จง 1. ข้อสอบมจี ำนวน 10 ข้อ เปน็ ข้อสอบชนิดเลือกตอบ 4 ตวั เลอื ก
2. ให้นักเรยี นเลือกคำตอบที่ถูกตอ้ งที่สุดแลว้ ทำเคร่ืองหมาย (X) ในกระดาษคำตอบ

1. ขอ้ ใด ไม่ใช่ สมบัตขิ องแกส๊ ในอุดมคติ

ก. แกส๊ ประกอบด้วยอนภุ าคขนาดเลก็

ข. แต่ละโมเลกลุ ของแกส๊ มีแรงดงึ ดดู ระหวา่ งโมเลกลุ

ค. การชนกันระหวา่ งโมเลกุลเปน็ การชนแบบยืดหยุ่น

ง. แตล่ ะโมเลกลุ ของแก๊สมกี ารเคล่อื นท่ีแบบไรร้ ะเบียบ

2. ขอ้ ใดกลา่ วถกู ต้องเกี่ยวกบั สมบตั ิแก๊สตามทฤษฎจี ลน์

ก. โมเลกุลของแกส๊ สมบูรณม์ ีขนาดเลก็ มากจนถือได้วา่ มมี วลเปน็ ศูนย์

ข. ทีอ่ ุณหภมู ิเดียวกนั แก๊ส A และแกส๊ B จะมีพลงั งานจลนเ์ ฉลีย่ เท่ากันเสมอ

ค. แกส๊ ทัว่ ไปจะมสี มบตั ิใกลเ้ คียงกับแกส๊ สมบูรณ์มากทสี่ ุดถ้าอยู่ในสภาวะความดันสูงและ

อณุ หภูมติ ำ่ ง. หากลดอณุ หภูมขิ องแกส๊ จาก 100 องศาเซลเซียส เป็น 50 องศาเซลเซียส โดยทปี่ ริ

มาตคงที่ ความดันของแกส๊ จะเพมิ่ ข้ึน

3. แก๊สใดตอ่ ไปน้มี สี มบัติสอดคล้องกบั ทฤษฏจี ลน์ของแกส๊ มากทสี่ ดุ

ก. ออกซิเจน ข. คลอรนี

ค. อาร์กอน ง. ไนโตรเจน

ใช้รูปตอ่ ไปนตี้ ่อไปนตี้ อบคำถามขอ้ 4 – 5

4. การทดลองนส้ี นบั สนุนกฎใด ข. กฎของดอลตัน
ก. กฎของชารล์ ง. กฏของเกยล์ สู แซก
ค. กฏของบอยล์

5. จากข้อ 4 ถ้าที่ 70°C แก๊สน้ีมปี ริมาตร 686 cm3 ที่ 20 °C แกส๊ น้มี ีปรมิ าตรเท่าใด
ก. 586 cm3 ข. 540 cm3
ค. 526 cm3
ง. 487 cm3

6. เม่อื นำกระบอกฉีดยาบรรจแุ กส๊ ไปแช่นำ้ รอ้ นโดยควบคมุ ให้มีปริมาตรคงท่เี ทา่ เดมิ โมเลกลุ ของ

แกส๊ ภายในกระบอกเก็บแก๊สจะเปลีย่ นแปลงอย่างไร

ก. เคล่อื นท่ีชา้ กว่าเดิม ข. เคลอ่ื นท่ีเร็วกวา่ เดิม

ค. มีขนาดใหญข่ ้ึนกว่าเดมิ ง. ความเข้มข้นของแกส๊ เพิ่มขึ้น
7. แก๊สทีม่ ีปรมิ าตร 16.5 dm3 ท่ีอณุ หภมู ิ 352°C และความดัน 0.275 atm จะมีปริมาตรเทา่ ใด ที่
STP ก. 0.99 dm3 ข. 1.98 dm3
ค. 2.97 dm3 ง. 3.96 dm3

8. ภาชนะ 2 L บรรจุแก๊ส CO2 มีความดนั 20.5 atm ทอ่ี ณุ หภมู ิ -23 °C

ก. 4.0 โมล ข. 3.0 โมล

ค. 2.0 โมล ง. 1.0 โมล
9. แก๊สชนิดหนง่ึ มปี ริมาตร 100 cm3 ที่ 20°C ถา้ ต้องการให้แก๊สนั้นมปี รมิ าตร 200 cm3 โดยให้

ความดันคงที่อณุ ภมู ติ ้องเปลยี่ นเปน็ อณุ หภมู ิกีอ่ งศาเซลเซยี ส

ก. 10 °C ข. 313 °C

ค. 546 °C ง. 586 °C

10. จงเรยี งลำดบั อตั ราการแพรข่ องแก๊ส H2 CH4 O2 NH3 จากเรว็ ไปช้า

ก. O2 > NH3 > CH4 > H2

ข. H2 > CH4 > NH3 > O2

ค. CH4 > NH3 > H2 > O2

ง. H2 > CH4 > NH3 > O2

กระดาษคำตอบ
แบบทดสอบก่อนเรยี น

ช่อื ....................................................................ชั้น...............เลขท่ี..............

ทดสอบก่อนเรียน
ข้อ ก ข ค ง
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

คะแนนรวม

ใบความรูท้ ่ี 1
เร่ือง สมบัติของแก๊ส

ผลการเรียนรู้
สืบค้นข้อมลู นำเสนอตวั อย่าง และอธบิ ายการประยกุ ตใ์ ช้ความรู้เก่ียวกับสมบตั แิ ละกฎตา่ ง

ๆ ของแกส๊ ในการอธบิ ายปรากฏการณ์ หรือแกป้ ัญหาในชีวิตประจำวันและในอุตสาหกรรม

จุดประสงคก์ ารเรียนรู้
ด้านความรู้ ความเข้าใจ (Knowledge : K)
1. อธิบายเกีย่ วกบั สมบัตบิ างประการของแกส๊ ได้
ดา้ นทกั ษะกระบวนการ (Process : P)
2. สืบค้นข้อมลู และนำเสนอเกยี่ วกับสมบัติบางประการของแกส๊
ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์
1. ทักษะการสังเกต
2. ทกั ษะการจำแนกประเภท
3. ทักษะการจัดกระทำและส่ือความหมายขอ้ มูล
4. ทักษะการลงความเห็นจากขอ้ มูล
ดา้ นคุณลกั ษณะ (Attitude : A)
1. นักเรียนมีวินัย ใฝเ่ รียนรู้ ม่งุ มนั่ ในการทำงาน

เน้อื หาสาระ

สมบตั ิของแก๊ส
1. การจัดเรียงอนกุ าคของแกส๊ ไมเ่ ป็นระเบยี บ ฟุ้งกระจายทุกทิศทาง เนอ่ื งจากมแี รงยดึ เหน่ียวระหว่าง

อนภุ าคน้อยมาก
2. อนุภาคของแกส๊ มีทั้งท่อี ยู่เปน็ โมเลกุล เช่น แกส๊ แอมโมเนีย NH3) ซึ่ง 1 โมเลกลุ มี 4 อะตอม แกส๊

คลอรนี (Cl2) และแกส็ ออกซิเจน (02) ซึ่ง 1 โมเลกลุ มี 2 อะตอม หรืออยู่เปน็ อะตอมเดีย่ ว ได้แก่
แกส๊ เฉ่ือย เช่นแก๊สฮเี ลยี ม (He) แกส๊ นอี อน (Ne) แกส๊ อารก์ อน (Ar) แกส๊ คริปทอน (Kr) และแกส๊
ซนี อน (Xe)
3. อนุภาคของแก๊สมพี ลงั งานจลน์ เคลื่อนทีไ่ ด้ทกุ ทิศทาง แรงยึดเหน่ียวระหว่างอนภุ าคนอ้ ยมาก จึงมี
ผล ทำให้รปู รา่ งและปรมิ าตรไม่คงท่ี
4. แกส๊ แพรไ่ ดเ้ ร็วกวา่ ของแข็ง ของเหลว เพราะแรงยดึ เหน่ยี วระหว่างอนุภาคน้อยกวา่ ซ่งึ เปน็ เหตใุ ห้
โมเลกุลของแก๊สแยกจากกันได้ง่าย
5. โดยทว่ั ไปแกส๊ จะมลี ักษณะโปร่งใสซงึ่ มนุษย์สามารถมองทะลุผ่านไปได้ แกส๊ บางชนิดมีสี เช่น แกส็
คลอรีนมีสีเขยี วออ่ น แก๊สโบรมีนมีสีน้ำตาลสัม และบางชนติ ไมม่ สี ี เช่น แก๊สออกชิเจน แก๊ส
คารบ์ อนไดออกไซดแ์ กส๊ มเี ทน เป็นตน้

ประเภทของแก๊ส
นักวิทยาศาสตรแ์ บง่ แกส๊ ออกเป็น 2 ประเภทดังน้ี
1. แก๊สอุดมคติ (ideal gas) หรอื แก๊สสมบรู ณ์ (perfect gas) เปน็ แกส๊ สมมติ

ท่นี กั วทิ ยาศาสตร์กำหนดขน้ึ เพือ่ อธบิ ายพฤติกรรมบางอย่างของแก๊ส แก๊สอดุ มคตไิ มม่ อี ยูใ่ น

ธรรมชาติ แกส๊ อดุ มคติจะมีพฤติกรรมและสมบัติเป็นไปตามกฎตา่ ง ๆ ของแกส๊ ไม่วา่ ท่ีภาวะใด ๆ ก็
ตามต่าง

2. แกส๊ จริง (real gas) หมายถึง แก๊สท่ีมอี ยใู่ นธรรมชาตจิ รงิ ๆ เชน่ H2, O2, CO2
ฯลฯ มแี รงยึดเหนยี วระหว่างโมเลกลุ มีปริมาตรโมเลกุล มีพฤติกรรมทไี่ มเ่ ป็นไปตามกฎของแกส๊ อุดม
คติ แก๊สจรงิ จะมีพฤติกรรมเปน็ แก๊สอุดมคติ หรอื คล้ายกบั แกส๊ อดุ มคติเม่อื อณุ หภูมิสงู และความดัน
ต่ำเทา่ นนั้

ทฤษฎจลนข์ องแก๊ส

เปน็ ทฤษฎีทน่ี ักวิทยาศาสตรใ์ ช้อธบิ ายลักษณะและสมบตั ขิ องแก๊สโดยทั่ว ๆ ไป

1. แกส๊ ประกอบดว้ ยอนุภาคขนาดเลก็ จำนวนมาก โดยปรมิ าตรของอนภุ าคเหลา่ นน้ั มีคา่ น้อยมาก
เมอื่ เทียบกับขนาดภาชนะทีบ่ รรจุ

2. อนุภาคของแก๊สอยู่หา่ งกันมาก และแรงยดึ เหนย่ี วระหว่างอนุภาคน้อยมาก จนถือวา่ ไมม่ แี รง
กระทำ

ตอ่ กัน
3. โมลเลกุลของแกส๊ เคล่อื นที่อยา่ งรวดเร็วในแนวเสน้ ตรง เปน็ อิสระ อตั ราเร็วคงที่ และไม่เปน็
ระเบยี บ

จนกระท่ังชนกบั โมเลกลุ หรือชนกบั ผนงั ภาชนะ จึงจะเปล่ียนทศิ ทางและอตั ราเร็ว
4. โมเลกลุ ของแกส๊ ท่ีชนกนั เองหรอื ชนกับผนังภาชนะจะเกิดการถ่ายเทพลังงานให้แก่กันได้

แต่พลังงานรวมของระบบมีค่าคงที่
5. ณ อุณหภูมิเดียวกัน โมเลกุลของแก๊สแต่ละโมเลกลุ เคลอ่ื นที่ด้วยความเร็วไมเ่ ทา่ กัน แตจ่ ะมี

พลังงานจลน์เฉลย่ี เทา่ กนั โดยที่พลงั งานจลน์เฉล่ยี ของแก๊ส จะแปรผนั ตรงกับอณุ หภมู เิ คลวนิ

รู้หรือไม่ ??

พลงั งานจลน์ (Kinetic Energy)
คอื พลงั งานทีเ่ กดิ ข้นึ ขณะวตั ถุกำลังเคลอื่ นที่
เนอ่ื งจากมแี รงมากระทำต่อวัตถุและมีคา่ เปลยี่ นแปลง

ตามอัตราเร็วของวัตถุ

ปรมิ าตร อุณหภูมิ ความดัน

ปริมาตร อุณหภมู ิ และความดนั เป็นตวั แปรสำคญั ทใ่ี ช้กำหนดสถานะของแก๊ส ดงั นนั้

ในเบอ้ื งตน้ จงึ ควรทราบเกย่ี วกบั ความหมาย และหน่วยวัดของตวั แปรท้งั สามนีก้ ่อน

ปริมาตร (Volume ; V)

- อนภุ าคของแกส๊ มกี ารเคลอื่ นท่ฟี ุ้งกระจาย และเคลื่อนที่ ตลอดเวลาปริมาตรของแกส๊ จึงขน้ึ กบั

ภาชนะทบี่ รรจุ หรืออาจกลา่ วไดว้ ่าปริมาตรของแกส๊ หมายถึง ปรมิ าตรของภาชนะทีบ่ รรจแุ ก๊สนั้น ๆ

- หนว่ ยวดั ปรมิ าตรของแกส๊ ท่ีใชก้ นั ท่วั ไปตามระบบเอสไอ คือ 1 l = 1 dm3
1 ml = 1 cm3
มลิ ลิเมตร (ml) รหู้ รือไม่ ?? 1000 ml = 1 l
ลติ ร (l) 1000 cm3 = 1 dm3
ลูกบาศเซนติเมตร (cm3)
ลกู บาศเดซเิ มตร (dm3)

อณุ หภมู ิ (Temperature ; T)
- เป็นมาตราสว่ นบอกปริมาณความรอ้ น เครื่องมอื ทใ่ี ช้วัดอุณภูมิ คือเทอรโ์ มมิเตอร์
(Thermometer) - - หนว่ ยที่ใช้วัดอุณภูมมิ ีหลายหน่วย เชน่ องศาเซลเซียส (ºC) องศาฟาเรนไฮต์
(ºF) เคลวิน (K) ใน
การศกึ ษาสมบตั ขิ องแก๊สหรือการคำนวณเก่ียวกับแกส๊ จะใช้มาตราส่วนของอณุ หภมู เิ ป็นเคลวิน
หรือท่ีเรยี กว่า อณุ หภูมสิ มั บูรณ์ (Absolute Temperature)
เปลี่ยน 0C เป็น K (0C + 273)

รู้หรอื ไม่ ?? เปลย่ี น K เป็น 0C (K - 273)

ดังน้ัน -273 0C = 0 K
273 K = 0 0C

ความดัน (Pressure ; P)
- คือ แรงต่อหน่วยพ้ืนท่ี เมอ่ื บรรจุแก๊สไว้ในภาชนะ โมเลกุลของแกส็ จะเคลอื่ นทแ่ี ละว่ิงชนภาชนะ
ตลอดเวลา ทำให้เกิดแรงกระทำต่อภาชนะเป็นแรงดัน ในการศึกษาสมบตั ิของแกส๊ จะต้องระบุ
ค่าความดันเสมอ
- หนว่ ยท่ใี ช้วัดความดนั ของแกส๊ เชน่ ปาสคาล (Pa) บรรยากาศ (atm) มิลลิเมตรปรอท (mmHg)
และ หน่วยปอนด์ตอ่ ตารางน้วิ (psi)

ร้หู รอื ไม่ ??

1 atm = 760 mmHg = 1.01 X 105 Pa = 14.7 psi

ตรวจสอบความเขา้ ใจ 1
เร่ือง สมบตั ขิ องแกส๊

1. แก๊สประกอบดว้ ยอนุภาคท่ีมีมวล ………… และมขี นาด ………… จนถอื ไดว้ า่ อนภุ าคของ
แก๊ส

ไมม่ ี ………….........
2. โมเลกุลของแก๊สอยู่ …………………… ทำให้แรงดึงดูดและแรงผลักระหว่างโมเลกุลของแก๊ส

……………………....... จนถือวา่ ไมม่ ีแรงมากระทำกัน
3. โมเลกุลของแก๊สเคลื่อนที่อย่าง ………… ในแนว ………… ด้วยอัตราเร็ว ………… และไม่

เป็นระเบียบ จนกระทัง่ ชนกบั โมเลกลุ อืน่ จึงเปลีย่ นทิศทาง และ …………
4. รปู รา่ งและปริมาตรของแกส๊ ……………… ขน้ึ อยกู่ บั ……………………………… และแก๊ส

จะมคี วามหนาแน่น ……………… ของแข็งและของเหลว
5. เมื่ออนุภาคของแก๊สชนกับผนังภาชนะจะเกิดแรงกระทำต่อ...........................ภายในภาชนะท่ี

บรรจุ เรียกแรงของแก๊สทกี่ ระทำต่อพื้นที่ผิวของภาชนะ ว่า ..........................
6. หนว่ ยของความดนั ที่นยิ มใช้ทวั่ ไป คอื .................................
7. 1 atm = .......................mmHg

ใบความร้ทู ี่ 2
เรอื่ ง กฎของบอยล์
(ความสัมพนั ธ์ระหวา่ ง P และ V)

ผลการเรยี นรู้
อธิบายความสมั พันธแ์ ละคำนวณปรมิ าตร ความดัน หรืออณุ หภูมขิ องแก๊สทภี่ าวะต่าง ๆ ตามกฎของ

บอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก

จดุ ประสงค์การเรียนรู้
ดา้ นความรู้ ความเขา้ ใจ (Knowledge : K)
1. อธิบายความสมั พันธ์ระหวา่ งปริมาตรและความดันของแก๊สได้
ด้านทักษะกระบวนการ (Process : P)
1. คำนวณหาปรมิ าตรหรือความดนั โดยใช้ความสัมพันธ์ตามกฎของบอยลไ์ ด้
2. ทำการทดลองเพอ่ื ศกึ ษาผลของความดันท่ีมีต่อปริมาตรของแกส๊ ได้
3. ปฏิบตั ิตามขัน้ ตอนการทดลองไดอ้ ยา่ งถูกต้อง
ทกั ษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์
1. ทักษะการสังเกต
2. ทักษะการคำนวณ
3. ทักษะการจัดกระทำและสอ่ื ความหมายขอ้ มูล
4. ทกั ษะการลงความเหน็ จากขอ้ มูล
5. ทักษะการต้งั สมมติฐาน
6. ทักษะการทดลอง
7. ทักษะการตคี วามหมายข้อมูล และลงขอ้ มลู
ดา้ นคุณลกั ษณะ (Attitude : A)
1. นกั เรยี นมวี นิ ยั ใฝเ่ รยี นรู้ มุ่งมัน่ ในการทำงาน

เน้ือหาสาระ

ในปี พ.ศ. 2205 นักวทิ ยาศาสตร์ ชาวอังกฤษ ช่อื โรเบิร์ต บอยล์ ได้ทำการศึกษาสมบตั ิ และพฤตกิ รรมของแก๊ส
พบว่า เมอื่ อุณหภูมิและจำนวนโมลของแก๊สคงที่ ความดัน (P) จะแปรผกผันกบั ปรมิ าตร (V) ของแก๊ส กลา่ วคือ

ถ้าความดันเพม่ิ ขนึ้ จะทำใหป้ ริมาตรลดลง แตถ่ ้าความดนั ลดลงแล้วปรมิ าตรจะเพิม่ ขนึ้
1
V เมื่ออณุ หภูมิ (T) และจำนวนโมล (n) คงท่ี

หรือ PV = k

เมอ่ื V = ปรมิ าตรของแกส๊

P = ความดนั ของแก๊ส

k = ค่าคงท่ี

ความสัมพันธต์ ามกฎของบอยล์ สามารถเขียนอยใู่ นรูปทใ่ี ชค้ ำนวณปริมาตรหรอื ความดันของแก๊สที่สองสภาวะ ได้

ดังนี้

P1V1 = P2V2

กราฟท่ีไดจ้ ากกฎของบอยล์ มี 3 ลกั ษณะ ดังน้ี

กราฟท่ี 1 ความสัมพันธร์ ะหวา่ ง PV กับ P (หรอื V) เมื่ออุณหภมู คิ งท่ี และ T2 > T1

จากกราฟที่ 1 ถ้า T2 > T1 แสดงว่าทีอ่ ณุ หภูมิคงท่ี T2 และ T1
ผลคูณระหว่างปรมิ าตรกับความดนั ของแกส๊ มคี า่ คงทเ่ี สมอทกุ ความ

ดนั หรอื ปรมิ าตร

กราฟที่ 2 ความสัมพันธ์ระหว่าง P กบั V เมอ่ื T3 > T2 > T1
จากกราฟท่ี 2 ทอ่ี ณุ หภูมิ T1 T2 และ T3 เมอื่ ความดนั ต่ำ แก๊สจะมีปริมาตรมาก เมื่อความดนั สูงขึ้น
จะมีปริมาตรลดลง และท่คี วามดนั เดยี วกันทีอ่ ุณหภูมิ T3 แก๊สจะมปี รมิ าตรมากกวา่ ท่ีอุณหภมู ิ T2

และ T1

กราฟท่ี 3 ความสมั พนั ธ์ระหวา่ ง P กับ 1 (หรอื V กบั 1 )



จากกราฟท่ี 3 ท่ีอณุ หภูมิ T1 T2 และ T3 เมอื่ ความดนั ต่ำ 1/V กจ็ ะตำ่
และทค่ี วามดันเดียวกนั ท่ีอุณหภมู ิ T1 ค่า 1/V มากกว่าท่อี ณุ หภมู ิ T2 และ T3

กจิ กรรมการทดลองที่ 1
ความสัมพนั ธ์ระหวา่ งความดนั กบั ปรมิ าตรของแกส๊

การทดลองที่ 1 เรอ่ื งการศกึ ษาความสัมพันธร์ ะหวา่ งความดนั กบั ปรมิ าตรของแก๊ส
วัตถุประสงค์การทดลอง

1. นกั เรียนทำการทดลองเพือ่ ศึกษาผลของความดันท่ีมตี อ่ ปริมาตรของแกส๊ ได้
2. นักเรยี นสามารถสรปุ และอภปิ รายความสมั พันธร์ ะหว่างความดันและอุณหภมู ขิ องแก๊สได้
อุปกรณ์
กระบอกฉีดยาขนาด 20 ลูกบาศกเ์ ซนติเมตร 1 อัน

วธิ ีการทดลอง
1. ดึงกา้ นกระบอกฉีดยาให้มีปรมิ าตรของอากาศเป็น 10.0 มิลลลิ ิตร จากนั้นใชป้ ลายน้ิว
อุดปลายกระบอกฉดี ยาไว้
2. กดกา้ นกระบอกฉดี ยาช้า ๆ จนกระท่งั มีปรมิ าตรของอากาศเทา่ กบั 5.0 มลิ ลลิ ติ ร
จากนน้ั ปล่อยมือที่ก้านกระบอกฉีดยา และสงั เกตการเปลีย่ นแปลง
3. ดึงกา้ นกระบอกฉดี ยาใหม้ ปี ริมาตรของอากาศใน 10.0 มิลลิลิตร จากนัน้ ใชป้ ลายนว้ิ
อดุ ปลายกระบอกฉดี ยาไวเ้ หมอื นขอ้ 1
4. ดึงก้านกระบอกฉดี ยาขึ้นอยา่ งช้า ๆ จนกระทงั่ มีปริมาตรของอากาศเปน็ 20.0 มิลลิลติ ร
จากน้ันปลอ่ ยมือที่ดงึ กา้ นกระบอกฉีดยา และสังเกตการเปล่ยี นแปลง

ตารางบันทึกผลการทดลอง

การทดลอง การเปลี่ยนแปลง

กดกา้ นกระบอกฉดี ยา มวล อุณหภมู ิ ความดนั ปริมาตร
จากปริมาตร 10.0 ml
ให้อยทู่ ี่ 5.0 ml

ดึงก้านกระบอกฉีดยา

จากปรมิ าตร 10.0 ml
ให้อยทู่ ี่ 20.0 ml

อภิปรายผลการทดลอง
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
สรุปผลการทดลอง
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................

คำถามทา้ ยการทดลอง
1. การกดกา้ นกระบอกฉีดยาต้องใช้ความดนั หรือไม่ อยา่ งไร
2. แกส๊ ในกระบอกฉีดยามมี วลและอณุ หภมู ิคงที่หรอื ไม่ อยา่ งไร
3. การกดกา้ นกระบอกฉีดยามผี ลตอ่ ปริมาตรของแกส๊ อยา่ งไร
4. เม่อื ไม่กดดันกระบอกฉดี ยามีผลต่อความดันทกี่ ระทำตอ่ แก๊สอยา่ งไร
5. การเพิ่มความดันให้แก๊สในปริมาณท่ีน้อยและมากจะมีผลอยา่ งไร และทราบได้อยา่ งไร
6. การทดลองน้ีมีตวั แปรตน้ ตัวแปรตามและตวั แปรควบคมุ อะไรบา้ ง

ตัวอย่างการคำนวณตามกฎของบอยล์

ตัวอย่างท่ี 1 แกส๊ ชนิดหน่ึงบรรจอุ ยใู่ นภาชนะขนาด 100 ลกู บาศก์เซนตเิ มตร ที่ความดัน 1

บรรยากาศ

ณ อณุ หภมู ิ 25 องศาเซลเซยี ส ถ้าแก๊สนบ้ี รรจุในภาชนะขนาด 200 ลูกบาศกเ์ ซนตเิ มตร ณ

อุณหภมู ิเดิม แก๊สน้ีจะมีความดันเทา่ ใด

วธิ ที ำ

จากสตู ร P1V1 = P2V2

แทนค่า (1 atm) × (100 cm3) = P2 × (200 cm3)

P2 = (1 atm) × (100 cm3)

(200 cm3)

= 0.50 atm
ดังน้ัน แก๊สชนดิ นี้จะมีความดนั 0.50 บรรยากาศ

ตวั อยา่ งท่ี 2 แก๊สชนิดหนง่ึ บรรจอุ ยใู่ นกระบอกสบู ขนาด 2 ลติ ร ท่ีความดนั 1.5 บรรยากาศ เม่อื อัด

กระบอกสบู ใหม้ คี วามดนั เพม่ิ ขึน้ เป็น 1,520 มิลลิเมตรปรอท ทอ่ี ณุ หภูมคิ งท่ี ปรมิ าตรของแก๊สจะ

เปน็ เท่าใด

วธิ ีทำ

จากสูตร P1V1 = P2V2

แทนค่า (1.5 atm) × (2 L) = (2 atm) × V2

V2 = (1.5 atm) × (2 L)

(2 atm)

= 1.5 L

ดงั นั้น แก๊สชนดิ น้ีจะมีปริมาตร 1.5 ลิตร

ตรวจสอบความเขา้ ใจ 2
เร่อื ง กฎของบอยล์

1. ทดลองวัดปรมิ าตรของอากาศในหลอดรูปตัวเจ เมอื่ เริม่ ต้น อากาศในหลอดรปู ตวั เจด้านปลายปดิ
มีปริมาตร 30 มลิ ลลิ ิตร และมคี วามดนั 1 บรรยากาศอเมอื่ เติมปรอทลงในหลอดเพ่ิมเตมิ อพบวา่
ความดนั ภายในหลอดเพม่ิ ขน้ึ เป็น 1.5 บรรยากาศ จงคำนวณปรมิ าตรของอากาศในหลอดรปู ตัวเจหลัง
เติมปรอท ถ้ากำหนดใหอ้ ุณหภูมิท่ที ำการทดลองคงที่

............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................

2. แก๊สฮีเลียมบรรจุในลูกโปง่ ปรมิ าตร 4 ลติ ร ทคี่ วามดนั 1 บรรยากาศ อณุ หภูมิ 30 องศาเซลเซียส
ถา้ ต้องการให้ลกู โป่งขยายปรมิ าตรเปน็ 2 เทา่ ตอ้ งอยู่ในภาวะที่มีความดันเทา่ ใด

............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................

3. แก๊สไนโตรเจนจำนวนหน่ึงมปี รมิ าตร 250 ลกู บาศก์เ ซนตเิ มตร ความดัน 1 บรรยากาศ จะมี
ปรมิ าตรเทา่ ไร เม่ือเปลย่ี นความดนั เป็น 1000 มลิ ลเิ มตรปรอทโดยอณุ หภูมิคงที่

............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................

ใบความรทู้ ี่ 3
เร่ือง กฎของชาร์ล
(ความสัมพันธ์ระหว่าง T และ V)

ผลการเรยี นรู้
อธิบายความสัมพนั ธแ์ ละคำนวณปริมาตร ความดนั หรืออณุ หภูมขิ องแก๊สทภี่ าวะตา่ ง ๆ

ตามกฎของบอยล์ กฎของชารล์ กฎของเกย์-ลสู แซก

จดุ ประสงค์การเรียนรู้
ด้านความรู้ ความเขา้ ใจ (Knowledge : K)
1. อธบิ ายความสมั พนั ธร์ ะหวา่ งปรมิ าตรและอณุ หภมู ิของแก๊สได้
ด้านทักษะกระบวนการ (Process : P)
1. คำนวณหาปรมิ าตรหรืออุณหภูมิโดยใช้ความสมั พนั ธ์ตามกฎของชารล์ ได้
2. ทำการทดลองเพอื่ ศกึ ษาผลของอุณหภมู ิทมี่ ตี ่อปรมิ าตรของแก๊สได้
3. ปฏบิ ตั ิตามขนั้ ตอนการทดลองไดอ้ ยา่ งถกู ต้อง
ทักษะกระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์
1. ทกั ษะการสังเกต
2. ทกั ษะการคำนวณ
3. ทกั ษะการจดั กระทำและส่ือความหมายขอ้ มูล
4. ทกั ษะการลงความเห็นจากข้อมลู
5. ทกั ษะการตัง้ สมมตฐิ าน
6. ทกั ษะการทดลอง
7. ทักษะการตีความหมายขอ้ มูล และลงขอ้ มูล
ดา้ นคุณลักษณะ (Attitude : A)
1. นักเรียนมวี ินัย ใฝ่เรยี นรู้ ม่งุ มน่ั ในการทำงาน

เนือ้ หาสาระ

ในปี คศ. 1787 (พ.ศ. 2330) จากส์ ชารล์ นกั วทิ ยาศาสตร์ชาวฝร่งั เศส
ได้ศกึ ษาความสมั พันธ์ระหวา่ งปริมาตรกับอณุ หภูมขิ องแก๊ส
พบว่า เมอ่ื ความดันคงท่ีเมื่ออณุ หภูมิสูงขึ้น แกส๊ จะขยายตวั มปี ริมาตรเพมิ่ ขึน้
และเมื่ออณุ หภมู ลิ ดลง แกส๊ จะหดตัวมปี รมิ าตรลดลง

การทดลองครง้ั ท่ี V (ml) t (ºC) V/T (ml/ºC) T(K) V/T(ml/K)
293 0.40
1 117 20 5.85 313 0.40
333 0.40
2 125 40 3.13 353 0.40
373 0.40
3 133 60 2.22 393 0.40
413 0.40
4 141 80 1.76 473 0.40

5 149 100 1.49

6 157 120 1.31

7 165 140 1.18

8 189 200 0.95

ตารางท่ี 1 ผลการทดลองศึกษาความสัมพนั ธ์ระหวา่ งอุณหภมู ิในหน่วยองศาเซลเซยี ส (C0)
และหน่วยเคลวนิ (K) กบั ปริมาตรของแก๊ส

จากข้อมลู ในตารางท่ี 1 พบว่า เมอ่ื อุณหภูมขิ องแกส๊ เพิม่ ข้ึน ปรมิ าตรของแก๊สจะเพ่ิมขึ้นดว้ ย
เสมอ และอัตราส่วนระหว่างปริมาตรของแกส๊ กบั อุณหภูมอิ งศาเซลเซยี ส (C0) มีค่าไมค่ งที่ แต่
อตั ราส่วนระหวา่ งปรมิ าตรของแกส๊ กบั อุณหภมู ิเคลวนิ (K) มคี ่าคงที่

กราฟท่ี 4 ความสมั พนั ธร์ ะหว่างปรมิ าตร (V) กับอณุ หภมู อิ งศาเซลเชียส (ºC)

จากกราฟที่ 4 พบว่าเส้นกราฟแสดงความสมั พนั ธร์ ะหวา่ งปริมาตรกบั อุณหภูมิของแกส๊
มีลักษณะเปน็ กราฟเส้นตรง และถ้าลากเสน้ กราฟลงไปเปน็ แกนนอนจะพบวา่ แก๊สมีปริมาตรเปน็
ศนู ย์ ทีอ่ ุณหภูมิ -273 องศาเซลเซียส หรอื 0 เคลวิน แก๊สจะมปี รมิ าตรเป็นศนู ย์ หรอื
เปลีย่ นสถานะเป็นของเหลว แต่ในทางปฏบิ ัตสิ ามารถวัดปริมาตรของแกส๊ ได้ในชว่ งอุณหภูมหิ นง่ึ
เทา่ นนั้ เน่อื งจากแกส๊ ทกุ ชนิดควบแน่นเป็นของเหลวก่อนถึงอณุ หภูมิดังกลา่ วนักวทิ ยาศาสตร์จงึ ได้
กำหนดให้อณุ หภูมิ -273 องศาเซลเซยี ส หรือ 0 เคลวิน เปน็ อุณหภมู ติ ่ำสดุ ทางทฤษฎี เรียก
อณุ หภมู ินี้วา่ ศนู ย์สมั บรู ณ์ (absolute zone)

กราฟท่ี 5 ความสมั พันธร์ ะหวา่ งปรมิ าตร (V) กบั อุณหภมู ิองศาเซลเชียส (K)

ภาพที่ 1 การทดลองตามกฎของชารล์
จากกราฟท่ี 1 พบวา่ ปรมิ าตรของแกส๊ แปรผนั ตามอณุ หภูมิเคลวนิ คือเม่อื อณุ หภมู ิเพ่มิ ขึน้
ปรมิ าตรของแก๊สจะเพ่ิมขึ้น เมื่ออุณภูมลิ ดลงปริมาตรของแก๊สจะลดลง ซง่ึ เป็นไปตามกฎของชาร์ล
ท่ีกล่าววา่ “เมอื่ ความดันและมวลคงท่ี ปรมิ าตรของแกส๊ (V) จะแปรผันตรงกับอณุ หภมู ิเคลวนิ (T)”

V  T เมอ่ื ความดันและจำนวนโมลของแกส๊ คงท่ี
ดังน้นั V = KT
หรือ = K



เม่อื V = ปริมาตรของแกส๊
T = อุณหภูมิของแก๊ส
k =ค่าคงท่ี

ความสัมพนั ธ์ตามกฎของชารล์ สามารถเขียนอยใู่ นรูปทใี่ ช้คำนวณปรมิ าตรหรืออณุ หภมู ิของแก๊ส
ท่ีสองสภาวะ ไดด้ ังน้ี

1 = 2

2 2

กิจกรรมการทดลองท่ี 2
ความสัมพนั ธร์ ะหว่างอุณหภมู ิกบั ปรมิ าตรของแก๊ส

การทดลองที่ 2 เร่ืองการศกึ ษาความสมั พนั ธ์ระหว่างอณุ หภมู ิกบั ปริมาตรของแกส๊

วัตถปุ ระสงคก์ ารทดลอง

1. นกั เรียนทำการทดลองเพอ่ื ศกึ ษาผลของอุณภมู ิทีม่ ตี ่อปรมิ าตรของแกส๊ ได้

2. นกั เรยี นสามารถสรุปและอภปิ รายความสัมพนั ธร์ ะหวา่ งอุณหภมู ิและปรมิ าตรของแกส๊ ได้

อุปกรณ์

1. กระบอกฉดี ยาขนาด 10 ลกู บาศกเ์ ซนตเิ มตร 1 อัน

2. บกี เกอรข์ นาด 250 ลกู บาศกเ์ ซนตเิ มตร 2 ใบ

3. เตาใหค้ วามรอ้ น 1 อัน

4. เทอรโ์ มมเิ ตอร์ 1 อัน

วธิ ีการทดลอง

1. กดก้านกระบอกฉดี ยาใหม้ ีปริมาตรของอากาศเปน็ 5.0 ลกู บาศกเ์ ซนติเมตร แลว้ นำไปดดู

นำ้

ที่อุณหภูมิห้องใหม้ ปี รมิ าตร 1 ลูกบาศกเ์ ซนตเิ มตร

2. นำกระบอกฉีดยาในข้อ 1 จ่มุ ลงในบกี เกอรข์ นาด 250 ลกู บาศกเ์ ซนตเิ มตร ท่มี นี ำ้ รอ้ น

อุณหภมู ิ 70-80 องศาเซลเซียส จำนวน 200 ลูกบาศกเ์ ซนติเมตร โดยใหอ้ ากาศใน

กระบอก ฉีดยาจุ่มอยใู่ นน้ำรอ้ นเป็นเวลา 2 นาที สังเกตการณ์เปลย่ี นแปลงและบนั ทกึ ผล

3. ยกกระบอกฉดี ยาขึ้นจากบีกเกอร์ทมี่ นี ้ำรอ้ น แล้วลงในบีกเกอรข์ นาด 250 ลูกบาศก์

เซนติเมตร ทม่ี ีน้ำเยน็ อุณหภมู ิ 5-10 องศาเซลเซียส โดยให้อากาศภายในกระบอกฉดี ยาจุ่มอยู่

ในน้ำเย็น ท้งั หมดเปน็ เวลา 2 นาที นาทสี ังเกตการเปลย่ี นแปลงและบนั ทกึ ผล

ตารางบนั ทึกผลการทดลอง

การทดลอง มวล การเปล่ียนแปลง ปรมิ าตร
อณุ หภมู ิ ความดนั
นำกระบอกฉดี ยาจมุ่ ลงใน
น้ำร้อน อุณหภมู ิ 70-80 C0
นำกระบอกฉีดยาจมุ่ ลงใน
น้ำเยน็ อณุ หภมู ิ 5-10 C0

อภปิ รายผลการทดลอง

............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................

สรุปผลการทดลอง

............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................

คำถามทา้ ยการทดลอง

1. เมื่อนำกระบอกฉีดยาที่มีน้ำ 1 ลูกบาศก์เซนติเมตรจุ่มลงในน้ำรอ้ นอุณหภูมิ 70 - 80

องศาเซลเซยี ส ปรมิ าตรของอากาศเปลยี่ นแปลงอยา่ งไรและทราบไดอ้ ยา่ งไร

2. เมื่อนำกระบอกฉีดยาจมุ่ ลงในน้ำร้อน 70 - 80 องศาเซลเซียส แล้วจ่มุ ลงในน้ำเย็น
อณุ หภมู ิ 5-10 องศาเซลเซยี ส ปรมิ าตรของอากาศเปลยี่ นแปลงอย่างไรและทราบได้อยา่ งไร

ตวั อย่างการคำนวณตามกฎของชารล์

ตัวอย่างท่ี 1 แก๊สไนโตรเจน (N2) ในกระบอกสูบปดิ ปรมิ าตร 250 มลิ ลิลิตร ทอ่ี ุณหภมู ิ 373 เคลวนิ

เมอื่ ทำใหอ้ ุณหภูมิลดลงเปน็ 273 เคลวนิ โดยความดันของแกส๊ ไมเ่ ปล่ยี นแปลง ปรมิ าตรสุดทา้ ยของ

แก๊สเปน็ เท่าใด

วิธที ำ

จากสตู ร V1 = V2
แทนค่า T1 T2
(250 ml) = V2
(373 K) (273 K)

V2 = (250 ml) × (273 K)
(273 K)

= 183 ml
ดังนัน้ ปริมาตรสุดท้ายของแกส๊ เท่ากบั 183 มิลลิลติ ร

ตัวอยา่ งท่ี 2 แกส๊ ชนิดหน่งึ มีความดนั 1 บรรยากาศ อณุ หภูมิ 2 องศาเซลเซียส บรรจุไว้ในภาชนะ

ท่ยี ดื หยุ่นไดเ้ ม่อื นำภาชนะบรรจุแก๊สน้ไี ปจุม่ ลงในของเหลวท่ีกำลังเดือดที่ ความดันคงท่ี ปรมิ าตรของ

แก๊สจะขยายตัวจาก 70 มิลลิลิตร เป็น 90 มลิ ลิลิตร ทีอ่ ณุ หภมู กิ ี่องศาเซลเซียส

วธิ ีทำ

จากสตู ร V1 = V2

T1 T2

แทนค่า (70 ml) = (90 ml)

(275 K) T2

T2 = (90 ml) × (275 K)
(70 ml)

= 354 K

เปลย่ี นหนว่ ยอณุ หภมู ใิ ห้เปน็ องศาเซลเซียส จะได้

T(C0) = 354 - 273

= 81 C0
ดงั นัน้ แกส๊ มีอุณหภมู ิ เทา่ กบั 81 องศาเซลเซยี ส

ตรวจสอบความเข้าใจ 3
เรอื่ ง กฎของชาร์ล

1. ถ้าบรรจุแกส๊ ฮเี ลยี มในลกู โป่ง 10 ลิตร ที่อุณหภมู ิ 27 องศาเซลเซยี ส แล้วนำลกู โป่งนีไ้ ปไว้ในที่
ทีม่ อี ณุ หภูมิ 57 องศาเซลเซยี ส ลูกโป่งจะมีขนาดเทา่ ใด ถ้ากำหนดใหค้ วามดันภายในลกู โปง่ คงท่ี

............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................

2. แก๊สฟลูออรีนมีปริมาตร 500 ลูกบาศก์เซนติเมตร มีอณุ หภูมเิ พ่มิ ขนึ้ จาก 20 องศาเซลเซยี ส
เปน็ 150 องศาเซลเซยี ส จะมปี รมิ าตรเท่าไร ถ้าควบคุมความดนั ของระบบใหค้ งที่

............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................

3. ไอนำ้ ปรมิ าตร 2 ลกู บาศก์เดซิเมตร ท่ีอณุ หภมู ิ 100 องศาเซลเซยี ส ตอ้ งนำไปไว้ทอ่ี ณุ หภูมเิ ทา่ ไร
จงึ จะมปี รมิ าตรเทา่ กับ 5 ลกู บาศกเ์ ดซิเมตร เมื่อความดนั คงท่ี

............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................

ใบความรู้ที่ 4
เรอ่ื ง กฎของเกย์-ลสู แซก
(ความสัมพันธ์ระหวา่ ง P และ T)

ผลการเรียนรู้
อธิบายความสมั พันธ์และคำนวณปริมาตร ความดัน หรืออุณหภมู ขิ องแก๊สทภี่ าวะตา่ ง ๆ

ตามกฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก
จดุ ประสงคก์ ารเรียนรู้

ดา้ นความรู้ ความเขา้ ใจ (Knowledge : K)
1. อธบิ ายความสัมพันธร์ ะหวา่ งความดันและอณุ หภูมิของแกส๊ ได้

ดา้ นทักษะกระบวนการ (Process : P)
1. คำนวณหาความดันหรอื อุณหภูมโิ ดยใชค้ วามสมั พนั ธ์ตามกฎของเกย์-ลสู แซกได้

ทกั ษะกระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์
1. ทักษะการสงั เกต
2. ทกั ษะการคำนวณ
3. ทกั ษะการจัดกระทำและสอ่ื ความหมายข้อมูล
4. ทักษะการลงความเหน็ จากขอ้ มลู

ด้านคณุ ลักษณะ (Attitude : A)
1. นักเรียนมีวนิ ัย ใฝเ่ รยี นรู้ มุ่งมนั่ ในการทำงาน

เน้ือหาสาระ

เกยล์ ุสแซก นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศสได้ทดลองหาความสัมพนั ธ์ระหว่างความดนั กับอณุ หภูมิ
ของแก๊ส จากผลการทดลองได้ จึงต้งั เปน็ กฎทเี่ รียกว่า กฎของเกยล์ ุสแซก

คำถามชวนคดิ นักเรียนคดิ วา่ ความดนั
ภายในกระปองสเปรยก์ ่อน

ระเบิด
เปน็ อย่างไร ???

หากนำกระป๋องสเปรย์ซ่ึงมแี ก๊สบรรจอุ ยู่วางไว้ใกลเ้ ปลวไฟ จะทำให้อุณหภมู ิของแก๊สภายในกระปอ๋ งสงู ข้นึ
ซึง่ ตามกฎของชารล์ แก๊สควรมีปริมาตรเพม่ิ ข้ึน

แต่เนื่องจากกระปอ๋ งสเปรย์ไม่สามารถขยายตัวได้ดงั นัน้ ความดันภายในกระป๋องจึงเพมิ่ ข้ึนจนอาจทำให้

เกดิ การระเบิดได้

ความดัน (P) อณุ หภมู ิ (T) P/T
mmHg (C0) (K) mmHg/(C0) mmHg/(K)
0 273
703 20 293 - 2.57
753 40 313 38 2.57
805 60 333 20 2.57
856 14 2.57

ตารางท่ี 2 ความดนั อณุ หภูมิ และอัตราสว่ นความดนั ต่ออุณหภมู ิ เมื่อปริมาตรและมวลของแก๊สคงท่ี

จากตารางท่ี 2 สรปุ ได้ว่า เม่ือปริมาตรและมวลของแกส๊ คงท่ี อัตราส่วนความดนั ต่ออณุ หภมู ิ
ในหนว่ ยเคลวนิ มีค่าคงที่ ซง่ึ เปน็ ไปตามกฎของเกย์ลุสแซก ที่กลา่ วว่า “เม่อื ปริมาตรและมวลคงท่ี
ความดนั (P) ของแกส๊ จะแปรผนั ตรงกบั อณุ หภมู เิ คลวิน (T)” ซงึ่ สามารถเขียนความสมั พนั ธไ์ ด้ดังน้ี

P T เมอ่ื อุณหภมู ิและมวลของแกส๊ คงท่ี
ดังนน้ั P = TK

หรือ = K



เมอื่ P = ความดันของแก๊ส

T = อุณหภูมิของแก๊ส

k = ค่าคงท่ี

ความสมั พันธต์ ามกฎของเกย์ลสุ แซก สามารถเขยี นอย่ใู นรูปทใี่ ชค้ ำนวณความดันหรอื อณุ หภมู ิ

ของแกส๊ ที่สองสภาวะ ได้ดงั น้ี

1 = 2

2 2

ตวั อย่างการคำนวณตามกฎของเกย์-ลุสแซก

ตัวอย่างท่ี 1 อากาศในถังใบหนึง่ มีความดัน 640 mmHg ที่ 23 องศาเซลเซียส เมือ่ วางไวก้ ลางแดด

อณุ หภูมเิ พ่มิ เป็น 48 องศาเซลเซียส ความดนั ของอากาศในถังจะเป็นเท่าใด

วธิ ที ำ

จากสูตร P1 = P2
แทนคา่ T1 T2
(640 mmHg) = P2
(296 K) (321 K)

P2 = (640 mmHg) × (321 K)
(296 K)

P2 = 694 mmHg
ดังน้นั ความดนั ของอากาศในถงั จะเท่ากับ 694 มลิ ลิเมตรปรอท

ตัวอย่างท่ี 2 แก๊สชนิดหนึ่งบรรจุอยู่ในภาชนะเหลก็ หนาทรงกระบอกขนาด 2 ลิตร ที่ความดัน 760
มิลลเิ มตรปรอท อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส เมื่อเพิม่ อุณหภูมิจนได้ความดนั เปน็ 1,500 มิลลิเมตร-
ปรอท อณุ หภมู ิสดุ ท้ายของแก๊สชนิดนีเ้ ป็นกี่องศาเซลเซยี ส

วธิ ีทำ P1 = P2
จากสตู ร T1 T2
(760 mmHg) = (1500 mmHg)
แทนคา่ (298 K)
(T2)

T2 = (1500 mmHg) × (298 K)
(760 mmHg)

T2 = 588 K

เปลยี่ นหน่วยอุณหภูมิใหเ้ ป็นองศาเซลเซยี ส จะได้

T(C0) = 588 - 273

= 315 C0

ดงั น้ัน อุณหภูมิสุดทา้ ยของแกส๊ ชนดิ น้ีเท่ากบั 315 องศาเซลเซียส

ตรวจสอบความเข้าใจ 4
เร่อื ง กฎของเกย์-ลุสแซก

1. หลอดไฟที่บรรจแุ กส๊ นีออน ที่อุณหภูมิ 22 องศาเซลเซยี ส มีความดนั ภายในหลอด 0.74
บรรยากาศเมือ่ หลอดไฟใหแ้ สงสว่างอณุ หภูมอิ าจสงู ถึง 418 เคลวิน จงคำนวณความดนั ภายใน
หลอดไฟท่ีอุณหภมู ดิ งั กลา่ ว

............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................

2. แกส๊ ชนิดหนง่ึ บรรจใุ นภาชนะที่มีปริมาตรคงท่ี มีความดัน 855 มลิ ลิเมตรปรอท ที่ 350 องศา
เซลเซียส เมือ่ อุณหภมู ขิ องแก๊สนเ้ี ปลย่ี นแปลง ทาํ ให้ความดันเพม่ิ ขนึ้ เปน็ 980 มิลลิเมตรปรอท
จงคาํ นวณหาอณุ หภูมิใหมข่ องแก๊สน้ี

............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................

ใบความรทู้ ี่ 5
เรอ่ื ง กฎรวมแกส๊
(ความสัมพันธ์ระหว่าง V P และ T)

ผลการเรยี นรู้
อธิบายความสัมพันธ์และคำนวณปริมาตร ความดัน หรอื อณุ หภมู ขิ องแกส๊ ที่ภาวะต่าง ๆ

ตามกฎของบอยล์ กฎของชารล์ กฎของเกย์-ลสู แซก

จุดประสงคก์ ารเรียนรู้
ดา้ นความรู้ ความเข้าใจ (Knowledge : K)
1. อธิบายความสัมพันธ์ระหวา่ งปรมิ าตร ความดัน และอณุ หภมู ิของแกส๊ ได้
ด้านทักษะกระบวนการ (Process : P)
1. คำนวณปรมิ าตร ความดัน หรอื อณุ หภมู ขิ องแกส๊ ทภี่ าวะตา่ ง ๆ ตามกฎรวมแก๊สได้
ทกั ษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์
1. ทกั ษะการสงั เกต
2. ทักษะการคำนวณ
3. ทกั ษะการจดั กระทำและส่ือความหมายข้อมูล
4. ทักษะการลงความเหน็ จากข้อมูล
ด้านคุณลักษณะ (Attitude : A)
1. นักเรยี นมีวินยั ใฝเ่ รียนรู้ มุ่งมน่ั ในการทำงาน

เน้ือหาสาระ

เนือ่ งจากกฎของบอยล์ ชาร์ลและเกย์-ลุสแซก กลา่ วถึงเฉพาะความสมั พนั ธร์ ะหว่างปริมาตรกับ
ความดัน ปริมาตรกับอณุ หภมู ิ และความดนั กับอณุ หภมู อิ แต่การเปลีย่ นแปลงในธรรมชาติอาจ
เกดิ ข้ึนพร้อม ๆ กนั
ดงั น้ันจึงมกี ารศกึ ษาความสมั พนั ธ์ระหวา่ งปริมาตร ความดัน และ อุณหภูมขิ องแก๊สในขณะท่มี วล
มีคา่ คงที่ ความสมั พนั ธร์ ะหวา่ งความดัน อุณหภูมิ และปรมิ าตรทแี่ สดงไวน้ ้ี เรยี กวา่ “กฎรวมแกส๊ ”
ซ่ึงสามารถ ซงึ่ การคำนวณหาความดนั ปรมิ าตรและอุณภมู ิของแก๊ส พิจารณาได้ดังนี้

จากกฎของบอยล์ V  1 เมอ่ื T และ n มีคา่ คงท่ี
P

จากกฎของชาร์ล V  T เมอ่ื P และ n มีคา่ คงท่ี

จากกฎของเกย์-ลสุ แซก P  T เม่อื V และ n มคี า่ คงที่

เม่ือรวมกฎของบอยล์ กฎของชารล์ และกฎของเกย์-ลสุ แซก จะไดค้ วามสัมพนั ธ์ดงั น้ี

V T

P

V  T × คา่ คงที่
P

PV = คา่ คงที่

T

ความสมั พันธต์ ามกฎรวมแก๊ส สามารถเขยี นอยู่ในรปู ท่ีใชค้ ำนวณปริมาตร ความดันหรอื อุณหภูมิ

ของแกส๊ ที่สองสภาวะ ไดด้ งั น้ี

1 1 = 2 2

1 2

ตวั อย่างการคำนวณตามกฎรวมแก๊ส

1. แก๊สชนิดหนึ่งมปี รมิ าตร 1,000 ลกู บาศก์เซนติเมตร ท่คี วามดนั 1 บรรยากาศ อณุ หภูมิ 0 องศา

ถา้ แกส๊ ชนิดน้ีมปี รมิ าตรและความดนั เปลี่ยนเปน็ 1150 ลกู บาศก์เซนติเมตร และ 900 มิลลเิ มตรปรอท

จงหาอณุ หภมู ทิ ่เี ปลี่ยนแปลงไปในหน่วยองศาเซลเซียส

วิธีทำ

จากสตู ร P1V1 = P2V2
T2
T1
แทนค่า (760 mmHg)(1000 cm3) = (900 mmHg)(1150 cm3)

(273 K) T2

T2 = (900 mmHg)(1150 cm3)(273 K)
(760 mmHg)(1000 cm3)

T2 = 372 K

เปลี่ยนหนว่ ยอุณหภูมใิ ห้เปน็ องศาเซลเซียส จะได้

T(C0) = 372 - 273

= 99 C0
ดังน้นั อุณหภมู ทิ ่เี ปลย่ี นแปลงเท่ากบั 99 องศาเซลเซียส

2. ลกู โปง่ บรรจุแก๊สฮีเลยี มปริมาตร 30 ลติ ร ทค่ี วามดนั 1.5 บรรยากาศ ณ อณุ หภูมิ 40 องศา

เซลเซยี ส ปรมิ าตรของลกู โป่งนี้จะเป็นเทา่ ใดท่ี STP

วิธที ำ

จากสูตร P1V1 = P2V2
T1 T2

แทนคา่ (1.5 atm)(30 L) = (1 atm)(V2)

(313 K) (273 K)

V2 = (1.5 atm)(30 L)(273 K)
(313 K)(1 atm)
V2 =
ดังน้ัน ปริมาตรของลูกโป่งเทา่ กบั 39 ลติ ร 39 L

ตรวจสอบความเข้าใจ 5
เรอ่ื ง กฎรวมแก๊ส

1. แกส๊ ออกซิเจนปรมิ าตร 1,000 ลูกบาศกเ์ ซนติเมตร ท่สี ภาวะ STP ถา้ ตอ้ งการใหแ้ ก๊สออกซิเจนนี้
มีปริมาตร 3,000 ลูกบาศก์เซนติเมตร และมีความดัน 460 มิลลิเมตรปรอท แก๊สนี้จะมีอุณหภูมิ
ก่อี งศาเซลเซียส

............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................

2. เมื่อปล่อยลูกโป่งที่มีปริมาตร 6 ลิตร ความดัน 1 บรรยากาศ และอุณหภูมิ 27 องศาเซลเซียส
ขึ้นสู่บรรยากาศชั้นบนซึง่ มีความดัน 0.5 บรรยากาศ และอุณหภูมิ -23 องศาเซลเซียส ลูกโป่งจะมี
ปริมาตรเทา่ ใด

............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................

ใบความรู้ที่ 6
เร่ือง กฎของอาโวกาโดร
(ความสมั พันธ์ระหวา่ ง n และ V)

ผลการเรยี นรู้
คำนวณปริมาตร ความดัน อณุ หภูมิ จำนวนโมล หรอื มวลของแกส๊ จากความสัมพันธ์ตาม

กฎของอาโวกาโดร และกฎแก๊สอดุ มคติ
จุดประสงคก์ ารเรยี นรู้

ดา้ นความรู้ ความเขา้ ใจ (Knowledge : K)
1. อธบิ ายความสมั พนั ธร์ ะหว่างปรมิ าตร และจำนวนโมลของแกส๊ ได้

ด้านทกั ษะกระบวนการ (Process : P)
1. คำนวณหาปริมาตร หรือจำนวนโมลของแก๊ส โดยใชค้ วามสัมพนั ธ์ตามกฎอาโวกา

โดรได้
2. ทำการทดลองเพอ่ื ศึกษาความสมั พันธ์ระหวา่ งปรมิ าตรและจำนวนโมลของแก๊สได้

ทักษะกระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์
1. ทกั ษะการสังเกต
2. ทกั ษะการคำนวณ
3. ทักษะการจัดกระทำและสอ่ื ความหมายขอ้ มูล
4. ทักษะการลงความเห็นจากข้อมลู
5. ทกั ษะการตั้งสมมตฐิ าน
6. ทักษะการทดลอง
7. ทกั ษะการตคี วามหมายขอ้ มลู และลงข้อมลู
ด้านคุณลกั ษณะ (Attitude : A)
1. นักเรียนมวี นิ ยั ใฝ่เรียนรู้ ม่งุ ม่นั ในการทำงาน

เนอื้ หาสาระ

นกั วทิ ยาศาสตรช์ าวอิตาลี ช่ือ อาเมเดโอ อาโวกาโดรได้ศึกษาความสมั พันธร์ ะหว่างปรมิ าตร
กบั จำนวนโมลของแกส๊ และไดต้ ้งั เปน็ กฎ เรียกวา่ กฎของอาโวกาโดร ซงึ่ กลา่ ววา่ เมอ่ื อุณหภมู ิ
และความดันคงที่ ปรมิ าตร (V) จะแปรผนั ตรงกับจำนวนโมล (n) ซ่ึงสามารถเขียนความสมั พันธไ์ ด้
ดงั น้ี

V  n เม่อื อุณหภูมแิ ละความดันของแก๊สคงที่
ดังน้นั V = nK
หรือ = K



เมอื่ V = ปรมิ าตรของแก๊ส
n = จำนวนโมลของแก๊ส
k = ค่าคงที่

ความสมั พันธ์ตามกฎของอาโวกาโดร สามารถเขยี นอยู่ในรูปท่ีใช้คำนวณปริมาตรหรือจำนวนโมล
ของแกส๊ ทส่ี องสภาวะ ไดด้ ังน้ี

1 = 2

1 2

กจิ กรรมการทดลองที่ 3
ความสมั พนั ธร์ ะหว่างปรมิ าตรกบั จำนวนโมลของแก๊ส

การทดลองท่ี 3 เรอ่ื งการศึกษาความสัมพันธร์ ะหว่างปริมาตรกบั จำนวนโมลของแกส๊
วตั ถปุ ระสงค์การทดลอง

1. นักเรยี นทำการทดลองเพอ่ื ศกึ ษาผลของจำนวนโมลทมี่ ีตอ่ ปริมาตรของแก๊สได้
2. นกั เรยี นสามารถสรปุ และอภปิ รายความสมั พันธ์ระหว่างจำนวนโมลและปรมิ าตรของแก๊สได้
อุปกรณ์และสารเคมี
1. โซเดียมไฮโดรเจนคาร์บอเนต (NaHCO3)
2. สารละลายกรดไฮโดรคลอริก (HCl) 0.50 mol/L
3. ลกู โปง่ ขนาด 10 น้วิ
4. ขวดรปู กรวยขนาด 125 มิลลิลิตร
5. กระดาษชัง่ สาร
6. กรวยกรอง
7. ชอ้ นตกั สาร
8. บกี เกอร์ขนาด 250 มลิ ลิลติ ร
9. กระบอกตวงขนาด 50 มลิ ลิลติ ร
10. หลอดหยด
11. ปากกาเขียนปา้ ย
วิธกี ารทดลอง
1. นำลูกโป่งจำนวน 3 ลกู มาเขยี นหมายเลขกำกบั ลกู โป่งแตล่ ะลูก (หมายเลข 1-3)
2. ชง่ั โซเดยี มไฮโดรเจนคารบ์ อเนต (NaHCO3) บนกระดาษชง่ั สาร ปรมิ าณตามทีก่ ำหนดใน
ตาราง

หมายเลขลกู โปง่ 1 2 3

มวล NaHCO3 (g) 0.10 0.50 1.00

3. ใส่ HCl 0.5 mol/L ปรมิ าตร 50 มลิ ลลิ ิตร ลงในขวดรูปกรวยแต่ละขวด

4. ไล่อากาศในลกู โปง่ ทเี่ ตรยี มไวใ้ นขอ้ 2 จากนน้ั ครอบปากลูกโปง่ เข้ากับปากขวดรปู กรวย ใน
ข้อ 3 แล้วเขยา่ ลกู โปง่ ให้ NaHCO3 ท้ังหมดตกลงมาทำปฏกิ ิริยากับ HCl ในขวดรูปกรวย
5. เขย่าขวดรปู กรวยเพ่ือให้สารทำปฏิกริ ิยากนั อย่างสมบรู ณ์ สงั เกตการเปลี่ยนแปลงทเี่ กดิ ข้ึน
และเปรียบเทยี บปริมาตรของลูกโป่งทง้ั 3 ลกู บันทกึ ผล

ตารางบนั ทกึ ผลการทดลอง การเปลย่ี นแปลง
การทดลอง

ลกู โป่งหมายเลข 1
(NaHCO3 0.1 g + HCl 0.5 mol/L 50 ml)

ลกู โปง่ หมายเลข 2
(NaHCO3 0.5 g + HCl 0.5 mol/L 50 ml)

ลกู โป่งหมายเลข 3
(NaHCO3 1.0 g + HCl 0.5 mol/L 50 ml)

อภปิ รายผลการทดลอง

............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................

สรุปผลการทดลอง

............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................

คำถามทา้ ยการทดลอง

1. สมการเคมขี องปฏิกริ ยิ าระหว่าง NaHCO3 และ HCl เป็นอยา่ งไร

2. ปริมาตรของแกส๊ ทเี่ กิดขนึ้ ในลกู โป่งแต่ละหมายเลขเท่ากันหรือไมท่ ราบไดอ้ ย่างไร

3. ความสัมพนั ธร์ ะหว่างปรมิ าตรและจำนวนมวลของแกส๊ อยา่ งไร

ตัวอย่างการคำนวณตามกฎของอาโวกาโดร

ตวั อยา่ งท่ี 1 บรรจุแก๊สฮเี ลยี ม 2 โมล ในลูกโป่งจะทำให้ลกู โป่งมปี รมิ าตร 50 ลติ ร ถา้ บรรจุแกส๊

ฮีเลียมลงไปในลกู โปง่ เร่อื ย ๆ จนมีปรมิ าตร 150 ลติ ร โดยไมม่ ีการเปล่ียนแปลงอณุ หภมู แิ ละความ

ดัน ลูกโป่งน้ีจะมีแก๊สฮีเลยี มบรรจอุ ยู่กี่โมล

วิธีทำ

จากสูตร V1 = V2

แทนคา่ n1 n2
(50 L) = (150 L)

(2 mol) n2

n2 = (150 L) (2 mol)
(50 L)

n2 = 6 mol
ดังน้ัน ลูกโป่งนมี้ แี กส๊ ฮเี ลียมบรรจอุ ยู่ 6 โมล

ตวั อยา่ งที่ 2 ห่วงยางปริมาตร 5 ลติ ร มแี ก๊สไนโตรเจนบรรจุอยู่ 0.35 โมล เมือ่ เตมิ แก๊สไนโตรเจน

จนมีจำนวน 0.70 โมล ปรมิ าตรของแก๊สในหว่ งยางเปน็ เท่าใด

วธิ ีทำ

จากสตู ร V1 = V2

n1 n2

แทนคา่ (5 L) = V2
(0.35 mol) (0.70 mol)

V2 = (5 L) (0.70 mol)
(0.35 mol)

V2 = 10 ลิตร
ดังน้ัน ปรมิ าตรของแก๊สในหว่ งยาง เท่ากับ 10 ลติ ร

ตรวจสอบความเข้าใจ 6
เรอื่ ง กฎของอาโวกาโดร

1. เรอื เหาะลำาหนึ่งจะลอยข้ึนสอู่ ากาศไดเ้ มื่อมแี ก๊สฮีเลียมบรรจุอยู่ 5500 ลิตร ถ้าแก๊สฮีเลยี ม 110
โมล มปี รมิ าตร 2620 ลิตร จะตอ้ งเตมิ ฮีเลียมอกี ก่ีโมล เพอื่ ทำาใหเ้ รือเหาะน้ลี อยได้ ถา้ อุณหภูมแิ ละ
ความดนั ขณะเตมิ คงที่

............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................

2. เมื่อบรรจแุ กส๊ อาร์กอนจำานวน 2.0 โมล ในกระบอกสบู ทม่ี ีก้านกระบอกสบู เคล่ือนทไ่ี ด้ จะมี
ปรมิ าตร 3.0 ลติ ร ถา้ เติมแก๊สอารก์ อนเพ่มิ ไปอกี 1.0 โมล ปรมิ าตรของแก๊สในกระบอกสูบ จะเป็นกี่
ลติ ร กำาหนดให้อุณหภมู ิและความดันของแก๊สไมเ่ ปลย่ี นแปลง

............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................

ใบความรู้ที่ 7
เรอื่ ง กฎแกส๊ อุดมคติ

ผลการเรียนรู้
คำนวณปรมิ าตร ความดัน อณุ หภูมิ จำนวนโมล หรือมวลของแก๊สจากความสมั พันธ์ตาม

กฎของอาโวกาโดร และกฎแกส๊ อุดมคติ

จุดประสงคก์ ารเรยี นรู้
ดา้ นความรู้ ความเขา้ ใจ (Knowledge : K)
1. อธบิ ายความสัมพันธ์ระหวา่ งปรมิ าตร ความดัน อณุ หภูมิ จำนวนโมล

หรอื มวลของแก๊สได้
ด้านทักษะกระบวนการ (Process : P)
1. คำนวณปริมาตร ความดัน อณุ หภูมิ จำนวนโมล หรอื มวลของแกส๊ โดยใช้
ความสัมพนั ธ์ตามกฎแก๊สอดุ มคติได้
ทกั ษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์
1. ทักษะการสังเกต
2. ทักษะการคำนวณ
3. ทักษะการจัดกระทำและส่อื ความหมายข้อมูล
4. ทกั ษะการลงความเหน็ จากข้อมลู
ด้านคณุ ลกั ษณะ (Attitude : A)
1. นกั เรียนมีวินยั ใฝเ่ รียนรู้ มงุ่ ม่ันในการทำงาน

เน้ือหาสาระ

เม่อื นำกฎรวมแก๊ส และกฎของอาโวกาโดรมารวมกนั จะไดค้ วามสมั พันธ์ระหวา่ ง ความดนั
ปรมิ าตร อณุ หภมู แิ ละจำนวนโมลของแกส๊ ซง่ึ พจิ ารณาไดด้ งั น้ี

จากกฏรวมแกส๊ V T เมือ่ n คงท่ี
จากกฎของอาโวกาโดร P เมอ่ื T และ P คงที่

V n

ดงั นั้น V  nT
P

V = ค่าคงที่ × nT
P

กำหนดให้ R เป็นคา่ คงทีข่ องแกส๊ 2 ดงั น้นั

V = R × nT
P

โดยทว่ั ไปเขยี นอยใู่ นรปู สมการ ดงั น้ี

PV = nRT

แก๊สใด ๆ ทม่ี สี มบตั ิเป็นไปตามสมการข้างต้น จดั เป็น แกส๊ อุดมคติ (Ideal gas) และสมการดงั กลา่ ว
เรียกวา่ กฎแกส๊ อดุ มคติ (Ideal gas low)

คำถามชวน จากความรู้เรือ่ งปริมาตรของแกส๊ ที่ STP
คดิ นกั เรียนจะคำนวณคา่ คงทีข่ องแกส๊ ได้

อยา่ งไร ???
R = PV

nT
= ((11amtmol))((22723.4KL))

= 0.0821 L·atm·mol-1·K-1

ตัวอย่างการคำนวณตามกฎแกส๊ อดุ มคติ

ตัวอย่างที่ 1 แก๊สโอโซน (O3) จำนวน 1.25 โมล ในภาชนะ 8 ลิตร ที่อุณหภูมิ 39 องศาเซลเซียส

จะมคี วามดันเป็นเท่าใด

วิธที ำ

จากสตู ร PV = nRT

แทนค่า P(8 L)= (1.25 mol)(0.0821 L·atm·mol-1·K-1)(312K)

P = (1.25 mol)(0.0821 L·atm·mol-1·K-1)(312K)
(8 L)

P = 4 atm

ดงั น้นั แก๊สโอโซนมีความดนั 4 บรรยากาศ

ตวั อยา่ งท่ี 2 แกส๊ นีออน (Ne) ปรมิ าตร 250 ลูกบาศก์เซนติเมตร ที่ STP จะมีมวลก่ีกรมั

วิธีทำ

จากสตู ร PV = nRT

แทนค่า (1 atm)(0.25 L) = n (0.0821 L·atm·mol-1·K-1)(273 K)

n= (1 atm)(0.25 L)
(0.0821 L·atm·mol-1·K-1)(273 K)

n = 0.011 mol

เปลย่ี นโมลเป็นมวล ได้ดังน้ี

แก๊ส Ne 1 mol = 20 g

ถ้าแก๊ส Ne 0.011 mol = (20 g)(1mol)
(0.011 mol)

= 0.22 g
ดังน้ัน แก๊สนอี อนมมี วล 0.22 กรัม

ตัวอย่างที่ 3 แก๊สออกซิเจน 1 โมล ที่อุณหภูมิ 60 องศาเซลเซียส ความดัน 3.45 บรรยากาศ

มคี วามหนาแน่นเทา่ ใด

วธิ ีทำ

จากสูตร PV = nRT

แทนค่า (3.45 atm)(V) = (1 mol)(0.0821 L·atm·mol-1·K-1)(335 K)

V = (1 mol)(0.0821 L·atm·mol-1·K-1)(335 K)
(3.45 atm)

n = 8L

หาความหนาแน่น (d) ของแก๊ส O2 ไดด้ งั นี้

d = m (g)
V (L)

= 32 g
8L

= 4 g/L

ดังนน้ั แกส๊ ออกซเิ จนมีความหนาแนน่ 4 กรมั ตอ่ ลิตร

ตัวอย่างที่ 4 แก๊สชนิดหนึ่งมีมวลโมเลกุล 64 มีความดัน 760 มิลลิเมตรปรอท และอุณหภูมิ 27

องศา-เซลเซยี ส แก๊สชนิดนม้ี ีความหนาแนน่ เปน็ เทา่ ใด

วธิ ีทำ

จากสูตร D = MP
RT

แทนคา่ D= (64 g/mol)(1 atm)
(0.0821 L·atm·mol-1·K-1)(300 K)

D = 2.60 g/L

ดงั น้นั แกส๊ ชนิดน้มี คี วามหนาแน่น 2.60 กรมั ต่อลิตร

ตรวจสอบความเขา้ ใจ 7
เรอ่ื ง กฎแก๊สอุดมคติ

1. แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) จำนวน 20 กรัม ในภาชนะขนาด 1.5 ลิตร ที่อุณหภูมิ 30 องศา-
เซลเซียส จะมคี วามดันกีบ่ รรยากาศ

..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................

2. แกส๊ ไฮโดรเจน (H2) จำนวน 1.25 กรัมที่ STP มีปริมาตรเปน็ เท่าใด

..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................

3. แก๊สไฮโดรเจนคลอไรด์ (HCl) มีความดัน 760 มิลลิเมตรปรอท อุณหภูมิ 40 องศาเซลเซียส
จะมคี วามหนาแน่นเป็นเท่าใด

..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
..............................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................

ใบความรทู้ ่ี 8
เรือ่ ง ความดนั ยอ่ ยของแก๊ส

ผลการเรียนรู้
คำนวณความดนั ยอ่ ยหรอื จำนวนโมลของแก๊สในแก๊สผสม โดยใช้กฎความดันยอ่ ยของดอลตนั

จุดประสงค์การเรียนรู้
ด้านความรู้ ความเขา้ ใจ (Knowledge : K)
1. อธิบายกฎความดนั ย่อยของดอลตันได้
ด้านทักษะกระบวนการ (Process : P)
1. ใช้กฎความดันยอ่ ยของดอลตันในการคำนวณเกย่ี วกบั ปริมาตรหรอื ความดันย่อย
หรือความดนั รวมได้
2. มที กั ษะในการคำนวณโดยใชส้ มการสถานะแก๊สอุดมคติและเศษส่วนโมลของแก๊ส
ทกั ษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์
1. ทกั ษะการสงั เกต
2. ทกั ษะการคำนวณ
3. ทักษะการจัดกระทำและสือ่ ความหมายข้อมูล
4. ทกั ษะการลงความเห็นจากขอ้ มลู
ด้านคุณลักษณะ (Attitude : A)
1. นักเรยี นมีวนิ ยั ใฝ่เรยี นรู้ มุ่งม่นั ในการทำงาน

เนอ้ื หาสาระ

ในธรรมชาติ แก๊สส่วนใหญอ่ ยรู่ วมกนั เป็นแก๊สผสม เชน่ อากาศ ประกอบดว้ ยแกส๊ ไนโตรเจน
และแก๊สออกซิเจนเป็นหลัก ซึ่งแก๊สในธรรมชาติทุกชนิดมีความดัน ถ้านำแก๊สตั้งแต่ 2 ชนิด
ที่ไม่ทำปฏิกริ ิยาเคมกี นั มาผสมกัน ในภาชนะเดียวกัน ความดันรวมของแก๊สในภาชนะนั้น จะเท่ากับ
ผลรวมของความดันย่อยของแก๊สทีน่ ำมาผสมกนั

จอห์น ดอลตัน ได้ศึกษาความสัมพันธ์เกี่ยวกับความดันของแก๊สแต่ละชนิดในแก๊สผสมโดย
ทดลองเติมไอน้ำเขา้ ไปในอากาศแห้ง ท่ีอยู่ในภาชนะปดิ ทมี่ ปี ริมาตรคงท่ี พบว่าความดันภายในภาชนะ
เท่ากับผลรวมความดันของอากาศแห้งและความดันของไอน้ำที่เติมเข้าไป จึงสรุปได้ว่าความดันของ
แก๊สที่ไม่ทำปฏิกิริยากัน มีค่าเท่ากับผลรวมของความดันของแก๊สแต่ละชนิดที่เป็นองค์ประกอบ
ซึ่งเรียกความสัมพันธ์นี้วา่ กฎความดนั ย่อยของดอลตนั (Dalton’s law of partial pressures)

ภาพที่ 2 ความดนั ของแก๊สผสมที่เปน็ ไปตามกฎความดนั ย่อยของดอลตัน

จากภาพท่ี 2 (a) คือภาชนะซึ่งบรรจุแกส๊ ไฮโดรเจน (H2) มคี วามดนั 2.9 atm
(b) คอื ภาชนะบรรจุแก๊สฮีเลยี ม (He) มคี วามดนั 7.2 atm
(c) คอื ภาชนะทีน่ ำแก๊สจาก (a) และ (b) มารวมกนั โดยให้มปี รมิ าตรเท่าเดมิ ทำให้มี

แกส๊ H2 และ He มารวมอยดู่ ้วยกนั แกส๊ แตล่ ะชนดิ ยังคงมีความดนั เทา่ เดิม เรียกว่าความดนั ย่อย
แตเ่ กิดขึ้นในภาชนะเดยี วกนั จงึ นำมารวมกนั เรียกว่าความดันรวม

ความสมั พนั ธ์ระหวา่ งความดนั รวมของแกส๊ ผสม (Ptotal) และความดนั ของแกส๊ แต่ละชนิด
ซงึ่ เรยี กว่า ความดนั ย่อย (P1,P2,....Pi) ตามกฎความดันย่อยของดอลตนั เขียนสมการไดด้ งั นี้

Ptotal = P1 + P2 +....Pi

ตวั อย่างการคำนวณตามกฎความดันย่อยของดอลตัน

การคำนวณหาความดนั รวมและความดนั ยอ่ ยของแก๊สโดยใชก้ ฎของบอยล์

จากกฎของบอยล์ P1V1 = P2V2

ถ้ามีแก๊สผสมของแก๊ส A กับแก๊ส B จะคำนวณหาความดันย่อยและความดันรวมในปริมาตรใหม่
(V2) ได้ดงั นี้

PA = P1V1 A เมอ่ื PA แทนความดันของแก๊ส A
V2
PB แทนความดันของแกส๊
PB = P1V1 V2 แทนปริมาตรภาชนะใหม่
V2 B

และจาก Ptotal = PA + PB
จะได้ว่า
Ptotal = P1V1 + P1V1
V2 V2 B
A

ตวั อยา่ งท่ี 1 ภาชนะ A มปี ริมาตร 5 ลติ ร เชอื่ มต่อกบั ภาชนะ B ปรมิ าตร 3 ลติ ร ดงั รปู ภาชนะ a

บรรจแุ กส๊ ฮเี ลยี ม (He) ความดัน 2 บรรยากาศ และภาชนะบรรจแุ กส๊ ไนโตรเจน (N2) ความดนั 1
บรรยากาศเมอ่ื เปิดลน้ิ ใหแ้ กส๊ ท้งั สองแพรม่ าผสมกัน แก๊สฮีเลียม (He) และแก๊สไนโตรเจน (N2) จะมี
ความดันยอ่ ยและความดันรวมเทา่ ไหร่ ถา้ กำหนดให้ปริมาตรของท่อเชือ่ มมคี ่านอ้ ยมาก

วิธที ำ 1.) หาความดนั ย่อยของแก๊สฮีเลียม

จากสตู ร P1V1 = P2V2

แทนค่า (2 atm)(5 L) = P2(8L)
P2 = (2 atm)(5 L)

PHe = (8 L)

1.25 atm

2.) หาความดนั ย่อยของแก๊สไนโตรเจน

จากสูตร P1V1 = P2V2
แทนคา่ (1 atm)(3 L) =
P2(8L)
P2 = (1 atm)(3 L)

(8 L)

PN2 = 0.375 atm

3.) หาความดันย่อยของแกส๊ ฮีเลยี มกับไนโตรเจน

จากสูตร Ptotal = PHe + PN2

แทนค่า Ptotal = 1.25 atm + 0.375 atm

= 1.625 atm

ดังนั้น ความดันย่อยของแก๊สฮีเลียมเป็น 1.25 บรรยากาศ ความดันย่อยของแก๊สไนโตรเจนเป็น
0.375 บรรยากาศ และความดันรวมของแก๊สฮเี ลียมกับแก๊สไนโตรเจนเปน็ 1.625 บรรยากาศ

การคำนวณหาความดันรวมและความดนั ยอ่ ย โดยใช้สมการสถานะของแกส๊ อุดมคติ

จากสมการแก๊สอุดมคติ PV = nRT

ถ้ามีแก๊สผสมของแกส๊ A กับแก๊ส B จะคำนวณหาความดนั ยอ่ ยและความดนั รวม ได้ดังน้ี

และจาก PA = nART
V

PB = nBRT
V

Ptotal = PA + PB

= nART + nBRT
VV

= VRT(nA+nB)

จะได้วา่ Ptotal = nRT เมอ่ื n = nA+nB

V

ตัวอย่างที่ 2 ภาชนะปริมาตร 15 ลิตร บรรจุแก๊ส A 1 โมล แก๊ส B 2 โมล และแก๊ส C 1.5 โมล ท่ี
อุณหภูมิ 27 องศาเซลเซียส ความดนั ย่อยของแก๊สแต่ละชนิด และความดนั รวมเป็นเทา่ ใด

วธิ ที ำ 1.) หาความดนั ยอ่ ยของแกส๊

จากสูตร PV = nRT
แทนคา่ PA = nART

K) = (V1 mol)(0.0821 L·atm·mol-1·K-1)(300

(15
L)

= 1.642 atm

PB = nBRT
= (2Vmol)(0.0821 L·atm·mol-1·K-1)(300 K)

(15 L)
= 3.284 atm

PC = nCRT
= (1.5V mol)(0.0821 L·atm·mol-1·K-1)(300 K)

(15 L)
= 2.463 atm

2.) หาความดนั รวมของแก๊ส

จากสูตร Ptotal = PA + PB + Pc

แทนคา่ Ptotal = 1.642 atm + 3.284 atm + 2.463 atm

= 7.389 atm

ดงั นน้ั ความดันยอ่ ยของแก๊ส A เป็น 1.642 บรรยากาศ ความดันย่อยของแก๊ส B เปน็

3.284 บรรยากาศ ความดันยอ่ ยของแกส๊ C เปน็ 2.463 บรรยากาศ และความดันรวมของแกส๊
ท้ัง 3 ชนิด เปน็ 7.389บรรยากาศ