หน่วย1แก๊ส-แก้ไข

โรงเรียนวชิรธรรมโศภิต เคมี เลม่ 1

E-BOOK SCIENCE ช้นั มัธยมศึกษาปที ี่ 5

หน่วยการเรียนรทู้ ี่ 1 กลุ่มสาระการเรียนรวู้ ทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

แกส๊

นางสาวสิริมาส นิยมไทย

โรงเรียนวชิรธรรมโศภิต คำนำ

หนงั สืออิเลก็ ทรอนิกส์เล่มน้ีจดั ทำข้ึนเพ่ือกำรศึกษำผำ่ นหนงั สือ
อิเลก็ ทรอนิกส์ ภำยในหนงั สือมีเน้ือหำสำระเรื่อง กฎรวมแก๊ส ผจู้ ดั ทำหวงั วำ่
หนงั สือน้ีจะใหค้ วำมรู้ ประโยชนแ์ ก่ผอู้ ่ำนทุกท่ำน

ทำงผจู้ ดั ทำหวงั เป็นอยำ่ งยงิ่ วำ่ หนงั สืออิเลก็ ทรอนิกส์จะเป็น
ประโยชนต์ ่อกำรเรียนรู้เพอื่ ประยกุ ตใ์ ช้ พฒั นำกำรเรียนรู้ที่เหมำะสม และ

ผอู้ ่ำนจะไดร้ ับประโยชน์ ควำมรู้ จำกกำรศึกษำหนงั สืออิเลก็ ทรอนิกส์เล่มน้ีไม่
มำกกน็ อ้ ย หำกมีขอ้ บกพร่องประกำรใด ผจู้ ดั ทำขออภยั มำ ณ ท่ีน้ี

โรงเรียนวชิรธรรมโศภิต สำรบัญ

ช่ือเรื่อง เลขหน้ำ

แบบทดสอบก่อนเรียน 1
ควำมสมั พนั ธ์ของปริมำตร ควำมดนั และอุณหภมู ิของแก๊ส 2
กฎของบอยล์ 3
กฎของชำร์ล 7
กฎของเกย์ – ลูซแซก 8
กฎรวมแก๊ส 9
กฎอำโวกำโดร 10
แบบฝึกหดั ที่ 1 11
สมกำรแก๊สอุดมคติ 15
กฎควำมดนั ยอ่ ยของดอลตนั 16
กฎกำรแพร่ของแก๊ส 17
กฎกำรแพร่ผำ่ นของเกรแฮม 18
แบบทดสอบหลงั เรียน 19
เฉลยแบบทดสอบก่อน-หลงั เรียน 20

โรงเรียนวชิรธรรมโศภิต 1 1

หน่วยการเรียนรทู้ ่ี 1

แกส๊

ผลการเรียนรู้

• อธิบายความสัมพันธ์และคานวณปริมาตร ความดนั หรืออุณหภูมิของแกส๊ ท่ภี าวะตา่ ง ๆ ตามกฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก
• คานวณปริมาตร ความดัน หรอื อุณหภูมขิ องแก๊สท่ภี าวะต่างๆ ตามกฎรวมแกส๊
• คานวณปรมิ าตร ความดัน อณุ หภมู ิ จานวนโมล หรือมวลของแก๊สจากความสัมพนั ธต์ ามกฎของอาโวกาโดรและกฎแกส๊ อดุ มคติ
• คานวณความดันยอ่ ย หรอื จานวนโมลของแก๊สในแกส๊ ผสมโดยใช้กฎความดันย่อยของดอลตัน
• อธิบายการแพรข่ องแก๊สโดยใช้ทฤษฎีจลน์ของแก๊ส คานวณและเปรยี บเทียบอัตราการแพรข่ องแก๊สโดยใช้กฎการแพร่ผ่านของเกรแฮม
• สบื ค้นขอ้ มลู นาเสนอตวั อยา่ ง และอธิบายการประยุกตใ์ ช้ความรู้เกีย่ วกบั สมบัตแิ ละกฎตา่ ง ๆ ของแกส๊ ในการอธบิ ายปรากฏการณ์ หรอื แก้ปัญหาในชวี ติ ประจาวัน

และในอุตสาหกรรม

โรงเรียนวชิรธรรมโศภิต แบบทดสอบก่อนเรียน 2

คำชี้แจง : ให้นักเรียนเลอื กคำตอบทถ่ี ูกต้องทส่ี ุด 5. แกส๊ N2 จำนวน 44.8 ลิตร ท่ี STP จะหนกั ก่ีกรัม
เพยี งข้อเดยี ว
1. 28 2. 56

3. 84 4. 112

1. เมื่อใดที่แก๊สจริงจะประพฤติตวั เหมือนแกส๊ ในอุดมคติ 6. แก๊สชนิดหน่ึงมีควำมดนั a บรรยำกำศ ท่ีอุณหภูมิเดียวกนั แต่มีปริมำตรเพ่มิ
เป็น 2 เท่ำของปริมำตรเดิม แกส๊ น้ีจะมีควำมดนั ก่ีบรรยำกำศ
1. อุณหภมู ิต่ำ ควำมดนั ต่ำ 2. อุณหภมู ิต่ำ ควำมดนั สูง a a
1. 4 2. 2 3. a 4. 2a 5. 4a
3. อุณหภูมิสูง ควำมดนั ต่ำ 4. อุณหภมู ิสูง ควำมดนั สูง CH4 O2
7. จงเรียงลำดบั อตั รำกำรแพร่ของแกส๊ H2 NH3 จำกเร็วไปชำ้
2.กฎของบอยลม์ ีใจควำมวำ่ อยำ่ งไร
1. O2 > NH3 > CH4 > H2 2. H2 > CH4 > NH3 > O2
1. เม่ืออุณหภูมิและมวลของแก๊สคงท่ี ปริมำตรของแก๊สจะแปรผกผนั กบั ควำมดนั 3. CH4 > NH3 > H2 > O2 4. H2 > CH4 > NH3 > O2

2. เมื่ออุณหภมู ิและมวลของแก๊สคงที่ ปริมำตรของแก๊สจะแปรผนั ตรงกบั ควำมดนั 8. อตั รำกำรแพร่ของแก๊ส A จะเป็นก่ีเท่ำของอตั รำกำรแพร่ของแก๊ส B ถำ้

3. เม่ือควำมดนั และมวลของแก๊สคงท่ี ปริมำตรของแก๊สจะแปรผกผนั กบั อุณหภมู ิ แก๊ส A มีมวลมำกกวำ่ แก๊ส B 4 เท่ำ

4. เมื่อควำมดนั และมวลของแก๊สคงท่ี ปริมำตรของแก๊สจะแปรผนั ตรงกบั อุณหภูมิ แ1.ก14๊สผสมระหวำ่ งแกส๊ N22.212โมล

3.กฎของชำร์ลสรุปเป็นสูตรไดว้ ำ่ อยำ่ งไร 3. 2 4. 4
และแกส๊ O2 1
1. V1T1 = V2T2 2. P1V1 = P2T2 9. โมล ในถงั 5 ลิตร ที่
4. 3เม.ื่อVTอ11ุณ=หภVTูม22ิของแกส๊ สูงข้ึน4.แVnก11๊สท=ี่มีมVnว22ลเทำ่ กนั จะมีควำมดนั และปริมำตรเป็ นอยำ่ งไร
อุณหภมู ิ 37 องศำเซลเซียส แก๊ส N2 จะมีควำมดนั ยอ่ ยกี่บรรยำกำศ
1. 5.09 2. 10.18

1. ควำมดนั สูงข้ึน แต่ปริมำตรลดลง 3. 15.27 4. 20.36

2. ควำมดนั ต่ำลง และปริมำตรลดลง 10. ขอ้ ใดคือประโยชน์ของไนโตรเจนเหลว

3. ควำมดนั ต่ำลง แตป่ ริมำตรเพมิ่ ข้ึน 1. ทำไอศกรีม 2. แช่แขง็ อำหำร

4. ควำมดนั สูงข้ึน และปริมำตรเพ่ิมข้ึน 3. สกดั สำรจำกสมุนไพร 4. แช่แขง็ เซลลไ์ ขกระดูก

โรงเรียนวชิรธรรมโศภิต 3
ความสมั พันธ์ของปรมิ าตร ความดนั และอณุ หภมู ขิ องแกส๊

ปริมาตร ความดนั อุณหภูมิ

ปริมาตรของภาชนะทบ่ี รรจุแกส๊ นน้ั แรงที่กระทาต่อหนว่ ยพื้นท่ี มาตราสว่ นที่ใช้บอกระดับ
แทนด้วยสัญลกั ษณ์ V ทต่ี ้งั ฉากกับแรงน้ัน ความรอ้ น-เยน็ ของสาร
แทนด้วยสัญลกั ษณ์ P แทนด้วยสญั ลกั ษณ์ T
หนว่ ยของปรมิ าตรทน่ี ยิ มใช้
หน่วยท่ีใชว้ ัดความดนั ของแกส๊ หนว่ ยของอณุ หภมู ิท่ีนยิ มใช้
ลกู บาศก์เดซิเมตร ( )
1 บรรยากาศ (atm) = 76 เซนติเมตรปรอท (cmHg) เคลวนิ (K)
ลิตร (L) = 760 มิลลเิ มตรปรอท (mmHg)
= 760 ทอร์ (torr) องศาเซลเซยี ส (℃)
ลกู บาศก์เซนตเิ มตร ( ) = 1.013 × ปาสคาล (Pa)
= 14.696 ปอนดต์ ่อตารางน้ิว (Psi) องศาฟาเรนไฮต์ (℉)
= 101.325 นิวตนั ตอ่ ตารางเมตร (N/ )
= 1.01325 บาร์ (bar) องศาโรเมอร์ (°R)

โรงเรียนวชิรธรรมโศภิต เคร่อื งมอื วัดความดนั ของแก๊ส 4

ความดนั ของปรอทเทา่ กับ สญุ ญากาศ
ความดนั อากาศ
760 mm
ความดนั บรรยากาศ ปรอท

1 บารอมเิ ตอร์ (barometer)

• ประกอบดว้ ยหลอดแกว้ ยาว 80-100 เซนตเิ มตร ปลายข้างหนึง่ ปิดสนทิ ภายในบรรจุปรอทไวเ้ ต็ม
• เมอื่ ควา่ หลอดแกว้ ลงในภาชนะที่มปี รอทบรรจุอยู่ ความสูงของปรอทในหลอดแก้วจะลดลง
• เมือ่ ความสงู ของปรอทที่อยูใ่ นหลอดแก้วคงท่ี ความสงู ของปรอทที่เหลอื ในหลอดแก้วจะมีคา่

เท่ากบั ความดันบรรยากาศ
• ความดันบรรยากาศทรี่ ะดับน้าทะเลมีคา่ เทา่ กับ 760 มิลลิเมตรปรอท

โรงเรียนวชิรธรรมโศภิต เคร่ืองมือวัดความดันของแกส๊ 5

2 มานอมเิ ตอร์ (manometer) • เปน็ หลอดแกว้ รปู ตัว U ภายในบรรจุปรอท ปลายด้านหน่งึ ตอ่ กบั กระเปาะ
ทีม่ แี ก๊สทีต่ ้องการวัดความดนั ปลายอกี ดา้ นอาจเปดิ หรือปดิ ก็ได้
มานอมิเตอร์ปลายปิด
มานอมเิ ตอร์ปลายเปิด

ความดนั ของแก๊ส (Pgas) = ถ้า ท่ีบรรจมุ ีคา่ นอ้ ยกว่า Pgas = Patm − ∆h ถ้า ท่ีบรรจุมีคา่ มากกวา่ Pgas = Patm + ∆h
ความสงู ของปรอท (∆h)
ปรอทในหลอดรปู ตัว U Patm ปรอทในหลอดรูปตัว U Patm
สญุ ญากาศ
ทางดา้ นที่ติดปลายท่ีเปิดจะต่ากวา่ ทางดา้ นทีต่ ิดปลายทีเ่ ปิดจะสงู กว่า

อีกดา้ น อกี ดา้ น

แก๊ส แก๊ส แก๊ส

Pgas = ∆h Pgas = Patm − ∆h Pgas = Patm + ∆h

กฎของบอยล์โรงเรียนวชิรธรรมโศภิต 6

(Boyle’s Law)

“เมอ่ื อุณหภมู ิและมวลของแก๊สคงท่ี ปริมาตรของแกส๊ ใดๆ จะแปรผกผันกบั ความดนั ของแก๊สนนั้ ๆ”

P = 1.0 atm P = 2.0 atm

เพิม่ ความดัน = = = ⋯ = =
ลดความดัน
V = 1.0 L
V = 0.5 L

กฎของชารล์โรงเรียนวชิรธรรมโศภิต 7

(Charle’s Law)

“เมือ่ ความดนั และมวลของแกส๊ คงที่ ปริมาตรของแก๊สจะแปรผันตรงกับอณุ หภมู ิเคลวิน”

1 atm 1 atm

= = =⋯= =

เพม่ิ ปริมาตร
ลดปริมาตร

V = 0.5 L V = 1.0 L

T = 200 K T = 400 K

กฎของเกย์-ลสู แซกโรงเรียนวชิรธรรมโศภิต 8

(Gay-Lussac’s Law)

“เม่ือปรมิ าตรและมวลของแก๊สคงที่ ความดันจะแปรผันตรงกับอุณหภูมเิ คลวิน”

1.0 L 1.0 L
1 atm
= = =⋯= =

เพม่ิ อุณหภูมิ
ลดอุณหภมู ิ 2 atm

150 K 300 K

โรงเรียนวชิรธรรมโศภิต กฎรวมแก๊ส 9

(combined gas law)

เป็นการศึกษาความสัมพันธร์ ะหว่าง ปรมิ าตร ความดัน และ อุณหภมู ิ ของแก๊ส

เมอ่ื มวลมคี า่ คงที่ จะได้วา่ = = =⋯= =
เมือ่ มวลมีคา่ ไม่คงท่ี จะไดว้ ่า

= = = ⋯ = =


กฎของอาโวกาโดรโรงเรียนวชิรธรรมโศภิต 10

(Avogadro’s Law)

“เมอื่ ความดันและอุณหภูมขิ องแกส๊ คงท่ี ปรมิ าตรของแกส๊ จะแปรผนั ตรงกบั จานวนโมเลกลุ หรอื จานวนโมลของแกส๊ น้นั ”

= = =⋯= =


โรงเรียนวชิรธรรมโศภิต แบบฝึแกบหบดั ฝทึ ก่ี ห1ดั ที่ 1 11

โรงเรียนวชิรธรรมโศภิต เฉลยแบบฝึ กหดั ท่ี 1 12

โรงเรียนวชิรธรรมโศภิต เฉลยแบบฝึ กหดั ท่ี 1 13

โรงเรียนวชิรธรรมโศภิต เฉลยแบบฝึ กหดั ท่ี 1 14

สมการแกส๊ อุดมคติโรงเรียนวชิรธรรมโศภิต 15

ความดันของแก๊ส (P) ปรมิ าตรของแกส๊ (V) โมลของแกส๊ (n)

จาก PV = nRT ดังนั้น จาก PV = nRT ดงั นั้น จาก PV = nRT ดังน้ัน

P= V= n=


อุณหภูมิของแกส๊ (T) มวลของแก๊ส (g) มวลโมเลกุลของแกส๊ (M)

จาก PV = nRT ดังน้นั จาก PV = RT ดังน้ัน จาก PV = RT ดงั น้ัน

T= g= M=


จานวนโมเลกุลของแกส๊ (N) ความเขม้ ข้นของแก๊ส (C) ความหนาแน่นของแก๊ส (d)

จาก PV = N RT ดงั นั้น จาก P= RT หรอื C= จาก PM = RT หรอื PM = dRT ดงั น้นั
6.02 × P= CRT ดงั นั้น

N= 6.02 × PV (C = ความเขม้ ขน้ d=
RT
หนว่ ยเป็น โมลาร์)

โรงเรียนวชิรธรกรมโฎศภคิต วามดนั ยอ่ ยของดอลตัน 16

(Dalton’s law of partial pressure)

“ความดนั ของแก๊สผสมท่ีไม่ทาปฏิกิริยาเคมตี ่อกันจะเท่ากบั ผลบวกของความดนั ยอ่ ยตา่ งๆ
ทเ่ี ปน็ องค์ประกอบของแก๊สผสมนนั้ ”

Pรวม = + + ⋯ +

P = × รวม

เมอ่ื คือ ความดันยอ่ ยของแก๊สชนิดท่ี i
คือ เศษสว่ นโดยมวลของแกส๊ ชนิดท่ี i

การแพร่ของแก๊สโรงเรียนวชิรธรรมโศภิต 17
การแพรผ่ า่ น
การแพร่

แก๊ส 1 แกส๊ 2 สุญญากาศ แก๊ส

• กระบวนการเคลื่อนท่ีของแก๊สจากบรเิ วณท่มี ีความเขม้ ขน้ สูง รูพรนุ เลก็ ๆ

ไปยงั บริเวณทมี่ คี วามเข้มขน้ ต่า • กระบวนการทีแ่ กส๊ ภายใตค้ วามดนั คา่ หนึง่ เคลอ่ื นที่จาก
• ผ่านช่องเปิดขนาดใหญ่ ภาชนะหนึง่ ไปยังอีกภาชนะหน่ึง
• โมเลกลุ ชนกนั ตลอดเวลา
• ผา่ นรเู ลก็ มากๆ
• โมเลกลุ ไม่ชนกนั

โรงเรียนวชิรธรกรมโฎศภกิต ารแพร่ผา่ นของเกรแฮม 18

(Graham’s Law of effusion)

“เม่อื อณุ หภมู แิ ละความดันคงท่ี อัตราการแพรข่ องแกส๊ ใดๆ จะแปรผกผนั กับรากทส่ี องของมวลโมเลกลุ
หรือความหนาแนน่ ของแกส๊ ”

= =


R คอื อตั ราการแพรข่ องแกส๊

M คอื มวลโมเลกลุ ของแกส๊
d คือ ความหนาแน่นของแก๊ส

โรงเรียนวชิรธรรมโศภิต แบบทดสอบหลงั เรียน 19

คำชี้แจง : ให้นักเรียนเลอื กคำตอบทถี่ ูกต้องทสี่ ุด 5. แก๊ส O2 มวล 32 กรัม จะมีปริมำตรกี่ลิตร ที่ STP
เพยี งข้อเดียว 1. 2.24 2. 11.2

3. 22.4 4. 44.8

6. แกส๊ ชนิดหน่ึงมีปริมำตร x ลิตร ท่ีอุณหภูมิเดียวกนั แก๊สชนิดหน่ึงที่มีปริมำตรเท่ำใด ถำ้ ควำม

ดนั ลงคร่ึงหน่ึงจำกควำมดนั เดิม

1. ขอ้ ใดกล่ำวไม่ถูกตอ้ งเก่ียวกบั แก๊สสมบูรณ์ 1. x/4 2. x/2 3. x 4. 2x

1. ไม่เกิดกำรควบแน่น 2. ไม่มีแรงกระทำต่อกนั 7. จงเรียงลำดบั อตั รำกำรแพร่ของแก๊ส N2 SO2 HCl CO2 จำกชำ้ ไปเร็ว

3. เกิดกำรชนแบบยดื หยนุ่ 4. ขนำดเลก็ มำกจนถือวำ่ ไม่มีปริมำตร 1. N2 < HCl < CO2 < SO2

2. กฎของบอยลส์ รุปเป็นสูตรไดว้ ำ่ อยำ่ งไร 2. SO2 < CO2 < HCl < N2

1. P1V1 = P2V2 2. P1T1 = P2T2 3. SO2 < CO2 < N2 < HCl
3. ก3ฎ. ขVTอ11งช=ำรVT์ล22มีใจควำมวำ่ อยำ่ งไร
4. V1 = V2 4. N2 < SO2 < CO2 < HCl
n1 n2
8. ถำ้ แกส๊ X แพร่ไดเ้ ร็วกวำ่ แก๊ส Y 3 เทำ่ แก๊ส X จะมีมวลเป็นกี่เท่ำของแกส๊ Y

1. 1/9 2. 1/3 3. 1 4. 3 5. 9

1. เมื่อควำมดนั และมวลของแก๊สคงที่ ปริมำตรของแกส๊ จะแปรผกผนั กบั อุณหภมู ิเคลวนิ 9. แกส๊ ผสมระหวำ่ งแก๊ส N2 2 โมล และแกส๊ O2 1 โมล ในถงั 5 ลิตร ท่ีอุณหภูมิ 37 องศำ

2. เม่ือควำมดนั และมวลของแกส๊ คงท่ี ปริมำตรของแกส๊ จะแปรผนั ตรงกบั อุณหภมู ิเคลวิน เซลเซียส แก๊ส O2 จะมีควำมดนั ยอ่ ยก่ีบรรยำกำศ

3. เมื่อควำมดนั และมวลของแก๊สคงท่ี ปริมำตรของแกส๊ จะแปรผนั ตรงกบั อุณหภูมิองศำเซลเซียส 1. 5.09 2. 10.18

4. เม่ือควำมดนั และมวลของแกส๊ คงที่ ปริมำตรของแกส๊ จะแปรผนั ตรงกบั อุณหภมู ิองศำเซลเซียส 3. 15.27 4. 20.36

5. เม่ือควำมดนั และมวลของแกส๊ คงท่ี ปริมำตรของแก๊สจะแปรผนั ตรงกบั อุณหภมู ิองศำฟำเรนไฮต์ 5. 30.54

4. ขอ้ สรุปใดเก่ียวกบั แก๊สถูกตอ้ ง 10. ขอ้ ใดไม่ใช่ประโยชนข์ องน้ำแขง็ แหง้
1. ทำไอศกรีม
1. เมื่อ T และ m คงท่ี เมื่อ V สูงข้ึน P จะสูงข้ึน
2. แช่แขง็ อำหำร
2. เม่ือ T และ m คงที่ เม่ือ V ต่ำลง P จะต่ำลง
3. สกดั สำรจำกสมุนไพร
3. เมื่อ P และ m คงที่ เม่ือ T สูงข้ึน V จะลดลง
4. ทำควำมสะอำดเครื่องจกั ร
4. เม่ือ V และ m คงที่ เม่ือ T สูงข้ึน P จะลดลง
5. ใชท้ ำหมอกควนั ในกำรแสดงบนเวที
5. เม่ือ V และ m คงที่ เม่ือ T สูงข้ึน P จะสูงข้ึน

โรงเรียนวชิรธรรมโศภิต เฉลยแบบทดสอบก่อนเรียน 20

เฉลย 1. 4 2. 1 3. 3 4. 4 5. 2 6. 2 7. 5 8. 2
9. 2 10. 4

เฉลยแบบทดสอบหลงั เรียน

เฉลย 1. 4 2. 1 3. 2 4. 5 5. 3 6. 4 7. 2 8. 1
9. 1 10. 1