อดิศร

งานและกาลงั
จดั ทาโดย ด.ช อดิศร ศรีสรุ ะ

ชนั้ ม.2เลขท่ี 14

งาน work คือ ผลของแรงที่กระทาตอ่ วตั ถแุ ล้วทาให้วตั ถเุ คลอ่ื นที่
ไปตามแนวราบ งานเป็นปริมาณที่สามารถคานวณได้จาก
ความสมั พนั ธ์ดงั ตอ่ ไปนี ้
งาน = แรง (นิวตนั ) x ระยะทาง (เมตร)
เมื่อ W คือ งาน มีหนว่ ยเป็นจลู ( J ) หรือนวิ ตนั เมตร (N-m)
F คอื แรงที่กระทา มีนหน่วยเป็นนิวตนั ( N )
s คอื ระยะทางที่วตั ถเุ คลอื่ นที่ไปตามแนวราบ มีหนว่ ยเป็นเมตร m
จะได้สตู รคานวณหางาน คอื F = W x s

พลงั งาน (energy) คอื ความสามารถในการทางานได้ของวตั ถุ
หรือสสารตา่ ง ๆ พลงั งานสามารถทาให้สสารเกิดการเปลีย่ นแปลงได้
เช่น ทาให้สสารร้อนขนึ ้ เกิดการเคล่อื นที่ เปล่ียนสถานะเป็นต้น
พลงั งานที่นามาใช้ในชีวติ ประจาวนั มีหลายรูปแบบ เช่น พลงั งานกล
พลงั งานความร้อน พลงั งานไฟฟ้ า พลงั งานแสง พลงั งานเคมี พลงั งาน
นิวเคลียร์ เป็นต้น หนว่ ยของพลงั งาน พลงั งานมีหน่วยเป็นจลู (J)
ประเภทของพลงั งาน

พลงั งานแบง่ ออกเป็น 6 ประเภท ตามลกั ษณะที่เหน็ ได้ชดั เจน ซงึ่ ได้แก่
1. พลงั งานเคมี (Chemical Encrgy)
2. พลงั งานความร้อน (Thermal Energy)
3. พลงั งานกล (Mechanical Energy)
4. พลงั งานจากการแผ่รังสี (Radiant Energy)
5. พลงั งานไฟฟ้ า (Electrical Energy)

6. พลงั งานนิวเคลยี ร์ (Nuclear Energy)

1.พลงั งานเคมี พลงั งานเคมีเป็นพลงั งานที่สะสมอยใู่ นสารตา่ งๆ โดย
อย่ใู นพนั ธะระหวา่ งอะตอมในโมเลกลุ เม่ือพนั ธะแตกสลาย พลงั งาน
สะสมจะถกู ปลอ่ ยออกมาในรูปของความร้อนและแสงสวา่ ง
ตวั อยา่ งเช่น พลงั งานที่ถกู เก็บไว้ในแบตเตอร่ี, พลงั งานในกองฟืน,
พลงั งานในขนมชอกโกแลต, พลงั งานในถงั นา้ มนั เมื่อไม้ลกุ ไหม้แล้วจะ
ให้คาร์บอนไดออกไซด์และไอนา้ รวมถงึ ผลิตของเสยี อื่นๆ เชน่ ขีเ้ถ้า
เน่ืองจากเชือ้ เพลิงท่ีใช้แตล่ ะชนิด มีโครงสร้างทางเคมีที่ต่างกนั เม่ือใช้
ในปริมาณเชือ้ เพลงิ ท่ีเท่ากนั จงึ ให้ความร้อนไมเ่ ท่ากนั ซงึ่ ก๊าซธรรมชาติ
นนั้ ให้ความร้อนมากกวา่ นา้ มนั และนา้ มนั นนั้ ก็ให้ความร้อนมากกวา่
ถ่านหิน
2พลงั งานความร้อน แหลง่ กาเนิดพลงั งานความร้อน มนษุ ย์เราได้
พลงั งานความร้อนมาจากหลายแหง่ ด้วยกนั เช่น จากดวงอาทิตย์,
พลงั งานในของเหลวร้อนใต้พืน้ พิภพ , การเผาไหม้ของเชือ้ เพลงิ ,
พลงั งานไฟฟ้ า, พลงั งานนิวเคลยี ร์, พลงั งานนา้ ในหม้อต้มนา้ ,
พลงั งานเปลวไฟ ผลของความร้อนทาให้สารเกิดการเปลี่ยนแปลง เช่น
อณุ หภมู ิสงู ขนึ ้ หรือมกี ารเปล่ียนสถานะไป และนอกจากนีแ้ ล้ว
พลงั งานความร้อน ยงั สามารถทาให้เกิดการเปลย่ี นแปลงทางเคมีได้อีก
ด้วย หน่วยท่ีใช้วดั ปริมาณความร้อน คือ แคลอร่ี โดยใช้เคร่ืองมือที่เรียน

3 พลงั งานกล พลงั งานกลเป็นพลงั งานท่ีเกี่ยวข้อง กบั การเคล่ือนที่
โดยตรง เช่น ก้อนหินท่ีอย่บู นยอดเนินจะมีพลงั งานศกั ย์กล
(Potential mechanical energy) อยจู่ านวนหนง่ึ ขณะที่
ก้อนหินกลงิ ้ ลงมาตามทางลาดของเนิน พลงั งานศกั ย์จะลดลง และเกิด
พลงั งานจลน์กลของการเคล่ือนท่ี (Kinetic mechanical
energy) ขนึ ้ แทน สง่ิ มีชีวิตอาศยั พลงั งานรูปนีใ้ นการทางานท่ีต้องมี
การ เคล่ือนไหวเป็นประจา เชน่ การเดนิ การขยบั แขนขา การหยิบวตั ถุ
เป็ นต้ น
4. พลงั งานจากการแผร่ ังสี พลงั งานท่ีมาในรูปของคล่ืน เช่น แสง
ความร้อน คลนื่ วิทยุ อินฟาเรด อลั ตราไวโอเลต รังสเี อกซ์ รังสีคอสมิก
สง่ิ มีชีวิตต้องอาศยั พลงั งานรูปนี ้ในกระบวนการท่ีสาคญั ตา่ งๆ เช่น การ
มองเหน็ ภาพ การสงั เคราะห์ด้วยแสง การขยายพนั ธ์ชุ นิดที่ขนึ ้ อยกู่ บั
ชว่ งแสง อาจสรุปได้วา่ เป็นพลงั งานจากคลืน่ แม่เหลก็ ไฟฟ้ านนั้ เอง ซง่ึ
พลงั งานรูปนีม้ ีบทบาทตอ่ ความเป็นอยปู่ กติของสง่ิ มีชีวติ และอาจจะได้
พลงั งานท่ีได้รับจากดวงอาทิตย์, พลงั งานจากเสาสง่ สญั ญาณทีวี,
พลงั งานจากหลอดไฟ, พลงั งานจากเตาไมโครเวฟ, พลงั งานจาก
เลเซอร์ที่ใช้อ่านแผ่นซีดี ฯลฯ

5. พลงั งานไฟฟ้ า พลงั งานท่ีได้จากปฏิกิริยาเคมีแบบหนงึ่ อนั มีผลให้
เกิดกระแสไฟฟ้ าขึน้ ได้ และกระแสไฟฟ้ าท่ีเกิดขนึ ้ นีจ้ ะไหลผา่ นความ
ต้านทานไฟฟ้ าได้ถ้าตอ่ ให้เป็นวงจร ผลจากกระแสไฟฟ้ าดงั กลา่ วอาจ
ทาให้เกิดผลตา่ ง ๆ เช่นก่อให้เกิดอานาจแม่เหลก็ เกิดความร้อนหรือ
แสงสวา่ ง พลงั งานที่เกิดจากการผ่านขดลวดไปในสนามแมเ่ หลก็ ,
พลงั งานที่ใช้ขบั เคร่ืองคอมพิวเตอร์, พลงั งานท่ีได้จากเซลล์แสงอาทิตย์
เป็ นต้ น
6. พลงั งานนิวเคลียร์ พลงั งานที่ถกู ปลอ่ ยออกจากสาร
กมั มนั ตภาพรังสี ท่ีมีอยใู่ นธรรมชาตหิ รือทีเ่ กิดในเตาปฏิกรณ์ปรมาณู
หรือระเบิดปรมาณู การเกิด fusion ของนิวเคลียร์เลก็ มีหลกั อย่วู ่า
ถ้านาเอาธาตเุ บาๆ ตงั้ แต่ 2 ธาตขุ นึ ้ ไป มารวมกนั โดยมีพลงั งานความ
ร้อนอย่างสงู เข้าช่วย จะทาให้ธาตเุ บาๆ นีร้ วมกนั กลายเป็นธาตใุ หม่ ซงึ่
หนกั กวา่ เดิม ส่วน fission เกิดจากปฏิกิริยาระหวา่ งการยิงอนภุ าค
บางชนิดกบั นิวเคลียสของธาตหุ นกั ๆ ทาให้นิวเคลยี สของธาตหุ นกั
แตกแยกออกเป็น 2 สว่ น ซง่ึ แตล่ ะสว่ นเป็นธาตทุ ่ีเบากวา่ เดมิ และ
ขนาดเกือบเทา่ ๆ กนั พลงั งานรูปนีม้ ีบทบาทตอ่ ความเป็นอยปู่ กติของ
ส่ิงมีชีวิตน้อ

กฎการอนรุ ักษ์พลงั งาน (Law of conservation of
energy) กลา่ วไว้ว่า "พลงั งานรวมของวตั ถจุ ะไม่สญู หายไปไหน แต่
สามารถเปล่ยี นจากรูปหนงึ่ ไปเป็นอีกรูปหนงึ่ ได้" พลงั งานความร้อน
พลงั งานความร้อนเป็นพลงั งานรูปหนงึ่ ที่สามารถทางานได้และเปล่ยี น
รูปมาจากการเผาไหม้ของเชือ้ เพลงิ จากดวงอาทิตย์ พลงั งานไฟฟ้ า
พลงั งานความร้อนใต้พภิ พ หรือเกิดจากปฏิกิริยาเคมี พลงั งานเหลา่ นี ้
ล้วนแตม่ ีความสาคญั ในการทากิจกรรมตา่ ง ๆ ของสงิ่ มีชีวิต อณุ หภมู ิ
การบอกคา่ พลงั งานความร้อนของสารตา่ ง ๆ วา่ ร้อนมาหรือน้อย
เพียงใดนนั้ นกั วทิ ยาศาสตร์เรียกนะดบั ความร้อนของสารเหลา่ นนั้ วา่

อณุ หภมู ิ (temperature) เครื่องมือที่ใช้สาหรับวดั อณุ หภมู ิ
เรียกวา่ เทอร์มอมิเตอร์ (thermometer) เทอร์โมมิเตอร์ มกั ผลติ
มาจากปรอทหรือแอลกอฮอล์ เม่ือของเหลวได้รับความร้อนจะมีการ
ขยายตวั ไปตามช่องเลก็ ๆ ซงึ่ มีสเกลบอกอณุ หภมู ิเป็นตวั เลข มีหน่วย
เป็นองศาเซลเซยี ส หรือองศาฟาเรนไฮต์

หนว่ ยที่ใช้วดั อณุ หภมู ิ

1.องศาเซลเซยี ส ( oC )
2. องศาฟาเรนไฮต์ ( oF)
3. เคลวนิ ( K )

การถ่ายโอนพลงั งานความร้อน

การถ่ายเทหรือถ่ายโอนพลงั งานความร้อนมีหลายแบบดงั นี ้
1. การนาความร้อน การนาความร้อนเป็นการส่งผ่านความร้อนที่
ต้องมีตวั กลาง ตวั กลางจะไม่เคล่ือนที่ แต่ความร้อนจะเคลอ่ื นที่ไป
ตามเนือ้ ของตวั กลาง เช่นการเผาด้านหนง่ึ ของแทง่ เหลก็ ความร้อน
จะเคลอ่ื นท่ีไปตามเนือ้ ของแทง่ เหลก็ จนทาให้ปลายอีกข้างร้อนตาม
ไปด้วย การนาความร้อนของวตั ถแุ ตล่ ะชนิดไม่เท่ากนั เช่น เหลก็ จะ
นาความร้อนได้ดกี วา่ แทง่ แก้ว วตั ถทุ ี่นาความร้อนได้เร็วเรียกว่า ตวั
นาค วามร้อน วตั ถทุ ี่นาความร้อนได้ไมด่ ีหรือช้า เรียกวา่ ฉนวนความ
ร้อน 2.
การพาความร้อน การพาความร้อนเป็นการสง่ ผ่านความร้อนท่ีมีการ
เคลอื่ นท่ีของตวั กลาง เช่น การท่ีเรานง่ั รอบกองไฟแล้วรู้สกึ ร้อน ก็
เพราะอากาศได้พาเอาความร้อนเคล่อื นท่ีมีถกู ตวั เรา

3. การแผ่รังสคี วามร้อน การแผร่ ังสีความร้อน เป็นการถ่ายโอน
พลงั งานความร้อนจากจดุ หนึ่งไปอีกจดุ หนงึ่ ซงึ่ ความร้อนท่ีออกจาก
แหลง่ กาเนิดจะอย่ใู นรูปคลื่นแมเ่ หลก็ ไฟฟ้ าท่ีสามารถ เคลอื่ นที่ไปยงั
อีกจดุ หนงึ่ โดยไมต่ ้องอาศยั ตวั กลางและมีอตั ราเร็วในการ เคลอ่ื นที่
สงู มาก

สมดลุ ความร้อน
สมดลุ ความร้อน หมายถงึ การท่ีวตั ถมุ ีอณุ หภมู ิสงู ถ่ายโอนพลงั งาน
ความร้อนให้กบั วตั ถทุ ่ีมีอณุ หภมู ิ ต่าจนกระทงั่ วตั ถทุ งั้ สองมีอณุ หภมู ิ
เท่ากนั แล้วจงึ จะหยดุ การถ่ายโอนพลงั งานสมดลุ ความร้อน สมดลุ
ความร้อน หมายถึง การท่ีวตั ถมุ ีอณุ หภมู ิสงู ถ่ายโอนพลงั งานความ
ร้อนให้กบั วตั ถทุ ่ีมีอณุ หภมู ิ ต่าจนกระทงั่ วตั ถทุ งั้ สองมีอณุ หภมู ิ
เท่ากนั แล้วจงึ จะหยดุ การถ่ายโอนพลงั งาน

การขยายตวั ของวตั ถุ เมื่อวตั ถไุ ด้รับพลงั งานความร้อน ทาให้
อณุ หภมู ิในวตั ถเุ พ่ิมขนึ ้ วตั ถจุ ะขยายตวั และเม่ือวตั ถคุ ายพลงั งาน
ความร้อนทาให้อณุ หภมู ิของวตั ถลุ ดลง วตั ถจุ ะหดตวั การนาความรู้
เกี่ยวกบั การขยายตวั ของวตั ถไุ ปใช้ประโยชน์

1. การออกแบบบ้านให้ระบายความร้อนได้ดี จากการขยายตวั ของ
แก๊สได้นามาใช้ในการออกแบบบ้านทรงไทยให้มีใต้ถนุ สงู หน้า
จว่ั หลงั คาสงู มากและมีช่องอากาศเพื่อให้อากาศร้อนท่ีลอยตวั
สงู ขนึ ้ ระบายออกมาจากบ้านได้ดี ทาให้มีอากาศเยน็ จาก
ภายนอกเคลื่อนเข้ามาแทนที่

2. การสร้างบอลลนู การเป่ าลมร้อนเข้าไปในบอลลนู ทาให้อากาศ
ท่ีอย่ภู ายในบอลลนู ร้อนและลอยสงู ขนึ ้ เม่ือมปี ริมาณมากจะทา
ให้บอลลนู สามารถลอยตวั ได้
3. การสร้างตวั ควบคมุ อณุ หภมู ิ จากความรู้เกี่ยวกบั ขยายตวั
ของของแขง็ ได้นามาใช้ในการสร้างตวั ควบคมุ อณุ หภมู ิ เพื่อใช้
ในการทางานของเคร่ืองใช้ไฟฟ้ าตา่ ง ๆ เชน่ เคร่ืองปรับอากาศ
เตารีดไฟฟ้ า หม้อหงุ ข้าวไฟฟ้ า เป็นต้น
4. การสร้างสะพานหรือรางรถไฟ การสร้างสะพานหรือราง
รถไฟมกั จะเว้นระยะห่างระหวา่ งรอยตอ่ ของสะพานหรือราง
รถไฟเลก็ น้อย เพ่ือป้ องกนั การขยายตวั ของเหลก็ เม่ืออากาศ
ร้อนจดั หรือเมื่อเกิดการเสียดสกี บั ล้อรถจนทาให้เกิดความร้อน

การดดู กลืนแสงและการคายความร้อน เม่ือพลงั งานความร้อนตก
กระทบวตั ถตุ า่ ง ๆ วตั ถเุ หลา่ นนั้ จะมีการดดุ กลืนพลงั งานความร้อน
เอาไว้โดยวตั ถแุ ตล่ ะชนิดจะมี ความสามารถในการดดู กลนื พลงั งาน
ความร้อนได้ไมเ่ ท่ากนั ซงึ่ วตั ถสุ ดี าหรือสเี ข้มจะสามารถดดู กลืน
พลงั งานความร้อนได้มากกวา่ วตั ถสุ ี ขาวหรือสีออ่ น

งาน คือ ผลของแรงท่ีกระทาบนวตั ถุ และทาให้วตั ถเุ คลื่อนท่ีไปตาม
แนวแรง ซง่ึ เป็นปริมาณสเกลาร์ มีหน่วยเป็นนิวตนั เมตร (N.m) หนว่ ย
นีม้ ีช่ือใหม่วา่ จลู (Joule, J) ในกรณีแรง F ท่ีมากระทาเป็นแรงคงตวั
และการกระจดั S ของวตั ถอุ ยใู่ นแนวเดียวกบั แรง ปริมาณงานที่แรง F
กระทาจะมคี า่ เท่ากบั ผลคณู ระหวา่ งขนาดของแรงและขนาดของการ
กระจดั .