เอกสารประกอบการเรียนเรื่องแก๊สและสมบัติของแก๊ส

โรงเรียนราชวินิตบางแก้ว

เอกสารประกอบการเรยี นรู้

วิชา ว32203 เคมี 3
ชน้ั มัธยมศึกษาปที ่ี 5

ชื่อ …………………………....….. ชัน้ ม.5/…. เลขที่ …….

กลมุ่ สาระการเรยี นรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

Ga

แกส๊ และสมบ

as

บัตขิ องแกส๊

โคมลอยไดอ้ ยา่ งไร เพราะเหตุใดโ

โคมที่ลอยจึงมีระดับความสูงไม่เทา่ กนั 2

จากภาพสารแต่ละสถานะมีก
และสมบัติอืน่ ๆ ต่างกันอยา่ งไร

การจัดเรยี งอนุภาค แรงยดึ เหนีย่ ว

3

สมบัติทั่วไป
ของแก๊ส

4

สมบัติท

- มแี รงยืดเหนี่ยวระหวา่ งอนุภาคน้อยมา
- อนุภาคอยู่หา่ งกนั และฟ้งุ กระจาย

ของสารในสถานะแกส๊ จึงเทา่ กับปริมาตร
เมือ่ เปรียบเทียบปริมาตรของสารทัง้

เมือ่ สารอย่ใู นสถานะแกส๊ จะมีปริมาตรมา
ของแขง็ ทาให้ความหนาแนน่ ของสารใน

นอกจากนี้ยังสามารถบีบอัดแก๊ส
ระหวา่ งอนุภาค

ทัว่ ไปของแก๊ส

าก
ยเต็มภาชนะที่บรรจุ ดังนั้นปริมาตร
รของภาชนะทีบ่ รรจุ
ง 3 สถานะทีม่ ีจานวนโมลเทา่ กัน พบว่า
ากกวา่ เมื่ออยู่ในสถานะของเหลวหรือ
นสถานะแกส๊ มีคา่ นอ้ ยกว่า
สให้มีปริมาตรลดลงได้เนื่องจากมที ีว่ า่ ง

5

แกส๊ แบ่งออกเป็น 2 ประเภท คอื
1. แกส๊ สมบูรณ์ (Ideal gas

แก๊สที่มีสมบัติเปน็ ไปตามกฎต่างๆ
2. แก๊สจรงิ (real gas) หม

ทัว่ ๆ ไป ซึ่งจะไม่เป็นไปตามกฎตา่ ง
ความดันสูงอุณหภมู ิตา่

s) หรอื แกส๊ อุดมคติ หมายถงึ
ของแก๊ส ไมว่ า่ ทีภ่ าวะใดๆ กต็ าม
มายถงึ แก๊สที่มีอยูใ่ นธรรมชาติ
งๆ ของ แก๊ส โดยเฉพาะที่

6

ลูกโป่งพอง

งไดอ้ ย่างไร

7

เมือ่ อนุภาคของแก๊สเคลือ่ น
แรงกระทาตอ่ พื้นผวิ ภายในของภา
แรงทั้งหมดทีอ่ นุภาคแก๊สกระทาต่อ
(Presssure) และหน่วยของความด
ในระบบ SI คือ ปาสคัล (pascal ;

หน่วยความดันของแก๊สโดย
บรรยากาศ (atmosphere ; atm)

นทีช่ นผนังภาชนะจะทาให้เกดิ
าชนะทีบ่ รรจุ ซึง่ ผลรวมของ
อพน้ื ที่เรียกว่า ความดัน
ดัน
; Pa)

ยทัว่ ไป คือ

8

ความดัน

แรงทกี่ ระทาตอ่ หนว่ ยพนื้ ที่ ทีต่ ั้งฉา

หนว่ ยที่ใชว้ ัดความดนั ของแกส๊

1 บรรยากาศ (atm) = 76 เซนตเิ ม
= 760 มิลลเิ ม
= 760 ทอร์ (t
= 1.013 x 105
= 14.696 ปอน
= 101.325 นิว
= 1.01325 บา

ากกับแรงนนั้ แทนดว้ ยสัญลักษณ์ P

มตรปรอท (cmHg)
มตรปรอท (mmHg)
torr)
5 ปาสคาล (Pa)
นดต์ อ่ ตารางนว้ิ (Psi)
วตันตอ่ ตารางเมตร (N/m2)
าร์ (bar)

9

เครื่องมอื วัด

1 บารอมเิ ตอร์ (Barometer)

• ประกอบดว้ ยหลอดแกว้ ยาว 80-100 เซนตเิ มตร
ปลายข้างหนง่ึ ปดิ สนิท ภายในบรรจปุ รอทไว้เตม็

• เมื่อควา่ หลอดแกว้ ลงในภาชนะทมี่ ปี รอทบรรจอุ ย
ความสงู ของปรอทในหลอดแกว้ จะลดลง

• เมื่อความสงู ของปรอททอี่ ยใู่ นหลอดแกว้ คงที่
ความสงู ของปรอททเี่ หลอื ในหลอดแกว้ จะมีคา่
เท่ากบั ความดนั บรรยากาศ

• ความดนั บรรยากาศทรี่ ะดบั นา้ ทะเลมคี า่ เทา่ กบั
760 มลิ ลเิ มตรปรอท

ดความดันของแกส๊ สุญญากาศ

ความดนั ของปรอท 760 mm
เทา่ กบั ความดนั อากาศ ปรอท

ม ความดนั บรรยากาศ
ยู่

10

2 แมนอมเิ ตอร์ (Manometer)

• เป็นหลอดแกว้ รูปตวั U ภายในบรรจปุ รอท

ทีม่ แี กส๊ ทตี่ อ้ งการวดั ความดนั ปลายอกี ดา้ น

แมนอมิเตอรป์ ลายปดิ ถ้า ทีบ่ รรจมุ คี า่ นอ้ ย
กว่า ปรอทในหลอ
(Pgas) = (∆h) รูปตัว U ทางด้านทตี่ ดิ ปลาย
ความดนั ของแกส๊ = ความสงู ของปรอท
เปิดจะตา่ กวา่ อกี ดา้ น



สุญญากาศ

แกส๊ แก๊ส Pgas

= ∆ = − ∆

ปลายดา้ นหนงึ่ ตอ่ กบั กระเปาะ Pgas = Patm

นอาจเปดิ หรอื ปดิ กไ็ ด้

ย แมนอมิเตอรป์ ลายเปดิ

อด
ยที่ ถ้า ทีบ่ รรจมุ คี า่

มากกวา่ ปรอทใน
หลอดรปู ตวั U ทางด้านทตี่ ดิ
ปลายที่เปดิ จะสงู กวา่ อกี ดา้ น

s = Patm − ∆h แก๊ส

= + ∆

Pgas = Patm + ∆h

11

ความสัมพันธข์ องปรมิ าตร คว

ปริมาตร ความ

ปรมิ าตรของภาชนะ แรงทกี่ ระทาตอ่
ทีบ่ รรจแุ กส๊ นนั้ ทีต่ ัง้ ฉากกบั
แทนดว้ ยสัญล
แทนดว้ ยสัญลกั ษณ์ V
หนว่ ยทใี่ ชว้ ดั ความ
หน่วยของปรมิ าตรทนี่ ยิ มใช้
1 atm = 76
ลูกบาศกเ์ ดซเิ มตร (dm3) = 76
ลติ ร (L) = 76
ลูกบาศกเ์ ซนตเิ มตร (cm3) = 1.0
= 14
1 L = 1 dm3 = 1,000 cm3 = 10
= 1.0

วามดัน และอุณหภูมิของแก๊ส

มดัน อุณหภมู ิ

อหนว่ ยพนื้ ที่ มาตราสว่ นทใี่ ชบ้ อกระดบั
บแรงนนั้
ลกั ษณ์ P ความรอ้ น-เยน็ ของสาร

มดนั ของแกส๊ แทนดว้ ยสัญลกั ษณ์ T

6 cmHg หน่วยของอณุ หภมู ทิ นี่ ิยมใช้
60 mmHg
60 ทอร์ torr เคลวนิ (K)
013 x 105 Pa
4.696 Psi องศาเซลเซยี ส (C)
01.325 N/m2
01325 bar องศาฟาเรนไฮต์ (F)

องศาโรเมอร์ (R)

C = K-273 = F-32 = R
55 9 4 12

7.1 ความสัมพันธร์ ะหว
อุณหภูมิ และจาน

7.1.1 ความสัมพ
และควา

วา่ งปรมิ าตร ความดัน
นวนโมลของแก๊ส
พันธร์ ะหวา่ งปริมาตร
ามดันของแก๊ส

13

ความสัมพันธ์ระหวา่ งป
เปน็ อยา่ งไร

และถ้าตอ้ งการศกึ ษาค

ปรมิ าตรและความดันของแกส๊
ความสัมพันธ์นี้จะทาไดอ้ ย่างไร

14

กิจกรรม 7.1 การทดล
ระหวา่ งความดันแล

1. ปัญหา :
ความดันและปริมาตรของอากา

2. จุดประสงคก์ ารทดลอง :
ทดลองและอธิบายความสัม

ปรมิ าตรของอากาศ

ลองศกึ ษาความสัมพันธ์
ะปริมาตรของอากาศ

าศมีความสัมพันธก์ ันอย่างไร

มพันธร์ ะหวา่ งความดันและ

15

3. สมมุตฐิ าน :

ถา้ ปรมิ าตรของอากาศมีผลตอ่ ค
เปลี่ยนแปลงปรมิ าตรของอากาศจะทาใ

4. ตัวแปรทีใ่ ชใ้ นการทดลอง :

- ตัวแปรต้น คือ ความด
- ตัวแปรตาม คือ ปรมิ าต
- ตัวแปรควบคุม คือ อุณหภูม

ความดันของอากาศ ดังนัน้ เมื่อ
ให้ความดันของอากาศเปลีย่ นแปลงดว้ ย

ดันของแก๊ส
ตรของแก๊ส
มิและจานวนโมลของแก๊ส

16

5. วธิ ีการทดลอง :

17

6. ผลการทดลอง :

การทดลองที่ การทดลอง

1 กดก้านกระบอกฉดี ยาจ

ปรมิ าตร 5.0 mL แลว้ ปล

2 ดงึ ก้านกระบอกฉดี ยาจน
ปริมาตร 20.0 mL แลว้ ป
มือ

ผลการเปลีย่ นแปลง

จนมี ก้านกระบอกฉีดยาเลือ่ นกลับ
ลอ่ ยมือ ออกมาจนมีปริมาตรเทา่ กับ

ปรมิ าตรเร่ิมต้น
นมี ก้านกระบอกฉีดยาเลอ่ื นกลับ
ปลอ่ ย เขา้ ไปจนมีปรมิ าตรเทา่ กับ

ปรมิ าตรเริ่มตน้

18

7. ตอบคาถามทา้ ยการทดลอง

1. อณุ หภูมิและจานวนโมลของอากาศภ
การทดลองมีการเปลี่ยนแปลงหรือไม่ อ
(อณุ หภูมิและมจี านวนโมลของอากาศใ

2. ความดันของอากาศในกระบอกฉีดย
ความดันบรรยากาศภายนอกหรือไม่
(เมือ่ เรม่ิ ตน้ ความดันของอากาศปรมิ าต
เทา่ กับความดันบรรยากาศภายนอก)

ภายในกระบอกฉดี ยา กอ่ นและหลัง
อย่างไร
ในกระบอกฉดี ยาคงที่)
ยาเมอื่ เร่มิ ทาการทดลองมคี า่ เทา่ กับ

ตร 10.0 mL ในกระบอกฉีดยามีค่า

19

7. ตอบคาถามทา้ ยการทดลอง

3. เมื่อกดกา้ นกระบอกฉีดยาจนปริมาต
ของอากาศภายในกระบอกฉีดยามากก
ทราบได้อย่างไร
(เมือ่ กดก้านกระบอกฉดี ยาจนทาใหป้ ร
ลดลงเป็น 5.0 mL แล้วปลอ่ ยมือ ก้านก
ปรมิ าตรเทา่ กับปริมาตรเริ่มตน้ แสดงว
5.0 mL มีความดันมากกว่าความดันบร

ตรของอากาศเป็น 5.0 mL ความดัน
กวา่ หรือนอ้ ยกวา่ ความดันบรรยากาศ

ริมาตรของอากาศในกระบอกฉีดยา
กระบอกฉีดยาเลอ่ื นกลับออกมาจนมี
วา่ อากาศในกระบอกฉีดยาทป่ี ริมาตร
รรยากาศ)

20

7. ตอบคาถามทา้ ยการทดลอง

4. เมือ่ ดงึ กา้ นกระบอกฉีดยาจนปริมาต
ของอากาศภายในกระบอกฉีดยามากก
ทราบได้อย่างไร
(เมื่อดึงกา้ นกระบอกฉดี ยาจนทาให้ปรมิ
เพิม่ ขนึ้ เปน็ 20.0 mL แลว้ ปล่อยมือ กา้
ปรมิ าตรเท่ากับปรมิ าตรเรมิ่ ต้น แสดงว
20.0 mL มีความดันนอ้ ยกวา่ ความดันบ

ตรของอากาศเปน็ 20.0 mL ความดัน
กวา่ หรือนอ้ ยกว่าความดันบรรยากาศ

มาตรของอากาศในกระบอกฉีดยา
านกระบอกฉีดยาเลื่อนกลับเขา้ ไปจนมี
ว่า อากาศในกระบอกฉีดยาทป่ี รมิ าตร
บรรยากาศ)

21

8. วิเคราะหผ์ ลการทดลอง :

การทดลองนี้ทาทีอ่ ุณหภูมิคงที่ และมีจ
เมื่อเร่มิ ตน้ ความดันของอากาศปริมาตร 10.0 mL
บรรยากาศภายนอก

เมือ่ กดก้านกระบอกฉีดยาจนทาใหป้ รมิ
5.0 mL แล้วปล่อยมือ ก้านกระบอกฉีดยาเลื่อนก
แสดงวา่ อากาศในกระบอกฉดี ยาที่ปริมาตร 5.0

เมื่อดึงก้านกระบอกฉีดยาจนทาให้ปริม
20.0 mL แลว้ ปล่อยมือ กา้ นกระบอกฉีดยาเลือ่ น
แสดงวา่ อากาศในกระบอกฉีดยาท่ปี รมิ าตร 20

จานวนโมลของอากาศในกระบอกฉดี ยาคงที่
L ในกระบอกฉดี ยามีคา่ เท่ากับความดัน

มาตรของอากาศในกระบอกฉีดยาลดลงเป็น
กลับออกมาจนมีปรมิ าตรเทา่ กบั ปริมาตรเรมิ่ ต้น
0 mL มีความดันมากกวา่ ความดันบรรยากาศ
มาตรของอากาศในกระบอกฉีดยาเพ่ิมข้ึนเปน็
นกลับเข้าไปจนมีปริมาตรเทา่ กบั ปริมาตรเรม่ิ ต้น
0.0 mL มีความดันนอ้ ยกวา่ ความดันบรรยากาศ

22

9. สรุปผลการทดลอง

ที่อุณหภูมิและจานวนโมลข
อากาศลดลง ความดันของอากาศ
อากาศเพิ่มขึ้น ความดันของอากา

ของอากาศคงที่ เมื่อปริมาตรของ
ศจะเพ่มิ ข้นึ และเมื่อปรมิ าตรของ
าศจะลดลง

23

กฎของบอยล์ (

นกั วทิ ยาศาสต

(Boyle’s Law)

ตรช์ าวองั กฤษ

24

รอเบริ ต์ บอยล์ (Robe
ได้ทำกำรทดลองเพื่อศกึ
ปริมำตรและควำมดนั ของแก๊ส
คงท่ี โดยใช้หลอดแก้วรูปตัวเจ
โดยเม่ือเรม่ิ กำรทดลอง ไดเ้ ติมป
ในหลอดแกว้ ทัง้ สองด้ำนเทำ่ กนั