เอกสารประกอบการเรียนเรื่องแก๊สและสมบัติของแก๊ส

รัม บรรจุอย่ใู นภาชนะ 0.250 ลิตร
300 เคลวนิ แกส๊ ชนดิ นี้มีมวลต่อ

100

1. การเติมแก๊สไนโตรเจนในยางรถยน
29.4 ปอนด์ตอ่ ตารางนวิ้ (psi) ทีอ่ ุณหภ
ไนโตรเจนกกี่ รัม

ตรวจสอบความเข้าใจ

นตท์ ี่มีความจุ 12 ลติ รใหม้ ีความดัน
ภูมิ 27 องศาเซลเซียส ตอ้ งใช้แก๊ส

101

2. ยางรถยนต์เส้นหนงึ่ มีปริมาตร 10 ล

อุณหภูมิ 25 Cเมื่อใช้งานไประยะหนงึ่
อุณหภูมิเดียวกัน จานวนโมลของอากา
เมื่อกาหนดใหย้ างรถยนต์มปี รมิ าตรคง

ตรวจสอบความเขา้ ใจ

ลติ ร อัดอากาศจนมีความดัน 32 psi ที่
งพบวา่ ความดันลดลงเหลือ 28 psi ที่
าศทีร่ ัว่ ออกจากยางรถยนตเ์ ปน็ เท่าใด
งท่ี

102

3. ภาชนะใบหน่งึ มีขนาด 5.0 ลิตร บรร
ทีค่ วามดัน 1.0 บรรยากาศ อุณหภูมิ 2
ของแกส๊ ชนดิ นีเ้ ปน็ เท่าใด

ตรวจสอบความเข้าใจ

รจุแกส๊ ชนิดหนง่ึ 3.25 กรัม
27 องศาเซลเซียส มวลตอ่ โมล

103

7.2.2 ความดัน

นยอ่ ยของแกส๊

104

อากาศ ประกอบดว้ ยอะไรบา้ ง
(แก๊สไนโตรเจนและแก๊สออก

ความดันของแกส๊ ไนโตรเจนแ
ความดันบรรยากาศหรือไม่ อย

ง
กซิเจนเป็นหลัก)

และแก๊สออกซิเจนเท่ากับ
ยา่ งไร

จอหน์ ด
ไดศ้ ึกษาความสัมพันธ์เกี่ยว
ในแก๊สผสม โดยทดลองเติมไอน้าเ
ทีม่ ีปรมิ าตรคงที่ พบวา่ ความดันภ
ความดันของอากาศและความดันข

ดอลตัน
วกับความดันของแกส๊ แตล่ ะชนดิ
เข้าไปในอากาศแห้งในภาชนะปดิ
ภายในภาชนะเทา่ กับผลรวมของ
ของไอนา้ ทีเ่ ตมิ เขา้ ไป

106

กฎความดัน
(Dalton's law of pa

“ความดันของแกส๊ ผสมท
จะเท่ากับผลบวกขอ
ทีเ่ ปน็ องค์ประกอบ

นยอ่ ยของดอลตัน
artial pressures)

ที่ไม่ทาปฏกิ ิริยาเคมีต่อกัน
องความดันย่อยต่างๆ
บของแก๊สผสมนั้น”

107

รูปความดันของแกส๊ ผสมที่เปน็ ไปต

ความดันของแก๊สผสมเทา่ กับ
ทีเ่ ป็นองคป์ ระกอบตามกฎความดัน
สมการกฎความดันย่อยของแก๊ส

ตามกฎความดันย่อยของดอลตัน

บผลรวมของความดันย่อยของแกส๊
นย่อยของดอลตัน พรอ้ มแสดง

108

ความดันรวมของแกส๊
จานวนโมลของแกส๊ ทีเ่ ป

สผสมมีความสัมพันธ์กับ
ป็นองค์ประกอบอย่างไร

ความสัมพันธ์ระหวา่ งคว

(Ptotal) และความดันของแก๊สแต
ดันย่อย ตามกฎความดันยอ่ ยข

ดังนี้

Ptotal = P1 + P2 + …. +

จากความสัมพันธต์ ามกฎแก๊สอ

แกส๊ ผสมกับจานวนโมลของแก

วามดันรวมของแกส๊ ผสม
ตล่ ะชนิด ซงึ่ เรียกว่า ความ
ของดอลตัน เขียนสมการได้

+ Pi

อุดมคติ จะได้ความดันรวมของ
กส๊ ดังสมการ

110

Ptotal = n1RT/v + n2RT
= (n1+ n2+ … +

Ptotal = ntotalRT
v

T/v + … + niRT/v
ni)RT/v

111

ในการวัดความดันของ
ความดันรวม ในขณะที่ความ
สามารถวัดได้โดยตรง แตส่ า
สมการ ดังตอ่ ไปนี้

จาก Pi = niRT/v
Ptotal = ntotalRT

งแก๊สผสมค่าที่วัดไดเ้ ป็น 112
มดันของแกส๊ แตล่ ะชนดิ ไม่
ามารถคานวณไดโ้ ดยอาศัย

T/v

112

ไดอ้ ัตราส่วนความดันย่อยต่อความด

Pi = niRT/v
Ptotal ntotalRT/v

= ni/ntotal
Pi = (ni/ntotal)Pt
Pi = Xi Ptotal

เมื่อ Xi คือ เศษส่วนโมล (mole fraction) ขอ
ผลรวมของเศษส่วนโมลของแก๊สทุกชนิดที่เปน็

ดันรวมดังนี้

total

องแกส๊ แต่ละชนดิ มีคา่ ตัง้ แต่ 0 ถงึ 1 และ

นองค์ประกอบมีค่าเทา่ กับ 1 113

Ex.15 ถา้ ผสมแก๊สฮีเลยี ม 4.00 กร
ภาชนะขนาด 10.0 ลติ ร ทอี่ ุณหภูมิ
เป็นกีบ่ รรยากาศ

รัม และแก๊สอาร์กอน 7.99 กรัมใน
25.0 C ความดันของแกส๊ ผสม

114

ถ้าทราบความดันบรรยาก
ย่อยของแก๊ส ไนโตรเจน

องคป์ ระกอบในอ

กาศจะสามารถหาความดัน
นและแก๊สออกซเิ จนทีเ่ ป็น
อากาศได้อยา่ งไร

Ex.16 ถา้ แก๊สผสมท่ปี ระกอบด้วยแ
แก๊สฮีเลยี ม 12.00 กรัม ทีอ่ ุณหภูมิ
บรรยากาศ ความดันของแก๊สแต่ล

แกส๊ ไฮโดรเจน 2.02 กรัม และ
25.0 C มีความดันรวม 8.00
ละชนดิ เป็นเทา่ ใด

116

Ex.17 แก๊สผสมชนิดหนึ่งประกอบด
ดันของแก๊ส Y เทา่ กับ 0.5 บรรยา
เท่ากับ 1.0บรรยากาศ ถา้ มีแก๊ส Y

ดว้ ยแกส๊ Y และแก๊ส Z โดยความ
ากาศ และความดันของแก๊ส Z
Y อย่3ู โมล จะมีแก๊ส Z อย่กู โี่ มล

117

1. ถ้าผสมแก๊สไฮโดรเจน (H2) 1.00
กรัม และแกส๊ อาร์กอน (Ar) 11.19

ที่อณุ หภูมิ 25 องศาเซลเซียส จงค

ตรวจสอบความเขา้ ใจ

0 กรัม แก๊สฮีเลียม (He) 2.60
9 กรัม ในภาชนะขนาด 10.0 ลติ ร
คานวณความดันรวมของแกส๊ ผสม

118

2. ในถังอากาศดาน้าจะอัดอากาศผสมท
ซ่งึ ประกอบด้วยแกส๊ ออกซเิ จนและแกส๊
บรรยากาศ ทีอ่ ุณหภูมิ 25 องศาเซลเซีย
ขนาด 11.5 ลติ รและมีแก๊สออกซิเจนรอ้ ย
แก๊สแตล่ ะชนดิ มีคา่ เทา่ ใด

ตรวจสอบความเขา้ ใจ

ทีเ่ รียกว่า Enriched Air Nitrox (EANx)
สไนโตรเจนจนมคี วามดัน 200
ยส ถ้า Enriched Air Nitrox ถังหน่งึ มี
ยละ 32 โดยปริมาตร ความดันยอ่ ยของ

119

แบบฝกึ หัด 7

7.2 หน้า 37

120

7.3 ทฤษฎีจลนแ์ ละการแพ

7.3.1 ทฤษฎจี ลน์ของแกส๊

ปริมาตรและความดันของแ
อนุภาค ระยะห่างระหว่างอนุภาค
ของแกส๊ อย่างไร

พรข่ องแกส๊

แก๊สเก่ยี วข้องกับ
และการเคลื่อนที่

121

1. ขนาดของแกส๊ เป็นอยา่ งไร
2. ระยะหา่ งระหว่างอนภุ าคของแกส๊ ม
3. ระยะหา่ งระหว่างอนภุ าคมีผลตอ่ แร
4. อนุภาคแก๊สมีทศิ ทางเคลือ่ นท่อี ย่าง
5. แกส๊ แตล่ ะอนุภาคมีพลังงานจลนเ์ ท่า
6. เมื่ออนุภาคแกส๊ เกิดการชนจะมีการ
7. พลงั งานจลนเ์ ฉลี่ยของแกส๊ ขึน้ กับส
8. พลงั งานจลนเ์ ฉลี่ยสัมพันธก์ บั อุณหภ

มีลักษณะอยา่ งไร
รงยดึ เหนีย่ วระหวา่ งอนุภาคแกส๊ อยา่ งไร
งไร
ากันหรือไม่ อย่างไร
รเปลีย่ นแปลงพลงั งานอย่างไร
สงิ่ ใด
ภูมิอย่างไร

122

- ขนาดของแกส๊ เป็นอย่างไร
(อนุภาคแกส๊ มีขนาดเลก็ มาก เมื่อเท

ดังนั้น ผลรวมปริมาตรของอน
มากเมือ่ เทียบกับปริมาตรของ

ภาพจาลองของอนภุ าคแกส๊ ใ

ทียบกับภาชนะทีบ่ รรจุ)

นุภาคแก๊สมีค่าน้อย
งภาชนะทีบ่ รรจุ

ในภาชนะที่บรรจุ

123

- ระยะห่างระหวา่ งอนภุ าคของแก๊สมลี ัก
(อนุภาคแกส๊ อยูห่ า่ งกันมากเมอื่ เทียบก
- ระยะหา่ งระหวา่ งอนภุ าคมผี ลต่อแรงย
(อนุภาคแก๊สอยูห่ า่ งกันมากทาใหแ้ รงย
ถือว่าไม่มีแรงกระทาต่อกนั )

กษณะอยา่ งไร
กับภาชนะทีบ่ รรจุ)
ยดึ เหนยี่ วระหวา่ งอนุภาคแก๊สอย่างไร
ยดึ เหนี่ยวระหวา่ งอนภุ าคน้อยมาก จน

124

- อนุภาคแก๊สมีทิศทางเคลื่อนทีอ่ ยา่ งไร
(แก๊สแต่ละอนุภาคเคลือ่ นที่เปน็ เส้น

คงที่ที่แตกต่างกนั )
- แกส๊ แตล่ ะอนุภาคมีพลังงานจลนเ์ ท่ากนั

(มีพลงั งานจลนไ์ ม่เท่ากัน เนื่องจาก
- เมือ่ อนุภาคแก๊สเกิดการชนจะมีการเป

(เมื่ออนุภาคแก๊สเกดิ การชนจะมีการ
สูญเสยี พลังงานจลน์รวม ดังนน้ั พลงั งาน
อุณหภูมิหนึ่งๆ)