3101-2003 เครื่องยนต์สันดาปภายใน

แผนการสอน หน่วยท่ี 3.2
วชิ า งานสนั ดาปภายใน สอนครง้ั ท่ี 4 หนา้ 8
ช่อื หน่วย กระบวนการเปลี่ยนแปลงตา่ งๆในระบบปิด จำนวน 3 ช่วั โมง

P(bar)

2
6.8

P = C

10.2 1
(m3/Kg)

หางาน

1W2 = -(U2 – U1) = - Cv(T2 – T1)
=
-0.718kJ/kg. K(507.5o – 295o)K

= -152.8 kJ/kg

เคร่ืองหมายลบ แสดงว่าเปน็ งานใหแ้ ก่ก๊าซเท่ากบั 152.8 kJ/kg

จาก PV1 = mRT1
m= P1V1

= RT1
งานทง้ั หมด = 1.02x105 x0.015
0.287x103 x295 = 0.0181 kg

0.0181 kg x 152.8 kJ/kg

= 2.76 kJ

แผนการสอน หน่วยที่ 3.2
วิชา งานสนั ดาปภายใน สอนครงั้ ท่ี 4 หน้า 9
ช่อื หนว่ ย กระบวนการเปลยี่ นแปลงต่างๆในระบบปิด จำนวน 3 ชั่วโมง

แบบฝึกหัด 5.1
1. อากาศมมี วล 1 kg ถกู อัดตัวแบบไอโซเทอร์มอล จากความดัน 1 bar และอุณหภมู ิ 30oC
จนมคี วามดัน 5 bar จงคำนวณหางานและความรอ้ นที่อากาศถ่ายเท (-140 kJ/kg , 140 kJ/kg)
2. อากาศมีมวล 1 kg ท่คี วามดนั 1 bar อุณหภูมิ 15oC ถกู อดั ตวั แบบอะเดยี บาติค จนมี
ความดัน 4 bar จงคำนวณหาอณุ หภูมิสดุ ท้ายและงานทใ่ี ห้แก่อากาศ (154.69 oC , 100.5 kJ/kg)

แผนการสอน หนว่ ยท่ี 3.2
วชิ า งานสันดาปภายใน สอนคร้ังที่ 4 หน้า 10
ช่อื หน่วย กระบวนการเปล่ียนแปลงตา่ งๆในระบบปิด จำนวน 3 ช่ัวโมง

เฉลยแบบฝกึ หัด5.1

1. อากาศมีมวล 1 kg ถกู อดั ตวั แบบไอโซเทอร์มอล จากความดนั 1 bar และอุณหภมู ิ 30oC

จนมีความดนั 5 bar จงคำนวณหางานและความร้อนท่ีอากาศถา่ ยเท (140 kJ/kg , -140 kJ/kg)

วิธีทำ จากสตู ร 1W2 = mRT ln P1
P2
1bar
= 1 kg × 0.287 kJ/kg.K × (30 – 273) K ln 5bar

= -139.9 kJ (งานออก)

จาก 1Q2 = 1W2 เปน็ อณุ หภมู ิคงที่ ตอบ
1Q2 = 1W2 = 139.9 kJ

เครอื่ งหมายเป็นบวก แสดงว่า ความรอ้ นถูกถา่ ยเทเขา้

แผนการสอน หนว่ ยท่ี 4
วชิ า งานสันดาปภายใน สอนครั้งที่ 4 หนา้ 11
ชื่อหนว่ ย กระบวนการเปลย่ี นแปลงตา่ งๆในระบบปิด จำนวน 3 ชั่วโมง

เฉลยแบบฝกึ หดั 5.2

2. อากาศมีมวล 1 kg ทค่ี วามดัน 1 bar อุณหภูมิ 15oC ถูกอัดตัวแบบอะเดยี บาติค จนมี

ความดัน 4 bar จงคำนวณหาอุณหภูมิสุดทา้ ยและงานทใี่ หแ้ ก่อากาศ (140 kJ/kg , 100.5 kJ/kg)

วธิ ที ำ

จากสูตร γ−1

T1 = (P1) γ

T2 P2
γ−1
T2 = T1 × (P2) γ
P1
1.4−1

= (15+273)K(4 ) 1.4

1

= 427.96 K

= (427.96 – 273 )

= 154.96 ℃

หางาน 1W2 = -Cv (T2-T1)
= -0.718 (427.96 – 288) kJ/kg.K

= -100.5 kJ/kg

เครอ่ื งหมายลบแสดงวา่ เป็นงานให้แกก่ ๊าซเทา่ กับ 100.5 kJ/kg

บนั ทกึ ผลหลังการจัดการเรยี นรู้แบบมุ่งเนน้ สมรรถนะอาชีพและบรู ณาการตามหลกั ปรัชญาของเศรษฐกจิ

รายการ ระดบั การปฏบิ ัติ
5432 1

ด้านการเตรยี มการสอน

1. จดั หนว่ ยการเรียนรู้ได้สอดคล้องกับวัตถุประสงคก์ ารเรยี นรู้

2. กำหนดเกณฑก์ ารประเมินครอบคลุมทงั้ ด้านความรู้ ด้านทกั ษะ และด้านจิตพิสัย

3. เตรยี มวัสดุ-อุปกรณ์ ส่อื นวัตกรรม กจิ กรรมตามแผนการจดั การเรยี นรกู้ ่อนเขา้ สอน

ด้านการจัดกจิ กรรมการเรียนรู้

4. มวี ธิ กี ารนำเข้าสูบ่ ทเรยี นท่ีนา่ สนใจ

5. มกี จิ กรรมท่หี ลากหลาย เพ่ือช่วยให้ผ้เู รยี นเกดิ การเรียนรู้ ความเข้าใจ

6. จดั กิจกรรมทส่ี ง่ เสริมใหผ้ ู้เรยี นค้นคว้าเพ่ือหาคำตอบด้วยตนเอง

7. นกั เรยี นมสี ่วนร่วมในการจัดกจิ กรรมการเรยี นรู้

8. จัดกจิ กรรมทเ่ี นน้ กระบวนการคิด ( คิดวิเคราะห์ คดิ สังเคราะห์ คดิ สรา้ งสรรค์ )

9. กระตุ้นให้ผเู้ รยี นแสดงความคิดเหน็ อย่างเสรี

10. จดั กิจกรรมการเรียนรู้ทีเ่ ชื่อมโยงกับชีวิตจรงิ โดยนำภูมปิ ัญญา/บรู ณาการเขา้ มามสี ่วนร่วม

11. จัดกิจกรรมโดยสอดแทรกคณุ ธรรม จริยธรรม

12. มีการเสรมิ แรงเม่ือนักเรียนปฏบิ ตั ิ หรอื ตอบถูกต้อง

13. มอบหมายงานให้เหมาะสมตามศักยภาพของผูเ้ รียน

14. เอาใจใสด่ แู ลผู้เรียน อย่างท่ัวถึง

15. ใช้เวลาสอนเหมาะสมกับเวลาทกี่ ำหนด

ดา้ นสอ่ื นวัตกรรม แหล่งการเรียนรู้

16. ใช้สอ่ื ทเ่ี หมาะสมกับกิจกรรมและศักยภาพของผูเ้ รียน

17. ใช้ส่อื แหล่งการเรียนรู้อย่างหลากหลาย เช่น บคุ คล สถานที่ ของจริง เอกสาร

ส่อื อิเล็กทรอนกิ ส์ และอินเทอร์เน็ต เปน็ ต้น

ดา้ นการวดั และประเมนิ ผล

18. ผ้เู รียนมสี ่วนรว่ มในการกำหนดเกณฑก์ ารวัดและประเมินผล

19. ประเมินผลอย่างหลากหลายและครบท้ังดา้ นความรู้ ทกั ษะ และจติ พิสัย

20. ครู ผ้เู รียน ผู้ปกครอง หรือ ผู้ทีเ่ กีย่ วข้องมสี ่วนรว่ ม ในการประเมนิ

หมายเหตุ ระดับการปฏบิ ตั ิ 5 = ปฏิบัติดเี ย่ยี ม 4 = ปฏบิ ัตดิ ี 3 = ปฏิบตั ิ รวม
คา่ เฉลี่ย
พอใช้

2 = ควรปรบั ปรงุ 1 = ไม่มีการ

ปฏบิ ตั ิ

บนั ทกึ การสอนตามจดุ ประสงค์การเรยี นรู้

หนว่ ยที่ 3.2. ชือ่ หน่วย กระบวนการเปลย่ี นแปลงต่างๆ ในระบบปดิ

จดุ ประสงคก์ ารเรยี นรู้
1.นักศกึ ษาสามารถคำนวณหาความรอ้ นทีถ่ า่ ยเทได้อยา่ งถูกตอ้ ง
2.นักศึกษาสามารถคำนวณหางานได้อยา่ งถูกต้อง
3.นักศึกษาสามารถคำนวณหาอณุ หภูมสิ ดุ ทา้ ยได้อยา่ งถูกต้อง
4.นักศึกษามคี วามรบั ผิดชอบ ตามงานที่มอบหมาย (บรู ณาการปรชั ญาเศรษฐกจิ พอเพยี ง)

ด้านความรู้
จากการทผ่ี ้สู อนไดม้ ีการพัฒนากจิ กรรมการเรียนรู้ โดยใช้กระบวนการจดั การเรยี นรู้แบบ MIAP และสื่อ

ประกอบการจัดการเรียนรู้ประเภท Power Point ไปแล้วนน้ั พบวา่ ผเู้ รียนมคี วามตงั้ ใจ สนใจในการเรียนมากขึ้น
มีความเขา้ ใจของเนอื้ มากขนึ้ ส่งผลใหผ้ ู้เรยี นมผี ลสัมฤทธ์ิทางการเรยี นผ่านเกณฑต์ ามทีส่ ถานศึกษากำหนด
ปญั หาท่ีพบ

-

แนวทางแก้ไข
-

(นายประวัติ อนิ ทแย้ม)
ผู้สอน

สปั ดาหท์ ี่ 5
แผนบทเรียนหน่วยท่ี 3.3

เรอ่ื ง
กระบวนการเปลย่ี นแปลงตา่ งๆ ในระบบปดิ

แผนการจดั การเรียนรู้ แบบมุง่ เนน้ สมรรถนะอาชีพ

และบรู ณาการตามหลกั ปรชั ญาของเศรษฐกิจพอเพยี ง

/ ผล 5 มติ ิ / นโยบาย 3 D และ 11 ดี 11 เก่ง

รหัสวชิ า 3101-2003 วิชา เครอื่ งยนต์สันดาปภายใน

หน่วยที่ 3.3 ชือ่ หน่วย กระบวนการเปล่ยี นแปลงต่างๆ ในระบบปดิ

ช่อื เรอื่ ง กระบวนการโพล่ที รอปิค จำนวน 3 ช่ัวโมง

1. สาระสำคญั

1. . กระบวนการนี้เป็นกระบวนการทั่วๆไปของการอดั ตวั และขยายตวั ของกา๊ ซ ซ่งึ เกดิ ขนึ้
เป็นไปตามสมการ PVn = คงท่ี

2. สมรรถนะประจำหน่วยการเรียนรู้

1. อธิบายกระบวนการอดั ตัวและขยายตัวของก๊าซ ซึ่งเกดิ ข้ึนเปน็ ไปตามสมการ PVn = คงที่
ได้อยา่ งถูกตอ้ ง
2. สามารถคำนวณหากระบวนการอดั ตวั และขยายตวั ของก๊าซ ซง่ึ เกดิ ขนึ้ เป็นไปตามสมการ
PVn = คงท่ีได้อย่างถูกต้อง

3. จดุ ประสงค์การเรยี นรู้

3.1 จุดประสงค์ทั่วไป
1. นักศกึ ษาสามารถอธิบายกระบวนการอัดตวั และขยายตัวของก๊าซ ซ่งึ เกิดขน้ึ เป็นไปตาม

สมการ
PVn = คงทไ่ี ด้อยา่ งถกู ต้อง
2. นกั ศกึ ษาสามารถคำนวณหากระบวนการอัดตัวและขยายตวั ของก๊าซ ซ่ึงเกิดข้ึนเป็นไปตาม
สมการ
PVn = คงทไี่ ดอ้ ย่างถกู ต้อง

3.2 จุดประสงค์เชงิ พฤตกิ รรม
1. สามารถคำนวณหาความร้อนถ่ายเทใ่ หแ้ ก่ก๊าซของกระบวนการอดั ตัวและขยายตวั ของก๊าซ ได้

อย่างถูกต้อง
2. สามรถคำนวณปริมาตรของก๊าซของกระบวนการอัดตัวและขยายตัวของก๊าซ ไดอ้ ยา่ งถูกต้อง
3. สามารถคำนวณหางานทใ่ี ชใ้ นการอดั อากาศของกระบวนการอดั ตวั และขยายตวั ของกา๊ ซ ได้

อย่างถูกต้อง

4. เนอื้ หาสาระการสอน/การเรียนรู้

4.1 ด้านความรู้
- กระบวนการโพลท่ี รอปคิ หรือกระบวนการอัดตัวและขยายตวั ของก๊าซ

4.2 ด้านทักษะหรือปฏบิ ัติ
- การคำนวณกระบวนการโพลี่ทรอปิค หรอื กระบวนการอัดตวั และขยายตัวของก๊าซ

4.3 ด้านคุณธรรม/จริยธรรม/จรรยาบรรณ/บูรณาการเศรษฐกจิ พอเพยี ง
- ความมีวินยั : การแตง่ กาย , การตรงตอ่ เวลา
- ความรับผดิ ชอบ : ทำงานเสรจ็ ทนั ตามเวลาที่ กำหนด
- ความสนใจใฝ่รู้ : มีความสนใจในการหาความร้เู พ่ิมเติม , การกระตือรือรน้ ที่จะเรียนรู้
- ความมมี นษุ ยสัมพนั ธ์ : ยอมรับความคิดเห็นผู้อน่ื
- ความอดทน อดกลั้น : มีสติควบคุมอารมณ์ไดด้ ี
- ความซอื่ สตั ย์สุจริต : ไม่นำผลงานผอู้ ื่นมาแอบอ้างเป็นของตน
- การประหยดั : ใช้วสั ดุทีเ่ หมาะสมกับงาน , ปดิ ไฟฟ้า ทุกครั้งท่ีเลกิ ใช้
- ความกตญั ญกู ตเวที : อาสาชว่ ยเหลอื และถือของชว่ ยครู –อาจารย์

5. กจิ กรรมการเรียนการสอนหรือการเรียนรู้ (ใชก้ ระบวนการเรียนรู้แบบ MIAP)

ข้นั ตอนการสอนหรือกจิ กรรมครู ขั้นตอนการเรียนหรอื กจิ กรรมของผู้เรียน
ขั้นนำเข้าสูบ่ ทเรียน (10 นาที )
1. นักเรยี นรจู้ กั กระบวนการอดั ตัวและขยายตวั ของ 1. ผู้เรยี นทง้ั ชนั้ แสดงความคิดเห็นตามหวั ขอ้ ที่ครู
ชักถาม
กา๊ ซ หรือไม่ ใชท่ ำอะไร
1. ผ้เู รยี นทง้ั หมดตงั้ ใจฟงั การบรรยาย บรรยาย
ขั้นการสอน (60 นาที ) โดยใช้สือ่ ประกอบการเรยี นการสอน Power Point
1. ครอู ธิบายกระบวนอัดตัวและขยายตวั ของกา๊ ซ ร่วมกบั สาธติ อธิบาย

2. ครูทำตวั อย่างกระบวนอดั ตวั และขยายตวั ของ 2. ผู้เรียน ต้งั ใจฟงั การบรรยายและจดบนั ทกึ เนื้อหา
จากคำบรรยายใสส่ มุด
ก๊าซ
3. ครเู ปิดโอกาสใหช้ ักถามขอ้ สงสยั 3. ผู้เรียนซกั ถามขอ้ สงสยั

ข้ันพยายาม (80 นาที) 1. ผู้เรยี นทำแบบฝึกหัดที่ 3.1 จำนวน 2 ข้อ
1. ครูให้ทำแบบฝึกหดั ที่ 7.1 จำนวน 2 ขอ้
1. ผเู้ รียนนำแบบฝกึ หัดมาสง่
ขน้ั สรปุ ( 30 นาที ) 2. ผ้เู รียนทราบเฉลย
1. ครูใหส้ ง่ ฝึกหัด 3. ผู้เรียนท้ังหมดตงั้ ใจฟงั
2. ครูเฉลยแบบฝึกหัด
3. ครูสรปุ เนอื้ หาเพิม่ เตมิ

6. ส่อื การเรียนการสอน/การเรยี นรู้

6.1 สอ่ื สง่ิ พิมพ์
- หนังสอื งานสนั ดาปภายใน
- เอกสารประกอบการสอน
- แบบฝกึ หัด 2 ขอ้

6.2 ส่ือโสตทศั น์
-

6.3 ส่ือของจริง
-

7. แหลง่ การเรียนการสอน/การเรียนรู้

7.1 ภายในสถานศกึ ษา
- ตึกวทิ ยบริการ
- ห้องสมุดชมรมวิชาชีพช่างยนต์
- หอ้ ง Internet ชา่ งยนต์

7.2 ภายนอกสถานศกึ ษา
- ร้าน Internet

8. งานท่มี อบหมาย

8.1 ก่อนเรียน
-

8.2 ขณะเรียน
- ให้ผเู้ รยี นจดคำอธิบาย ประกอบการบรรยายของครู
- ใหผ้ ู้เรยี นทำแบบทดสอบ

8.3 หลังเรียน
- ให้ผูเ้ รียนเฉลยแบบทดสอบ
- ให้ผ้เู รยี นไปศกึ ษา เร่อื งวฏั จกั รคารโ์ นต์ มาลว่ งหน้า

9. ผลงาน/ชน้ิ งาน ทเ่ี กดิ จากการเรยี นรู้ของผู้เรียน

-

10. เอกสารอ้างอิง

ชนะชยั กสิภาร์. เครอื่ งยนต์สันดาปภายใน. พมิ พค์ ร้งั ที่8, กรุงเทพฯ: โรงพิมพช์ วนพิมพ์
มนตรี พิรุณเกษตร. เทอรโ์ มไดนามกิ ส์.พิมพค์ รั้งที่2, กรุงเทพฯ: วทิ ยพ์ ัฒน์
รงุ่ สรุ ีย์ ใจเขือ่ นแก้ว. เครือ่ งยนต์สนั ดาปภายในและภายนอก. พิมพค์ ร้ังท่ี7, กรุงเทพฯ: ซีเอด็ ยเู คชน่ั
วนิ ิจ นวิ าศะบุตร. การวเคราะการสันดาป. พมิ พค์ ร้งั ท่ี7, กรงุ เทพฯ: โรงพมิ พ์เจริญธรรม, 2527
ศรณี รงค์ ตู้ทองคำ. คา่ คงทส่ี ากลของก๊าซ. พิมพ์คร้ังที่5, กรุงเทพฯ: สำนักพมิ พ์พี.เอ็ด, 2524

11. การบูรณาการ/ความสมั พันธ์กบั รายวิชาอื่น

วชิ า เทอรโ์ มไดนามิกส์

12. หลกั การประเมนิ ผลการเรียน

12.1 ก่อนเรียน
- สังเกตจากคำถาม ของผเู้ รียน

12.2 ขณะเรยี น
- สงั เกตจากคำถาม ของผูเ้ รียน

12.3 หลงั เรยี น
- แบบทดสอบ

13. รายละเอียดการประเมนิ ผลการเรยี น

13.1 คะแนนระหว่างภาคเรยี น รอ้ ยละ 80 ไดจ้ าก

- แบบทดสอบหลงั เรยี น ร้อยละ 20

- ใบงาน ร้อยละ 20

- การปฏบิ ัติงานกล่มุ รอ้ ยละ 30

- แบบฝึกหดั ร้อยละ 10

13.2 คะแนนคุณธรรมและ จรยิ ธรรม ร้อยละ 20 ได้จาก

- ความตรงตอ่ เวลา รอ้ ยละ 5

- ความมรี ะเบียบ วินัย ร้อยละ 5

- ความรับผิดชอบ รอ้ ยละ 5

- ความซือ่ สตั ย์ ร้อยละ 5

การประเมินผล นำคะแนนที่ได้จากการวัดผลมาประเมิน โดยยึดหลักเกณฑ์การประเมินผลของวิทยาลัยเทคนิคพังงา
ซง่ึ กำหนดดงั นี้

อัตราคะแนน ระดบั คะแนน

80 – 100 4.0
75 – 79 3.5
70 – 74 3.0
65 – 69 2.5
60 – 64 2.0
55 – 59 1.5
50 – 54 1.0
0 – 49 0

แผนการสอน หนว่ ยท่ี 3.3 หน้าท่ี 1
วชิ า งานเครอ่ื งยนตส์ ันดาปภายใน สอนครงั้ ที่ 5
ชือ่ หน่วย กระบวนการเปลี่ยนแปลงต่างๆ ในระบบปดิ จำนวน 3 ชัว่ โมง

5.กระบวนการโพล่ที รอปคิ

กระบวนการน้ีเปน็ กระบวนการท่ัวๆไปของการอัดตัวและขยายตวั ของก๊าซ ซ่งึ เกดิ ข้นึ เป็นไปตาม

สมการ PVn = คงที่

คา่ n คือ POLYTROPIC INDEX ซ่งึ มีค่าต้ังแต่ 0 ถึง 

ดงั น้ัน P1V1n = P2 V2n n

P1 =  V2  ……………………………*
P2 V1 ……………………………**
n−1 ……………………………***
T1 =  V2
T2 V1

T1 n−1
T2
=  V1  n
V2

1
P1

P2 2

V1 V2

งานจากกระบวนการโพลี่ทรอปิค หาได้จากพื้นท่ีใตก้ ราฟ

1W2 = VV12 PdV

เมือ่ P = C

P= C CV-n
Vn =

แผนการสอน หนว่ ยท่ี 3.3 หนา้ ที่ 2
วชิ า งานเครอ่ื งยนตส์ นั ดาปภายใน สอนคร้งั ท่ี 5
ชอ่ื หนว่ ย กระบวนการเปลยี่ นแปลงต่างๆ ในระบบปิด จำนวน 3 ชว่ั โมง

1W2 = VV12 C dV = CVV12 V−ndV
Vn
V2 VV−2n+1 − V1−n+1
= C  V −n+1  V1 = C  − n +1 
 −  =  
n +1  

= CV2 − CV1 P2V2V2 − P1V1V1

− n +1 − n +1

= P2V2 − P1V1
− n +1

เอาลบคณู และตวั เลขทั้งเศษและสว่ น

1W2 = P1V1 − P2V2 …………………………****
V n+1

สำหรับกา๊ ซ V1  mRT1 และ P2 V2 = mRT2

 1W2 = P1V1 − P2V2 = mR (T1 − T2 ) …………………………*****
n −1
จากกฏข้อที่หนงึ่ สำหรับระบบปดิ n −1

1Q2 = U2 – U1 + 1W2 mR(T1 − T2 )
1Q2 = r −1
mCv (T2 – T1) + ………………………******
=
mR (T1 − T2 ) + mR(T1 − T2
 I r −1
mR(T2 − T2 ) mR
= n−R +  −1 (T2 − T1 )

= mR(T 1−T2 ) − mR (T 1 −T2 )
n −1 x −1

แผนการสอน หน่วยที่ 3.3 หนา้ ท่ี 3
วิชา งานเคร่ืองยนต์สนั ดาปภายใน สอนคร้งั ท่ี 5
ช่ือหน่วย กระบวนการเปล่ยี นแปลงตา่ งๆ ในระบบปดิ จำนวน 3 ช่วั โมง

= mR(T1-T2)  n 1 −  1
=  −1 − 1 
=
= mR(T1-T2)  ( − 1) − (n −1) 
=  (n − 1) ( − 1) 

1Q2 = mR(T1-T2)   −1 − n +1 
 (n − 1) ( − 1) 

mR(T1-T2)  −n 
(n −1)( −1)

mR (T1 − T2 )  −n 
n −1 ( −1)

W .. −n ………………………*******
( −1)

แผนการสอน หนว่ ยท่ี 3.3 หน้าที่ 4
วิชา งานเครอ่ื งยนตส์ นั ดาปภายใน สอนครง้ั ที่ 5
ชือ่ หนว่ ย กระบวนการเปล่ียนแปลงต่างๆ ในระบบปิด จำนวน 3 ชัว่ โมง

ตัวอย่าง 5.1

กา๊ ซมปี ริมาตร 0.112 m3 มีความดนั .138 KPa ถูกอัดจนมีความดัน 690 KPa ตามกฏ PV1.4

= C จงหาปริมาตรใหมข่ องกา๊ ซน้ี

วธิ ที ำ

เน่ืองจากก๊าซถกู อัดตามกฎ PV1.4 = C ดังน้นั P1 V11.4 = P2 V21.4 1

P1 =  V2 1.4 หรือ V2 =  P1 1.4
P2 V1 V1 P2

1 138Kn / m 2
650 Kn / m 2
ซ่ึงจะได้ V2 = V1  P1 1.4 = 0.112 m3  
P2

= 0.0355 m3

แผนการสอน หน่วยท่ี 3.3 หน้าท่ี 5
วชิ า งานเครือ่ งยนต์สนั ดาปภายใน สอนคร้ังที่ 5
ชอื่ หนว่ ย กระบวนการเปลีย่ นแปลงตา่ งๆ ในระบบปดิ จำนวน 3 ชั่วโมง

ตวั อย่าง 5.2

กา๊ ซมีปรมิ าณ 0.014 m3 ความดนั 2072 kPa ขยายตัวจนมีความดนั 207 kPA ตามกฏ PV1.35

= C จงหางานที่ทำโดยกา๊ ซในระหว่างการขยายตัวน้ี

วิธีทำ

V2 จากกฏ PV1.35 = 0 1
P1V1 P = P2 V21.35
V= V1  P1 1.35
P2

แทนค่า

1

V2 = 0.014 m3  2070 kN / m3  1.35
= 207 kN / m3
งานทท่ี ำ
1W2 P1V1 − P2V2
n −1
=
2070kNm−3 0.014m3 − 207kNm−2 0.077m3

1.35 −1

= 1 (28.98 −15.94)kJ

0.35

= 37.3 KJ

แผนการสอน หน่วยที่ 3.3 หน้าที่ 6
วชิ า งานเครือ่ งยนต์สนั ดาปภายใน สอนครั้งท่ี 5
ชื่อหน่วย กระบวนการเปล่ียนแปลงตา่ งๆ ในระบบปิด จำนวน 3 ช่วั โมง

แบบฝึกหดั 5.1
1. กา๊ ซขยายตัวตามกฎ PV1.3 = C จากความดัน 1 Mpa ปรมิ าตร 0.003 m3 จนมีความดัน 0.1
Mpa ถามวา่ มีความร้อนเขา้ หรือออกจากก๊าซในระหวา่ งกระบวนการนี้เท่าไร และงานทไ่ี ด้ กำหนด  =
1.4 และ Cv = 0.710 kJ/kg-oK (1.03 kJ, 4.13 KJ)

2. ก๊าซมีปริมาตร 0.1 m3 ถูกอัดตวั จากความดัน 120 kPa และอุณหภูมิ 25oC จนมีความดนั
เป็น 1.2 Mpa1 ตามกฎ PV1.2 = C จงหา

ก. งานท่ีใชใ้ นการอดั กา๊ ซนี้ (-28.2 kJ)
ข. พลงั งานทเ่ี ปลี่ยนแปลง (14.2 kJ)
ค. ปรมิ าณความร้อนที่ถ่ายเท (-140 kJ)
เมอ่ื กำหนดให้ CY=0.72 kJ/kg.oK และ R = 0.285 kJ/kg.oK

แผนการสอน หนว่ ยที่ 3.3 หนา้ ท่ี 7
วิชา งานเคร่ืองยนต์สันดาปภายใน สอนครัง้ ที่ 5
ชือ่ หนว่ ย กระบวนการเปล่ยี นแปลงตา่ งๆ ในระบบปิด จำนวน 3 ช่ัวโมง

เฉลยแบบฝึกหดั 5.1

1. ก๊าซขยายตวั ตามกฎ PV1.3 = C จากความดนั 1 MPa ปรมิ าตร 0.003 m3 จนมคี วามดนั

0.1 MPa ถามว่ามีความรอ้ นเขา้ หรอื ออกจากกาซในระหว่างกระบวนการนี้เทา่ ไร และงานท่ไี ด้

กำหนดให้  = 1.4 และ Cv = 0.713 kJ/kg.K

Solution จากสตู ร P1V11.3 = P2V21.3

=P1 V21.3
P2 V1
1

=P11.3 V2

P2 V1 1

V2 = V1 P11.3
P2
1

V2 = 0.003 m3 x 1MPa1.3
0.1MPa
V2 = 0.0176 m3

งานทท่ี ำ 1W2 = P1V1−P2V2

1W2 = n−1
1W2 = (1000mkN2 kN
1W2 = x 0.003 m3)−(100 m2 x 0.0176 m3)
1Q2 =
1Q2 = 4.13 kN.m (1.3−1)

1Q2= 4.13 kJ
งานท่ที ำ W =
W  −
W=  −
W=
4.13 KJ x 1.4−1.3
1.4−1

1.03 kJ (ความร้อนเข้า)

P1V1−P2V2

n−1 kN
(1000mkN2 m2
x 0.003 m3)−(100 x 0.0176 m3)

(1.4−1)

3.1 kJ

แผนการสอน หนว่ ยท่ี 3.3 หนา้ ท่ี 8
วชิ า งานเครอื่ งยนตส์ ันดาปภายใน สอนครัง้ ท่ี 5
ช่อื หน่วย กระบวนการเปล่ียนแปลงต่างๆ ในระบบปดิ จำนวน 3 ชวั่ โมง

เฉลยแบบฝกึ หดั 5.1
2. ก๊าซมีปริมาตร 0.1 m3 ถกู อัดตัวจากความดนั 120 kPa และอณุ หภมู ิ 25 ℃ จนมีความดนั

เปน็ 1.2 MPa ตามกฎ PV1.2 = C จงหา

ก) งานทใ่ี ช้ในการอดั กาซน้ี

ข) พลังงานที่เปลยี่ นแปลง

ค) ปรมิ าตรความร้อนทถี่ ่ายเท

เมือ่ กำหนดให้ Cv = 0.72 kJ/kg.K และ R = 0.285 kJ/kg.K

Solution จากสตู ร ก) งานท่ใี ชใ้ นการอัดกาซน้ี

จาก PV1.2 = C.

P1V11.2 = P2V21.2

=P1 V21.2

P2 V1

1

V2 = V1 P11.2
P2
1

V2 = 0.1 m3 x 120kPa1.2
1200kPa

V2 = 0.0147 m3

งานท่ที ำ 1W2 = P1V1−P2V2
1W2 n−1

= 120 kPa x 0.1 m3−1200 kPa x 0.0147 m3
1.2−1

1W2 = −5.64 KPa.m3 หรือ kN.m3
0.2 m2
1W2 = -28.2 kN.m

1W2 = -28.2 kJ

ก)V1พลงั งานที่เปล่ียนแปลง

1Q2 = Wx  −n
 −1

1Q2 = 28.2 kJ x 1.4−1.2
1.4−1
1Q2 = 14.1 kJ

ข) ปรมิ าณความร้อนท่ีถ่ายออก

∆W = -1W2 -1Q2

แผนการสอน หนว่ ยที่ 3.3 หน้าที่ 9
วิชา งานเครือ่ งยนต์สันดาปภายใน สอนครัง้ ที่ 5

ชื่อหน่วย กระบวนการเปลีย่ นแปลงตา่ งๆ ในระบบปดิ จำนวน 3 ชัว่ โมง

เฉลยแบบฝึกหดั 5.1
∆W = -28.2 – (-14.1)
∆W = -14.1 kJ
∆W = 14.1 kJ

บันทกึ ผลหลังการจดั การเรียนรูแ้ บบมุ่งเนน้ สมรรถนะอาชีพและบรู ณาการตามหลักปรัชญาของเศรษฐกจิ

รายการ ระดับการปฏบิ ัติ
5432 1

ดา้ นการเตรียมการสอน

1. จัดหนว่ ยการเรียนรู้ไดส้ อดคลอ้ งกับวัตถุประสงคก์ ารเรียนรู้

2. กำหนดเกณฑ์การประเมินครอบคลุมท้ังด้านความรู้ ด้านทกั ษะ และดา้ นจติ พสิ ัย

3. เตรยี มวสั ดุ-อุปกรณ์ ส่อื นวตั กรรม กจิ กรรมตามแผนการจัดการเรียนรกู้ ่อนเขา้ สอน

ดา้ นการจัดกจิ กรรมการเรียนรู้

4. มีวิธกี ารนำเขา้ สูบ่ ทเรียนที่น่าสนใจ

5. มีกิจกรรมท่ีหลากหลาย เพ่ือชว่ ยใหผ้ ู้เรียนเกิดการเรยี นรู้ ความเข้าใจ

6. จดั กจิ กรรมท่ีส่งเสรมิ ให้ผเู้ รยี นคน้ คว้าเพ่ือหาคำตอบดว้ ยตนเอง

7. นกั เรียนมีส่วนรว่ มในการจัดกจิ กรรมการเรยี นรู้

8. จัดกิจกรรมทีเ่ น้นกระบวนการคดิ ( คิดวิเคราะห์ คิดสังเคราะห์ คิดสร้างสรรค์ )

9. กระต้นุ ใหผ้ ูเ้ รยี นแสดงความคิดเหน็ อย่างเสรี

10. จัดกิจกรรมการเรียนร้ทู ่ีเชื่อมโยงกบั ชีวิตจริงโดยนำภูมิปญั ญา/บรู ณาการเข้ามามีส่วนร่วม

11. จดั กจิ กรรมโดยสอดแทรกคณุ ธรรม จรยิ ธรรม

12. มกี ารเสริมแรงเมือ่ นักเรยี นปฏบิ ตั ิ หรือตอบถูกตอ้ ง

13. มอบหมายงานใหเ้ หมาะสมตามศักยภาพของผู้เรยี น

14. เอาใจใส่ดแู ลผูเ้ รียน อย่างท่วั ถงึ

15. ใชเ้ วลาสอนเหมาะสมกบั เวลาท่ีกำหนด

ดา้ นสอ่ื นวตั กรรม แหลง่ การเรยี นรู้

16. ใช้ส่อื ทีเ่ หมาะสมกบั กิจกรรมและศักยภาพของผ้เู รียน

17. ใชส้ ่ือ แหล่งการเรียนรู้อย่างหลากหลาย เชน่ บุคคล สถานท่ี ของจริง เอกสาร

ส่ืออิเล็กทรอนกิ ส์ และอินเทอรเ์ นต็ เปน็ ตน้

ด้านการวัดและประเมินผล

18. ผู้เรียนมีส่วนรว่ มในการกำหนดเกณฑ์การวัดและประเมินผล

19. ประเมนิ ผลอยา่ งหลากหลายและครบท้ังดา้ นความรู้ ทกั ษะ และจติ พสิ ยั

20. ครู ผู้เรยี น ผู้ปกครอง หรือ ผทู้ ่เี กีย่ วข้องมีสว่ นร่วม ในการประเมนิ

หมายเหตุ ระดับการปฏบิ ตั ิ 5 = ปฏิบตั ดิ เี ย่ียม 4 = ปฏิบัตดิ ี 3 = ปฏบิ ตั ิ รวม
คา่ เฉล่ีย
พอใช้

2 = ควรปรับปรุง 1 = ไมม่ ี

การปฏิบัติ

บนั ทกึ การสอนตามจดุ ประสงค์การเรยี นรู้

หนว่ ยท่ี 3.3 ชอ่ื หน่วย กระบวนการเปลย่ี นแปลงตา่ งๆ ในระบบปิด

จดุ ประสงค์การเรียนรู้
1. สามารถคำนวณหาความร้อนถ่ายเทใ่ หแ้ กก่ ๊าซของกระบวนการอัดตวั และขยายตวั ของก๊าซ ได้
อยา่ งถูกต้อง
2. สามารถคำนวณหาความดันสุดทา้ ยของกระบวนการอัดตัวและขยายตวั ของกา๊ ซ ไดอ้ ย่างถกู ต้อง
3. สามรถคำนวณหามวลของกา๊ ซของกระบวนการอัดตัวและขยายตัวของก๊าซ ไดอ้ ย่างถูกตอ้ ง
4. สามารถคำนวณหาอุณหภมู สิ ูงสุดของกระบวนการอัดตวั และขยายตัวของกา๊ ซ ได้อย่างถูกตอ้ ง
5. สามารถคำนวณหาพลังงานภายในของกระบวนการอดั ตัวและขยายตัวของก๊าซ ได้อย่างถกู ต้อง
6. สามารถคำนวณหางานทีใ่ ชใ้ นการอัดอากาศของกระบวนการอัดตวั และขยายตัวของกา๊ ซ ได้
อย่างถูกต้อง

ด้านความรู้
จากการที่ผู้สอนได้มีการพัฒนากิจกรรมการเรียนรู้ โดยใช้กระบวนการจัดการเรียนรู้แบบ MIAP และ

สอ่ื ประกอบการจดั การเรียนร้ปู ระเภท Power Point ไปแล้วนัน้ พบว่า ผูเ้ รียนมีความต้งั ใจ สนใจในการเรียนมาก
ขนึ้ มีความเข้าใจของเน้ือมากขนึ้ สง่ ผลใหผ้ ูเ้ รียนมีผลสมั ฤทธิ์ทางการเรียนผา่ นเกณฑต์ ามท่สี ถานศึกษากำหนด

ปญั หาที่พบ
-

แนวทางแกไ้ ข
-

(นายประวัติ อินทแย้ม)
ผู้สอน

สัปดาหท์ ี่ 6
แผนบทเรยี นหนว่ ยที่ 4

เรื่อง
วัฎจกั รคาร์โนต์ (Carnot Cycle)

แผนการจัดการเรยี นรู้ แบบมงุ่ เน้นสมรรถนะอาชีพ

และบรู ณาการตามหลกั ปรชั ญาของเศรษฐกิจพอเพยี ง

/ ผล 5 มิติ / นโยบาย 3 D และ 11 ดี 11 เก่ง

รหัสวชิ า 3101-2003 วิชา เคร่อื งยนต์สันดาปภายใน

หน่วยท่ี 4 ช่ือหน่วย วัฎจักรคารโ์ นต์ (Carnot Cycle)

ชอ่ื เรอื่ ง วัฎจกั รคาร์โนต์ (Carnot Cycle) จำนวน 3 ช่วั โมง

1. สาระสำคญั

1. วฎั จกั รคาร์โนต์ เปน็ วัฎจักรทใี่ หป้ ระสทิ ธิภาพเชงิ ความร้อนสูงกวา่ วฎั จกั รอืน่ ๆ ถ้าวฎั จกั ร
เหล่าน้นั ทำงานในช่วงอุณหภูมเิ ดยี วกันวัฎจักรคารโ์ นต์ เป็นวฎั จักรพืน้ ฐานของเครอ่ื งยนต์ความรอ้ นทุกแบบ
ทกุ ชนดิ สารตัวกลางที่ใช้ในวฎั จักรคาร์โนต์ อาจเปน็ กา๊ ซอุดมคติ หรือของไหลชนิดอืน่ ๆ ก็ได้
วัฎจกั รคาร์โนตจ์ ะประกอบด้วย 4 กระบวนการ

2. สมรรถนะประจำหนว่ ยการเรยี นรู้

1.สามารถอธบิ ายความหมายของวฎั จักรคาร์โนต์ไดอ้ ย่างถูกตอ้ ง
2.สามารถคำนวณหาคา่ ความรอ้ นของวัฎจกั รได้อยา่ งถูกต้อง
3.สามารถคำนวณหาค่างานของวฎั จกั รได้อยา่ งถกู ต้อง
4.สามารถคำนวณหาค่าประสิทธภิ าพของวัฎจกั รได้อยา่ งถูกตอ้ ง
5.มคี วามรบั ผิดชอบ ตามงานทีม่ อบหมาย (บรู ณาการปรชั ญาเศรษฐกจิ พอเพียง)

3. จุดประสงคก์ ารเรยี นรู้

3.1 จดุ ประสงคท์ ั่วไป
1.สามารถอธิบายความหมายของวฎั จกั รคาร์โนต์ไดอ้ ย่างถูกต้อง
2.สามารถคำนวณหาคา่ ความรอ้ นของวัฎจกั รได้อย่างถูกต้อง
3.สามารถคำนวณหาค่างานของวัฎจักรได้อยา่ งถกู ต้อง
4.สามารถคำนวณหาค่าประสิทธภิ าพของวัฎจกั รได้อยา่ งถูกตอ้ ง
5.มคี วามรบั ผดิ ชอบ ตามงานทม่ี อบหมาย (บรู ณาการปรัชญาเศรษฐกิจพอเพยี ง)

3.2 จุดประสงค์เชงิ พฤตกิ รรม
1.นกั ศกึ ษาสามารถคำนวณหาค่าความร้อนท่ีถ่ายเทของวฎั จักรได้อยา่ งถูกต้อง
2.นกั ศึกษาสามารถคำนวณหาคา่ งานของวัฎจกั รได้อยา่ งถูกตอ้ ง
3.นักศกึ ษาสามารถคำนวณหาค่าประสิทธิภาพของวฎั จกั รไดอ้ ยา่ งถูกต้อง
4.นกั ศึกษามีความรบั ผดิ ชอบ ตามงานท่ีมอบหมาย (บูรณาการปรัชญาเศรษฐกจิ พอเพยี ง)

4. หัวข้อเร่ือง/เนื้อหาสาระการสอน/การเรียนรู้

4.1 ดา้ นความรู้
- วัฎจกั รคารโ์ นต์ (Carnot Cycle)

4.2 ดา้ นทกั ษะหรือปฏิบัติ
- การคำนวณหาคา่ ปริมาณความร้อน
- การคำนวณหางาน
- การคำนวณหาคา่ ประสทิ ธิภาพ

4.3 ดา้ นคณุ ธรรม/จรยิ ธรรม/จรรยาบรรณ/บรู ณาการเศรษฐกจิ พอเพียง
- ความมีวินยั : การแต่งกาย , การตรงต่อเวลา
- ความรับผดิ ชอบ : ทำงานเสรจ็ ทนั ตามเวลาที่ กำหนด
- ความสนใจใฝ่รู้ : มีความสนใจในการหาความรู้เพิ่มเติม , การกระตือรอื รน้ ทจ่ี ะเรียนรู้
- ความมีมนุษยสัมพนั ธ์ : ยอมรบั ความคิดเหน็ ผู้อื่น
- ความอดทน อดกลน้ั : มีสติควบคุมอารมณ์ได้ดี
- ความซอ่ื สตั ยส์ จุ รติ : ไม่นำผลงานผูอ้ ื่นมาแอบอ้างเป็นของตน
- การประหยดั : ใช้วัสดทุ เี่ หมาะสมกบั งาน , ปดิ ไฟฟา้ ทกุ ครงั้ ท่ีเลกิ ใช้
- ความกตญั ญูกตเวที : อาสาชว่ ยเหลือและถอื ของช่วยครู –อาจารย์

5. กจิ กรรมการเรียนการสอนหรือการเรียนรู้

1. ผู้สอนให้ผู้เรียนทําแบบทดสอบก่อนเรียน ทำการเช็คชื่อผู้เรียน นําเข้าสู่บทเรียน สนทนาเล่าถึง
ประสบการณ์ สอดแทรกดา้ นคณุ ธรรม จริธรรม พร้อมแจกใบความรู้

2. ขัน้ ให้เนอ้ื หาและการสอน
ผูส้ อนอธิบายเนื้อหาเรื่องหลักการเบ้ืองตน้ ทางกลศาสตร์โดยใช้วธิ ีการบรรยาย สาธติ อธิบาย และต้งั

คําถามสลับการบรรยาย เพื่อกระตนุ้ ให้ผู้เรียนมสี ่วนรว่ มระหวา่ งปฏบิ ัตกิ ารสอนในเน้ือหา เรอื่ ง
3. ข้ันสรุป
3.1 ผูส้ อนสรปุ เนือ้ หาโดยรวม
3.2 ทําแบบทดสอบหลงั เรยี น

6. ส่ือการเรยี นการสอน/การเรยี นรู้

6.1 สื่อสง่ิ พิมพ์
1. หนังสืองานสนั ดาปภายใน
2. เอกสารประกอบการสอน
3. แบบฝกึ หดั 2 ข้อ

6.2 สื่อโสตทัศน์
-

6.3 สื่อของจรงิ
-

7. แหลง่ การเรยี นการสอน/การเรยี นรู้

7.1 ภายในสถานศึกษา
1. ตกึ วิทยบริการ
2. ห้องสมุดชมรมวิชาชีพช่างยนต์
3. หอ้ ง Internet ช่างยนต์

7.2 ภายนอกสถานศกึ ษา
1. ห้องสมดุ มหาวิทยาลัยมหาสารคาม
2. หอ้ งสมุดมหาวทิ ยาลัยราชภฎั มหาสารคาม
3. ร้าน Internet

8. งานท่มี อบหมาย

8.1 ก่อนเรียน
-

8.2 ขณะเรยี น
- ใหผ้ ูเ้ รียนจดคำอธบิ าย ประกอบการบรรยายของครู
- ใหผ้ ูเ้ รียนทำแบบฝกึ หัด

8.3 หลังเรียน
- ใหผ้ ู้เรยี นเฉลยแบบฝกึ หดั
- ให้ผเู้ รยี นไปศึกษา เรื่อง กฎของเทอร์โมไดนามิกส์ มาลว่ งหน้า

9. ผลงาน/ชิน้ งาน ทเี่ กิดจากการเรียนรูข้ องผูเ้ รยี น

-

10. เอกสารอ้างองิ

ชนะชยั กสภิ าร์. เคร่อื งยนต์สนั ดาปภายใน. พิมพค์ รงั้ ที่8, กรุงเทพฯ: โรงพิมพช์ วนพิมพ์
มนตรี พิรณุ เกษตร. เทอรโ์ มไดนามิกส์.พมิ พค์ รง้ั ที่2, กรุงเทพฯ: วิทย์พัฒน์
ร่งุ สรุ ยี ์ ใจเขือ่ นแก้ว. เครื่องยนตส์ ันดาปภายในและภายนอก. พิมพค์ รั้งที่7, กรุงเทพฯ: ซีเอ็ดยเู คชัน่
วนิ จิ นิวาศะบุตร. การวเิ คราะหก์ ารสันดาป. พิมพ์คร้งั ที่7, กรุงเทพฯ: โรงพิมพ์เจริญธรรม, 2527

11. การบูรณาการ/ความสมั พนั ธก์ บั รายวชิ าอนื่

วิชา เทอรโ์ มไดนามิกส์ เรื่อง กฎทางเทอร์โมไดนามกิ ส์

12. หลกั การประเมินผลการเรียน

12.1 ก่อนเรียน
- สงั เกตจากคำถาม ของผู้เรียน

12.2 ขณะเรียน
- สังเกตจากคำถาม ของผเู้ รียน

12.3 หลังเรยี น
- แบบฝึกหัด

13. รายละเอียดการประเมินผลการเรียน

13.1 คะแนนระหว่างภาคเรยี น รอ้ ยละ 80 ไดจ้ าก

- ผลจากแบบทดสอบหลงั เรียน ร้อยละ 20

- ผลจากใบงาน ร้อยละ 20

- ผลจากการปฏบิ ตั ิงานกล่มุ ร้อยละ 30

- ผลจากแบบฝกึ หดั ร้อยละ 10

13.2 คะแนนคุณธรรมและ จริยธรรม ร้อยละ 20 ไดจ้ าก

- ความตรงตอ่ เวลา รอ้ ยละ 5

- ความมีระเบียบ วินัย ร้อยละ 5

- ความรบั ผดิ ชอบ รอ้ ยละ 5

- ความซ่ือสตั ย์ รอ้ ยละ 5

การประเมินผล นำคะแนนที่ได้จากการวัดผลมาประเมิน โดยยึดหลักเกณฑ์การประเมินผลของ
วิทยาลัยเทคนคิ พงั งาซงึ่ กำหนดดงั น้ี

อตั ราคะแนน ระดบั คะแนน

80 – 100 4.0
75 – 79 3.5
70 – 74 3.0
65 – 69 2.5
60 – 64 2.0
55 – 59 1.5
50 – 54 1.0
0 – 49 0

แผนการสอน หนว่ ยที่ 4
วชิ า งานสันดาปภายใน สอนครงั้ ที่ 6 หนา้ 1
ช่อื หน่วย วฎั จักรคารโ์ นต์ (Carnot Cyle) จำนวน 3 ชั่วโมง

วฏั จักรของคาร์ไนต์ (Carnot Cycle)
Nicelas leonend Sodi Carnot เป็นวิทศวกรชาวฝรั่งเศสคนแรกที่ประยุกต์กฎข้อที่ 2 ของ

เทอร์โมไดนามิกส์ เข้ากับหลักการทางเครื่องจักรกลในปี ค.ศ. 1824 นับจากนั้นได้มีการปรับปรุงและ
เปล่ยี นแปลงเทคโนโลยีเครอ่ื งจักรความรอ้ นเร่ือยมาจนถงึ ปัจจุบนั

หลักของคาร์ไนต์แสดงให้เห็นว่า เครื่องจักรความร้อนประเภท Reversobble engines จะมี
ประสิทธิภาพสูงสุดถ้ามีแหล่งรับความร้อนที่มีอุณหภูมิสูงที่สุด และมีที่ถ่ายเทความร้อนอุณหภูมิต่ำที่สุด
หรืออาจกล่าวอีกนัยหนึ่งว่าประสิทธิภาพเชิงความร้อนของวัฏจักรคาร์ไนต์ขึ้นอยู่กับความแตกต่างระหว่าง
อณุ หภูมิของแหล่งรับและถ่ายเทความร้อน เขาจึงจำลองวฏั จักรโดยกำหนดให้การรับและถ่ายเทความร้อน
เป็นแบบ isothermal ส่วนอีกสองกระบวนการเปลี่ยนแปลงเป็นการอัดและขยายตัวแบบ isentroplc
โดยมีลำดับการเลือกกระบวนการเปล่ียนแปลงในวัฏจกั รดังนี้

P qin T 2
1 TH = qin
2
1
TH

S=
S=
Wnet S=
S=

4 3 TL 4 3
qout TL = a
qout
()
V b S
T-S
P-V ( )

พจิ ารณา P – V ไดอะแกรม

แผนการสอน หนว่ ยท่ี 4
วิชา งานสันดาปภายใน สอนคร้ังที่ 6 หนา้ 2
ชอ่ื หน่วย วฎั จกั รคารโ์ นต์ (Carnot Cyle) จำนวน 3 ชว่ั โมง

กระบวนการ 1-2 เป็นการขยายตวั แบบไอโซเทอร์มอล …………….. 1

งานท่ีทำ 1W2 = P1 V1 ln V2 = mRT1 ln V2 ……………... 2
V1 V1 ……………… 3
จาก Q = ∆U + W ; ∆U = 0
……………….. 4
ดังน้นั 1Q2 = W

1Q2 = mRT1 ln V2
V1
กระบวนการ 2-3 ขยายตวั แบบอะเดยี บาตกิ

งานทท่ี ำ P2V2− P3V3 mR(T2−T3
γ−1 γ−1
W = =2

Q = ∆U + W ; Q = 0

∆U = -W

กระบวนการ 3-4 การอดั ตัวแบบไอโซเทอร์มอล

งานทท่ี ำ 3W4 = P3 V3 ln V4 = -P3 V3 ln V3
V3 V4

= -mRT3 ln V3
V4
ความร้อน 3Q4 = 3W4 = mRT3 ln V3 ……………..... 5
V4
กระบวนการ 4-1 การอดั ตัวแบบอะเดียบาติก

P4V4−P1V1 −P1V1+P4V4 −mR(T1−T4)
γ−1 γ−1 γ−1
งานทท่ี ำ W = = =4 1

งานสทุ ธทิ ่ไี ด้ครบวฎั จกั ร W = 1W2 + 2W3 + 3W4 + 4W1

W = mRT1 ln V2 = P4V4−P1V1 = mR(T2−T3) = -mRT3 ln V3 = −mR(T1−T4)
V1 γ−1 γ−1 V4 γ−1

จากกระบวนการไอโซเทอรม์ อล T1 = T2 และ T3 = T4

ดังน้ัน W = mRT1 ln V2 = -mRT3 ln V3 …………………… 6
V1 V4

แผนการสอน หนว่ ยที่ 4
วชิ า งานสันดาปภายใน สอนครั้งที่ 6 หนา้ 3
ชอื่ หน่วย วัฎจักรคาร์โนต์ (Carnot Cyle) จำนวน 3 ชวั่ โมง

สำหรบั กระบวนการ 1-4 ได้วา่ T1 = [VV41] γ−1 ……………….. 7
T4
………………. 8
สำหรับกระบวนการ 2-3 ได้วา่ T2 = [VV32] γ−1
T3

จากสูตร T1 = T2 ; T3 = T4

=T1 T2 γ−1 γ−1

T4 T4

จากสมการ 7 และ 8 [VV14] = [VV32]

V4 = V3 หรือ V2 =
V1 V2 V1
V1 …………………. 9

V4

จากสมการ 5 แทนในสมการ 6

W = (mR ln VV21) . ( 1 − 3) …………………. 10
ประสทิ ธิภาพทางความร้อน th

th = Wnet = ความร้อนที่ไดร้ ับ−ความร้อนท่ีถา่ ยออก
Qin ความร้อนที่ไดร้ ับ

= Qin−Qout = 1−Qout
Qin Qin

= 1- mRT3 ln V3⁄V4
mRT1 ln V2⁄V1

จาก =V3 V3

V1 V4

th = 1- mRT3 ln V2⁄V1
mRT1 ln V2⁄V1

th = 1 - ……………………….. 11

3
1

แผนการสอน หนว่ ยท่ี 4
วชิ า งานสันดาปภายใน สอนคร้ังท่ี 6 หน้า 4
ชื่อหน่วย วัฎจักรคาร์โนต์ (Carnot Cyle) จำนวน 3 ช่ัวโมง

ตวั อย่างที่ 1
วฎั จกั รคารโ์ นต์ มขี ีดจำกดั อุณหภมู ิของวัฎจกั รคือ 260 oC กบั 21 oC จงหา ประสิทภฺ าพทาง

ความรอ้ นของวฎั จกั ร กำหนดให้  = 1.4

P qin T 2
1 TH = qin
2
1
TH

S=
S=
Wnet S=
4 S=

3 TL 4 3
TL =
qout qout

V a bS

( ) P-V ( ) T-S

วิธที ำ

T1 = T2 = 260 + 273.2 = 533.2 K

T3 = T4 = 21 + 273.2 = 294.2 K

 = 1.4

หาประสทิ ธภิ าพ th

th = T1−T4
T1

= 533.2−294.2 K
533.2 K

= 0.448
หรอื = 44.8 

แผนการสอน หน่วยท่ี 4
วชิ า งานสนั ดาปภายใน สอนครงั้ ที่ 6 หนา้ 5
ชื่อหนว่ ย วัฎจกั รคาร์โนต์ (Carnot Cyle) จำนวน 3 ช่ัวโมง

แบบฝึกหัด

1.กลวตั รของเครื่องยนต์ชนดิ หนึง่ ทใ่ี ห้ประสทิ ธภิ าพเชิงความร้อนสูงท่ีสุด ถา้ อุณหภูมริ ะหว่างแหล่งเกบ็

ความร้อนท้ังสองเป็น 800 oC และ 15 oC ตามลำดบั จงคำนวณหาประสิทธิภาพเชิงความร้อนกลวัตร

นัน้ (73.2 %)

วธิ ที ำ จากสูตร th = T1−T4
T1

= 1073−288
1073

= 0.731
หรอื = 73.1 %

2. ใน Air Standard Carnot Cycle ได้รับความร้อน 100 kJ/kg ท่ีอุณหภูมิ 1200 K และความ

รอ้ นคายออกท่ีอณุ หภมู ิ 300 K ความดนั ต่ำสดุ ของกลวัตรมีค่าเท่ากับ 0.1 Mpa สมมติวา่ ความจคุ วาม

รอ้ นจเุ พาะของอากาศท่ีมคี ่าคงท่ีของกลวตั รจงหาประสทิ ธภิ าพเชิงความร้อนของกลวตั รนี้ (75%)

วธิ ีทำ จากสตู ร th = T1−T4
T1

= 1200−300
1200

= 0.75
หรือ = 75 %

บันทึกผลหลงั การจดั การเรียนรแู้ บบมงุ่ เนน้ สมรรถนะอาชีพและบูรณาการตามหลกั ปรัชญาของเศรษฐกจิ

รายการ ระดบั การปฏบิ ัติ
5432 1

ดา้ นการเตรียมการสอน

1. จดั หนว่ ยการเรยี นรไู้ ด้สอดคล้องกับวัตถุประสงคก์ ารเรยี นรู้

2. กำหนดเกณฑ์การประเมนิ ครอบคลุมท้ังด้านความรู้ ด้านทกั ษะ และดา้ นจติ พิสยั

3. เตรียมวสั ดุ-อปุ กรณ์ ส่อื นวตั กรรม กิจกรรมตามแผนการจดั การเรียนรกู้ ่อนเขา้ สอน

ด้านการจัดกจิ กรรมการเรียนรู้

4. มวี ธิ กี ารนำเข้าสูบ่ ทเรยี นที่นา่ สนใจ

5. มกี จิ กรรมที่หลากหลาย เพ่ือชว่ ยให้ผู้เรียนเกิดการเรยี นรู้ ความเขา้ ใจ

6. จดั กิจกรรมท่ีสง่ เสรมิ ให้ผู้เรียนคน้ คว้าเพื่อหาคำตอบด้วยตนเอง

7. นกั เรียนมีส่วนร่วมในการจัดกิจกรรมการเรียนรู้

8. จัดกิจกรรมท่ีเนน้ กระบวนการคดิ ( คิดวเิ คราะห์ คดิ สงั เคราะห์ คดิ สรา้ งสรรค์ )

9. กระตนุ้ ใหผ้ เู้ รียนแสดงความคิดเห็นอย่างเสรี

10. จัดกิจกรรมการเรยี นรู้ที่เชื่อมโยงกับชวี ิตจริงโดยนำภูมิปัญญา/บรู ณาการเขา้ มามีสว่ นร่วม

11. จัดกิจกรรมโดยสอดแทรกคณุ ธรรม จริยธรรม

12. มกี ารเสรมิ แรงเมอื่ นักเรยี นปฏบิ ตั ิ หรือตอบถูกต้อง

13. มอบหมายงานใหเ้ หมาะสมตามศักยภาพของผู้เรียน

14. เอาใจใส่ดูแลผเู้ รยี น อย่างทัว่ ถงึ

15. ใชเ้ วลาสอนเหมาะสมกับเวลาที่กำหนด

ด้านสื่อ นวตั กรรม แหลง่ การเรียนรู้

16. ใชส้ อ่ื ท่เี หมาะสมกบั กิจกรรมและศักยภาพของผ้เู รียน

17. ใชส้ ื่อ แหลง่ การเรียนรูอ้ ย่างหลากหลาย เช่น บุคคล สถานท่ี ของจริง เอกสาร

สื่ออเิ ลก็ ทรอนิกส์ และอินเทอรเ์ นต็ เปน็ ต้น

ด้านการวัดและประเมินผล

18. ผู้เรยี นมีสว่ นร่วมในการกำหนดเกณฑก์ ารวดั และประเมินผล

19. ประเมนิ ผลอยา่ งหลากหลายและครบทั้งด้านความรู้ ทกั ษะ และจติ พสิ ัย

20. ครู ผ้เู รยี น ผปู้ กครอง หรือ ผูท้ เี่ กีย่ วข้องมสี ่วนร่วม ในการประเมิน

หมายเหตุ ระดบั การปฏบิ ตั ิ 5 = ปฏิบตั ิดเี ยยี่ ม 4 = ปฏบิ ัตดิ ี 3 = ปฏิบัติ รวม
คา่ เฉล่ีย
พอใช้

2 = ควรปรับปรุง 1 = ไมม่ ี

การปฏบิ ตั ิ

บันทกึ การสอนตามจดุ ประสงค์การเรียนรู้

หน่วยที่ 4 ช่ือหนว่ ย วัฎจักรคาร์โนต์ (Carnot Cycle)

จุดประสงค์การเรยี นรู้
1.นกั ศึกษาสามารถคำนวณหาคา่ ความร้อนท่ีถ่ายเทของวัฎจกั รได้อยา่ งถูกต้อง
2.นกั ศกึ ษาสามารถคำนวณหาค่างานของวฎั จกั รไดอ้ ย่างถูกตอ้ ง
3.นักศกึ ษาสามารถคำนวณหาค่าประสิทธภิ าพของวฎั จักรได้อย่างถูกต้อง
4.นักศกึ ษามีความรับผิดชอบ ตามงานที่มอบหมาย (บูรณาการปรชั ญาเศรษฐกิจพอเพยี ง

ดา้ นความรู้
ผเู้ รยี นได้รับความรู้ ความเขา้ ใจของเนื้อหาตามกระบวนการจัดการเรียนรเู้ รียนแบบบรรยาย/

สาธิตโดยใช้เอกสารใบความรู้ ครบตรงตามจดุ ประสงค์การเรียนรู้

ปัญหาที่พบ
จากการที่ผู้สอนได้จัดกิจกรรมการจัดการเรียนรู้โดยใช้กระบวนการจัดการเรียนรู้แบบบรรยาย/สาธิต

และใชส้ ่ือโดยใชใ้ บความรู้น้นั พบวา่ ผู้เรียนสว่ นใหญ่ไม่กระตือรือร้นในการเรียน ไม่เข้าใจเนื้อหาการเรียนเร่ือง
การแตกแรง ส่งผลให้คะแนนทางการเรยี นของผ้เู รียนมีคะแนนต่ำกวา่ เกณฑ์ท่สี ถานศึกษากำหนด

แนวทางแก้ไข

ผู้สอนได้มีการพัฒนากิจกรรมการจัดการเรียนรู้ โดยใช้กระบวนการจัดการเรียนรู้ในรูปแบบ MIAP
พร้อมกับพัฒนาสื่อประกอบการจัดการเรียนรู้ประเภท Power Point เพื่อต้องการกระตุ้นให้ผู้เรียนมีความตั้งใจ
ความสนใจในการเรยี นมากยง่ิ ขึน้ เพอ่ื สง่ ผลให้ผู้เรียนมีผลสมั ฤทธ์ทิ างเรยี นผ่านเกณฑ์ตามทีส่ ถานศึกษากำหนด

(นายประวตั ิ อินทแย้ม)
ผสู้ อน