3101-2003 เครื่องยนต์สันดาปภายใน

บนั ทกึ การสอนตามจดุ ประสงค์การเรยี นรู้ ปีการศึกษา 2560

หน่วยที่ 1 ช่ือหน่วย หลักพื้นฐานทางเทอรโ์ มไดนามกิ ส์

จุดประสงคก์ ารเรียนรู้
1.สามารถอธิบายความหมายของเคร่ืองยนต์สนั ดาปได้อยา่ งถกู ต้อง
2.สามารถอธิบายหลกั พนื้ ฐานทางเทอรโ์ มไดนามิกส์ไดอ้ ย่างถูกต้อง
3.สามารถอธบิ ายระบบทางเทอรโ์ มไดนามกิ ส์ได้อยา่ งถูกต้อง
4.สามารถอธิบายความหมายของพลังงานได้อย่างถูกตอ้ ง
5.มคี วามรับผดิ ชอบ ตามงานที่มอบหมาย (บรู ณาการปรัชญาเศรษฐกิจพอเพยี ง)

ดา้ นความรู้

จากการที่ผู้สอนได้มีการพัฒนากิจกรรมการเรียนรู้ โดยใช้กระบวนการจัดการเรียนรู้แบบ MIAP และ
สอ่ื ประกอบการจัดการเรยี นรู้ประเภท Power Point ไปแลว้ นน้ั พบว่า ผู้เรียนมคี วามต้ังใจ สนใจในการเรียนมาก
ขึน้ มคี วามเขา้ ใจของเน้อื มากขนึ้ สง่ ผลให้ผเู้ รยี นมผี ลสัมฤทธ์ทิ างการเรียนผา่ นเกณฑต์ ามท่สี ถานศกึ ษากำหนด

ปัญหาท่ีพบ
-

แนวทางแก้ไข

-

นายประวตั ิ อินทแย้ม
ครผู สู้ อน

สปั ดาหท์ ่ี 2
แผนบทเรยี น

เรื่อง
กฎทางเทอรโ์ มไดนามกิ ส์

แผนการจัดการเรียนรู้ แบบมุ่งเน้นสมรรถนะอาชพี

และบูรณาการตามหลกั ปรัชญาของเศรษฐกจิ พอเพยี ง

รหสั วิชา 3101-2003 วชิ า เคร่อื งยนต์สนั ดาปภายใน

หน่วยท่ี 2 ชื่อหน่วย กฎทางเทอร์โมไดนามกิ ส์

ช่อื เรอ่ื ง กฎทางเทอร์โมไดนามิกส์ จำนวน 3 ชั่วโมง

1. สาระสำคญั

1. กฎข้อทศ่ี ูนย์ของเทอรโ์ มไดนามกิ สท์ ี่เกย่ี วกับการสมดุลของความร้อน
2. กฎข้อทหี่ นง่ึ ของเทอร์โมไดนามิกส์หรอื เรยี กอีกอยา่ งหนึ่งคอื กฎของการทรงพลงั งาน
3. กฎขอ้ ที่หน่ึงสำหรับระบบปดิ หรอื ระบบท่ีไม่มกี ารไหล กระบานการเปลย่ี นแปลงที่เกดิ ข้นึ ใน
ระบบปดิ

2. สมรรถนะประจำหน่วยการเรยี นรู้

1.สามารถอธบิ ายความหมายของกฎข้อท่ศี ูนย์ไดอ้ ย่างถูกต้อง
2.สามารถอธบิ ายความหมายของกฎขอ้ ทห่ี น่ึงไดอ้ ย่างถูกต้อง
3.สามารถคำนวณหาปริมาณความรอ้ นไดอ้ ย่างถูกต้อง
4.สามารถคำนวณหางานได้อยา่ งถกู ต้อง
5.มคี วามรบั ผิดชอบ ตามงานทีม่ อบหมาย (บูรณาการปรัชญาเศรษฐกิจพอเพยี ง)

3. จดุ ประสงค์การเรยี นรู้

3.1 จดุ ประสงค์ท่ัวไป
1.นกั ศึกษาสามารถอธบิ ายความหมายของกฎขอ้ ท่ศี นู ย์ได้อยา่ งถูกต้อง
2.นักศกึ ษาสามารถอธิบายความหมายของกฎขอ้ ท่หี นึง่ ได้อย่างถูกต้อง
3.นักศกึ ษาสามารถคำนวณหาปรมิ าณความรอ้ นได้อย่างถูกตอ้ ง
4.นกั ศกึ ษาสามารถคำนวณหางานได้อยา่ งถูกต้อง
5.นักศึกษามีความรบั ผิดชอบ ตามงานท่ีมอบหมาย (บูรณาการปรชั ญาเศรษฐกจิ พอเพยี ง)

3.2 จดุ ประสงคเ์ ชิงพฤตกิ รรม
1.นักศกึ ษาสามารถคำนวณหาปริมาณความรอ้ นไดอ้ ย่างถูกตอ้ ง
2.นักศึกษาสามารถคำนวณหางานได้อย่างถูกต้อง
3.นกั ศกึ ษามคี วามรบั ผิดชอบ ตามงานท่ีมอบหมาย (บูรณาการปรชั ญาเศรษฐกจิ พอเพียง)

4. หวั ขอ้ เรอ่ื ง/เน้อื หาสาระการสอน/การเรยี นรู้

4.1 ด้านความรู้
- กฎข้อทศ่ี ูนย์ของเทอรโ์ มไดนามิกส์
- กฎขอ้ ที่หนงึ่ ของเทอรโ์ มไดนามิกส์
- กฎข้อทห่ี นึ่งสำหรับระบบปิดหรือระบบทีไ่ ม่มีการไหล

4.2 ด้านทกั ษะหรือปฏิบัติ
- การคำนวณหาค่าปริมาณความร้อน
- การคำนวณหางาน

4.3 ด้านคุณธรรม/จริยธรรม/จรรยาบรรณ/บรู ณาการเศรษฐกิจพอเพียง
- ความมวี ินัย : การแตง่ กาย , การตรงตอ่ เวลา
- ความรับผิดชอบ : ทำงานเสรจ็ ทันตามเวลาที่ กำหนด
- ความสนใจใฝร่ ู้ : มคี วามสนใจในการหาความรู้เพิ่มเตมิ , การกระตือรือรน้ ท่จี ะเรียนรู้
- ความมมี นษุ ย์สัมพนั ธ์ : ยอมรับความคดิ เห็นผอู้ น่ื
- ความอดทน อดกล้นั : มสี ติควบคุมอารมณ์ได้ดี
- ความซือ่ สตั ยส์ จุ ริต : ไม่นำผลงานผ้อู น่ื มาแอบอ้างเป็นของตน
- การประหยดั : ใช้วัสดทุ เ่ี หมาะสมกับงาน , ปิดไฟฟ้า ทกุ ครง้ั ที่เลกิ ใช้
- ความกตญั ญูกตเวที : อาสาช่วยเหลือและถือของชว่ ยครู –อาจารย์

5. กจิ กรรมการเรียนการสอนหรือการเรยี นรู้ (ใชก้ ระบวนการเรยี นร้แู บบ MIAP)

ข้ันตอนการสอนหรือกิจกรรมครู ขั้นตอนการเรียนหรอื กิจกรรมของผเู้ รียน

ข้ันนำเข้าสูบ่ ทเรียน (10 นาที ) 1. ผเู้ รยี นทัง้ ช้ัน แสดงความคิดเหน็ ตามหวั ข้อ
1. นกั เรียนรจู้ ักกฎข้อท่ีศูนย์ หรอื ไม่ ใชท้ ำอะไร ท่ีครูชกั ถาม
2. นกั เรียนรูจ้ กั กฎข้อทห่ี นง่ึ หรือไม่ ใชท้ ำอะไร
3. นกั เรยี นรู้จักกฎข้อทีห่ นง่ึ สำหรบั ระบบปดิ หรอื ระบบที่ไม่มี

การไหล หรอื ไม่ ใชท้ ำอะไร

ขน้ั การสอน (2 ชั่วโมง ) 1. ผเู้ รียนท้งั หมดตง้ั ใจฟังการบรรยายโดยใช้
1. ครูอธิบายกฎทางเทอรโ์ มไดนามกิ ส์ สื่อประกอบการเรียนการสอน Power Point
2. ครสู าธติ ตวั อย่าง 1.1 , 1.2 และ 1.3 ร่วมกับ สาธติ อธบิ าย

3. ครเู ปิดโอกาสใหช้ ักถามข้อสงสยั 2. ผเู้ รยี น ต้ังใจฟงั การบรรยายและจดบนั ทึก
เน้อื หาจากคำบรรยายใส่สมุด

3. ผ้เู รยี นชักถามข้อสงสยั

ขน้ั พยายาม (20 นาท)ี
1. ครูใหท้ ำแบบฝึกหดั ที่ 1.1 ,1.2 และ 1.3

ข้ันสรปุ ( 50 นาที ) 1. ผู้เรยี นนำแบบฝกึ หดั
1. ครูใหส้ ง่ แบบฝกึ หัด
2. ครูเฉลยแบบฝึกหัด 1. ผ้เู รยี นทำแบบฝกึ หดั ส่ง
3. ครูสรุปเนื้อหาเพิม่ เติม 2. ผเู้ รียนทราบเฉลย
3. ผ้เู รียนท้ังหมดต้งั ใจฟงั

6. สื่อการเรียนการสอน/การเรยี นรู้

6.1 ส่ือส่ิงพิมพ์
1. หนงั สืองานสนั ดาปภายใน
2. เอกสารประกอบการสอน
3. แบบฝึกหดั 3 ขอ้

6.2 สื่อโสตทศั น์
-

6.3 สื่อของจรงิ
-

7. แหล่งการเรยี นการสอน/การเรียนรู้

7.1 ภายในสถานศึกษา
1. ตกึ วทิ ยบริการ
2. ห้องสมุดชมรมวิชาชีพชา่ งยนต์
3. หอ้ ง Internet ช่างยนต์

7.2 ภายนอกสถานศกึ ษา
1. ห้องสมุดมหาวิทยาลยั มหาสารคาม
2. หอ้ งสมดุ มหาวิทยาลัยราชภัฎมหาสารคาม
3. รา้ น Internet

8. งานท่ีมอบหมาย

8.1 ก่อนเรียน
-

8.2 ขณะเรยี น
- ใหผ้ เู้ รยี นจดคำอธบิ าย ประกอบการบรรยายของครู
- ให้ผู้เรยี นทำแบบฝกึ หัด

8.3 หลังเรยี น
- ให้ผู้เรียนเฉลยแบบฝึกหดั
- ให้ผูเ้ รยี นไปศกึ ษา เร่ือง กฎของเทอรโ์ มไดนามิกส์ มาลว่ งหนา้

9. ผลงาน/ชิ้นงาน ท่เี กิดจากการเรียนร้ขู องผู้เรยี น

-

10. เอกสารอา้ งองิ

ชนะชยั กสิภาร์. เคร่อื งยนต์สนั ดาปภายใน. พมิ พค์ รงั้ ท่ี8, กรงุ เทพฯ: โรงพิมพ์ชวนพิมพ์
มนตรี พิรณุ เกษตร. เทอรโ์ มไดนามกิ ส์.พิมพค์ ร้ังท่ี2, กรงุ เทพฯ: วทิ ยพ์ ัฒน์
ร่งุ สุรยี ์ ใจเขื่อนแกว้ . เคร่ืองยนต์สันดาปภายในและภายนอก. พิมพค์ รัง้ ท่ี7, กรงุ เทพฯ: ซเี อด็ ยเู คช่นั
วนิ จิ นวิ าศะบตุ ร. การวเิ คราะหก์ ารสนั ดาป. พิมพค์ รั้งที่7, กรุงเทพฯ: โรงพมิ พเ์ จรญิ ธรรม, 2527

11. การบูรณาการ/ความสมั พันธ์กบั รายวิชาอื่น

วิชา เทอร์โมไดนามิกส์ เร่ือง กฎทางเทอรโ์ มไดนามิกส์

12. หลกั การประเมินผลการเรยี น

12.1 ก่อนเรียน
- สังเกตจากคำถาม ของผเู้ รียน

12.2 ขณะเรียน
- สังเกตจากคำถาม ของผู้เรียน

12.3 หลงั เรียน
- แบบฝกึ หดั

13. รายละเอียดการประเมินผลการเรียน

13.1 คะแนนระหว่างภาคเรยี น รอ้ ยละ 80 ได้จาก

- ผลจากแบบทดสอบหลังเรียน รอ้ ยละ 20

- ผลจากใบงาน ร้อยละ 20

- ผลจากการปฏบิ ตั งิ านกลุ่ม รอ้ ยละ 30

- ผลจากแบบฝกึ หดั รอ้ ยละ 10

13.2 คะแนนคณุ ธรรมและ จรยิ ธรรม รอ้ ยละ 20 ไดจ้ าก

- ความตรงต่อเวลา รอ้ ยละ 5

- ความมีระเบยี บ วินัย ร้อยละ 5

- ความรับผิดชอบ ร้อยละ 5

- ความซ่ือสัตย์ ร้อย

การประเมินผล นำคะแนนที่ได้จากการวัดผลมาประเมิน โดยยึดหลักเกณฑ์การประเมินผลของวิทยาลัยเทคนิค
พังงาซงึ่ กำหนดดงั นี้

อตั ราคะแนน ระดับคะแนน

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 2
วชิ า งานสนั ดาปภายใน สอนครงั้ ที่ 2 หนา้ 1
ชอ่ื หนว่ ย กฎทางเทอร์โมไดนามกิ ส์ จำนวน 3 ชัว่ โมง

1. กฎขอ้ ทศี่ นู ย์ของเทอรโ์ มไดนามคิ
กฎข้อท่ีศนู ยท์ ่เี กีย่ วกบั การสมดลุ ของความรอ้ น กฎขอ้ น้ีกลา่ ววา่ “ถ้าวัตถุสองอันท่ีอย่แู ยกจากกัน

ตา่ งก็อย่ใู นภาวะสมดุลย์ทางความร้อนเทา่ กับวตั ถุอันทสี่ ามแล้ว วตั ถุทั้งสองน้ีจะอยู่ในภาวะสมดลุ ย์ทาง
ความรอ้ นซ่งึ กันและกนั

AB AC BC

เมอ่ื A = A A= C B=C

2. กฎขอ้ ที่หนึ่งของเทอร์โมไดนามคิ

หรอื เรยี กอกี อย่างหนึ่งว่า กฎของการทรางพลงั งาน ซ่ึงให้คำจำกัดความว่า “พลังงานจะไม่

สามารถสรา้ งขน้ึ ใหมห่ รือถกู ทำลาย” กล่าวคือ ปริมาณพลงั งานทั้งหมดจะคงท่ถี ึงแม้จะสลายตัวจากรูปหนึง่

ก็จะเปลี่ยนเปน็ อกี รูปหน่ึง โดยพลงั งานไมม่ ีการหมดสิ้นไปหรอื เพม่ิ เตมิ ขึ้นมาใหม่ได้

เหตผุ ลสนบั สนนุ กฎนีไ้ ด้จากการทดลองของนักวิทยาศาสตรช์ ื่อ จูล (Jaule) ตัง้ ไวใ้ นปี ค.ศ.

1840 คือเขา้ เอานำ้ ใสล่ งไปในถังท่มี ีฉนวนหมุ้ อย่างดี แลว้ กวนน้ำให้รอ้ นด้วยเคร่ืองกวนใบพัดซึ่งขับดว้ ย

มอเตอร์ ปริมาตรงานทใี่ ห้กบั เครื่องกวนน้นั สามารถวัดค่าได้ละเอียดแน่นอน เขาได้พบว่าในการทำใหน้ ้ำ

มวล 1 หนว่ ย รอ้ นขึ้น 1 องศา จะตอ้ งใสง่ านจำนวนท่ีแน่นอนไปจำนวนหนึ่ง ปริมาณงานอนั น้เี ท่ากบั

4.1868 กิโลนิวตัน-เมตร ตอ่ น้ำ 1 กิโลกรัม ทำให้อณุ หภมู ิสงู ขน้ึ 1 องศา

=m =m

แล้วถา้ จะทำใหน้ ้ำมีอุณหภมู เิ พ่ิมขน้ึ ด้วยวิธนี ก้ี ลับสู่สภาพเยน็ ตัวเหมอื นเดิม ก็จะต้องทำให้ความ
รอ้ นถา่ ยเทออกด้วยปรมิ าณ 1 กโิ ลคาลอรี่ หรือ 4.1868 กิโลจลู /มวลนำ้ 1 ก.ก. เช่นเดียวกนั

แผนการสอน หน่วยที่ 2
วชิ า งานสันดาปภายใน สอนครัง้ ท่ี 2 หนา้ 2
ช่ือหน่วย กฎทางเทอร์โมไดนามกิ ส์ จำนวน 3 ชว่ั โมง

ด้วยหลักการดงั กลา่ วจึงถอื เปน็ ข้อสรุปไดว้ า่ ปริมาณงานทใี่ สเ่ ข้าไปในระบบจะเทา่ กับปรมิ าณความ
รอ้ นท้งั หมดที่เกดิ ขนึ้ ในระบบ หรืออกี นยั หน่ึง ถา้ ระบบอันหนึง่ เกดิ กระบวนการเปลี่ยนแปลงทาง
เทอร์โมไดนามกิ ส์ขน้ึ ปรมิ าณความร้อนท่ีใส่ให้แก่ระบบจะเท่ากบั ปรมิ าณงานทั้งหมดทเี่ กิดขึ้นภายในเส้น
ขอบเขตของระบบน้นั ซ่งึ เขียนเปน็ สมการได้

Q=W

สมการนี้เป็นจรงิ สำหรับปริมาณความร้อนและงานทีเ่ กิดขึน้ ครบวฎั จกั รเท่าน้ัน ไม่สามารุใช้กับ
กระบวนการเปลีย่ นแปลงระหวา่ งจุดสองจดุ กฎข้อทีห่ นึง่ ของเทอร์โมไดนามิคนส้ี ามารถประยุกต์เขา้ กัน
ระบบปิด (แบบไม่มกี ารไหล) และระบบเปิด (แบบมีการไหล)
3. กฎข้อท่หี นึง่ สำหรับระบบปดิ (CLOSE SYSTEM) หรอื ระบบทไี่ ม่มีการไหล (Non-Flow
PROCESS)

กระบวนการเปลีย่ นแปลงท่เี กิดขึน้ ในระบบปิด เปน็ กระบวนการท่ีไมม่ เี วลาของสารถา่ ยเทเขา้
ออกจากระบบจะมเี ฉพาะความร้อนและงานเท่านัน้ ทสี่ ามารถถา่ ยเทเขา้ ออกจากระบบได้

การเปลย่ี นแปลงท่เี กดิ ขนึ้ ในกระบวนตา่ ง ๆ ยอ่ มขึ้นอย่กู ับคุณสมบัติของสารทำงาน (WORKING
SUBSTANC) ซ่ึงเปน็ ตัวรับและถ่ายเทความร้อน ถา้ ให้ความรอ้ นแก่สารด้วยปรมิ าณอนั หน่ึงความร้อน
บางสว่ นจะถกู นำไปใช้ในการเปลี่ยนแปลงคุณสมบตั ิภายในขอสสารทำงานแลว้ ทำให้เกิดงานขึ้น พลังงานที่
สญู เสียเสยี ไปเพ่ือเปลยี่ นแปลงคณุ สมบตั ภิ ายในของสารน้ี เรยี กว่า “พลังงานภายใน”

พลังงานภายในที่เพ่ิมขน้ึ = ปริมาณความร้อนท่ีใส่เขา้ ไปปริมาณงานที่ออกมา

22

U2 − U1 = Q − W
11

สมภารน้เี ป็นจริงสำหรับการเปลย่ี นแปลงระหว่างจดุ สองจุด และไม่มีมวลของสารถา่ ยเทเข้าออก ซ่ึงเขียน
เป็นสมการในรูปงา่ ย ๆ ได้ดังนี้

1 Q2 = (U2-U1) + 1W2
1 Q2 = U + 1W2
1 Q2 = m(2-1) + 1W2

แผนการสอน หน่วยที่ 2
วชิ า งานสันดาปภายใน สอนคร้ังท่ี 2 หน้า 3
ชือ่ หนว่ ย กฎทางเทอรโ์ มไดนามกิ ส์ จำนวน 3 ชัว่ โมง

ตัวอย่าง 1.1 ของไหลในกระบอกสบู มีความดัน 600 kN/m2 ขยายตัวท่คี วามดนั คงท่ี จากปริมาตร 0.32

m3. ไปเป็นปรมิ าตร 1.72 m.3 จงหางานทไ่ี ดจ้ ากการขยายตัวของไหลนี้

วิธที ำ

งานทท่ี ำ W = P(V2 - V1)
= 600 x 103 N/m2 (1.72 m3 – 0.32 m3)

= 840 x 103 Nm

= 840 kNm

= 840 kNm หรือ (kJ)

ได้ค่าออกมาเปน็ บวก แสดงว่างานออก (งานที่ไดจ้ าการขยายตวั )

ตัวอยา่ ง 1.2 อากาศในกระบอกสบู ถูกอัดดว้ ยลกู สูบซึง่ ต่ออยู่กบั ก้านสบู งานท่ีใสไ่ ปเท่ากับ 90 kJ/kg

ความร้อนถ่ายเทออกจากกระบอกสูบเท่ากับ 45 kJ/kg จงคำนวณการเปลย่ี นแปลงพลงั งานภายในและบอก

ดว้ ยว่าเปน็ การเพิ่มหรือลดพลังงาน เมื่ออากาศมีมวล 1 kg

วธิ ีทำ

เนือ่ งจากความร้อนถ่ายเทออกจากระบบ Q = -45 kJ/kg

และงานที่ให้แกร่ ะบบ W = -90 kJ/kg

1Q2 = m ( 2 -  1) + 1W2
-45 = 1 ( 2 -  1) + (-90)

 2 -  1 = 90-45 kJ/kg

= 45 kJ/kg

คา่ ที่ออกมาเปน็ บวก แสดงว่าพลงั งานภายในเพมิ่ ขึ้น 45 kJ/kg

แผนการสอน หน่วยที่ 2
วชิ า งานสันดาปภายใน สอนครัง้ ท่ี 2 หนา้ 4
ชอื่ หน่วย กฎทางเทอรโ์ มไดนามกิ ส์ จำนวน 3 ชวั่ โมง

ตัวอยา่ ง 1.3 อากาศถูกอัดในกระบอกสูบของเคร่ืองอดั อากาศก่อนเกิดการขยายตวั มีพลังงานภายใน 420

kJ/kg เม่ือขยายตวั เตม็ ท่ีพลงั งานภายในลดลงเหลอื 200 kJ/kg งานทเ่ี กิดข้ึนจากระบบวัดได้ 100

kJ/kg จงคำนวณหาปริมาณความร้อนและบอกว่าความร้อนถา่ ยเทเขา้ หรือถา่ ยเทออก เม่อื คิดอากาศมี

มวล 10 kg

วธิ ที ำ งานทเ่ี กดิ จากการขยายตัวของอากาศคืองานท่ีออกจากระบบ ซงึ่ มีเครื่องหมายบวก

W = 100 kJ/kg
จาก 1 Q2 = m(( 2 -  1) + 1W2

1 Q2 = 10 kg((200 - 400) + 100)) kJ/kg
1 Q2 = -1200 kJ
ไดเ้ ครื่องหมายลบ แสดงวา่ ความร้อนถ่ายเทออกจากระบบดว้ ยอตั รา 1200 kJ

แผนการสอน หนว่ ยท่ี 2
วิชา งานสนั ดาปภายใน สอนครัง้ ที่ 2 หน้า 5
ชอื่ หน่วย กฎทางเทอรโ์ มไดนามกิ ส์ จำนวน 3 ช่วั โมง

แบบฝึกหดั
1.ของไหลในกระบอกสูบมีความดัน 500 kN/m2 ขยายตัวที่ความดันคงที่ จากปริมาตร 0.22 m3. ไปเป็น
ปรมิ าตร 1.70 m.3 จงหางานทไี่ ดจ้ ากการขยายตวั ของไหลน้ี (เฉลย 740 kJ)

2. อากาศในกระบอกสบู ถูกอัดด้วยลูกสบู ซึ่งตอ่ อยกู่ บั ก้านสูบ งานที่ใส่ไปเท่ากบั 95 kJ/kg ความร้อนถา่ ยเท
ออกจากกระบอกสูบเทา่ กับ 50 kJ/kg จงคำนวณการเปลย่ี นแปลงพลงั งานภายในและบอกดว้ ยวา่ เปน็ การ
เพิม่ หรือลดพลังงาน เมือ่ อากาศมมี วล 1 kg (เฉลย 45 kJ/kg)

3. อากาศถูกอดั ในกระบอกสูบของเครื่องอัดอากาศก่อนเกิดการขยายตวั มีพลังงานภายใน 500 kJ/kg
เม่อื ขยายตวั เต็มที่พลงั งานภายในลดลงเหลือ 300 kJ/kg งานท่เี กิดขึ้นจากระบบวัดได้ 100 kJ/kg
จงคำนวณหาปริมาณความร้อนและบอกว่าความร้อนถา่ ยเทเข้าหรือถา่ ยเทออก เมอ่ื คิดอากาศมีมวล10kg
(เฉลย -1900 kJ)

แผนการสอน หนว่ ยท่ี 2
วิชา งานสันดาปภายใน สอนคร้งั ที่ 2 หน้า 6
ชื่อหน่วย กฎทางเทอรโ์ มไดนามกิ ส์ จำนวน 3 ช่วั โมง

เฉลยแบบฝกึ หัด

1.ของไหลในกระบอกสบู มคี วามดัน 500 kN/m2 ขยายตวั ท่ีความดันคงที่ จากปริมาตร 0.22 m3. ไปเปน็
ปริมาตร 1.70 m.3 จงหางานทีไ่ ดจ้ ากการขยายตัวของไหลน้ี (เฉลย 740 kJ)

P1 = 500 kN/m2
V1 = 0.22m3
V2 = 1.70m3
วิธที ำ งานทท่ี ำ W = P(V2 – V1)

= 500 k/m2 (1.70m3 – 0.22m3)
= 740 kNm หรือ kJ
ได้ค่าออกมาเป็นบวก แสดงวา่ งานออก (งานท่ีไดจ้ ากการขยายตวั )

แผนการสอน หนว่ ยที่ 2
วชิ า งานสันดาปภายใน สอนครั้งที่ 2 หนา้ 7
ชือ่ หนว่ ย กฎทางเทอร์โมไดนามิกส์ จำนวน 3 ช่วั โมง

เฉลยแบบฝึกหดั

2. อากาศในกระบอกสบู ถูกอัดดว้ ยลกู สูบซงึ่ ตอ่ อยกู่ ับก้านสูบ งานท่ใี สไ่ ปเทา่ กบั 95 kJ/kg ความร้อนถา่ ยเท

ออกจากกระบอกสูบเทา่ กับ 50 kJ/kg จงคำนวณการเปล่ยี นแปลงพลังงานภายในและบอกด้วยว่าเปน็ การ

เพ่มิ หรือลดพลงั งาน เมอ่ื อากาศมมี วล 1 kg (เฉลย 45 kJ/kg)

วธิ ที ำ เนือ่ งจากความร้อนถ่ายเทออกจากระบบ Q = -50 kJ/kg

และงานทีใ่ ห้แก่ระบบ W = -95 kJ/kg

1Q2 = m(µ2 - µ1) + 1W2
-50 - 1(µ2 - µ1) + (-95)
(µ2 - µ1) = 95-50 kJ/kg

= 45 kJ/kg

ค่าทอ่ี อกมาเป็นบวก แสดงว่าพลังงานภายในเพิ่มข้นึ 45 kJ/kg

แผนการสอน หนว่ ยที่ 2
วชิ า งานสนั ดาปภายใน สอนคร้งั ท่ี 2 หนา้ 8
ชอ่ื หนว่ ย กฎทางเทอร์โมไดนามิกส์ จำนวน 3 ชว่ั โมง

เฉลยแบบฝกึ หัด

3. อากาศถูกอดั ในกระบอกสูบของเครื่องอดั อากาศก่อนเกิดการขยายตัว มีพลังงานภายใน 500 kJ/kg
เมอื่ ขยายตวั เต็มที่พลังงานภายในลดลงเหลอื 300 kJ/kg งานท่ีเกิดขน้ึ จากระบบวัดได้ 100 kJ/kg จง
คำนวณหาปรมิ าณความร้อนและบอกวา่ ความร้อนถา่ ยเทเข้าหรอื ถ่ายเทออก เมื่อคิดอากาศมีมวล 10 kg
(เฉลย -1900 kJ)
U1 = 500 kJ/kg
U2 = 300kJ/kg
W = 100kJ/kg
m = 10kg
วิธที ำ งานทีเ่ กิดจากการขยายตัวของอากาศคืองานท่ีออกจากระบบ ซึ่งมีเครื่องหมายบวก

W = 100 kJ/kg
จาก 1Q2 = m(µ2 - µ1) + 1W2

1Q2 = 10kg (300 – 500)+100 kJ/kg
1Q2 = -1900 kJ

ได้เคร่ืองหมายเป็นลบ แสดงว่าความร้อนถา่ ยเทออกจากระบบด้วยอตั รา 1900 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

บันทกึ การสอนตามจดุ ประสงค์การเรียนรู้

หนว่ ยที่ 2 ช่ือหน่วย กฏทางเทอรโ์ มไดนามกิ ส์

จดุ ประสงคก์ ารเรยี นรู้
1.นักศึกษาสามารถอธบิ ายความหมายของกฎข้อที่ศูนย์ได้อย่างถกู ต้อง
2.นกั ศกึ ษาสามารถอธบิ ายความหมายของกฎขอ้ ทหี่ นง่ึ ได้อย่างถกู ต้อง
3.นกั ศึกษาสามารถคำนวณหาปรมิ าณความรอ้ นไดอ้ ย่างถูกตอ้ ง
4.นกั ศึกษาสามารถคำนวณหางานได้อยา่ งถูกต้อง
5.นกั ศกึ ษามีความรับผดิ ชอบ ตามงานท่ีมอบหมาย (บูรณาการปรัชญาเศรษฐกิจพอเพยี ง)

ดา้ นความรู้
ผเู้ รียนได้รับความรู้ ความเขา้ ใจของเน้ือหาตามกระบวนการจัดการเรยี นร้เู รียนแบบบรรยาย/

สาธติ โดยใช้เอกสารใบความรู้ ครบตรงตามจดุ ประสงค์การเรยี นรู้

ปัญหาที่พบ
จากการที่ผู้สอนได้มีการพัฒนากิจกรรมการเรียนรู้ โดยใช้กระบวนการจัดการเรียนรู้แบบ MIAP และ

สือ่ ประกอบการจดั การเรยี นรปู้ ระเภท Power Point ไปแลว้ นัน้ พบว่า ผ้เู รยี นมคี วามต้งั ใจ สนใจในการเรียนมาก
ขึน้ มคี วามเข้าใจของเนื้อมากขน้ึ สง่ ผลใหผ้ ูเ้ รียนมผี ลสัมฤทธทิ์ างการเรยี นผ่านเกณฑต์ ามที่สถานศกึ ษากำหนด

แนวทางแก้ไข
-

(นายประวัติ อนิ ทแย้ม)
ผูส้ อน

สปั ดาหท์ ี่ 3
แผนบทเรียนหน่วยท่ี 3.1

เรอ่ื ง
กระบวนการเปลย่ี นแปลงตา่ งๆ ในระบบปดิ

แผนการจัดการเรยี นรู้ แบบม่งุ เน้นสมรรถนะอาชีพ

และบรู ณาการตามหลกั ปรชั ญาของเศรษฐกิจพอเพยี ง

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

รหสั วิชา 3101-2003 วิชา เครอื่ งยนต์สนั ดาปภายใน

หน่วยท่ี 3.1 ช่ือหน่วย กระบวนการเปลยี่ นแปลงต่างๆ ในระบบปิด

ชื่อเร่อื ง กระบวนการเปลีย่ นแปลงตา่ งๆ ในระบบปดิ จำนวน 3 ชวั่ โมง

1. สาระสำคญั

1. . กระบวนการไอโซเมตริก (ISOMETRIC) เม่อื ก๊าซได้รบั ความร้อนทปี่ ริมาตรคงท่ี อณุ หภูมิและ
ความดนั ของก๊าซจะเพ่มิ ขน้ึ เนื่องจากปริมาตรก๊าซไม่เปลย่ี นแปลง

2. กระบวนการไอโซบาริล (ISOBARYL) เม่อื ก๊าซไดร้ ับความรอ้ นที่ความดันคงท่ี จะทำใหอ้ ณุ หภมู ิและ
ปรมิ าตรเพิ่มข้นึ

2. สมรรถนะประจำหนว่ ยการเรียนรู้

1. อธิบายการทำงานของกระบวนการไอโซเมตรกิ ได้อย่างถูกต้อง
2. สามารถคำนวณหาความร้อนถ่ายเทใหแ้ ก่ก๊าซของกระบวนการไอโซเมตริกได้อยา่ งถูกต้อง
3. สามารถคำนวณหาความดนั สุดท้ายของกระบวนการไอโซเมตรกิ ไดอ้ ย่างถูกต้อง
4. สามรถคำนวณหามวลของกา๊ ซของกระบวนการไอโซเมตริกไดอ้ ยา่ งถกู ต้อง

5. อธบิ ายการทำงานของกระบวนการไอโซบารลิ ได้อยา่ งถูกต้อง

6. สามารถคำนวณหาอุณหภูมิสูงสดุ ของกระบวนการไอโซบารลิ ไดอ้ ย่างถูกต้อง
7. สมารถคำนวณหาพลงั งานภายในของกระบวนการไอโซบารลิ ได้อยา่ งถูกต้อง
8. สามารถคำนวณหางานทใี่ ชใ้ นการอัดอากาศ ของกระบวนการไอโซบาริลได้อย่างถกู ต้อง

3. จดุ ประสงคก์ ารเรียนรู้

3.1 จดุ ประสงค์ทั่วไป
1. นักศกึ ษาสามารถอธิบายการทำงานของกระบวนการไอโซเมตรกิ ได้อย่างถูกตอ้ ง
2. นกั ศกึ ษาสามารถคำนวณหาความร้อนถา่ ยเทใหแ้ ก่กา๊ ซของกระบวนการไอโซเมตรกิ ได้อย่างถูกต้อง
3. นักศึกษาสามารถคำนวณหาความดันสดุ ทา้ ยของกระบวนการไอโซเมตรกิ ไดอ้ ย่างถูกตอ้ ง
4. นกั ศกึ ษาสามรถคำนวณหามวลของก๊าซของกระบวนการไอโซเมตริกได้อย่างถูกต้อง
5. นักศกึ ษาสามารถอธบิ ายการทำงานของกระบวนการไอโซบารลิ ไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง

6. นกั ศึกษาสามารถคำนวณหาอุณหภูมสิ งู สดุ ของกระบวนการไอโซบารลิ ได้อยา่ งถูกตอ้ ง
7. นกั ศกึ ษาสมารถคำนวณหาพลงั งานภายในของกระบวนการไอโซบาริลได้อย่างถูกต้อง
8. นกั ศึกษาสามารถคำนวณหางานที่ใชใ้ นการอัดอากาศ ของกระบวนการไอโซบารลิ ไดอ้ ย่างถกู ต้อง
3.2 จุดประสงคเ์ ชงิ พฤติกรรม
1. สามารถคำนวณหาความร้อนถา่ ยเทใหแ้ ก่กา๊ ซของกระบวนการไอโซเมตรกิ ได้อยา่ งถูกต้อง

2. สามารถคำนวณหาความดนั สุดทา้ ยของกระบวนการไอโซเมตริกไดอ้ ย่างถกู ต้อง

3. สามรถคำนวณหามวลของก๊าซของกระบวนการไอโซเมตริกไดอ้ ย่างถูกตอ้ ง
4. สามารถคำนวณหาอณุ หภมู ิสูงสุดของกระบวนการไอโซบาริลไดอ้ ย่างถูกต้อง
5. สามารถคำนวณหาพลงั งานภายในของกระบวนการไอโซบาริลได้อย่างถูกต้อง
6. สามารถคำนวณหางานทใ่ี ชใ้ นการอดั อากาศ ของกระบวนการไอโซบาริลได้อย่างถูกตอ้ ง

4. เนื้อหาสาระการสอน/การเรียนรู้

4.1 ดา้ นความรู้
- กระบวนการปรมิ าตรคงที่
- กระบวนการความดันคงที่

4.2 ด้านทักษะหรือปฏบิ ัติ
- การคำนวณกระบวนการปริมาตรคงที่
- การคำนวณหากระบวนความดันคงที่

4.3 ด้านคุณธรรม/จรยิ ธรรม/จรรยาบรรณ/บูรณาการเศรษฐกิจพอเพียง
- ความมวี ินัย : การแต่งกาย , การตรงตอ่ เวลา
- ความรับผดิ ชอบ : ทำงานเสรจ็ ทันตามเวลาที่ กำหนด
- ความสนใจใฝ่รู้ : มคี วามสนใจในการหาความรู้เพ่ิมเตมิ , การกระตือรือร้นทจ่ี ะเรียนรู้
- ความมมี นษุ ยสัมพนั ธ์ : ยอมรับความคดิ เหน็ ผู้อื่น
- ความอดทน อดกลั้น : มสี ติควบคุมอารมณ์ได้ดี
- ความซอื่ สัตย์สจุ รติ : ไม่นำผลงานผ้อู ื่นมาแอบอ้างเป็นของตน
- การประหยัด : ใชว้ ัสดุที่เหมาะสมกบั งาน , ปิดไฟฟา้ ทกุ คร้ังทเ่ี ลกิ ใช้
- ความกตญั ญูกตเวที : อาสาช่วยเหลือและถอื ของช่วยครู –อาจารย์

5. กจิ กรรมการเรียนการสอนหรือการเรียนรู้ (ใช้กระบวนการเรยี นรู้แบบ MIAP)

ขั้นตอนการสอนหรือกจิ กรรมครู ข้นั ตอนการเรียนหรือกจิ กรรมของผูเ้ รยี น
ขัน้ นำเขา้ สูบ่ ทเรยี น (10 นาที )
1. นักเรียนร้จู กั กระบวนการปริมาตรคงท่ี หรือไม่ 1. ผู้เรยี นทง้ั ชั้น แสดงความคดิ เหน็ ตามหัวขอ้ ท่ีครูชกั ถาม

ใชท่ ำอะไร 1. ผู้เรยี นทง้ั หมดตง้ั ใจฟงั การบรรยาย โดยใช้ส่ือประกอบการ
2. นกั เรยี นรูจ้ ักกระบวนการความดนั หรือไม่ ใช่ เรียนการสอน Power Point ร่วมกับ สาธติ อธบิ าย

ทำอะไร 2. ผู้เรียน ต้ังใจฟงั การบรรยายและจดบันทึกเนื้อหาจากคำ
ขน้ั การสอน (60 นาที ) บรรยายใส่สมุด
1. ครอู ธบิ ายกระบวนการปรมิ าตรคงที่
2. ครูทำตัวอย่างกระบวนการปริมาตรคงที่ 3. ผู้เรียน ต้ังใจฟังการบรรยายและจดบนั ทกึ เน้ือหาจากคำ
บรรยายใส่สมุด
3. ครอู ธบิ ายกระบวนการความดันคงที่
4. ผเู้ รียน ต้ังใจฟงั การบรรยายและจดบันทกึ เนื้อหาจากคำ
4. ครทู ำตัวอยา่ งกระบวนการความดันคงที่ บรรยายใสส่ มุด

5. ครูเปิดโอกาสใหช้ ักถามขอ้ สงสัย 5. ผู้เรียนซักถามข้อสงสยั
ขัน้ พยายาม (80 นาที)
1. ครใู หท้ ำแบบฝึกหัดท่ี 5.1 จำนวน 3 ขอ้ 1. ผเู้ รียนทำแบบฝกึ หัดท่ี 5.1 จำนวน 3 ขอ้
ขน้ั สรุป ( 30 นาที )
1. ครูให้ส่งฝึกหัด 1. ผู้เรยี นนำแบบฝึกหัดมาสง่
2. ครเู ฉลยแบบฝกึ หัด 2. ผู้เรียนทราบเฉลย
3. ครสู รปุ เนอ้ื หาเพ่ิมเตมิ 3. ผเู้ รยี นทั้งหมดตงั้ ใจฟงั

6. ส่อื การเรยี นการสอน/การเรียนรู้

6.1 ส่ือสง่ิ พิมพ์
1. หนงั สอื งานสนั ดาปภายใน
2. เอกสารประกอบการสอน
3. แบบฝกึ หัด 2 ข้อ

6.2 ส่ือโสตทศั น์
-

6.3 ส่ือของจรงิ
-

7. แหลง่ การเรยี นการสอน/การเรียนรู้

7.1 ภายในสถานศึกษา
1. ตกึ วิทยบรกิ าร
2. หอ้ ง Internet ช่างยนต์

7.2 ภายนอกสถานศกึ ษา
1. รา้ น Internet

8. งานท่ีมอบหมาย
8.1 ก่อนเรยี น
-
8.2 ขณะเรียน
- ให้ผเู้ รียนจดคำอธบิ าย ประกอบการบรรยายของครู
- ให้ผู้เรียนทำแบบทดสอบ
8.3 หลังเรียน
- ให้ผู้เรยี นเฉลยแบบทดสอบ
- ให้ผเู้ รียนไปศกึ ษา เรื่อง กฎของเทอรโ์ มไดนามิกส์ มาลว่ งหนา้

9. ผลงาน/ชิ้นงาน ทเ่ี กิดจากการเรยี นรขู้ องผูเ้ รียน
-

10. เอกสารอา้ งอิง

ชนะชยั กสิภาร์. เครอ่ื งยนตส์ นั ดาปภายใน. พิมพค์ รั้งที่8, กรุงเทพฯ: โรงพิมพ์ชวนพิมพ์
มนตรี พิรณุ เกษตร. เทอร์โมไดนามกิ ส์.พิมพ์คร้งั ท่ี2, กรงุ เทพฯ: วิทยพ์ ัฒน์
ร่งุ สรุ ีย์ ใจเขือ่ นแก้ว. เครอ่ื งยนตส์ นั ดาปภายในและภายนอก. พิมพ์ครัง้ ท่ี7, กรุงเทพฯ: ซีเอ็ดยเู คชั่น
วนิ จิ นิวาศะบตุ ร. การวเคราะการสนั ดาป. พมิ พ์ครั้งท่ี7, กรงุ เทพฯ: โรงพมิ พ์เจริญธรรม, 2527
ศรีณรงค์ ตู้ทองคำ. ค่าคงท่ีสากลของกา๊ ซ. พิมพ์คร้ังท่ี5, กรุงเทพฯ: สำนกั พิมพ์พี.เอด็ , 2524

11. การบูรณาการ/ความสัมพนั ธก์ ับรายวิชาอ่ืน
วชิ า เทอรโ์ มไดนามิกส์

12. หลักการประเมินผลการเรียน
12.1 ก่อนเรยี น
- สงั เกตจากคำถาม ของผูเ้ รียน
12.2 ขณะเรยี น
- สังเกตจากคำถาม ของผู้เรียน
12.3 หลงั เรยี น
- แบบทดสอบ

13. รายละเอยี ดการประเมนิ ผลการเรียน

13.1 คะแนนระหวา่ งภาคเรยี น ร้อยละ 80 ไดจ้ าก

- แบบทดสอบหลงั เรยี น ร้อยละ 20

- ใบงาน ร้อยละ 20

- การปฏิบตั ิงานกลมุ่ รอ้ ยละ 30

- แบบฝึกหัด ร้อยละ 10

13.2 คะแนนคุณธรรมและ จริยธรรม รอ้ ยละ 20 ไดจ้ าก

- ความตรงต่อเวลา รอ้ ยละ 5

- ความมรี ะเบียบ วินยั ร้อยละ 5

- ความรับผิดชอบ ร้อยละ 5

- ความซ่ือสตั ย์ ร้อยละ 5

การประเมินผล นำคะแนนที่ได้จากการวัดผลมาประเมิน โดยยึดหลักเกณฑ์การประเมินผลของวิทยาลัยเทคนิคพังงา
ซึ่งกำหนดดังน้ี

อตั ราคะแนน ระดับคะแนน

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 3.1 หนา้ ท่ี 1
วชิ า งานเคร่อื งยนต์สันดาปภายใน สอนครง้ั ที่ 3
ชื่อหนว่ ย ก๊าซสมบรู ณ์ จำนวน 3 ช่วั โมง

กระบวนการเปลีย่ นแปลงต่าง ๆ ในระบบปดิ

กระบวนการเปลยี่ นแปลงในระบบปดิ หรอื ระบบท่ีไม่มกี ารไหล แบ่งแยกออกได้หลายลักษณะ ในการ
วิเคราะห์ความร้อนและงานจะประยุกตก์ ฎข้อท่ีหนึ่งของเทอรโ์ มไดนามกิ มาใชใ้ นการวเิ คราะห์

1. กระบวนการปริมาตรคงท่ี (CONSTANT VOLUME PROCESS)
2. กระบวนการความดันคงที่ (CONSTANT PRESSURE PROCESS)
3. กระบวนการอุณหภูมิคงท่ี (ISOTHERMAL PROCESS)
4. กระบวนการอะเดยี บาติก (ADIAEATIC PROCESS)
5. กระบวนการโพลีทรอปคิ (POLYTROPIC PROCESS)

1. กระบวนการปริมาตรคงที่

บางครงั้ เรียกว่า กระบวนการไอโซเมตริก (ISOMETRIC) เมอ่ื ก๊าซได้รับความร้อนท่ีปรมิ าตรคงท่ี อุณหภูมแิ ละ
ความดันของก๊าซจะเพ่ิมข้ึน เนอื่ งจากปริมาตรก๊าซไมเ่ ปลย่ี นแปลง ดงั นั้นจะไมเ่ กดิ งานขึ้น ความรอ้ นทง้ั หมด
จะสะสมอยใู่ นโมเลกุลของกา๊ ซในรปู ของพลังงานภายใน เมื่อก๊าซมีอณุ หภมู ิเริ่มตน้ และถกู ทำใหร้ ้อนขึ้นจนถึง
อุณหภมู ิสดุ ทา้ ยเป็นกระบวนการนเี้ ขยี นเปน็ แผนภาพ ความดัน-ปริมาตร ไดด้ งั รปู ข้างลา่ งนี้

P2 จากกฎข้อท่ี 1 สำหรับระบบปิด
2 1 Q2 = U1W2

P2 1 เมอ่ื ปริมาตรคงท่ี ดงั น้นั งานทเี่ กดิ ขึ้นเทา่ กบั ศนู ย์
V1 = V2
1W2 =  fdv = 0
 1 Q2 = (U2 – U1)

ปริมาณความร้อนที่ถา่ ยเทในระบบที่มีปริมาตรคงที่ 1 Q2 = mCv(T2 −T1)
mc v (T2 −T1) = (U2 – U1)
หรือ 1 Q2
= U2 – U1 = mcv (T2 – T1)

แผนการสอน หนว่ ยที่ 3.1 หน้าท่ี 2
วิชา งานเครือ่ งยนต์สันดาปภายใน สอนครั้งท่ี 3
ช่อื หน่วย ก๊าซสมบูรณ์ จำนวน 3 ชวั่ โมง

ตัวอย่าง 1.1 ก๊าซ 2 Kg มปี รมิ าตร 0.7 m3 และอุณหภูมเิ ดิม 15oC ถกู ทำใหร้ ้อนจนมอี ณุ หภมู ิ
135 oC โดยปรมิ าตรคงท่ี ถามว่ามีความร้อนถ่ายเทให้แก่ก๊าซเทา่ ไร และความดันสุดทา้ ยเป็นเทา่ ใด
กำหนดใหก้ ๊าซมี Cv = 0.72 KJ/Kg.K และ R = 0.29 KJ / Kg.K

วิธีทำ
ความรอ้ นถ่ายเทปริมาตรคงที่

Q = mcv (T2 – T1)

= 2 Kg x 0.72 KJ/Kg.K (408o - 208o) K

= 172.8 KJ

กฎของก๊าซสมบูรณ์

P1V1 = mrT1
mrT1
P1 = V1

= 2Kg 0.29Kj/ Kg − k  288 K = 238.6 KJ/m3
0.7
= 238.6 KN.m/m3

= 238.6 KPa

ความดนั สุดทา้ ย

จาก P1T1 = P2T2
T1 T2

= 408 K
238.6 KN/m2 x 288 K
=
= 338 KN/m3
338 KPa

แผนการสอน หน่วยที่ 3.1 หนา้ ท่ี 3
วิชา งานเครื่องยนต์สันดาปภายใน สอนคร้งั ท่ี 3
ชอ่ื หนว่ ย ก๊าซสมบรู ณ์ จำนวน 3 ชั่วโมง

1. กระบวนการความดนั คงท่ี

กระบวนการความดนั น้ีมีชื่อเรียกอีกอยา่ งหนึ่งวา่ กระบวนการไอโซบารลิ (ISOBARYL) เม่ือก๊าซ

ได้รบั ความร้อนที่ความดนั คงที่ จะทำให้อุณหภมู แิ ละปริมาตรเพมิ่ ขน้ึ ดังนั้นจะเกดิ งานจากการทปี่ ริมาตร

เปลย่ี นแปลงไป และจะทำให้พลังงานภายในของก๊าซเพ่มิ ข้ึนดว้ ย กระบวนการเปลย่ี นแปลงน้จี ะเป็นไป

ตามกฎของชาร์ล เม่อื ก๊าซไดร้ ับความร้อนท่ีความดนั คงทจี่ ากอุณหภมู เิ รมิ่ ต้น T1 เปน็ T2 ซง่ึ

การเปลีย่ นแปลงระหว่างกระบวนการแสดงด้วยแผนภาพดังรูปข้างลา่ งนี้

P 2

1

V1 V2

จากกฎข้อที่หนึ่งในระบบเปิด

1 Q2 = U+1W2
ความร้อนที่ถ่ายเทใหแ้ ก่ก๊าซ

1Q2 = mcp(T2 – T1)

พลังงานภายในท่เี พ่มิ ข้นึ

U = U2 – U1 = mcv(T2 - T1)

งานท่ีเกิดขึ้นระหวา่ งกระบวนการเท่ากบั พื้นท่ใี ต้เสน้ ตรง 1-2

W = P(V2 – V1) = PV2 – PV1

= mRT2 - mRT1

= mR(T2 - T1)

หรือ

1Q2 = U2 - U1 + 1W2
=
mCp(T2-T1) = U2 – U1 + P(V2 – V1)
mCp(T2-T1) = U2 – U1 + PV2 – PV1
mCp(T2-T1) = (U2 – PV2) + (PV1 – PV1)
mCp(T2-T1) H2 – H1

แผนการสอน หนว่ ยท่ี 3.1 หน้าที่ 4
วชิ า งานเครอื่ งยนตส์ ันดาปภายใน สอนครงั้ ท่ี 3
ชอื่ หนว่ ย ก๊าซสมบรู ณ์ จำนวน 3 ชว่ั โมง

ตวั อย่าง 2.1

กา๊ ซจำนวนหนึ่งมคี วามดนั 275 kPa ปริมาตร 0.09 m3 และอุณหภูมิ 185oC เปลีย่ น

สภาวะ ณ ความดนั คงท่ี จนกระท่ังมีอุณหภมู ิ 15oC ถามวา่ มคี วามร้อนถา่ ยเทจากก๊าซเทา่ ไร และงาน

ทท่ี ำบนกา๊ ซในระหวา่ งกระบวนการเปน็ เท่าไร เมอื่ R = 0.29 KJ/Kg.oK และ

Cp = 1.005 KJ/Kg.oK

วิธีทำ

หามวลของก๊าซจากสภาวะเริ่มต้นก่อน จากสูตร P1V1 = mRT1

m= P1V1 = 275x103 N / m2x0.05m3
RT1 0.29x103 J / Kg − K(273 −185) K

= -31.8 KJ

เครอ่ื งหมายเปน็ ลบ แสดงวา่ ก๊าซถา่ ยเทความร้อนออก

เนื่องจากความดันคงท่ี ดงั นั้นสมการของกา๊ ซสมบูรณ์ V1 = V1
T1 T2

V2 = V1T2 = 0.09 m3 (273 + 15) K
T1 (273 + 185) K

= 0.0566 m3

งานทท่ี ำ W = P(V2 – V1) (0.0566 m3 - 0.09 m3)
275 KN/m3
=

= -9.19

แผนการสอน หนว่ ยท่ี 3.1 หน้าท่ี 5
วิชา งานเครอ่ื งยนตส์ ันดาปภายใน สอนคร้ังที่ 3
ช่อื หน่วย ก๊าซสมบูรณ์ จำนวน 3 ช่ัวโมง

แบบฝกึ หัด 5.1
1. กา๊ ซมปี รมิ าตร 0.3 m3 ทคี่ วามดัน 200 KN/m2 และอุณหภูมิ 77oC ได้รบั ความร้อนท่ี
ปริมาตรคงทีจ่ นมคี วามดนั 500 KN/m2 จงคำนวณหา

ก. อุณหภูมสิ ดุ ท้ายเมือ่ สิน้ สดุ กระบวนการ (602 oC)
ข. พลังงานภายในท่ีเปลี่ยนแปลงในระหวา่ งกระบวนการ (225 KJ)
ค. มวลของกา๊ ซ (0.597 Kg)
เมอ่ื กำหนดให้ Cp = 1.005 KJ/Kg.K

Cv = 0.718 KJ/Kg.K
R = 0.287 KJ/Kg.K
2. อากาศปริมาตร 0.14 m3 ความดัน 150 KN/m2 และอุณหภูมิ 100oC ถ้าอากาศถูกอัดท่ีความ
ดนั คงที่ จนมีปริมาตร 0.112 m3 จำคำนวณหา
ก. อณุ หภมู ิท่สี ภาวะสดุ ท้าย (25.4 oC)
ข. งานทใ่ี ช้ในการอัดอากาศ (4.2 KN.m)
ค. พลงั งานทีล่ ดลง (-10.5 KJ)
ง. ความรอ้ นท่ีอากาศถ่ายเทออก (-14.69 KJ)

3. อากาศทีม่ ีคา่ ความจุดความรอนจำเพาะท่คี วามดนั คงท่ี 1.005 KJ/Kg.oK และความจุความรอ้ น
จำเพาะที่ปริมาตรคงท่เี ทา่ กบั 0.718 KJ/Kg. oK จงคำนวณหาค่าตา่ ง ๆ ดังนเ้ี ม่ือไดร้ ับความรอ้ นที่ความ
ดนั คงทีม่ ีอุณหภมู ิจาก 25 oC เป็น 200 oC

ก. ความร้อนที่อากาศได้รับ (175.875 KJ)
ข. งานทไ่ี ดจ้ ากการขยายตัวของอากาศ (50.23 KJ)
ค. พลังงานภายในทเ่ี พิม่ ขนึ้ (125.65 KJ)
ง. ความดนั เริม่ ตน้ แลVะ1ปริมาตรท่ีสภาวะสุดทา้ ย ถ้าอากาศมปี รมิ าตรเร่ิมต้น 2 m3
อากาศมีมวล 1 Kg ค่าคงท่ีของอากาศเทา่ กับ 0.287 KJ/Kg.oK (42.76 KN/m2 , 3.175 m3)

แผนการสอน หน่วยที่ 3.1 หนา้ ท่ี 6
วิชา งานเครอ่ื งยนต์สนั ดาปภายใน สอนครง้ั ท่ี 3
ชอื่ หน่วย ก๊าซสมบรู ณ์ จำนวน 3 ชั่วโมง

เฉลยแบบฝกึ หดั 5.1
1. กาซมปี รมิ าตร 0.3 m3 ท่คี วามดนั 200 KN/m2 และอุณหภมู ิ 77 ℃ ไดร้ ับความร้อนท่ี

ปริมาตรคงท่ีจนมีความดัน 500 KN/m2 จงคำนวณหา

ก) อุณหภมู สิ ุดท้ายเมื่อสิ้นสดุ กระบวนการ

ข) พลังงานภายในท่เี ปลี่ยนแปลงในระหว่างกระบวนการ

ค) มวลของกาซ

เมือ่ กำหนดให้ Cp = 1.005 KJ/kg.K , Cv = 0.718 KJ/kg.K และ R = 0.278 KJ/kg.K

Solution จากสตู ร =P1V1 P2V2
ก) ปริมาตรคงท่ี= T1 T2
P1 = P2
T2 T1 T2

T2 = P2T1
T2 P1
KN
= 500 m2 x (77+273 )K

200 KN
m2
= 875 K - 273

T2 = 602 ℃

ข) จากสูตร Q = mCv (T2 – T1)

= 1 Kg x 0.718 KJ (875 – 350) K
= Kg.K
Q =
ค) จากสูตร m 225.04 KJ
=
V1 PV
=
RT KN
m2
200 x 0.3 m3

0.287 KN.m x 350 K
Kg.K

0.597 Kg

แผนการสอน หนว่ ยที่ 3.1 หนา้ ท่ี 7
วชิ า งานเครื่องยนตส์ นั ดาปภายใน สอนคร้งั ท่ี 3
ชื่อหน่วย กา๊ ซสมบูรณ์ จำนวน 3 ชว่ั โมง

เฉลยแบบฝกึ หัด 5.1

2. อากาศปริมาตร 0.14 m3 ความดนั 150 KN/m2 และอุณหภูมิ 100 ℃ ถ้าอากาศถูกอัดที่

ความดนั คงท่ี จนมีปริมาตร 0.112 m3 จงคำนวณหา

ก) อณุ หภมู ิทีส่ ภาวะสุดท้าย

ข) งานทีใ่ ชใ้ นการอดั อากาศ

ค) พลงั งานทล่ี ดลง

ง) ความร้อนที่อากาศถา่ ยเทออก

Solution จากสูตร ก. จากสตู ร =P1V1 P2V2
T1 T2

V1 = V2

T1 T2

T2 = T1V2
V1

T2 = (100 + 273)K x 0.112 m3
0.14 m3

T2 = 298.4 K

T2 = 25.4 ℃

ข) จากสูตร W = P(V1-V2)

= 150 KN (0.112-0.14) m3
m2
W = -4.2 KN

W = 4.2 KN

ค) จากสตู ร m = P1V1
m RT1
KN
= 150 m2 x 0.14 m3

0.287 KN.m x (100+273)K
Kg.K

= 0.196 Kg

V1 ∆U = mCv (T2 – T1)

= 0.196 Kg x 0.718 KJ (298.4 – 374 ) K
KgK

= - 10.5 KJ

ง) จากสูตร Q = mCp (T2 – T1)

Q= 0.196 Kg x 1.0035 KJ (298.4 – 373) K
Q= Kg.K

- 14.69 KJ

แผนการสอน หนว่ ยท่ี 3.1 หนา้ ท่ี 8
วชิ า งานเครอื่ งยนต์สันดาปภายใน สอนครง้ั ที่ 3
ชื่อหน่วย ก๊าซสมบรู ณ์ จำนวน 3 ชวั่ โมง

เฉลยแบบฝกึ หดั 5.1
3. อากาศมคี ่าความจุความร้อนจำเพราะท่ีความดันคงท่ี 1.005 KJ/Kg.K และความจุความร้อนจำ

เพราะท่ีปริมาตรคงท่ี เท่ากับ 0.718 KJ/Kg.K จงคำนวณหาค่าต่างๆ ดงั น้ี เม่ือได้รับความรอ้ นท่ี
ความดนั คงทม่ี ีอุณหภูมิจาก 25 ℃ เป็น 200 ℃
ก) ความร้อนทอ่ี ากาศไดร้ บั
ข) งานที่ได้จากการขยายตวั ของอากาศ
ค) พลงั งานภายในทเี่ พ่ิมข้นึ
ง) ความดันเริ่มตน้ และปริมาตรทส่ี ภาวะสุดทา้ ย ถ้าอากาศมปี ริมาตรเริ่มตน้ 2 m2 อากาศมีมวล 1
Kg ค่าคงท่ขี องอากาศเทา่ กับ 0.287 KJ/Kg.K

Solution จากสตู ร

ก) หาความร้อนที่อากาศไดร้ บั

Q = mCp (T2 – T1)

Q = 1Kg x 1.005 KJ x (473-298)K
Kg.K

Q = 175.875 KJ

ข) งานท่ีได้รับจากการขยายตัว

จากสตู ร W = P(V1-V2)

หา P1 P1V1 = mRT1
หา V2
P1 = mRT1

V1
P1 = 1Kg x 0.287KKgJ.K x293 K
2 m3
P1 = 42.76 KN/m2

V1

P1V2 = mRT2

V2 = mRT2
P1
V = 1Kg x 0.287KKNg..mK x 473 K
2 42.76 KN
m2
V2 = 3.175 m3

แผนการสอน หนว่ ยท่ี 3.1 หนา้ ท่ี 9

วชิ า งานเคร่อื งยนต์สนั ดาปภายใน สอนคร้งั ท่ี 3

ชอ่ื หนว่ ย กา๊ ซสมบูรณ์ จำนวน 3 ชว่ั โมง

เฉลยแบบฝกึ หัด 5.1
จากสตู ร W = P(V1-V2)

W = 42.76 KN (3.175 – 2) m3
m2
= 50.23 KN.m

W = 50.23 KJ

ค) พลงั งานท่ีภายในที่เพิ่มขน้ึ

สตู ร W = mCv (T2 – T1)

= 1Kgx0.718 KJ (473-298) K
Kg.K

W = 125.65 KJ

ง) ความดนั เร่มิ ต้น และปริมาตรท่สี ภาวะสุดท้าย ถ้าอากาศมปี ริมาตรเริ่มต้น 2 m2

อากาศมมี วล 1 Kg ค่าคงที่ของอากาศเท่ากับ 0.287 KJ/Kg.K

P1V1 = mRT1

P1 = mRT1

V1
P1 = 1Kg x 0.287KKgJ.K x293 K
2 m3
P1 = 42.76 KN/m2

P2V2 = mRT2

V2 = mRT2
P1
V = 1Kg x 0.287KKNg..mK x 473 K
2 42.76 KN
m2
V2 = 3.175 m3

บันทกึ ผลหลังการจดั การเรียนรูแ้ บบมุ่งเนน้ สมรรถนะอาชีพและบรู ณาการตามหลักปรัชญาของเศรษฐกจิ

รายการ ระดับการปฏบิ ัติ
5432 1

ดา้ นการเตรียมการสอน

1. จัดหนว่ ยการเรียนรู้ไดส้ อดคลอ้ งกับวัตถุประสงค์การเรียนรู้

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 ู้เรียนเกดิ การเรียนรู้ 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 ชีวิตจริงโดยนำภูมปิ ัญญา/บรู ณาการเข้ามามีส่วนร่วม

11. จดั กจิ กรรมโดยสอดแทรกคณุ ธรรม จรยิ ธรรม

12. มกี ารเสริมแรงเมือ่ นักเรยี นปฏบิ ตั ิ หรือตอบถูกต้อง

13. มอบหมายงานใหเ้ หมาะสมตามศักยภาพของผ้เู รียน

14. เอาใจใส่ดแู ลผูเ้ รียน อย่างท่วั ถงึ

15. ใชเ้ วลาสอนเหมาะสมกบั เวลาท่ีกำหนด

ดา้ นสอ่ื นวตั กรรม แหลง่ การเรยี นรู้

16. ใช้ส่อื ทีเ่ หมาะสมกบั กิจกรรมและศักยภาพของผเู้ รยี น

17. ใชส้ ่ือ แหล่งการเรียนรู้อย่างหลากหลาย เช่น 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 นรว่ ม ในการประเมนิ

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

2 = ควรปรับปรุง 1 = ไมม่ ี

การปฏิบัติ

บันทกึ การสอนตามจดุ ประสงคก์ ารเรียนรู้

หนว่ ยที่ 3.1 ชอ่ื หน่วย กระบวนการเปลีย่ นแปลงตา่ งๆ ในระบบปิด

จดุ ประสงค์การเรียนรู้
1. สามารถคำนวณหาความร้อนถา่ ยเทให้แก่ก๊าซของกระบวนการไอโซเมตรกิ ได้อย่างถูกต้อง

2. สามารถคำนวณหาความดันสุดท้ายของกระบวนการไอโซเมตรกิ ไดอ้ ย่างถูกตอ้ ง

3. สามรถคำนวณหามวลของก๊าซของกระบวนการไอโซเมตริกไดอ้ ยา่ งถูกต้อง
4. สามารถคำนวณหาอณุ หภมู ิสูงสดุ ของกระบวนการไอโซบารลิ ได้อยา่ งถกู ต้อง
5. สามารถคำนวณหาพลงั งานภายในของกระบวนการไอโซบาริลไดอ้ ย่างถกู ต้อง
6. สามารถคำนวณหางานทใ่ี ชใ้ นการอดั อากาศ ของกระบวนการไอโซบารลิ ไดอ้ ยา่ งถกู ต้อง

ด้านความรู้

จากการที่ผู้สอนได้มีการพัฒนากิจกรรมการเรียนรู้ โดยใช้กระบวนการจัดการเรียนรู้แบบ MIAP และ
สื่อประกอบการจดั การเรยี นรปู้ ระเภท Power Point ไปแล้วน้ัน พบวา่ ผ้เู รียนมคี วามตง้ั ใจ สนใจในการเรียนมาก
ขน้ึ มีความเข้าใจของเน้อื มากขึ้น ส่งผลใหผ้ ้เู รยี นมผี ลสมั ฤทธ์ิทางการเรยี นผ่านเกณฑ์ตามทส่ี ถานศกึ ษากำหนด

ปัญหาท่ีพบ

-

แนวทางแกไ้ ข

-

(นายประวตั ิ อนิ ทแย้ม)
ผู้สอน

สัปดาห์ท่ี 4
แผนการเรยี นหนว่ ยที่ 3.2

เรื่อง
กระบวนการเปล่ยี นแปลงตา่ งๆในระบบปดิ

แผนการจัดการเรยี นรู้ แบบมุ่งเนน้ สมรรถนะอาชพี

และบูรณาการตามหลกั ปรชั ญาของเศรษฐกิจพอเพียง

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

รหัสวชิ า 3101-2003 วชิ า เคร่อื งยนต์สนั ดาปภายใน

หนว่ ยท่ี 3 ชือ่ หน่วย กระบวนการเปลยี่ นแปลงต่างๆในระบบปดิ

ชือ่ เร่ือง กระบวนการเปลี่ยนแปลงตา่ งๆในระบบปิด จำนวน 3 ชว่ั โมง

1. สาระสำคัญ

1. กระบานการอุณหภูมคิ งท่ี ก๊าซมคี วามดันสูงบรรจุในกระบอกสูบ เม่อื ลูกสูบเลอ่ื นออกก๊าซจะ

มคี วามดันตำ่ ลงขณะเดยี วกันอุณหภมู ิก็ต่ำลดลงด้วย ถ้าจะรักษาอณุ หภมู ใิ ห้คงท่ี จะตอ้ งให้ความร้อนกบั ก๊าซ

อยา่ งสม่ำเสมอต่อเน่ือง เพ่ือรักษาอุณหภมู ใิ ห้เทา่ กับจดุ เร่ิมตน้

2. กระบวนการอะเดียบาตกิ เปน็ กระบวนการท่ีไมมีการถ่ายเทความร้อนเข้าออกจากระบบ ซึ่ง

จะมฉี นวนหมุ้ เอาไว้อยา่ งดี การเปล่ยี นแปลงกระบวนการแบบนจ้ี ะเป็นไปตามสมการ PVγ= คงที่

2. สมรรถนะประจำหนว่ ยการเรยี นรู้

1.สามารถอธิบายความหมายของกระบวนการอุณหภูมิคงที่ได้อย่างถกู ตอ้ ง
2.สามารถอธิบายความหมายของกระบวนการอะเดียบาติกได้อยา่ งถูกต้อง
3.สามารถคำนวณหาความรอ้ นท่ีถา่ ยเทได้อย่างถูกต้อง
4.สามารถคำนวณหางานได้อยา่ งถูกต้อง
5.สามารถคำนวณหาอณุ หภูมิสุดทา้ ยได้อย่างถูกต้อง
6.มคี วามรับผดิ ชอบ ตามงานท่ีมอบหมาย (บรู ณาการปรัชญาเศรษฐกิจพอเพียง)

3. จุดประสงคก์ ารเรยี นรู้

3.1 จดุ ประสงค์ท่ัวไป
1.นกั ศกึ ษาสามารถอธบิ ายความหมายของกระบวนการอุณหภูมคิ งท่ไี ด้อย่างถูกต้อง
2.นกั ศึกษาสามารถอธบิ ายความหมายของกระบวนการอะเดยี บาตกิ ได้อยา่ งถูกต้อง
3.นักศกึ ษาสามารถคำนวณหาความรอ้ นทีถ่ า่ ยเทได้อยา่ งถูกตอ้ ง
4.นกั ศกึ ษาสามารถคำนวณหางานได้อยา่ งถูกต้อง
5.นกั ศึกษาสามารถคำนวณหาอณุ หภมู ิสุดทา้ ยได้อย่างถกู ต้อง
6.นักศึกษามีความรับผิดชอบ ตามงานที่มอบหมาย (บูรณาการปรัชญาเศรษฐกจิ พอเพียง)

3.2 จดุ ประสงค์เชิงพฤติกรรม
1.นักศึกษาสามารถคำนวณหาความรอ้ นทีถ่ า่ ยเทได้อยา่ งถูกตอ้ ง
2.นักศกึ ษาสามารถคำนวณหางานได้อยา่ งถูกต้อง
3.นกั ศึกษาสามารถคำนวณหาอณุ หภูมสิ ุดทา้ ยได้อย่างถูกต้อง
4.นักศึกษามคี วามรบั ผดิ ชอบ ตามงานที่มอบหมาย (บรู ณาการปรชั ญาเศรษฐกจิ พอเพยี ง)

4. หัวขอ้ เรื่อง/เนือ้ หาสาระการสอน/การเรียนรู้
4.1 ด้านความรู้
- กระบวนการอุณหภูมิคงที่
- กระบวนการอะเดียบาติก
4.2 ดา้ นทกั ษะหรือปฏบิ ัติ
- การคำนวณหาคา่ ปรมิ าณความร้อน
- การคำนวณหางาน
- การคำนวณหาคา่ อุณหภูมิสดุ ทา้ ย

4.3 ด้านคุณธรรม/จรยิ ธรรม/จรรยาบรรณ/บูรณาการเศรษฐกจิ พอเพยี ง
- ความมีวินยั : การแตง่ กาย , การตรงต่อเวลา
- ความรบั ผดิ ชอบ : ทำงานเสร็จทนั ตามเวลาท่ี กำหนด
- ความสนใจใฝร่ ู้ : มีความสนใจในการหาความรเู้ พม่ิ เติม , การกระตือรอื ร้นที่จะเรียนรู้
- ความมีมนุษยสัมพันธ์ : ยอมรบั ความคิดเหน็ ผอู้ ่นื
- ความอดทน อดกลน้ั : มสี ตคิ วบคมุ อารมณ์ไดด้ ี
- ความซอ่ื สัตยส์ จุ ริต : ไมน่ ำผลงานผู้อืน่ มาแอบอา้ งเป็นของตน
- การประหยัด : ใชว้ ัสดทุ ่เี หมาะสมกบั งาน , ปิดไฟฟ้า ทกุ ครงั้ ที่เลิกใช้
- ความกตญั ญกู ตเวที : อาสาชว่ ยเหลือและถอื ของช่วยครู –อาจารย์

5. กจิ กรรมการเรียนการสอนหรอื การเรยี นรู้(ใช้กระบวนการเรยี นรูแ้ บบ MIAP)

ขนั้ ตอนการสอนหรือกจิ กรรมครู ข้ันตอนการเรียนหรือกิจกรรมของผ้เู รียน

ขน้ั นำเขา้ สบู่ ทเรยี น (10 นาที ) 1. ผู้เรยี นท้งั ชน้ั แสดงความคิดเห็นตามหัวขอ้
1. นกั เรยี นรู้จกั กระบวนการอุณหภูมคิ งท่ี หรอื ไม่ ที่ครูชกั ถาม

ใช้ทำอะไร 1. ผเู้ รียนทง้ั หมดตั้งใจฟังการบรรยาย โดยใช้
2. นักเรียนรู้จกั กระบวนการอะเดียบาตกิ หรอื ไม่ สื่อประกอบการเรียนการสอน Power Point
รว่ มกับ สาธิต อธิบาย
ใช้ทำอะไร
2. ผเู้ รียน ตั้งใจฟังการบรรยายและจดบันทึก
ข้นั การสอน (2 ชวั่ โมง ) เนื้อหาจากคำบรรยายใสส่ มุด
1. ครอู ธิบายสูตรของกระบวนการอุณหภมู คิ งท่ี และ
3. ผ้เู รียนชกั ถามข้อสงสัย
กระบวนการอะเดยี บาติก
2. ครูสาธิตตัวอย่าง 3.1 และ 4.1 1. ผู้เรยี นนำแบบฝึกหัด

3. ครูเปิดโอกาสใหช้ ักถามข้อสงสยั 1. ผู้เรียนทำแบบฝึกหดั ส่ง
2. ผเู้ รียนทราบเฉลย
ขั้นพยายาม (20 นาท)ี 3. ผู้เรียนท้ังหมดต้งั ใจฟงั
1. ครูใหท้ ำแบบฝึกหดั ท่ี 5.1 ,5.2

ขน้ั สรปุ ( 50 นาที )
1. ครูใหส้ ง่ แบบฝึกหดั
2. ครูเฉลยแบบฝกึ หัด
3. ครูสรปุ เนอื้ หาเพิ่มเติม

6. สื่อการเรยี นการสอน/การเรียนรู้

6.1 ส่ือสง่ิ พิมพ์
1. หนังสอื งานสันดาปภายใน
2. เอกสารประกอบการสอน
3. แบบฝกึ หดั 3 ขอ้

6.2 สื่อโสตทศั น์
-

6.3 ส่ือของจรงิ
-

7. แหล่งการเรยี นการสอน/การเรียนรู้

7.1 ภายในสถานศึกษา
1. ตกึ วทิ ยบริการ
2. หอ้ งสมดุ ชมรมวชิ าชพี ช่างยนต์
3. หอ้ ง Internet ชา่ งยนต์

7.2 ภายนอกสถานศกึ ษา
- ร้าน Internet

8. งานท่มี อบหมาย

8.1 ก่อนเรยี น
-

8.2 ขณะเรยี น
- ให้ผู้เรียนจดคำอธิบาย ประกอบการบรรยายของครู
- ให้ผเู้ รียนทำแบบฝกึ หัด

8.3 หลังเรียน
- ให้ผู้เรียนเฉลยแบบฝึกหดั
- ใหผ้ เู้ รยี นไปศึกษา เร่ือง กฎของเทอรโ์ มไดนามิกส์ มาลว่ งหนา้

9. ผลงาน/ชนิ้ งาน ท่ีเกดิ จากการเรียนร้ขู องผู้เรยี น

-

10. เอกสารอา้ งอิง

ชนะชยั กสภิ าร์. เครอ่ื งยนตส์ ันดาปภายใน. พิมพ์ครัง้ ท่ี8, กรงุ เทพฯ: โรงพิมพ์ชวนพิมพ์
มนตรี พริ ุณเกษตร. เทอร์โมไดนามิกส์.พิมพค์ ร้ังท่ี2, กรงุ เทพฯ: วทิ ยพ์ ัฒน์
รุ่งสรุ ีย์ ใจเข่ือนแก้ว. เคร่อื งยนตส์ ันดาปภายในและภายนอก. พิมพ์คร้งั ที่7, กรุงเทพฯ: ซเี อด็ ยูเคชน่ั
วินิจ นวิ าศะบุตร. การวเคราะการสนั ดาป. พิมพ์ครง้ั ที่7, กรุงเทพฯ: โรงพิมพเ์ จรญิ ธรรม, 2527

11. การบูรณาการ/ความสมั พันธก์ บั รายวชิ าอืน่

วิชา เทอรโ์ มไดนามิกส์ เรื่อง กฎทางเทอร์โมไดนามกิ ส์

12. หลกั การประเมินผลการเรียน

12.1 ก่อนเรียน
- สงั เกตจากคำถาม ของผ้เู รียน

12.2 ขณะเรียน
- สังเกตจากคำถาม ของผูเ้ รียน

12.3 หลังเรียน
- แบบฝกึ หดั

13. รายละเอยี ดการประเมินผลการเรยี น

13.1 คะแนนระหวา่ งภาคเรยี น ร้อยละ 80 ได้จาก

- ผลจากแบบทดสอบหลังเรียน รอ้ ยละ 20

- ผลจากใบงาน ร้อยละ 20

- ผลจากการปฏิบัติงานกล่มุ รอ้ ยละ 30

- ผลจากแบบฝกึ หัด ร้อยละ 10

13.2 คะแนนคณุ ธรรมและ จริยธรรม รอ้ ยละ 20 ได้จาก

- ความตรงตอ่ เวลา รอ้ ยละ 5

- ความมรี ะเบียบ วนิ ยั รอ้ ยละ 5

- ความรบั ผิดชอบ รอ้ ยละ 5

- ความซอ่ื สัตย์ ร้อยละ 5

การประเมินผล นำคะแนนที่ได้จากการวัดผลมาประเมิน โดยยึดหลักเกณฑ์การประเมินผลของ
วทิ ยาลัยเทคนิคพงั งาซง่ึ กำหนดดังน้ี

อตั ราคะแนน ระดับคะแนน

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 3.2
วชิ า งานสนั ดาปภายใน สอนคร้ังท่ี 4 หนา้ 1
ชื่อหน่วย กระบวนการเปล่ียนแปลงต่างๆในระบบปดิ จำนวน 3 ช่ัวโมง

3.กระบวนการอุณหภูมิคงท่ี
ก๊าซมีความดนั สงู บรรจุในกระบอกสูบ เม่ือลกู สบู เล่อื นออกก๊าซจะมีความดนั ตำ่ ลง ขณะเดียวกัน

อุณหภูมกิ ็ลดลงดว้ ย ถา้ จะรกั ษาอุณหภมู ใิ หค้ งท่ี จะต้องให้ความร้อนกับก๊าซอยา่ งสม่ำเสมอต่อเน่อื ง เพื่อ
รกั ษาอุณหภูมใิ ห้เท่ากับจดุ เร่ิมตน้ เช่นเดยี วกนั ในกรณีกา๊ ซถูกอดั ตวั ท่ีอุณหภูมคิ งท่ี จะต้องถา่ ยเทความร้อน
ออกจากก๊าซอยา่ งต่อเนอ่ื งระหว่างกระบวนการ

จากกฎของก๊าซสมบรู ณ์ = คงท่ี
P = RT

เม่อื เปน็ กระบวนการอุณหภมู ิคงท่ี P = RT
ดงั นัน้ P = คงท่ี หรอื P = C

P11 = P22 = P33 =

P
1

P = C

2



จากรูปเป็นการขยายตวั ของก๊าซแบบอุณหภูมคิ งท่ี งานทีไ่ ด้ หาจากพืน้ ท่ีแรเงาใต้เส้นโคง้ มคี ่าเทา่ กับ

1W2 = 12 pd =c
ในกรณที ่ี P = 
C หรือ P
1W2 = = C [ln ]2V1
 2 C d
1 

1W2 = C ln 2
1

แผนการสอน หนว่ ยท่ี 3.2
วิชา งานสนั ดาปภายใน สอนครัง้ ท่ี 4 หนา้ 2
ชื่อหนว่ ย กระบวนการเปลีย่ นแปลงต่างๆในระบบปิด จำนวน 3 ชั่วโมง

ค่า C สามารถเขยี นเปน็ P1 1 หรอื P2 2 เพราะ P1 1 = P2 2 = C

1W2 = P1 1 ln 2
P2 2 1
หรือ 1W2 =
สำหรับกา๊ ซ m มวล ln 2
1

1W2 = P1 1 ln 2
1
P1
เนือ่ งจาก P1 1 = P2 2 ดังน้นั 2 = P2
1
P1
1W2 = P1 1 ln P2 ……………………….*

หรือ

1W2 = P2 2 ln P1 ……………………….**
P2

จาก P1 1 = mRT1 และ P2T2 = mRT2 ดังนนั้ V2
V2 V1
1W2 = P1 1 ln V1 = mRT1 ln = mRT1 ln
= mRT2 ln
P1 …….***
P2
V2 V2
หรอื 1W2 = P2 2 ln V1 = mRT2 ln V1

P2 ……****
P2
1 Q2 = U2 – U1 + 1W2
จากกฎข้อทีห่ นึง่ mCv (T2 – T1)

U2 – U1 =

U2 – U1 = 0 เพราะ T2 = T1
ดงั น้ัน 1 Q2 = 1W2 …..…………………….*****

แผนการสอน หนว่ ยที่ 3.2
วชิ า งานสนั ดาปภายใน สอนครัง้ ท่ี 4 หนา้ 3
ชอ่ื หนว่ ย กระบวนการเปลีย่ นแปลงต่างๆในระบบปิด จำนวน 3 ชว่ั โมง

ตวั อยา่ ง 3.1

กา๊ ซไนโตรเจนมีมวล 1 kg มีนำ้ หนกั โมเลกุล 26 kg/kg mole ถูกอัดตัวที่อณุ หภมู ิคงทจ่ี าก

1.01 bar และ 20oC เป็น 4.2 bar จงคำนวณหางานและความร้อนถ่ายเทระหว่ากระบวนการ

สมมติวา่ ไนโตรเจนเปน็ กา๊ ซสมบูรณ์ P แทนค่าในสตู ร m = 1kg

4.2 M = 26 kg/kg mole
T = 20+273 K

P = C P = 1.01bar
P = 4.2 bar

1.01

วธิ ที ำ 
R
= R0 = 8.314 =0.297 kJ/kg.k
M 28
P1
1W2 = RT ln P2

= 0.297 kJ/kg.K (273+20)K = 1.01 bar
4.2

= -124 kJ (งานเขา้ )

จาก 1 Q2 = 1W2 เพือ่ เป็นกระบวนการอณุ หภมู คิ งที่
1 Q2 = 1W2 = -124 kJ

เครอื่ งหมายเป็นลบแสดงว่า ความรอ้ นถ่ายเทออก

แผนการสอน หน่วยท่ี 3.2
วชิ า งานสนั ดาปภายใน สอนครัง้ ท่ี 4 หนา้ 4
ชื่อหนว่ ย กระบวนการเปลี่ยนแปลงต่างๆในระบบปิด จำนวน 3 ชว่ั โมง

4.กระบวนการอะเดยี บาติก
เป็นกระบวนการท่ไี มม่ กี ารถา่ ยเทความร้อนเข้าออกจากระบบ ซงึ่ จะมีฉนวนห้มุ เอาไวเ้ ปน็ อย่างดี

การเปลีย่ นแปลงกระบวนการแบบนี้จะเป็นไปตามสมการ P = คงท่ี

P11 = P2  
2

P1  2    2  
P2 1 1
หรอื = = …………………………….*

จาก P = RT  P = RT


แทนค่าใน P11 = P2 
2
RT1 RT2
1 1 = 2  
2

T11 = T2  
2

1 2

T11−1 = T2  −2
2

T2 T1 =  2  =  V2  ……………………………..**
T2 1 V1

แผนการสอน หนว่ ยที่ 3.2

วชิ า งานสันดาปภายใน สอนครง้ั ที่ 4 หนา้ 5

ชือ่ หนว่ ย กระบวนการเปลย่ี นแปลงตา่ งๆในระบบปิด จำนวน 3 ช่ัวโมง

เชน่ เดยี วกนั ถ้า P = RT   = RT
P
 
P1  RT1 = P2  RT2
P1 P2

P1 T1 = P2 T2
P1 P2

T1 = T2
P1−1 P2−1
−1
 T1  =  P1
T2 P2
−1

T1 =  P1   ……………………………***
T2 P2
1 Q2 = U2 – U1 + 1W2
จากกฎข้อทห่ี นึง่

สำหรบั กระบวนการอะเดยี บาตดิ 1 Q2 = 0
1W2 = - (U2 – U1)
1W2 = - Cv (T2 – T1)
R
และ Cv =  −1

1W2 = - R (T2 T1)
 −1
(P2 2 - P1 1 )
1W2 = - −1 เม่ือ P = RT

= (P1 1 - P2 2 )
 −1
(P1 1 - P2 2 ) mr(T1 − T2 )
หรือ 1W2 = -  −1 =  −1 ………………… ****

แผนการสอน หน่วยที่ 3.2
วชิ า งานสนั ดาปภายใน สอนครง้ั ที่ 4 หน้า 6
ชอ่ื หนว่ ย กระบวนการเปลี่ยนแปลงต่างๆในระบบปดิ จำนวน 3 ชั่วโมง

P

P = C

งานทีเ่ กิดขนึ้ จากกระบวนการอะเดียบาติด ถ้าหาจากพ้นื ที่แรเงาใตเ้ สน้ โค้งในกราฟไดด้ ังน้ี

1W2 =  2 pd
1

เมอ่ื P = C
P=
1W2 = C
1W2 =
 c
= 
 2 d
1

C 12 d

2
C   −+1  1 = C 2 −+1 − 1−+1 
 −  − 
 +1 1

= C  2 −+1 − 1−+1 
−1 


และคา่ C สามารถแทนไดด้ ้วย P11 หรอื P2  
2
P1111− − P2212−
1W2 =  −1

= P11 − P22
 −1
P1V1 − P2V2
หรือ =  −1 ………………..*****

แผนการสอน หน่วยท่ี 3.2
วิชา งานสันดาปภายใน สอนคร้ังท่ี 4 หนา้ 7
ชอื่ หน่วย กระบวนการเปล่ยี นแปลงต่างๆในระบบปดิ จำนวน 3 ชัว่ โมง

ตวั อย่าง 4.1

อากาศทค่ี วามดนั 1.02 bar และอณุ หภูมิ 25oC มีปริมาตรเริ่มตน้ บรรจุในกระบอกสบู เทา่ กับ

0.015 m3 ถกู อัดตัวแบบอะเดียบาตคิ จนมคี วามดนั เปน็ 6.8 bar จงคำนวณหา

ก. อณุ หภมู สิ ดุ ท้าย P1 = 1.02 bar

ข. ปรมิ าตรสดุ ท้าย V = 0.015 m3

ค. งานทีใ่ ช้ในการอัดอากาศ เม่อื =1.4 T = 25+273 K

วธิ ีทำ P2 = 6.8 bar
หาอุณหภมู สิ ุดทา้ ย
−1
T2 =
จาก T1 =  P1  
= T2 P2
T= −1

T1  P2  
P1
1.4−1
6.8
(273 + 25)K x  1.02  1.4 bar

507.5 K

t = (507.5 - 273) = 234.5oC

หาปริมาตรสุดทา้ ย

 1

จาก P1 =  V1  V2 =  P1  
P2 V2 V1 P2
1

V2 = V1  P1  
P2
1
1.02
= 0.015m3  6.8  1.4 bar
=
0.00388 m3