หน่วยการเรียนรู้ที่ 3 ความร้อนและแก๊ส

แผนการ
จัดการเรียนรู้

กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

รายวิชา ฟิสิกส์เพิ่มเติม (ว 30204)
หน่วยการเรียนรู้ที่ 3 ความร้อนและแก๊ส

ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6

นางสาวเกตศรา ก้องเวหา

ตำเเหน่ง : นักศึกษาฝึกประสบการณ์วิชาชีพครู
รหัสนักศึกษา 61100143115
สาขาวิชาวิทยาศาสตร์(ฟิสิกส์)

โ ร ง เ รี ย น วั ง ส า ม ห ม อ วิ ท ย า ค า ร

สำนักงานเขตพื้นที่การศึกษามัธยมศึกษาอุดรธานี เขต 20

ภาคเรียนที่ 1 ปีการศึกษา 2565



แผนการจัดการเรียนรู้

วิชา ฟิสกิ ส์เพมิ่ เตมิ ว30204
กล่มุ สาระการเรียนร้วู ทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี
ระดับช้ันมัธยมศกึ ษาปที ี่ 6 โรงเรยี นวังสามหมอวิทยาคาร

นางสาวเกตศรา ก้องเวหา
รหัสนกั ศึกษา 61100143115
นักศึกษาฝกึ ประสบการณ์วิชาชีพครู สาขาวิชาวิทยาศาสตร(์ ฟิสกิ ส)์

การศึกปฏิบตั ิการสอนในสถานศึกษา 1
รหัสวชิ า ED18501 (INTERNSHIP IN SCHOOL 1)

คณะครศุ าสตร์ มหาวทิ ยาลัยราชภัฏอุดรธานี
ภาคเรยี นที่ 1 ปีการศึกษา 2565

ก

คำนำ

แผนการจดั การเรยี นรู้ รายวิชาฟิสิกส์ รหสั วิชา ว30204 ชัน้ มัธยมศึกษาปที ี่ 6 เล่มน้ี จัดทำขึ้นเพือ่ เป็น
แนวทางในการจัดการเรียนการสอนให้มีประสิทธิภาพ และให้นักเรียนบรรลุตามมาตรฐานการเรียนรู้/ผลการ
เรียน ที่กำหนดไว้ในหลักสูตรแกนกลางการศกึ ษาขั้นพืน้ ฐานพุทธศักราช 2551 (ฉบับปรับปรุง 2560) ผู้จัดทำ
จึงศกึ ษาสาระการเรียนรู้ เทคนิค วธิ ีการสอน การวัดและประเมินผล มาจดั ทำแผนการจัดการเรียนรูค้ รั้งนี้

แผนการจดั การเรยี นรใู้ นเลม่ นี้ ประกอบไปดว้ ย คำอธบิ ายรายวิชาฟิสิกส์ โครงสรา้ งรายวชิ า โครงสรา้ ง
กำหนดการสอน แผนการจัดการเรียนรู้หน่วยการเรียนรู้ที่ 3 เรื่อง ความร้อนและแก๊ส เพื่อให้ผู้เรียนบรรลุ
มาตรฐานการเรยี นรไู้ ดเ้ ตม็ ศักยภาพอยา่ งแท้จริง

จึงหวังเป็นอย่างยิ่งว่าเผนการจัดการเรียนรู้ฉบับนี้ จะสามารถนำไปใช้ประกอบการจัดการเรียนการ
สอนรายวิชาวทิ ยาศาสตร์ นำไปสกู่ ารพฒั นาท่ถี กู ต้องและเกดิ ผลแก่ผเู้ รียนเปน็ อย่างดี

เกตศรา ก้องเวหา
16 ตุลาคม 2565

สารบัญ ข

เรอ่ื ง หนา้
คำนำ ก
สารบญั ข
หน่วยการเรียนรู้ที่ 3 ความร้อนและแก๊ส
แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 12 เรอ่ื ง อุณหภมู ิ และความจคุ วามรอ้ นจำเพาะ 1
แผนการจดั การเรียนรู้ท่ี 13 เรื่อง ความร้อนแฝง การถา่ นโอนความร้อน 22
แผนการจัดการเรยี นรู้ที่ 14 เรอ่ื ง แบบจำลองแก๊สอดุ มคติ 43
แผนการจัดการเรยี นรู้ที่ 15 เรื่อง กฎของแกส๊ อดุ มคติ 58
แผนการจัดการเรียนรู้ที่ 16 เรื่อง ความสัมพนั ธ์ระหวา่ งความดนั และอัตราเร็วอารเ์ อ็มเอส 75
แผนการจัดการเรียนรู้ท่ี 17 เรอ่ื ง ความสัมพนั ธร์ ะหวา่ งพลังงานจลน์เฉลี่ยกบั อณุ หภมู ิ 96
แผนการจดั การเรียนรู้ที่ 18 เรื่อง ความสัมพนั ธร์ ะหว่างอตั ราเรว็ อารเ์ อ็มเอสกับอณุ หภมู ิ 107
แผนการจดั การเรยี นรู้ท่ี 19 เรื่อง พลงั งานภายในระบบ 118
แผนการจดั การเรยี นรู้ที่ 20 เรื่อง งานท่ีทำโดยแกส๊ 132

ค

หน่ายการเรียนรทู้ ี่ 3 ความร้อนและแกส๊

1

แผนการเรยี นรู้ท่ี 12

หน่วยการเรียนรทู้ ี่ 3 ความร้อนและแก๊ส เร่ือง อุณหภมู ิ และความจุความร้อนและความร้อนจำเพาะ

รหัสวชิ า ว 30204 รายวิชา ฟิสกิ ส์เพ่ิมเติม 4 ชั้นมัธยมศกึ ษาปีท่ี 6

กลุม่ สาระการเรียนรู้ วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ภาคเรยี นท่ี 1 ปกี ารศึกษา 2565

เวลา 2 ชั่วโมง ผ้สู อน นางสาวเกตศรา ก้องเวหา

1. สาระสำคัญ
เขา้ ใจความสมั พันธ์ของความร้อนกับการเปลี่ยนอุณหภูมิและสถานะของสสาร สภาพยดื หยุ่นของวัสดุ

และมอดุลสั ของยัง ความดันในของไหล แรงพยุงและหลักของอาร์คิมีดสี ความตึงผิวและแรงหนืดของของเหลว
ของไหลอุดมคติละสมการแบร์นูลลี กฎของแก๊ส ทฤษฎีจลน์ของแก๊สอุดมคติ และพลังงานในระบบ ทฤษฎี
อะตอมของโบร์ ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก ทวิภาวะของคลื่นและอนุภาค กัมมันตภาพรังสี แรงนิวเคลียร์
ปฏิกิริยานิวเคลียร์ พลังงานนวิ เคลียร์ ฟิสกิ ส์อนุภาค รวมทั้งนำความรู้ไปใชป้ ระโยชน์

2. ผลการเรยี นรู้
อธิบายและคำนวณความรอ้ นที่ทำให้สสารเปล่ียนอุณหภูมิ ความร้อนที่ทำให้สสารเปลีย่ นสถานะและ

ความรอ้ นท่ีเกิดจากการถา่ ยโอนตามกฎการอนุรกั ษ์พลงั งาน

3. จุดประสงคก์ ารเรยี นรู้
3.1 ดา้ นความรู้ (K)
1) นกั เรยี นบอกระดับความร้อนของวตั ถดุ ้วยอุณหภูมใิ นหน่วยองศาเซลเซยี สและเคลวินได้
2) นักเรียนอธิบายความสมั พันธ์ระหวา่ งการเปลยี่ นอุณหภูมกิ บั ความจุความรอ้ น ความร้อน
จำเพาะได้
3.2 ดา้ นกระบวนการ (P)
1) นกั เรียนคำนวณหาปริมาณตา่ งๆ ที่เก่ียวข้องได้
3.3 ด้านคณุ ลกั ษณะ (A)
1) ใฝเ่ รยี นรู้และมุ่งม่ันในการทำงาน

4. สาระสำคัญ
อุณหพลศาสตร์ (thermodynamics) เป็นการศึกษากระบวนการเปลี่ยนแปลงระหว่างความรอ้ น และ

พลังงานกล ระดบั ความร้อนของวตั ถุสามารถระบุได้ด้วยอณุ หภมู ิ (temperature) อปุ กรณ์ท่ีใชว้ ัดอณุ หภมู ิ เรยี กว่า
เทอร์มอมิเตอร์ (thermometer) หน่วยวัดอุณหภูมิที่ใช้ทั่วไปคือ องศาเซลเซียส (degree Celsius, °C) แต่
การศึกษาในวิชาอุณหพลศาสตร์ใช้อุณหภูมิในหน่วย เคลวิน (Kelvin, K) ซึ่งบางครั้งเรียกว่า อุณหภูมิสัมบูรณ์
(absolute temperature)

2

เมือ่ สสารได้รบั หรือคายความร้อน สสารอาจมีอณุ หภมู ิเปลี่ยนไปหรืออาจเปลี่ยนจากสถานะหน่ึงไปอีก
สถานะหนึ่งโดยอุณหภูมิไม่เปลี่ยนแปลง กรณีท่ีสสารมีอุณหภูมิเปลี่ยนไป อัตราส่วนระหว่างความร้อนที่ให้แก่
สารต่ออุณหภูมิเพ่ิมขึ้น เรียกว่า ความจุความร้อน (heat capacity, C) ส่วนความจุความร้อนต่อหนึ่งหน่วย
มวลจะขึ้นกับสารแต่ละชนิด เรียกว่า ความร้อนจำเพาะ (specific heat, c) ความร้อนที่ทำให้สสารเปลี่ยน
อุณหภูมิคำนวณได้จากสมการ = กรณีที่สสารเปลี่ยนสถานะหนึ่งไปอีกสถานะหนึ่ง โดย
อุณหภูมิไม่เปลี่ยนแปลงความร้อนที่ใช้ในการเปลี่ยนสถานะของสารหนึ่งหน่วยมวล เรียกว่า ความร้อนแฝง
(latent heat, L) ความรอ้ นท่ีทำใหส้ สารเปลย่ี นสถานะคำนวณได้จากสมการ =

5. สาระการเรียนรู้
5.1 ความรู้

อุณหภูมิ
ธรรมชาติได้สร้างให้มนุษย์สามารถรับรู้ความร้อนของสิ่งต่าง ๆ รอบตัว เพื่อให้สามารถ
หลีกเลี่ยงและป้องกันอันตรายที่อาจเกิดขึ้นกับร่างกายเม่ือสัมผัสสิ่งที่ร้อนหรือเย็น ตัวอย่างการรับรู้
ความร้อนของร่างกายมนุษย์ เช่น หากนำภาชนะใส่น้ำมา 3 ใบ ภาชนะสีฟ้าใส่น้ำเย็น ภาชนะสีเขียว
อ่อนใส่น้ำอุ่น และภาชนะสีชมพูใส่น้ำร้อนที่ไม่ร้อนจนเกินกว่าจะแช่มือไว้ได้ เมื่อจุ่มมือข้างหนึ่งลงไป
ในภาชนะสีฟ้าจะรับรู้ได้ว่าเป็นน้ำเย็น และจุ่มมืออีกข้างหนึ่งลงไปในภาชนะสีชมพูก็จะรับรู้ได้ว่าเป็น
น้ำร้อน ดังรูป 16.1 ก. อย่างไรก็ตาม การรับรู้ความร้อนของร่างกายมนุษย์ก็มีข้อจำกัด เช่น หากแช่
มือทั้งสองในน้ำเย็นและน้ำรอ้ นเปน็ ระยะเวลาประมาณ 2 นาที แล้วนำมือท้ังสองลงไปแซในภาชนะสี
เขียวออ่ นพร้อมกัน ดังรูป 16.1 ข. มือท้งั สองข้างจะรสู้ ึกแตกต่างกัน ทำใหไ้ ม่สามารถบอกได้ว่า น้ำใน
ภาชนะนน้ั รอ้ นหรือเยน็

รปู 16.1 การรบั รคู้ วามร้อนด้วยประสาทสมั ผสั

การรบั รู้ความร้อนของสิง่ ต่าง ๆ จากประสาทสัมผัสทำให้ทราบว่าความร้อนของวัตถุสามารถ
เปรยี บเทยี บไดโ้ ดยใชร้ ะดับความร้อน เช่น น้ำในภาชนะสีชมพูมีระดบั ความร้อนมากกวา่ น้ำในภาชนะ
สีฟ้าอย่างไรก็ตาม เราไม่อาจใช้ประสาทสัมผัสจากความรู้สึกร้อนหรือเย็นของร่างกายเป็นเครื่องวัด
ระดับความร้อนได้เสมอไปเพราะการรับรู้ทางประสาทสัมผัสเป็นสิ่งที่ไม่แน่นอน และประสาทสัมผัส
ของมนษุ ย์ไม่สามารถบอกระดบั ความร้อนของสง่ิ ต่าง ๆ ไดอ้ ย่างแม่นยำ ดังเชน่ ในกรณีการจุ่มมือลงใน

3

น้ำอนุ่ มือที่แซ่น้ำเย็นมาก่อนจะรู้สึกว่าน้ำในภาชนะสเี ขียวอ่อนเป็นนำ้ ร้อน แต่มือท่ีแซ่น้ำร้อนมาก่อน
จะร้สู กึ วา่ น้ำในภาชนะสเี ขยี วอ่อนเป็นน้ำเยน็ ในการศึกษาเกย่ี วกบั เร่ืองความร้อน นักวิทยาศาสตร์จึง
จำเป็นต้องค้นหาวิธีการวัดระดับความร้อนและหามาตรฐานในการบอกระดับความร้อนขึ้น จึงเป็น
ที่มาของการบอกระดับความร้อนด้วย อุณหภูมิ (temperature) ของวัตถุนั้น วัตถุที่มีอุณหภูมิสูง
แสดงวา่ มรี ะดับความร้อนมากและวัตถทุ ีม่ อี ุณหภูมิต่ำแสดงว่ามีระดับความรอ้ นน้อย

อุปกรณ์ที่ใช้วัดอุณหภูมิ เรียกว่า เทอร์มอมิเตอร์ (thermometer) เทอร์มอมิเตอร์มีหลาย
ชนิดและเทอร์มอมิเตอรท์ ี่พบในชีวิตประจำวันส่วนใหญ่ทำงานโดยอาศัยสมบัติของสารที่เปล่ียนแปลง
ตามอณุ หภมู ิ เช่น ปรมิ าตร ความตา้ นทานไฟฟ้า และสี เป็นต้น ในอดีตได้มีการกำหนดสเกลอุณหภูมิ
ของเทอร์มอมิเตอร์ไว้หลายอย่าง แต่ในทางวิทยาศาสตร์มีสเกลที่นิยมใช้คือ องศาเซลเซียส และเคล
วนิ โดยมีรายละเอยี ดดงั นี้

1. องศาเซลเซียส (degree Celsius, °C) หรือเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า องศาเซนติเกรด
(degree centigrade) เป็นสเกลวัดที่เกิดจากการวัดอุณหภูมิของน้ำที่ความดัน 1 บรรยากาศ โดย
กำหนดให้จดุ เยอื กแข็งของนำ้ เป็น 0 องศาเซลเซียส และจดุ เดอื ดของนำ้ เป็น 100 องศาเซลเซียส เม่ือ
แบ่งช่วงอุณหภมู ริ ะหวา่ งจดุ เยือกแข็งและจดุ เดือดของน้ำเปน็ 100 ส่วน เทา่ ๆ กันจะไดส้ เกลของส่วน
ทแ่ี บง่ เปน็ สว่ นละ 1 องศาเซลเซียส

2. เคลวนิ (Kelvin, K) เป็นหนง่ึ ในหนว่ ยฐานของระบบเอสไอใชส้ เกลวดั ท่เี กิดจากการวัด
อุณหภูมขิ องน้ำทคี่ วามดัน 1 บรรยากาศ โดยกำหนดให้จดุ เยอื กแขง็ ของน้ำเปน็ 273.15 เคลวนิ และ
จุดเดอื ดของนำ้ เป็น 373.15 เคลวนิ เมอ่ื แบง่ ช่วงอุณหภูมิระหว่างจุดเยือกแข็งและจดุ เดือดของนำ้ เป็น
100 สว่ นเท่า ๆ กนั จะได้สเกลของส่วนท่แี บง่ เปน็ สว่ นละ 1 เคลวิน ซึง่ จะสงั เกตไดว้ า่ ชว่ งอณุ หภูมิ 1
เคลวิน เท่ากับช่วงอุณหภูมิ 1 องศาเชลเชียส ดังรปู 16.2

รูป 16.2 การเปรียบเทยี บสเกลอุณหภูมริ ะหว่างองศาเซลเซียสและเคลวิน
อุณหภูมิในหน่วยเคลวิน เรียกว่า อุณหภูมิสัมบูรณ์ (absolute temperature) และที่
อุณหภูมิ 0 เคลวิน เรียกว่า ศูนย์สัมบูรณ์ (absolute zero) อุณหภูมิดังกล่าว ถือเป็นอุณหภูมิต่ำ

4

ที่สุดในทางทฤษฎีที่เป็นไปได้ของสสาร ซึ่งเป็นอุณหภูมิที่อนุภาคหยุดการเคลื่อนไหวอย่างสิ้นเชิง
อย่างไรก็ตาม สภาวะของสสารทีม่ ีอุณหภมู ศิ ูนยส์ ัมบูรณ์ยงั ไมส่ ามารถทำให้เกิดข้นึ ได้ในห้องปฏิบตั ิการ

ถ้าให้ เป็นอณุ หภูมใิ นหนว่ ยเคลวิน (K) และ เป็นอณุ หภมู ใิ นหนว่ ยองศาเซลเซยี ส (°C)
อุณหภมู ิทงั้ สองมีความสมั พันธด์ ังนี้

= + 273.15

ในการคำนวณโดยทว่ั ไป ท่ไี ม่ต้องการความละเอยี ดมากนัก สามารถใชจ้ ุดเยือกแข็งของน้ำ
เปน็ 273 เคลวิน และได้ความสมั พันธร์ ะหว่างอุณหภมู ิในหนว่ ยเคลวินและอณุ หภมู ิในหน่วยองศา
เซลเซยี สเป็น

= + 273

เนื่องจากช่วงสเกลอุณหภูมิในหน่วยเคลวินมีค่าเท่ากับช่วงสเกลอุณหภูมิในหน่วยองศา
เซลเซยี ส ทำให้อณุ หภูมทิ ่ีเปลี่ยนไปในหน่วยเคลวิน ∆ (K) มคี า่ เทา่ กบั อณุ หภูมิท่ีเปลี่ยนแปลงไปใน
หน่วยองศาเซลเซียส (°C) เช่น วัตถุมีอุณหภูมิเปลี่ยนไปเท่ากับ 10 เคลวิน จะเท่ากับวัตถุมีอุณหภูมิ
เปลีย่ นไป 10 องศาเซลเซยี ส

การเปรียบเทียบอณุ หภมู ิระหวา่ งหน่วยต่างๆ นอกเหนือจากองศาเซลเซียสและเคลวิน เชน่
องศาฟาเรนไฮต์ (Fahrenheit scale, °F) สามารถทำได้โดยเปรียบเทยี บกบั จดุ มาตรฐานคอื จดุ เยือก
แขง็ และจุดเดือดของนำ้ เชน่ กัน สามารถศึกษารายละเอยี ดเพิม่ เติมได้ในภาคผนวก ก

เทอรม์ อมเิ ตอร์ที่ใช้วดั อณุ หภูมมิ หี ลายรูปแบบตามลกั ษณะของการใชง้ าน เช่น เทอร์มอ
มเิ ตอร์สำหรับใชว้ ัดอุณหภมู หิ ้อง เทอรม์ อมิเตอร์วัดอณุ หภูมิของคนไข้ เทอร์มอมเิ ตอรว์ ัดอุณหภมู เิ ตา
อบ เทอร์มอมิเตอร์ชนิดอินฟราเรด ตวั อย่างเทอรม์ อมิเตอร์บางชนิดแสดงดงั รปู 16.3

5

รูป 16.3 เทอรม์ อมเิ ตอร์ชนิดต่าง ๆ
ความจุความร้อนและความร้อนจำเพาะ
เม่อื ให้ความร้อนกบั วตั ถมุ ีอุณหภูมเิ พมิ่ สูงขนึ้ อตั ราส่วนระหวา่ งความร้อนที่ใหก้ ับวตั ถุตอ่
อุณหภมู ทิ ีเ่ พิม่ ข้ึน เรียกว่า ความจุความรอ้ น (heat capacity) ของวัตถุน้นั ซึ่งมคี วามสัมพันธด์ ัง
สมการ


= ∆
โดย คอื ความจุความร้อน มีหนว่ ยเป็น จูลตอ่ เคลวนิ (J/K)
คอื ความร้อนทใ่ี ห้แก่วัตถุ มีหน่วยเป็น จลู (J)
∆ คอื อุณหภมู ทิ ่ีเปลย่ี นแปลงไปเมือ่ ได้รับความร้อน มีหน่วยเปน็ เคลวนิ (K)

ความจุความร้อนเป็นค่าท่ีแสดถงึ ความร้อนที่ทำใหว้ ัตถุมีอุณหภูมิเปลย่ี นไป 1 เคลวิน ซ่ึงเปน็
ค่าท่ไี มพ่ ิจารณาวา่ มวลของวัตถุมีขนาดเท่าใด ในทางปฏิบตั ิเราจะทราบค่าดงั กลา่ วได้จากการทดลอง
อย่างไรกต็ ามเราสามารถอนุมานไดว้ ่า ความจคุ วามร้อนต้องแปรผนั กบั มวลขอวตั ถุ เชน่ ถา้ ให้ความ
รอ้ น 500 จลู กบั น้ำ 1 แก้ว แลว้ ทำให้อณุ หภมู ิของนำ้ เพม่ิ ขึ้น 1 เคลวนิ ดงั นนั้ ถ้าตอ้ งการใหน้ ้ำ 2 แก้ว
มีอณุ หภูมเิ พิ่มข้ึน 1 เคลวนิ ก็ย่อมต้องการความร้อนเท่ากับ 1000 จลู แต่ถา้ หารควานจุดวามร้อน
ด้วยมวลของวัตถคุ ่าทีไ่ ดจ้ ะไม่ขนึ้ กบั มวลของวตั ถุ ความจคุ วามรอ้ นต่อหน่ึงหนว่ ยมวลจะขึ้นกับสารแต่
ละชนดิ เรียกว่า ความร้อนจำเพาะ (specific heat) แทนด้วยสญั ลกั ษณ์ c จะได้


=
โดย คอื ความร้อนจำเพาะ มีหน่วยเป็น จลู ตอ่ กิโลกรมั เคลวิน (J/kg K)
คอื มวลของวัตถุ มีหนว่ ยเป็น กิโลกรมั (kg)
คือ ความจุความร้อน มหี น่วยเป็น จูลต่อเคลวิน (J/K)

แทนคา่ = ในสมการ =

∆

=

∆

หรอื = ∆
หากสารมีอุณหภูมิเพิ่มขึ้น (∆ มีค่าเป็นบวก) จะทำให้ มีค่าเป็นบวก ซึ่งหมายถึงความ
ร้อนถ่ายโอนเข้าสู่สาร ส่วนกรณีสารมีอุณหภูมิลดลง (∆ มีค่าเป็นลบ) จะทำให้ มีค่าเป็นลบ ซ่ึง
หมายถึงความรอ้ นถ่ายโอนออกจากสาร

6

ความร้อนจำเพาะแสดงถึงความร้อนที่ทำให้สารมวล 1 กิโลกรัมมีอุณหภูมิเปลี่ยนแปลงไป

1 เคลวิน ความรอ้ นจำเพาะเปน็ สมบัตเิ ฉพาะของสาร โดยความร้อนจำเพาะของสารบางชนิดแสดงใน

ตาราง 16.1

ตาราง 16.1 ความร้อนจำเพาะของสาราต่าง ๆ (ที่ความดัน 1 บรรยากาศ และอุณหภูมิห้อง

20 °C หรือระบเุ ปน็ อยา่ งอ่ืน)

สาร ความร้อนจำเพาะ (J/kg K)

นำ้ แขง็ (-5 °C) 2100

นำ้ (15 °C) 4186

ไอนำ้ (110 °C) 2010

เอทลิ แอลกอฮอล์ 2400

ไม้ 1700

อะลมู เิ นียม 900

แก้ว 840

ทราย 800

เหลก็ 450

ทองแดง 390

เงนิ 230

ปรอท 140

ตะกวั่ 130

หมายเหตุ : ความรอ้ นจำเพาะสามารถแสดงในหน่วย J/kg K หรอื J/kg °C เนอ่ื งจากมีค่า

เทา่ กัน

ความรอ้ นจำเพาะของสารมคี ่าขน้ึ อยู่กับอุณหภูมิและความดัน แต่โดยทวั่ ไป ความ

รอ้ นจำเพาะของสารเปล่ียนแปลงน้อยมากจึงใหเ้ ปน็ ค่างคงตวั

5.2 กระบวนการ

1) ความสามารถในการสือ่ สาร (อ่าน ฟงั พดู เขยี น)
2) ความสามารถในการคดิ (สังเกต วเิ คราะห์ จดั กลุม่ สรปุ )
3) ความสามารถในการแก้ปญั หา (แสวงหาความรู้)
4) ความสามารถในการใช้ทักษะชีวติ (ความรบั ผิดชอบ)
5) ความสามารถในการใช้เทคโนโลยสี ารสนเทศ (ใชก้ ารสืบคน้ ผา่ นคอมพิวเตอร์)

5.3 คณุ ลกั ษณะและคา่ นยิ ม

ใฝเ่ รียนรูแ้ ละมุ่งม่นั ในการทำงาน

7

6.การบูรณาการกบั ปรชั ญาของเศรษฐกจิ พอเพยี ง
6.1 ความพอเพียง
6.1.1 ความพอประมาณ
ขณะทแ่ี บ่งกลุ่ม นักเรียนต้องประมาณความสามารถของตนเองให้ได้ แลว้ เลือกกลุ่ม

โดยคละความสามารถท่ีหลากหลาย เพ่อื ชว่ ยกนั สบื เสาะหาความรู้ และแบ่งปันความรซู้ ่ึงกันและกนั
ภายในกลุ่มได้

6.1.2 ความมีเหตผุ ล
มีความเขา้ ใจและอธบิ ายเกย่ี วกบั ผลของความรอ้ นทท่ี ำใหส้ ารเปลย่ี นแปลงทางกายภาพ การ

ถา่ ยโอนความร้อน และสมดลุ ความรอ้ น อย่างเป็นเหตเุ ปน็ ผล ถูกตอ้ งตามหลักวิชาการ
6.1.3 การมภี มู ิคมุ้ กันในตัวที่ดี

รูแ้ ละเข้าใจผลของความรอ้ นที่ทำใหส้ ารเปลย่ี นแปลงทางกายภาพ การถา่ ยโอนความรอ้ น และสมดลุ ความร้อน
6.2 คุณธรรมกำกับความรู้

6.2.1 เงอื่ นไขคณุ ธรรม
นกั เรยี นตอ้ งเป็นผู้ทสี่ นใจใฝเ่ รยี นรู้ มีความรับผิดชอบ ซื่อสตั ย์ มุง่ มัน่ อดทน มีวินัย มีเหตุผล

5.2.2 เง่ือนไขความรู้ (รอบรู้ รอบคอบ ระมัดระวงั )
นกั เรียนตอ้ งมีความรอบคอบ มีวนิ ัย มเี หตุผล ในการเรียนรู้ รูจ้ กั เออื้ เฟือ้ เผ่ือแผ่ในการแบ่งปัน

หรอื ถ่ายทอดความร้ใู หแ้ กส่ มาชกิ ในกล่มุ และนอกกล่มุ

7. กิจกรรมการเรยี นรู้
ขนั้ ท่ี 1 ข้นั สรา้ งความสนใจ
1.1 ครูนำเข้าสู่หัวข้อเรื่อง อุณหภูมิ โดยครูจัดกิจกรรมสาธิต แล้วให้นักเรียนร่วมกันทำ
กิจกรรมและสังเกตการรับรู้ความร้อนด้วยประสาทสัมผัสจากการใช้มือจุ่มลงในภาชนะบรรจุน้ำ เย็น
นำ้ อุ่น และนำ้ รอ้ น จากนั้นครูต้งั คำถามให้นักเรยี นตอบ ดงั นี้
1) การรบั รู้ความร้อนของสงิ่ ต่าง ๆ จากประสาทสัมผัสมขี ้อจำกดั อย่างไร
(ครูเปิดโอกาสใหน้ ักเรียนแสดงความคิดเหน็ อย่างอสิ ระ ไม่คาดหวังคำตอบทถี่ ูกต้อง)
1.2 ครูนำเขา้ สหู่ ัวข้อเร่ือง ความจคุ วามร้อนและความร้อนจำเพาะ โดยยกสถานการณ์วัตถุที่
ได้รับความร้อนแล้วมีอุณหภูมิเพิ่มขึ้น เช่น การเผาโลหะต่างชนิดกันที่มีมวลเท่ากัน และยก
สถานการณ์เปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของทรายและน้ำท่ีมีมวลเท่ากัน เมื่อนำไปวางกลางแดดในเวลา
เทา่ กัน จากนัน้ ครูตงั้ คำถามให้นกั เรียนตอบ ดงั นี้
1) เม่อื วตั ถุตา่ งชนิดกันมีมวลเท่ากันและมีอุณหภมู ิเรม่ิ ตน้ เท่ากันได้รับความร้อนใน
ปริมาณเท่ากนั วัตถนุ ี้จะมอี ุณหภูมิเพ่ิมขึน้ เทา่ กนั หรือไม่ เพราะเหตใุ ด
(ครูเปิดโอกาสให้นักเรียนแสดงความคิดเหน็ อย่างอิสระ ไม่คาดหวังคำตอบทถ่ี ูกตอ้ ง)

8

ขัน้ ที่ 2 ขนั้ สำรวจและคน้ หา
2.1 ครใู ห้นกั เรียนศึกษาเกีย่ วกับเทอรม์ อมเิ ตอร์ และการกำหนดสเกลอุณหภูมิของเทอร์มอ

มิเตอร์ ในหนว่ ยองศาเซลเซยี ส และเคลวิน ตามรายละเอยี ดใบความรู้
2.2 ครูนำนักเรียนศึกษาหัวข้อ ความจคุ วามร้อนและความรอ้ นจำเพาะ ตามรายละเอียดใน

ใบความรู้
2.3 ครูนำนักเรียนศึกษาตัวอยา่ ง 1 และ 2 ในใบความรู้ อยา่ งละเอียด
2.4 นักเรยี นตอบคำถามตรวจสอบความเข้าใจ ข้อ 1-2 ลงในสมุดของตนเอง
2.5 นกั เรียนทำแบบฝึกหัด ลงในสมุดของตนเอง

ข้ันท่ี 3 ขน้ั อธบิ ายและลงขอ้ สรุป
3.1 ครนู ำนักเรียนอภิปรายเพอ่ื นำไปสกู่ ารสรุป โดยใชค้ ำถามต่อไปน้ี
1) เหตใุ ดอุณหภมู ทิ เ่ี ปล่ียนไปในหนว่ ยเคลวินจงึ มีคา่ เท่ากับอุณหภูมิที่เปลีย่ นแปลง

ไปในหนว่ ยองศาเซลเซยี ส (แนวการตอบ เนื่องจากช่วงสเกลอุณหภูมิในหน่วยเคลวนิ มคี ่าเทา่ กบั ช่วง
สเกลอุณหภูมใิ นหน่วยองศาเซลเซียส)

2) ความจคุ วามร้อนและความร้อนจำเพาะเหมอื นกนั หรอื ไม่ อย่างไร
(แนวการตอบ ไมเ่ หมอื นกนั โดยที่ความจุความร้อน คือ อตั ราส่วนระหวา่ งความร้อนท่ี
ให้แก่วัตถตุ ่ออุณหภมู ทิ เี่ พ่มิ ขึ้น ซึ่งมคี ่าไมค่ งตัว ส่วนความร้อนจำเพาะ คือ ความจุความร้อนต่อหน่ึง
หนว่ ยมวล และจะมีคา่ คงตัวขึ้นกับสารแตล่ ะชนิด)
3.2 นกั เรยี นและครูร่วมกนั สรุปเนอ้ื หา เรือ่ ง อุณหภมู ิ และความจคุ วามร้อนและความร้อน
จำเพาะ
- ประสาทสมั ผัสของมนษุ ย์ไม่สามารถบอก ระดับความร้อนของสิ่งต่างๆ ได้อย่าง
แมน่ ยำ นกั วทิ ยาศาสตร์จงึ จำเป็นต้องคน้ หาวิธีการวัดระดบั ความร้อน และหามาตรฐานในการบอก
ระดบั ความร้อนขึ้น จงึ เปน็ ทมี่ าของการบอกระดับความร้อนด้วยอุณหภูมขิ องวัตถนุ นั้ วตั ถุท่ีมอี ุณหภูมิ
สงู แสดงว่ามีระดับความร้อนมาก และวตั ถุทีม่ ีอุณหภูมติ ่ำแสดงวา่ มรี ะดับความร้อนน้อย
- เม่ือให้ความร้อนกบั วตั ถุมีอุณหภมู สิ งู ขึน้ โดยวตั ถตุ ่างชนิดกนั แมจ้ ะมมี วลเทา่ กัน
และอุณหภมู เิ ร่ิมต้นเท่ากนั อาจจะมอี ุณหภมู เิ ปลยี่ นแปลงไปไมเ่ ท่ากัน การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมขิ อง
วัตถุเม่ือได้รับความร้อนจงึ ขน้ึ อยกู่ ับชนดิ ของสาร
- ความจคุ วามร้อน คือ อัตราส่วนระหวา่ งความรอ้ นท่ีให้กบั วัตถุต่ออณุ หภมู ทิ ่ี
เพ่ิมขนึ้ ตาม
- ความร้อนทท่ี ำใหว้ ตั ถุนน้ั ๆ มอี ุณหภูมิเปลย่ี นไปในหนึ่งหนว่ ย องศาเซลเซียส
- ความรอ้ นจำเพาะ คือ ความจคุ วามร้อนต่อหนง่ึ หน่วยมวล
- ความร้อนจำเพาะมคี ่าขน้ึ กับสารแต่ละชนิด โดยทว่ี ตั ถุชนดิ เดยี วกนั แตม่ ีมวล
ตา่ งกันจะมีความร้อนจำเพาะเทา่ กันเสมอ แต่อาจมีความจุความร้อนไมเ่ ท่ากัน กลา่ วคือ วตั ถุทม่ี ีมวล

9

มากจะมคี วามจุ ความร้อนมาก ส่วนวัตถุทม่ี ีมวลน้อยจะมีความจุความร้อนน้อย และความร้อนท่ีทำให้
สสารเปลี่ยนอุณหภูมิ จะขน้ึ อย่กู ับชนิดของสารมวล และอุณหภมู ิทีเ่ ปลี่ยนไป

ข้ันที่ 4 ข้นั ขยายความรู้
4.1 ครูใหค้ วามรูเ้ พิ่มเติมเกี่ยวกับเทอร์มอมเิ ตอร์ที่ใชว้ ดั อุณหภูมมิ ีหลายรปู แบบตามลกั ษณะ

ของการใช้งาน ตามใบความรู้

ขนั้ ท่ี 5 ข้นั ประเมินผล
5.1 ครูตรวจการตอบคำถามของนักเรยี นวา่ มคี วามเข้าใจในเนื้อหาหรือไม่
5.2 ครตู รวจสมุดนกั เรียนในการตอบคำถามตรวจสอบความเข้าใจ ขอ้ 1-2
5.3 ครูตรวจสมดุ นกั เรียนในการทำแบบฝกึ หัด

8. สื่อการเรยี นร/ู้ แหล่งเรยี นรู้
8.1 ใบความรู้ เรอื่ ง เทอรม์ อมิเตอร์ที่ใชว้ ดั อณุ หภูมิมีหลายรปู แบบตามลักษณะของการใชง้ าน
8.2 อินเทอรเ์ น็ต
8.3 หอ้ งสมุด

9. การวดั และประเมินผล

จดุ ประสงค์การเรียนรู้ วิธกี ารวัด เคร่ืองมือ เกณฑ์การประเมนิ

ดา้ นความรู้ (K) 1) แบบประเมนิ การ 1) นกั เรียนสามารถ
ทำกิจกรรม ตอบคำถามได้
1) นักเรยี นบอกระดบั ความร้อนของวัตถุ 1) ตรวจสมดุ นักเรยี น 2) คำถามตรวจสอบ ระดบั ดี ผ่านเกณฑ์
ความเขา้ ใจ
ดว้ ยอุณหภูมใิ นหนว่ ยองศาเซลเซียส ในการตอบคำถาม

และเคลวินได้ ตรวจสอบความเขา้ ใจ

2) นักเรยี นอธิบายความสมั พันธ์ระหว่างการ

เปลี่ยนอุณหภูมิกับความจคุ วามร้อน ความ

ร้อนจำเพาะได้

ดา้ นกระบวนการ (P) 1) ตรวจสมุดนกั เรียน 1) แบบประเมนิ การ 1) นักเรียนสามารถ
1) นกั เรยี นคำนวณหาปริมาณต่างๆ ท่ี
เกี่ยวขอ้ งได้ ในการทำแบบฝกึ หัด ทำกจิ กรรม ทำแบบฝึกหัดได้

2) แบบฝกึ หัด ระดบั ดี ผ่านเกณฑ์

10

จุดประสงค์การเรียนรู้ วิธีวัด เคร่อื งมอื เกณฑก์ ารประเมนิ
ด้านคณุ ลักษณะ (A)

1) ใฝเ่ รยี นรู้และมุ่งมั่นในการทำงาน 1) ตรวจสมุดนกั เรียน 1) แบบประเมนิ การ 1) นกั เรยี นทำภาระ
ในการตอบคำถาม ทำกจิ กรรม งานทีไ่ ดร้ บั มอบหมาย
ตรวจสอบความเขา้ ใจ 2) คำถามตรวจสอบ ไดร้ ะดบั ดี ผา่ นเกณฑ์
2) ตรวจสมุดนกั เรียน ความเข้าใจ
ในการทำแบบฝกึ หัด 3) แบบฝกึ หดั

10. เกณฑก์ ารประเมนิ ผลงานนักเรยี น
เกณฑ์การประเมินแบบ Rubrics ของการทำกิจกรรม เรื่อง อุณหภูมิ และความจุความร้อนและความร้อน

จำเพาะ

ประเดน็ การ ค่าน้ำหนกั แนวทางการให้คะแนน
ประเมนิ คะแนน

ด้านความรู้ 3 ตอบคำถามได้ถูกต้องครบถว้ น จำนวน 2 ข้อ

(K) 2 ตอบคำถามไดถ้ ูกต้องครบถ้วน จำนวน 1 ข้อ

1 ตอบคำถามไมถ่ ูกต้องท้ัง 2 ข้อ

ด้าน 3 ทำแบบฝกึ หดั ไดถ้ ูกต้องครบถ้วน จำนวน 2 ข้อ
กระบวนการ 2 ทำแบบฝึกหัดได้ถูกต้องครบถ้วน จำนวน 1 ข้อ

(P)
1 ทำแบบฝึกหดั ไม่ถูกต้องท้งั 2 ข้อ

ดา้ น 3 ทำภาระงานท่ีไดร้ บั มอบหมายเสร็จภายในเวลาทกี่ ำหนด และเรยี บรอ้ ยถูกต้องครบถ้วน
คุณลักษณะ 2 ทำภาระงานที่ได้รับมอบหมายเสรจ็ ภายในเวลาท่กี ำหนด แต่งานยังผดิ พลาดบางสว่ น
1 ทำภาระงานท่ีไดร้ บั มอบหมายเสร็จ แต่ลา่ ชา้ และเกิดข้อผิดพลาดบางส่วน
(A)

ระดบั คะแนน 3 หมายถึง ระดับดมี าก
คะแนน 2 หมายถงึ ระดบั ดี
คะแนน 1 หมายถึง ระดบั พอใช้
คะแนน

11

12

13

14

15

ใบความรู้
เร่อื ง อณุ หภูมิ ความจุความร้อนและความร้อนจำเพาะ

ความร้อน (Heat)

ความร้อนเปน็ พลงั งานชนดิ หน่ึง ซ่งึ สามารถเปลี่ยนมาจากพลงั งานอื่น เช่น พลงั งานกล พลังงานไฟฟา้
พลังงานแสง และสามารถเปลี่ยนเปน็ พลงั งานอน่ื อีกดว้ ย

หน่วยความรอ้ น

1. หนว่ ยมาตรฐาน (SI) จูล J
2. หนว่ ยอืน่ ๆ

- แคลอรี Cal เปน็ พลงั งานความรอ้ นที่ทำใหม้ วล 1 g มีอุณห๓มิเพมิ่ ขน้ึ 1 องศาเซลเซยี ส
- บที ยี ู Btu เปน็ พลงั งานความรอ้ นท่ีทำให้มวล 1 ปอนด์ อุณหภมู ิเพ่ิมขน้ึ 1 องศาฟาเรนไฮต์

1 Cal = 4.186 J
1 Btu = 525 Cal
1 Btu = 1055 J
ระดับความรอ้ น บอกดว้ ย อุณหภมู ิ
อณุ หภมู ิสงู = รอ้ นมาก
อูณหภูมติ ำ่ = ร้อนน้อย
อุปกรณใ์ ชว้ ัดอุณหภมู ิ

อุปกรณ์ใช้วดั อณุ หภมู คือเทอรม์ อมเิ ตอร์ เทอร์มอมเิ ตอร์มีหลายชนิดดังนี้
1) เทอร์มอมิเตอรแ์ บบขดี สเกลสำหรบั วัดอณุ หภูมทิ ั่วไป
เทอร์มอมิเตอร์แบบขีดสเกลสำหรับวัดอุณหภูมิทั่วไปนิยมใช้ เทอร์มอมิเตอร์ที่มีของเหลว

เช่น ปรอทหรือแอลกอฮอล์บรรจุในหลอดแก้วปิด (ดังรูป) เทอร์มอมิเตอร์รูปแบบนี้วัดอุณหภูมิโดยอาศัยการ
หดและขยายตัวของของเหลวเมือ่ ได้รับความร้อน สามารถใช้วัดอณุ หภูมขิ องสารท่มี สี ภาพเป็นกรดหรอื ดา่ งไดด้ ี

รูปเทอรม์ อมเิ ตอรแ์ บบ ขีดสเกลสำหรับวัดอณุ หภมู ิทั่วไป

16
2) เทอรม์ อมเิ ตอร์แบบขดี สเกลสำหรับวดั อุณหภูมิสงู สดุ และต่ำสดุ

เทอร์มอมิเตอร์แบบขีดสเกลสำหรบั วัดอุณหภูมสิ ูงสุดและต่ำสดุ มชี ื่อเรียกว่า Six's thermo-
meter ประกอบด้วยหลอดแก้วรูปตัวยู ซึ่งมีปรอทบรรจุอยู่ภายใน เหนือปรอทแต่ละด้านจะมีแท่งบันทึก
อุณหภูมิที่ทำจากโลหะ เหนือปรอทด้านอุณหภูมิต่ำสุดที่อยู่ทางด้านซ้ายจะบรรจุแอลกอฮอล์ จนเต็ม ส่วน
เหนือปรอทด้านอุณหภูมิสงู สุดที่อยู่ทางด้านขวาจะบรรจแุ อลกอฮอลบ์ างสว่ นทำให้มี ส่วนที่เปน็ สุญญากาศอยู่
ดว้ ยบริเวณดา้ นหลงั หลอดแก้วรปู ตัวยูจะมแี ถบแม่เหลก็ (ดงั รปู )

รูปส่วนประกอบของเทอร์มอมเิ ตอรแ์ บบขีดสเกลสำหรับวัดอณุ หภมู สิ ูงสดุ และตำ่ สดุ
การอ่านอุณหภูมสิ งู สุดและตำ่ สุดให้อ่านที่ปลายล่างของแทง่ บันทึกอุณหภูมทิ ี่อย่ใู นแถบสเกลด้านหน่ึง
จะแสดงอุณหภูมิต่ำสุด และอีกด้านหนึ่งจะแสดงอุณหภูมิสูงสุด เทอรม์อมิเตอร์นี้เหมาะกับใช้ในการศึกษา
สภาพอากาศ (weather) เพอื่ บนั ทกึ อณุ หภมู ิต่ำสุด และสูงสุดในแต่ละวนั

รูปแท่งบนั ทึกอุณหภูมแิ ละปุ่มเร่มิ ต้น
3) เทอร์มอมิเตอรแ์ บบขดี สเกลและแบบดจิ ิทัลสำหรบั วดั ไข้

รูปเทอรม์ อมเิ ตอรส์ ำหรบั วัดไข้

17
เทอร์มอมิเตอร์แบบขีดสเกลและแบบดิจทิ ัลสำหรับวัดไข้ (ดังรูปด้านบน) นิยมใช้วัดอุณหภมู ิ
ตามส่วนต่าง ๆ ของร่างกาย เช่น ช่องปาก รักแร้ และทวารหนัก สำหรับเทอร์มอมิเตอร์วัดไข้แบบดิจิทัลจะมี
วงจรไฟฟา้ ช่วยบนั ทึกอณุ หภูมิใหส้ ามารถอ่านค่าอุณหภมู ไิ ด้ แมน้ ำออกมาจากส่ิงทว่ี ัดอุณหภูมิ
4) เทอร์มอมิเตอรแ์ บบแถบสำหรบั วดั ไข้

รปู เทอรม์ อมิเตอร์แบบแถบสำหรบั วัดไข้
เทอร์มอมิเตอร์แบบแถบสำหรับวัดไข้ (ดังรูปด้านบน) อาศัยการทำงานของผลึกเหลวที่ไวตอ่
ความร้อน (heat-sensitive [thermochromic] liquid crystals) ที่เปลี่ยนสีตามอุณหภูมิ วิธีการวัดอุณหภูมิ
ทำได้โดยทาบแถบเทอร์มอมิเตอร์ลงบนหน้าผากแล้วกดเบา ๆ ประมาณ 15 วินาที แถบสีจะค่อย ๆ ปรากฏ
ตามระดับความร้อนของสิ่งที่ต้องการวัดจนกระทั่งไม่เปลี่ยนแปลงแถบสี สุดท้ายที่ปรากฏจะเป็นคา่ อุณหภมู ิที่
ตอ้ งการวดั (ดังรูปด้านล่าง) อยา่ งไรกต็ าม การวดั อณุ หภูมแิ บบนม้ี ี ความคลาดเคลื่อนสูงมาก
5) เทอรม์ อมเิ ตอร์แบบอินฟราเรด
วัดอุณหภูมจิ ากการแผ่รังสีของวตั ถุทมี่ ีความร้อนเชน่ เดยี วกับการแผร่ งั สขี องวัตถุดำ (black
body radiation) เหมาะสำหรับการวัดอุณหภมู ิ สง่ิ ของโดยไม่จำเป็นต้องสัมผสั กับสงิ่ ของนนั้ ๆ เชน่ สงิ่ ของที่
บอบบาง แตกหกั ง่าย หรอื เป็นอนั ตรายหาก ต้องเข้าใกล้ (ดงั รูป)

รปู เทอร์มอมิเตอรแ์ บบอนิ ฟราเรด

18
6) เทอรม์ อมเิ ตอร์แบบขดี สเกลโดยใชข้ ดลวดโลหะประกบสำหรับวัดอุณหภูมิทว่ั ไป และสำหรบั
วัดอุณหภูมิภายในวตั ถุ

เทอร์มอมิเตอร์แบบขีดสเกลโดยใช้ขดลวดโลหะประกบสำหรับวัดอณุ หภูมิทั่วไป (ดังรูปซ้าย)
ภายในบรรจุขดลวดทำจากโลหะ 2 ชนิดประกบกนั ท่ีเรยี กวา่ bimetallic coil (ดังรปู ขวา)

วัดอุณหภมู โิ ดยอาศัยความแตกต่างของการหดและขยายตวั ของโลหะ 2 ชนิดเมื่อได้รับความ
ร้อน นิยมใช้ในการวัดอุณหภูมิสิ่งของที่มีพื้นที่จำกัด เช่น ภายในตู้เย็น ภายในเตาอบ เป็นต้น นอกจากนี้ยังมี
การออกแบบให้แท่งโลหะสำหรับสอดเข้าไปวัดอุณหภูมิภายในวัตถุที่ต้องการวัด (ดังรูปด้านล่าง) เช่น การวัด
อณุ หภมู ขิ องเนื้อยา่ ง การวดั อณุ หภมู ขิ องดนิ เปน็ ตน้ แต่เนือ่ งจากส่วนท่ีใช้วัดอณุ หภูมิ ของเทอร์มอมิเตอร์แบบ
น้ีเป็นแทง่ โลหะ จงึ อาจไมเ่ หมาะกบั การวดั อุณหภูมิของสิ่งทม่ี สี ภาพเป็น กรดและดา่ งสงู

รปู เทอรม์ อมิเตอร์แบบขีดสเกลโดยใชข้ ดลวดโลหะประกบสำหรบั วดั อณุ หภมู ภิ ายในวัตถุ

หน่วยที่นยิ มบอกคา่ อุณหภูมิ

องศาเซลเซียส สามารถแบ่งสัดสว่ นเปน็ 100 หน่วยหรอื 100 ชอ่ ง ซ่ึงกค็ ือต้งั แต่ 0 (จุดเยือกแขง็ ) ไป
จนถึง 100 (จดุ เดือด) และใช้สญั ลกั ษณเ์ ปน็ ํC โดยหนว่ ยนเ้ี เป็นที่นยิ มใชอ้ ย่างกวา้ งขวางในประเทศแถบยโุ รป

เคลวิน (Kelvin) โดยเปน็ หน่วยในระบบ SI เขยี นแทนดว้ ย K ซึง่ หนว่ ยนี้มปี ระโยชน์มากสำหรบั
นักวทิ ยาศาสตรใ์ นการคำนวณ เน่อื งจากเปน็ หน่วยวดั ทีเ่ ร่ิมตน้ จากจดุ ศูนย์สมั บรู ณ์ และอุณหภูมิที่ 373 หรอื
373.16 เคลวินจะตรงกบั 100 องศาเซลเซยี ส ส่วนจุดเยือกแขง็ อยู่ที่ค่า 273 หรือ 273.16 เคลวิน ซ่งึ ตรงกับ 0
องศาเซลเซยี ส ดงั นัน้ จาก 273 จนถึง 373 จึงสามารถแบ่งสดั ส่วนเป็น 100 หน่วยหรอื 100 ชอ่ ง เช่นเดยี วกบั
หน่วยวัด "องศาเซลเซียส" พอดี

19

การแปลงหนว่ ยอุณหภูมิ

การแปลงหนว่ ยองศาเซลเซียสเป็นเคลวิน
K = C+273

เช่น อณุ หภมู ิ 37 องศาเซลเซียส เท่ากับก่เี คลวิน
K = C+273
K = 37+273
K = 310

การแปลงหนว่ ยเคลวนิ เป็นองศาเซลเซยี ส
C = K-273

หรือ C = K-273.15
เช่น อณุ หภูมิ 298 เคลวนิ เท่ากับก่ีองศาเซลเซียส

C = K-273
C = 298-273
C = 25

20

ความจคุ วามรอ้ นและความร้อนจำเพาะ

ความจุความร้อน ( heat capacity, C ) หมายถึง ปริมาณความร้อนที่ทำให้ ระบบมีอุณหภูมิ
เปลยี่ นไป 1 หนว่ ย


= T
เมอ่ื Q แทน ปรมิ าณความร้อนหรือพลังงานความร้อน ( cal หรือ J )

C แทน ความจคุ วามรอ้ น ( cal/C หรือ cal/K หรอื J/ C หรือ J/K )

T แทน อุณหภมู ทิ เ่ี ปลี่ยนไป ( K )
ความรอ้ นจำเพาะ ( specific heat , c ) หมายถงึ ปริมาณความร้อนทที่ ำให้วัตถุ1 หน่วย มอี ุณหภูมิ
เปลี่ยนไป 1 หน่วย


=

จะได้ = 

T

 = T
เมอื่ Q แทน ปริมาณความร้อนหรือพลังงานความร้อน ( cal หรือ J )

C แทน ความรอ้ นจำเพาะ (cal/ kgC , cal/kg.K , J/ kgC , J/kgK )
m แทน มวลของวัตถุ ( g หรอื kg )

T คืออณุ หภูมิท่เี ปลีย่ นไป ( K )

ตวั อยา่ งท่ี 1 ความร้อนท่ีทำใหว้ ัตถุหน่ึงซึง่ มีมวล 5 kg มีอณุ หภมู ิเปลยี่ นไป 30 องศาเซลเซยี ส เป็นก่จี ูล เมื่อ
วัตถนุ ี้มีความจุความรอ้ นจำเพาะ 400 J/kg.K

วธิ ีทำ Q = cmT

Q = ( 400 J / kg.K )( 5 kg ) ( 30 K )

Q = 60,000 J

ตอบ ความร้อนท่ีทำให้วตั ถหุ นงึ่ ซง่ึ มมี วล 5 kg มอี ุณหภูมเิ ปลย่ี นไป 30 องศาเซลเซยี สเปน็ 60,000 จูล

21

ตวั อย่างที่ 2 บ่อนำ้ มนี ำ้ มวล 1x106 kg ได้รับพลังงานความร้อนจากดวงอาทติ ย์ตอนกลางวนั ทำให้นำ้ ในบ่อมี
อณุ หภมู ิเพ่ิมขึ้น 2 องศาเซลเซียส นำ้ ในบอ่ ดดู กลนื พลังงานความรอ้ นไวเ้ ท่าใด (ความร้อนจำเพาะของน้ำมคี ่า
เทา่ กบั 4.186 kJ/kg.C)

วิธีทำ Q = cmT

Q = ( 4.186 kJ/kg.C )( 1x106 kg ) ( 2C )

Q = 8.372 x 106 kJ

คำถามตรวจสอบความเข้าใจ

1. เหตใุ ดอณุ หภมู ทิ ีเ่ ปลีย่ นไปในหน่วยเคลวนิ จงึ มีคา่ เท่ากับอณุ หภมู ิทีเ่ ปล่ยี นไปในหน่วยองศาเซลเซยี ส
2. ความจคุ วามรอ้ นและความร้อนจำเพาะเหมือนกนั หรือไม่ อยา่ งไร
3. ในขณะที่ประกอบอาหารภายในห้องครัวโดยใช้ความร้อนจากเปลวไฟ เพราะเหตุใด คนที่อยู่ภายใน

ครัวจงึ ร้สู กึ วา่ ได้รบั ความรอ้ นจากเปลวไฟน้นั
4. การถ่ายโอนความรอ้ นเป็นไปตามกฎการอนุรกั ษพ์ ลงั งานหรือไม่ อยา่ งไร

แบบฝกึ หดั

1. จงเปลี่ยนอุณหภูมิต่อไปนี้

ก. 30 C , -10 C , 110 C และ 12.15 C เปน็ อณุ หภูมิในหนว่ ยเคลวิน

ข. 30 K , 250 K , 330 K และ 373.15 K เปน็ อุณหภูมใิ นหนว่ ยองศาเซลเซยี ส

2. เติมน้ำเย็น 6 องศาเซลเซียส ปริมาณ 400 กรัม ลงไปในแก้ว แล้วใช้เปลวไฟจากตะเกียงลนก้นแก้ว
จนกระทั่งน้ำมีอุณหภูมิเพิ่มขึ้นเป็น 31 องศาเซลเซียส พลังงานความร้อนที่เปลวไฟจากตะเกียงถ่ายเทให้มีค่า
กโิ ลจลู กำหนดใหค้ วามจคุ วามร้อนจำเพาะของนำ้ เท่ากับ 4.2 กิโลจลู ตอ่ กโิ ลกรัมองศาเซลเซยี ส

3. ลูกกระสนุ ปนื ยิงทะลุผ่านก้อนนำ้ แข็งในเวลา 0.4 วนิ าที พบวา่ มีน้ำแข็ง 0.1 กิโลกรัม เปล่ยี นสถานะเปน็ นำ้
0C ถ้าการละลายของนำ้ แขง็ เกิดจากการสญู เสยี พลงั งานของลูกปนื เพยี งอย่างเดยี ว อยากทราบวา่ ลูกปืน
สญู เสยี พลังงานให้น้ำแข็งกก่ี โิ ลจูล/วนิ าที (ความร้อนแฝงจำเพาะของการหลอมเหลวเทา่ กบั 333 kJ / kg)

22

แผนการเรียนร้ทู ่ี 13

หน่วยการเรียนรู้ท่ี 3 ความร้อนและแก๊ส รหัสวิชา ว 30204 รายวชิ า ฟสิ ิกสเ์ พ่ิมเตมิ 4

เรื่อง ความร้อนแฝง และการถา่ ยโอนความรอ้ นและสมดุลความร้อน ชั้นมัธยมศกึ ษาปีที่ 6

กลุ่มสาระการเรยี นรู้ วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ภาคเรยี นที่ 1 ปีการศกึ ษา 2565

เวลา 2 ชั่วโมง ผสู้ อน นางสาวเกตศรา กอ้ งเวหา

1. สาระสำคญั
เข้าใจความสัมพันธ์ของความร้อนกับการเปลยี่ นอณุ หภูมิและสถานะของสสาร สภาพยืดหยุ่นของวัสดุ

และมอดลุ ัสของยงั ความดนั ในของไหล แรงพยุงและหลักของอาร์คิมีดีส ความตึงผิวและแรงหนืดของของเหลว
ของไหลอุดมคติละสมการแบร์นูลลี กฎของแก๊ส ทฤษฎีจลน์ของแก๊สอุดมคติ และพลังงานในระบบ ทฤษฎี
อะตอมของโบร์ ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก ทวิภาวะของคลื่นและอนุภาค กัมมันตภาพรังสี แรงนิวเคลียร์
ปฏิกิรยิ านิวเคลียร์ พลงั งานนวิ เคลยี ร์ ฟิสกิ ส์อนุภาค รวมทง้ั นำความรูไ้ ปใชป้ ระโยชน์

2. ผลการเรยี นรู้
อธิบายและคำนวณความร้อนที่ทำให้สสารเปล่ียนอุณหภูมิ ความร้อนที่ทำให้สสารเปลี่ยนสถานะและ

ความรอ้ นทเ่ี กิดจากการถ่ายโอนตามกฎการอนรุ ักษ์พลังงาน

3. จุดประสงคก์ ารเรยี นรู้
3.1 ด้านความรู้ (K)
1) นกั เรยี นอธิบายการเปล่ยี นสถานะของสสารที่เกี่ยวขอ้ งกับความรอ้ นแฝงได้
2) นักเรยี นอธิบายการถ่ายโอนความรอ้ น สมดุลความรอ้ นได้
3.2 ด้านกระบวนการ (P)
1) นักเรยี นคำนวณหาปริมาณต่างๆ ทเี่ ก่ยี วข้องได้
3.3 ดา้ นคุณลักษณะ (A)
1) ใฝ่เรียนร้แู ละมุ่งมนั่ ในการทำงาน

4. สาระสำคญั
อณุ หพลศาสตร์ (thermodynamics) เปน็ การศกึ ษากระบวนการเปล่ยี นแปลงระหว่างความรอ้ น และ

พลงั งานกล ระดับความร้อนของวัตถุสามารถระบุได้ดว้ ยอุณหภมู ิ (temperature) อุปกรณ์ท่ีใชว้ ัดอุณหภมู ิ
เรียกวา่ เทอร์มอมเิ ตอร์ (thermometer) หนว่ ยวัดอณุ หภูมทิ ี่ใช้ทั่วไปคือ องศาเซลเซียส (degree Celsius,
°C) แต่การศึกษาในวชิ าอุณหพลศาสตร์ใช้อุณหภมู ิในหน่วย เคลวิน (Kelvin, K) ซึ่งบางครงั้ เรียกวา่ อุณหภูมิ
สัมบรู ณ์(absolute temperature)

เมือ่ สสารไดร้ ับหรือคายความร้อน สสารอาจมอี ุณหภมู เิ ปล่ยี นไปหรืออาจเปล่ียนจากสถานะหน่ึงไปอีก
สถานะหน่ึงโดยอุณหภูมิไม่เปลี่ยนแปลง กรณีท่ีสสารมีอุณหภูมิเปลี่ยนไป อัตราส่วนระหว่างความร้อนที่ให้แก่

23

สารต่ออุณหภูมิเพ่ิมข้ึน เรียกว่า ความจุความร้อน (heat capacity, C) ส่วนความจุความร้อนต่อหนึ่งหน่วย
มวลจะขึ้นกับสารแต่ละชนิด เรียกว่า ความร้อนจำเพาะ (specific heat, c) ความร้อนที่ทำให้สสารเปลี่ยน
อุณหภูมิคำนวณได้จากสมการ กรณีที่สสารเปลี่ยนสถานะหน่ึงไปอีกสถานะหนึ่ง โดยอุณหภูมิไม่
เปลี่ยนแปลงความร้อนที่ใช้ในการเปลี่ยนสถานะของสารหนึ่งหน่วยมวล เรียกว่า ความร้อนแฝง (latent
heat, L) ความรอ้ นทท่ี ำใหส้ สารเปลยี่ นสถานะคำนวณได้จากสมการ =

ความร้อนสามารถถา่ ยโอนหรือส่งผ่านจากวัตถุที่มอี ุณหภูมิสูงกว่าไปสู่อกี วตั ถหุ นึง่ ที่มีอุณหภูมิ ต่ำกวา่
ได้การถ่ายโอนความร้อนมี 3 แบบ คือ นำความร้อน การพาความร้อน และการแผ่รังสีความร้อน การถ่ายโอน
ความร้อนดังกล่าวจะเป็นไปตามกฎการอนุรักษ์พลังงาน เมื่อไม่มีการถ่ายโอนความร้อนให้กับ สิ่งแวดล้อม
ภายนอก ปรมิ าณความร้อนทีว่ ัตถุหนึ่งสูญเสยี จะเท่ากับปริมาณความร้อนที่อีกวตั ถุหนง่ึ ได้รบั เขยี นแทนได้ด้วย
สมการ ลด = เพ่ิม การที่วัตถุมีการถ่ายโอนความร้อนจนไม่มีการถ่ายโอนความร้อน เมื่อมีอุณหภูมิ
เทา่ กัน เรยี กว่า วัตถุทง้ั สองอยู่ในสมดุลความรอ้ น (thermal equilibrium)

5. สาระการเรียนรู้
5.1 ความรู้

ความรอ้ นแฝง
เมื่อให้ความร้อนแก่สารจะทำให้อุณหภูมิของสารเพิม่ ขึ้น เช่น การให้ความรอ้ นแก่น้ำที่อย่ใู น
สถานะของเหลวก็จะทำให้อุณหภูมิของน้ำที่อยู่ในสถานะของเหลวเพิ่มขึ้น ซึ่งเกิดขึ้นในกรณีที่สารไม่
เปลี่ยนสถานะเท่านั้น แต่การให้ความร้อนเพื่อเปลี่ยนสถานะของสาร เช่น การให้ความร้อนเพื่อให้
น้ำแข็งหลอมเหลวกลายเป็นน้ำ หรือการให้ความร้อนเพื่อให้น้ำเดือดกลายเป็นไอน้ำ จะพบว่าน้ำมี
อุณหภูมิคงตัว ดงั รูป 16.4

รปู 16.4 การวดั อุณหภูมิขณะทน่ี ำ้ แขง็ กำลังหลอมเหลวและนำ้ กำลังเดือด
จากรูป 16.4 แสดงให้เห็นว่าการให้ความร้อนแก่สารอาจไมได้ทำให้อุณหภูมิของสารเพิ่มขนึ้
เสมอไป แต่อาจทำให้โมเลกุลของสารน้ัน ๆ ซึ่งเดิมเกาะติดกันแน่นเคลื่อนที่แยกออกจากกันแล้วเกิด
การเปลี่ยนสถานะ เช่น เมื่อน้ำแข็งได้รับความรอ้ นท่ีพอเหมาะ จะเกิดการเปล่ียนสถานะจากของแข็ง
เป็นของเหลว เรียกว่า การหลอมเหลว (melting) และถ้ายังให้ความร้อนแก่น้ำที่อยู่ในสถานะ

24
ของเหลวต่อไป น้ำจะมีอุณหภูมิสูงขึ้นจนเดือด แล้วเปล่ียนสถานะจากของเหลวเป็นไอน้ำที่อยู่ใน
สถานะแก็ส เรียกว่า การกลายเป็นไอ (vaporisation) ในทางกลับกันเมื่อแก๊สคายความร้อนจะ
เปล่ียนสถานะจากแก๊สเป็นของเหลวเรียกวา่ การควบแนน่ (condensation) และถา้ คายความร้อน
ต่อไป จะเปลี่ยนสถานะจากของเหลวเป็นของแข็งเรียกว่า การแข็งตัว (solidification) ซึ่งสรุปได้
ดงั รปู 16.5

รูป 16.5 การเปลี่ยนสถานะของน้ำ
ความร้อนท่ีใช้ในการเปลี่ยนสถานะของสารมวล 1 หน่วย โดยอุณหภูมิไม่เปลี่ยน เรียกว่า
ความร้อนแฝง (latent heat) ซงึ่ จะมคี วามสัมพนั ธก์ บั ความร้อนที่ให้กบั สาร ดังสมการ


=
หรอื =
โดย คือ ความร้อนแฝง มีหนว่ ย จูลตอ่ กิโลกรัม (J/kg)
คอื ความร้อนที่ทำให้สารมวล เปลย่ี นสถานะหมดพอดี มหี นว่ ย จูล (J)
ความรอ้ นแฝงมีคา่ ข้ึนกับชนิดของสารและการเปล่ยี นสถานะ โดยความรอ้ นแฝงของสารบาง
ชนิดแสดงดงั ตาราง 16.2
ตาราง 16.2 ความร้อนแฝงของสารบางชนดิ ท่ีความดนั 1 บรรยากาศ

ความร้อนต่อหนึ่งหน่วยมวลที่ใช้ในการเปลี่ยนสถานะจากของแข็งเป็นของเหลว เรียกว่า
ความรอ้ นแฝงของการหลอมเหลว (latent heat of fusion : Lf) สว่ นความรอ้ นแฝงในการเปล่ียน
จากของเหลวเป็นแก๊สเรียกว่า ความร้อนแฝงของการกลายแข็งไอ (latent heat of

25

vaporization : L) ตัวอย่างเช่น ความร้อนที่ทำให้น้ำแข็ง 1 กิโลกรัมที่อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียส
หลอมเหลวกลายเป็นน้ำที่อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียส มีค่าประมาณ 333 กิโลจูล แสดงว่า ความร้อน
แฝงของการหลอมเหลวของน้ำเท่ากับ 333 กโิ ลจูลตอ่ กิโลกรัม สว่ นการทำให้น้ำมวลเดยี วกันนี้เปล่ียน
จากน้ำเดือดท่ีอุณหภูมิ 100 องศาเซลเซียส เป็นไอทั้งหมด จะใช้ความร้อนประมาณ 2256 กิโลจูล
แสดงว่า ความรอ้ นแฝงของการกลายเปน็ ไอของนำ้ เท่ากบั 2256 กิโลจูลต่อกโิ ลกรมั

ในทางกลับกัน กระบวนการที่ไอนำ้ ในสถานะแก็สควบแนน่ กลับมาเป็นของเหลวจะคายความ
ร้อนออกมาเท่ากับที่ได้รับไปคือ 2256 กิโลจูล เหตุที่ความร้อนท่ีใช้เป็นค่าเดียวกันในกระบวนการขา
ไปและกระบวนการย้อนกลับเป็นเพราะกระบวนการในระดับอะตอมแทบทั้งหมดมักจะไม่มีการ
สูญเสยี พลงั งานไปในรูปแบบอ่ืนใดไดอ้ กี

อย่างไรก็ตาม สำหรับของแขง็ บางชนดิ เชน่ น้ำแขง็ แหง้ หรอื คารบ์ อนไดออกไซดแ์ ข็งตามปกติ
ที่ความดัน 1 บรรยากาศ จะมีจุดเดือดที่อุณหภูมิ -78.5 องศาเซลเซียส ณ อุณหภูมิห้อง น้ำแข็งแห้ง
จะเปลี่ยนสถานะจากของแข็งกลายเป็นแกส็ โดยอุณหภูมิไม่เปลี่ยนแปลง เรียกการเปลี่ยนสถานะจาก
ของแข็งเป็นแกส็ ว่า การระเหดิ (sublimation) ถ้าตอ้ งการใหน้ ำ้ แข็งแห้งหลอมเหลวเป็นของเหลวที่
อุณหภูมิห้องต้องให้ความร้อนแก่น้ำแข็งแห้งที่ความดันสูงมากๆ นอกจากน้ำแข็งแห้งแล้วยังมีสาร
หลายชนิดที่เกดิ การระเหิดได้ เชน่ การบรู

รูป 16.6 การเปล่ยี นถนของน้ำมวล 1 กิโลกรัม เมอ่ื ไดร้ บั ความร้อน

กราฟชว่ ง AB เป็นช่วงที่น้ำแข็งมอี ณุ หภูมิเพ่ิมสูงข้ึนจนเกิดการหลอมเหลวท่ีอุณหภมู ิ 0 องศา
เซลเซียส อุณหภูมินี้เรียกว่า จุดหลอมเหลว (melting point) ของน้ำแข็ง ถ้าให้ความร้อนต่อไป
นำ้ แข็งจะหลอมเหลวเปน็ นำ้ มากข้ึน จนกระทั่งนำ้ แขง็ หลอมเหลวหมดที่อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียส ดัง
กราฟช่วง BCจากนั้นน้ำจะเริ่มมีอุณหภูมิสูงขึ้น ดังกราฟช่วง CD จนเกิดการเดือดที่อุณหภูมิ 100
องศาเซลเซียส อุณหภูมินี้เรียกว่า จุดเดือด (boiling point) ของน้ำ แล้วจะเริ่มกลายเป็นไอน้ำ
จนกระทั่งน้ำเดือดหมดท่ี อุณหภูมิ 100 องศาเซลเซียส ดังกราฟช่วง DE ถ้าเก็บกักไอน้ำและให้ความ
ร้อนตอ่ ไปอีก ไอนำ้ กจ็ ะมีอุณหภูมสิ ูงกว่า 100 องศาเซลเซียส ดังกราฟช่วง EF ถ้าพจิ ารณาความร้อน
ในช่วงต่าง ๆ จะพบว่าความร้อนส่วนใหญ่ใช้ไปกับการเปลี่ยนสถานะจากน้ำเดือดให้กลายเป็นไอน้ำ
ดังน้ัน การต้มน้ำให้เดอื ดอาจจะใช้เวลาไม่นาน แต่จะใช้เวลานานในการทำให้น้ำเดือดกลายเปน็ ไอนำ้
จนหมด

26

การถ่ายโอนความร้อนและสมดุลความร้อน
ความร้อนสามารถถ่ายโอนหรือส่งผ่านจากวัตถุที่มีคุอุณหภูมิสูงกว่าไปสู่วัตถุที่มีอุณหภูมิต่ำ

กว่าไดเ้ ราสามารถอธิบายกระบวนการถา่ ยโอนความรอ้ นไดด้ งั นี้
การนำความร้อน (heat conduction) เป็นการถ่ายโอนความร้อนผ่านตัวนำความร้อน

โดยท่ีโมเลกุลแต่ละโมเลกุลของตัวนำไม่ได้เคลือ่ นที่ตามไปด้วย เช่น ถ้าเราใช้มือจับช้อนโลหะ โดยใช้
ปลายข้างหนึ่งของช้อนอยู่ในเปลวไฟ สักครู่เราจะรู้สึกว่าช้อนโลหะบริเวณที่จับร้อน เนื่องจากความ
ร้อนถกู ส่งผา่ นชอ้ นโลหะซ่ึงนำความรอ้ นมาสมู่ อื เรา

การพาความร้อน (heat convection) เป็นการถ่ายโอนความร้อนโดยอาศัยการเคลื่อนท่ี
ของโมเลกุลของสสารพาความร้อนจากทีห่ น่ึงไปยังอีกที่หนึ่ง เช่น การต้มน้ำที่บรรจุในภาชนะ เมื่อน้ำ
ได้รับความร้อนที่ส่วนล่างของภาชนะ น้ำส่วนล่างจะขยายตัวทำให้มีความหนาแน่นน้อยน้อยลงและ
เคลื่อนที่ขึ้นไปอยู่ส่วนบน ส่วนน้ำที่อยู่ส่วนบนของภาชนะก็จะเคลื่อนที่ลงมาแทนที่ การหมุนวนของ
นำ้ จึงทำให้เกิดการพาความรอ้ นข้ึน

การแผ่รังสีความร้อน (heat radiation) เป็นการถ่ายโอนความร้อนโดยไม่ต้องอาศัย
ตัวกลาง เช่น โลกได้รับความร้อนที่ถ่ายโอนจากดวงอาทิตย์ผ่านสุญญากาศในรูปของคลื่น
แมเ่ หล็กไฟฟา้ เป็นต้น

ในบางครั้ง การถ่ายโอนความร้อนสามารถเกิดขึ้นได้จากการทั้งนำความร้อน การพาความ
รอ้ น และการแผ่รงั สีความรอ้ น เชน่ การจับชอ้ นที่จมุ่ ลงในภาชนะโลหะทตี่ งั้ อยู่บนเตาไฟ ภาชนะโลหะ
จะนำความร้อนจากเปลวไฟไปสู่น้ำ แล้วโมเลกุลของน้ำจะพาความร้อนจากด้านล่างไปยังปลายช้อน
โลหะด้านท่ีจุ่มน้ำ จากนั้นโมเลกุลของช้อนโลหะจะนำความร้อนสูม่ ือ นอกจากน้ีมือที่จับช้อนยังไดร้ บั
ความรอ้ นจากการแผร่ งั สีความรอ้ นของเปลวไฟและนำ้ ดว้ ย ดังรูป 16.7

รปู 16.7 การถ่ายโอนความร้อน

การถ่ายโอนความร้อนเกิดขึ้นเมื่อวัตถุสองอันที่สามารถถ่ายโอนความร้อนถึงกันและกันได้
มีอุณหภูมิแตกต่างกัน วัตถุที่มีอุณหภูมิสูงกว่าจะถ่ายโอนความร้อนไปยังวัตถุที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า จน
กระทั้งวัตถุทั้งสองมีอุณหภูมิเท่ากัน การถ่ายโอนความร้อนดังกล่าวเป็นไปตามกฎการอนุรักษ์
พลังงาน ดังนั้นถ้าไม่มีการถ่ายโอนความร้อนให้กับสิ่งแวดล้อมภายนอก ความร้อนที่วัตถุหนึ่งให้

27

(ความร้อนที่ลดลงจะเท่ากับความร้อนที่อีกวัตถุหนึ่งได้รับ (ความร้อนที่เพิ่มขึ้น) เขียนแทนได้ด้วย
สมการ

ลด = เพมิ่

การท่ีวัตถมุ ีการถ่ายโอนความรอ้ นจนไม่มีการถา่ ยโอนความรอ้ นเม่ือมอี ุณหภูมิเทา่ กัน เรียกว่า
วัตถทุ ัง้ สองอยใู่ นสมดลุ ความร้อน (thermal equilibrium)

5.2 กระบวนการ

1) ความสามารถในการสื่อสาร (อา่ น ฟงั พดู เขียน)
2) ความสามารถในการคดิ (สงั เกต วิเคราะห์ จัดกลุ่ม สรปุ )
3) ความสามารถในการแก้ปัญหา (แสวงหาความรู้)
4) ความสามารถในการใช้ทักษะชวี ิต (ความรบั ผิดชอบ)
5) ความสามารถในการใช้เทคโนโลยสี ารสนเทศ (ใช้การสืบค้นผา่ นคอมพิวเตอร์)
5.3 คณุ ลักษณะและคา่ นยิ ม

ใฝ่เรียนรู้และมงุ่ ม่ันในการทำงาน

6.การบูรณาการกบั ปรชั ญาของเศรษฐกจิ พอเพียง
6.1 ความพอเพียง
6.1.1 ความพอประมาณ
ขณะทแ่ี บง่ กลมุ่ นักเรยี นต้องประมาณความสามารถของตนเองให้ได้ แล้วเลือกกลมุ่ โดยคละ

ความสามารถท่ีหลากหลาย เพ่ือชว่ ยกันสืบเสาะหาความรู้ และแบง่ ปนั ความรูซ้ ึง่ กนั และกันภายในกล่มุ ได้
6.1.2 ความมเี หตุผล
มคี วามเข้าใจและอธบิ ายเก่ยี วกับผลของความร้อนท่ีทำให้สารเปลยี่ นแปลงทางกายภาพ การ

ถ่ายโอนความรอ้ น และสมดุลความรอ้ น อยา่ งเป็นเหตุเปน็ ผล ถูกตอ้ งตามหลกั วิชาการ
6.1.3 การมีภูมคิ ุ้มกันในตัวทดี่ ี

รแู้ ละเขา้ ใจผลของความรอ้ นทีท่ ำให้สารเปล่ียนแปลงทางกายภาพ การถา่ ยโอนความร้อน และสมดลุ ความร้อน

6.2 คุณธรรมกำกับความรู้

6.2.1 เงื่อนไขคุณธรรม
นกั เรียนต้องเปน็ ผู้ท่สี นใจใฝ่เรียนรู้ มีความรบั ผดิ ชอบ ซ่ือสัตย์ มงุ่ มน่ั อดทน มวี ินยั มเี หตผุ ล

6.2.2 เง่อื นไขความรู้ (รอบรู้ รอบคอบ ระมดั ระวงั )
นกั เรยี นตอ้ งมีความรอบคอบ มวี นิ ัย มเี หตผุ ล ในการเรียนรู้ รู้จักเอือ้ เฟ้อื เผื่อแผ่ในการแบ่งปัน

หรอื ถา่ ยทอดความรใู้ หแ้ ก่สมาชิกในกลุม่ และนอกกลุ่ม

28

7. กิจกรรมการเรียนรู้
ข้นั ท่ี 1 ข้ันสร้างความสนใจ
1.1 ครูนำเข้าสเู่ น้ือหาหัวข้อเรื่อง ความรอ้ นแฝง โดยจัดกิจกรรมสาธิตโดยให้นักเรียน สังเกต
อณุ หภูมิของนำ้ แข็งในขณะท่ีกำลังหลอมเหลว และอณุ หภมู ิของน้ำในขณะท่ีกำลังเดือด จากน้ันครูตั้ง
คำถามให้นกั เรยี นอภปิ รายร่วมกนั ดังน้ี
1) เมอื่ ให้ความร้อนกับนำ้ แข็งทีก่ ำลังหลอมเหลว อุณหภูมิของน้ำแขง็ มีการ
เปลีย่ นแปลงหรอื ไม่ อย่างไร
2) เม่อื ให้ความร้อนกับนำ้ ท่กี ำลังเดือด อุณหภูมขิ องนำ้ มีการเปลี่ยนแปลงหรือไม่
อยา่ งไร
(ครเู ปิดโอกาสใหน้ กั เรยี นแสดงความคิดเห็นอย่างอิสระ ไมค่ าดหวงั คำตอบทถี่ ูกตอ้ ง)
1.2 ครแู ละนกั เรยี นอภปิ รายร่วมกนั จนสรปุ ได้ว่า เมือ่ ใหค้ วามรอ้ นในขณะทส่ี ารกำลงั เปลย่ี น
สถานะ อุณหภูมขิ องสารจะมีค่าคงตัว และความร้อนทีใ่ ช้ในการเปล่ยี นสถานะของสารมวล 1 หน่วย
โดยอณุ หภมู ไิ มเ่ ปลยี่ น เรียกว่า ความรอ้ นแฝง ความร้อนดังกล่าวหาไดจ้ ากสมการ
1.3 ครูนำเขา้ สู่เน้ือหาหวั ขอ้ เร่ือง การถ่ายโอนความร้อนและสมดุลความร้อน โดยตงั้ คำถาม
ใหน้ ักเรียนตอบ ดังนี้
1) การถ่ายโอนความร้อน สามารถเกดิ ขึ้นได้อย่างไรบา้ ง พรอ้ มยกตวั อยา่ ง
2) การถ่ายโอนความร้อนเกดิ ข้นึ เม่อื ใด และเกยี่ วข้องกับอุณหภมู ิอย่างไร
(ครเู ปดิ โอกาสใหน้ ักเรียนแสดงความคดิ เหน็ อยา่ งอสิ ระ ไม่คาดหวงั คำตอบที่
ถูกต้อง)

ขน้ั ที่ 2 ขั้นสำรวจและคน้ หา
2.1 ครูใหน้ กั เรยี นศึกษาเกีย่ วกบั ความร้อนแฝงของสารบางชนิดแสดงในตารางในใบความรู้
2.2 ครูนำนกั เรยี นศึกษาเน้ือหาเกย่ี วกบั ความร้อนแฝงของการหลอมเหลว ความร้อนแฝง

ของการกลายเปน็ ไอ การระเหิด และการถ่ายโอนความร้อนและสมดุลความร้อน ตามรายละเอยี ดใน
ใบความรู้จนไดส้ มการที่เกี่ยวข้อง

2.3 ครนู ำนักเรียนศึกษาโจทย์ตัวอย่างท่ี 1 และ 2 ในใบความรู้อยา่ งละเอียด
2.4 นักเรียนตอบคำถามตรวจสอบความเข้าใจ ข้อ 3-5 ลงในสมุดของตนเอง
2.5 นกั เรยี นทำแบบฝกึ หัดลงในสมดุ ของตนเอง

ข้ันที่ 3 ขน้ั อธิบายและลงข้อสรปุ
3.1 ครูนำนกั เรยี นอภปิ รายเพอื่ นำไปส่กู ารสรุป โดยใชค้ ำถามตอ่ ไปนี้

29

1) ในขณะท่ปี ระกอบอาหารภายในห้องครัวโดยใช้ความร้อนจากเปลวไฟ เพราะเหตุ
ใดคนที่อย่ภู ายใน ครวั จึงร้สู กึ ว่าได้รับความร้อนจากเปลวไฟนน้ั (แนวการตอบ คนที่อยู่ภายในครวั
ไดร้ ับความร้อนจากเปลวไฟเนอื่ งจากมีการพาความร้อนโดยโมเลกลุ อากาศ และการแผ่รังสีความร้อน)

2) การถา่ ยโอนความร้อนเป็นไปตามกฎการอนุรักษ์พลงั งานหรือไม่ อย่างไร (แนว
การตอบ การถ่ายโอนความร้อนเปน็ ไปตามกฎการอนรุ ักษ์พลังงาน กลา่ วคือ ถา้ ไม่มีการถา่ ยโอนความ
รอ้ นให้กับส่ิงแวดล้อมภายนอก ความร้อนทวี่ ตั ถหุ นงึ่ ให้ (ความร้อนท่ลี ดลง) จะเท่ากบั ความรอ้ นที่อกี
วัตถุหน่ึงไดร้ บั (ความรอ้ นที่เพ่ิมข้ึน))

3) ถา้ ใสต่ ะปูทเี่ ผาจนร้อนลงในแกว้ ท่ีมีน้ำพอสมควร อุณหภมู ขิ องนำ้ และตะปูจะ
เปลยี่ นแปลงอย่างไร เม่ือปลอ่ ยทงิ้ ไว้เปน็ เวลานาน อุณหภูมขิ องน้ำและตะปูจะเปน็ อย่างไร (แนวการ
ตอบ เม่ือใส่ตะปูทีเ่ ผาจนร้อนลงในแกว้ ทม่ี ีนำ้ พอสมควร อุณหภูมขิ องนำ้ จะเพ่ิมขนึ้ และอุณหภูมขิ อง
ตะปูจะลดลง เม่ือปล่อยทงิ้ ไว้เปน็ เวลานาน อุณหภมู ิของนำ้ และตะปจู ะเท่ากนั )

3.2 นักเรียนและครูร่วมกนั สรุปเนื้อหา เรื่อง ความร้อนแฝง และการถา่ ยโอนความร้อนและ
สมดลุ ความร้อน

การนำความร้อน (heat conduction) เป็นการถ่ายโอนความร้อนผ่านตัวนำ
ความร้อน โดยที่โมเลกุลแต่ละโมเลกุลของตัวนำไม่ได้เคลื่อนที่ตามไปด้วย เช่น ถ้าเราใช้มือจับช้อน
โลหะ โดยใช้ปลายข้างหนึ่งของช้อนอยู่ในเปลวไฟ สักครู่เราจะรู้สึกว่าช้อนโลหะบริเวณที่จับร้อน
เน่อื งจากความร้อนถกู สง่ ผา่ นชอ้ นโลหะซ่ึงนำความร้อนมาสู่มอื เรา

การพาความร้อน (heat convection) เป็นการถ่ายโอนความร้อนโดยอาศัยการ
เคลอื่ นทขี่ องโมเลกุลของสสารพาความร้อนจากท่หี นึ่งไปยังอีกทห่ี นง่ึ เช่น การต้มน้ำทบี่ รรจุในภาชนะ
เมื่อน้ำไดร้ ับความร้อนท่ีสว่ นลา่ งของภาชนะ นำ้ ส่วนล่างจะขยายตัวทำให้มคี วามหนาแน่นน้อยน้อยลง
และเคลื่อนที่ขึ้นไปอยู่ส่วนบน ส่วนน้ำที่อยู่ส่วนบนของภาชนะก็จะเคลื่อนที่ลงมาแทนที่ การหมุนวน
ของนำ้ จึงทำใหเ้ กิดการพาความรอ้ นขน้ึ

การแผ่รังสีความร้อน (heat radiation) เป็นการถ่ายโอนความร้อนโดยไม่ต้อง
อาศัยตัวกลาง เช่น โลกได้รับความร้อนที่ถ่ายโอนจากดวงอาทิตย์ผ่านสุญญากาศในรูปของคลื่น
แมเ่ หลก็ ไฟฟ้า เปน็ ต้น

การถ่ายโอนความรอ้ นเกิดข้ึนเม่ือสองบรเิ วณมีอุณหภูมิแตกต่างกัน และการถ่ายโอน
ความร้อนจะเกิดขึ้นจนกระทั่งทั้งสองบริเวณมีอุณหภูมิเท่ากัน การถ่ายโอนความร้อนดังกล่าวจะ
เปน็ ไปตามกฎการอนรุ กั ษ์พลังงาน

การทวี่ ัตถมุ ีการถ่ายโอนความร้อนจนไม่มกี ารถ่ายโอนความรอ้ น เมือ่ มีอุณหภูมิ
เท่ากัน เรียกวา่ วัตถุทง้ั สองอยูใ่ นสมดลุ ความร้อน

30

ขน้ั ท่ี 4 ขั้นขยายความรู้
4.1 ครูใหค้ วามรูเ้ พมิ่ เติม ดังน้ี
- จุดเดอื ดของของเหลวมคี ่าข้ึนอยกู่ ับความดันบรรยากาศ เชน่ น้ำจะมีจุดเดือดที่

อุณหภูมิ 100 องศาเซลเซียส ท่ีความดัน 1 บรรยากาศ ซง่ึ อยู่ในระดับน้ำทะเล แต่ถ้าความดันต่ำกว่า
1 บรรยากาศ เชน่ บนยอดเขาสงู นำ้ จะเดือดที่อณุ หภูมติ ่ำกวา่ 100 องศาเซลเซียส ถ้าความดนั
มากกวา่ 1 บรรยากาศเชน่ ในหมอ้ อดั ความดนั นำ้ จะเดือดทีอ่ ณุ หภมู สิ ูงกว่า 100 องศาเซลเซยี ส จึง
นยิ มนำหมอ้ ชนิดนี้มาใช้สำหรับฆา่ เชื้อ

4.2 ครูให้ความรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับแคลอริมิเตอร์ (calorimeter) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้วัดสมบัติ
ของสารที่เดี่ยวข้องกับความร้อน ความจุความร้อน ความร้อนจำเพาะ และความร้อนแฝงของสาร
รวมถึงความร้อนที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาเคมี ไฟฟ้า และกลศาสตร์ ตัวภาชนะทำจากวัสดุที่เป็นฉนวน
ความร้อน เพื่อป้องกันการถ่ายโอนความร้อนกับสิ่งแวดล้อมภายนอก ภายในบรรจุด้วยของเหลวที่
ทราบความร้อนจำเพาะและความร้อนแฝง เช่น น้ำ ของเหลวดังกล่าวทำหน้าทีร่ ับหรือคายความร้อน
ที่เกิดจากการถ่ายโอนความร้อน ระหว่างของเหลวกับสิ่งที่ต้องการศึกษา และเมื่อวัดอุณหภูมิที่
เปลย่ี นไปของของเหลวจะสามารถนำใช้หาปรมิ าณต่าง ๆ ท่ีเก่ยี วข้องกับสิ่งทีต่ ้องการศกึ ษาได้

ขน้ั ที่ 5 ขน้ั ประเมินผล
5.1 ครตู รวจสมุดนกั เรยี นในการตอบคำถามตรวจสอบความเข้าใจขอ้ ท่ี 3-5
5.2 ครตู รวจสมดุ นกั เรยี นในการทำแบบฝกึ หัด

8. ส่อื การเรียนร/ู้ แหล่งเรียนรู้
8.1 ใบความรู้ เรอ่ื ง ความร้อนแฝง
8.2 ใบความรู้ เร่ือง การถา่ ยโอนความร้อนและสมดุลความร้อน
8.3 อนิ เทอร์เน็ต
8.4 หอ้ งสมุด

31

9. การวดั และประเมินผล วิธกี ารวัด เครือ่ งมือ เกณฑ์การประเมนิ
จดุ ประสงค์การเรยี นรู้
1) ตรวจสมุดนกั เรยี น 1) แบบประเมนิ การ 1) นักเรียนสามารถ
ด้านความรู้ (K) ในการตอบคำถาม ทำกิจกรรม ตอบคำถามได้
1) นกั เรียนอธบิ ายการเปลย่ี นสถานะของ ตรวจสอบความเขา้ ใจ 2) คำถามตรวจสอบ ระดบั ดี ผา่ นเกณฑ์
สสารทีเ่ กย่ี วข้องกับความร้อนแฝงได้ ข้อ 3-5 ความเข้าใจ ข้อ 3-5
2) นักเรยี นอธิบายการถา่ ยโอนความร้อน
สมดลุ ความร้อนได้

จุดประสงคก์ ารเรยี นรู้ วธิ ีการวัด เคร่อื งมือ เกณฑก์ ารประเมิน
ดา้ นกระบวนการ (P)
1) นักเรียนคำนวณหาปริมาณตา่ งๆ ที่ 1) ตรวจสมดุ นักเรียน 1) แบบประเมินการ 1) นักเรียนสามารถ
เกี่ยวขอ้ งได้
ในการทำแบบฝึกหดั ทำกจิ กรรม ทำแบบฝกึ หัดได้
ดา้ นคณุ ลกั ษณะ (A)
1) ใฝ่เรียนร้แู ละมงุ่ มนั่ ในการทำงาน 2) แบบฝึกหดั ระดับดี ผา่ นเกณฑ์

1) ตรวจสมดุ นักเรยี น 1) แบบประเมนิ การ 1) นักเรยี นทำภาระ
ในการตอบคำถาม ทำกจิ กรรม งานท่ไี ดร้ บั มอบหมาย
ตรวจสอบความเข้าใจ 2) คำถามตรวจสอบ ไดร้ ะดบั ดี ผ่านเกณฑ์
ขอ้ 3-5 ความเข้าใจ ข้อ3-5
2) ตรวจสมุดนกั เรยี น 3) แบบฝกึ หัด
ในการทำแบบฝึกหดั

10. เกณฑก์ ารประเมนิ ผลงานนักเรียน

เกณฑ์การประเมินแบบ Rubrics ของการทำกิจกรรม เรื่อง ความร้อนแฝง และการถ่ายโอนความร้อนและสมดุล

ความร้อน

ประเดน็ การ คา่ นำ้ หนัก แนวทางการใหค้ ะแนน
ประเมิน คะแนน

ด้านความรู้ 3 ตอบคำถามได้ถูกต้องครบถ้วน จำนวน 3 ข้อ

(K) 2 ตอบคำถามไดถ้ ูกต้องครบถ้วน จำนวน 2 ขอ้

1 ตอบคำถามได้ถูกต้องครบถ้วน จำนวน 1 ข้อ หรอื ตอบคำถามไมถ่ ูกตอ้ งทง้ั 3 ข้อ

3 ทำแบบฝกึ หดั ได้ถูกต้องครบถ้วน จำนวน 3 ข้อ

2 ทำแบบฝึกหัดไดถ้ ูกต้องครบถ้วน จำนวน 2 ข้อ

32

ดา้ น 1 ทำแบบฝึกหดั ไดถ้ ูกต้องครบถ้วน จำนวน 1 ข้อ หรือทำแบบฝกึ หัดไม่ถูกต้องทั้ง 3 ข้อ
กระบวนการ

(P)
ด้าน 3 ทำภาระงานท่ีไดร้ บั มอบหมายเสรจ็ ภายในเวลาที่กำหนด และเรยี บร้อยถูกต้องครบถ้วน
คุณลกั ษณะ 2 ทำภาระงานที่ได้รับมอบหมายเสร็จภายในเวลาทกี่ ำหนด แต่งานยงั ผิดพลาดบางส่วน
(A) 1 ทำภาระงานที่ได้รบั มอบหมายเสรจ็ แตล่ ่าชา้ และเกิดข้อผิดพลาดบางสว่ น

ระดบั คะแนน 3 หมายถึง ระดบั ดีมาก
คะแนน 2 หมายถงึ ระดบั ดี
คะแนน 1 หมายถงึ ระดับพอใช้
คะแนน

33

34

35

36

37

ใบความรู้ เร่ือง ความร้อนแฝง

➢ความรอ้ นแฝง
เมื่อให้ความร้อนแก่สารจะทำให้อุณหภูมิของสารเพิ่มขึ้น เช่น การให้ความร้อนแก่น้ำที่อยู่ในสถานะ

ของเหลวก็จะทำให้อุณหภูมิของน้ำที่อยู่ในสถานะของเหลวเพิ่มขึ้น ซึ่งเกิดขึ้นในกรณีที่สารไม่เปลี่ยนสถานะ
เท่านั้น แต่การให้ความร้อนเพื่อเปลี่ยนสถานะของสาร เช่น การให้ความร้อนเพื่อให้น้ำแข็งหลอมเหลว
กลายเป็นน้ำ หรอื การให้ความรอ้ นเพ่ือให้นำ้ เดอื ดกลายเป็นไอน้ำ จะพบวา่ นำ้ มอี ุณหภมู ิคงตัว ดังรปู 16.4

รปู 16.4 การวดั อุณหภูมิขณะที่นำ้ แขง็ กำลงั หลอมเหลวและน้ำกำลังเดือด

จากรูป 16.4 แสดงให้เห็นว่าการให้ความร้อนแก่สารอาจไมได้ทำให้อุณหภูมิของสารเพิ่มขึ้นเสมอไป
แต่อาจทำให้โมเลกุลของสารนนั้ ๆ ซ่ึงเดมิ เกาะตดิ กันแนน่ เคล่ือนที่แยกออกจากกันแล้วเกิดการเปลี่ยนสถานะ
เช่น เมื่อน้ำแข็งได้รับความร้อนที่พอเหมาะ จะเกิดการเปลี่ยนสถานะจากของแข็งเป็นของเหลว เรียกว่า การ
หลอมเหลว (melting) และถ้ายังให้ความร้อนแก่น้ำที่อยู่ในสถานะของเหลวต่อไป น้ำจะมีอุณหภูมิสูงขึ้นจน
เดือด แล้วเปลี่ยนสถานะจากของเหลวเป็นไอน้ำที่อยู่ในสถานะแก็ส เรียกว่า การกลายเป็นไอ
(vaporisation) ในทางกลับกันเมื่อแก๊สคายความร้อนจะเปลี่ยนสถานะจากแก๊สเป็นของเหลวเรียกว่า การ
ควบแน่น (condensation) และถ้าคายความร้อนตอ่ ไป จะเปลี่ยนสถานะจากของเหลวเปน็ ของแข็งเรียกว่า
การแข็งตวั (solidification) ซ่งึ สรปุ ได้ ดังรูป 16.5

รปู 16.5 การเปลี่ยนสถานะของนำ้

38

ความร้อนท่ีใช้ในการเปลี่ยนสถานะของสารมวล 1 หน่วย โดยอุณหภูมิไม่เปลี่ยน เรียกว่า ความร้อน
แฝง (latent heat) ซง่ึ จะมคี วามสัมพนั ธ์กบั ความรอ้ นทใี่ ห้กบั สาร ดังสมการ


=
หรือ =
โดย คอื ความรอ้ นแฝง มหี นว่ ย จูลตอ่ กิโลกรัม (J/kg)
คือ ความรอ้ นที่ทำใหส้ ารมวล เปลยี่ นสถานะหมดพอดี มีหน่วย จูล (J)
ความร้อนแฝงมคี ่าขึน้ กับชนดิ ของสารและการเปล่ียนสถานะ โดยความรอ้ นแฝงของสารบางชนดิ
แสดงดังตาราง 16.2
ตาราง 16.2 ความร้อนแฝงของสารบางชนดิ ท่ีความดัน 1 บรรยากาศ

ความร้อนต่อหนึ่งหน่วยมวลที่ใช้ในการเปลี่ยนสถานะจากของแข็งเป็นของเหลว เรียกว่า ความร้อน
แฝงของการหลอมเหลว (latent heat of fusion : Lf) ส่วนความร้อนแฝงในการเปลี่ยนจากของเหลวเปน็
แก๊สเรียกว่า ความร้อนแฝงของการกลายแข็งไอ (latent heat of vaporization : Lv)ตัวอย่างเช่น ความ
รอ้ นทที่ ำใหน้ ้ำแขง็ 1 กิโลกรมั ที่อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียส หลอมเหลวกลายเปน็ น้ำทอี่ ุณหภมู ิ 0 องศาเซลเซยี ส
มีค่าประมาณ 333 กิโลจูล แสดงว่า ความร้อนแฝงของการหลอมเหลวของน้ำเท่ากับ 333 กิโลจูลต่อกิโลกรัม
ส่วนการทำให้น้ำมวลเดียวกันนี้เปล่ียนจากน้ำเดือดท่ีอุณหภูมิ 100 องศาเซลเซียส เป็นไอท้ังหมด จะใช้ความ
ร้อนประมาณ 2256 กิโลจูล แสดงว่า ความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอของน้ำเท่ากับ 2256 กิโลจูลต่อ
กโิ ลกรัม

ในทางกลับกัน กระบวนการที่ไอน้ำในสถานะแก็สควบแน่นกลับมาเป็นของเหลวจะคายความร้อน
ออกมาเท่ากับที่ได้รับไปคือ 2256 กิโลจูล เหตุที่ความร้อนที่ใช้เป็นค่าเดียวกันในกระบวนการขาไปและ
กระบวนการย้อนกลับเป็นเพราะกระบวนการในระดับอะตอมแทบทั้งหมดมักจะไม่มกี ารสูญเสียพลังงานไปใน
รูปแบบอื่นใดได้อีก อย่างไรก็ตาม สำหรับของแข็งบางชนิด เช่น น้ำแข็งแห้งหรือคาร์บอนไดออกไซด์แข็ง

39

ตามปกติที่ความดัน 1 บรรยากาศ จะมีจุดเดือดที่อุณหภูมิ -78.5 องศาเซลเซียส ณ อุณหภูมิห้อง น้ำแข็งแห้ง
จะเปลี่ยนสถานะจากของแข็งกลายเป็นแก็สโดยอุณหภมู ิไม่เปลี่ยนแปลง เรียกการเปลี่ยนสถานะจากของแข็ง
เปน็ แกส็ วา่ การระเหิด (sublimation) ถ้าตอ้ งการใหน้ ้ำแขง็ แห้งหลอมเหลวเป็นของเหลวท่ีอุณหภูมิห้องต้อง
ให้ความร้อนแก่นำ้ แข็งแห้งที่ความดันสงู มากๆ นอกจากน้ำแข็งแห้งแลว้ ยังมีสารหลายชนดิ ที่เกิดการระเหิดได้
เชน่ การบรู

รูป 16.6 การเปลี่ยนถนของน้ำมวล 1 กิโลกรัม เมอ่ื ได้รบั ความร้อน

กราฟช่วง AB เปน็ ช่วงท่ีนำ้ แข็งมอี ณุ หภูมเิ พมิ่ สงู ขน้ึ จนเกดิ การหลอมเหลวที่อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียส

อุณหภมู นิ ้ีเรยี กว่า จดุ หลอมเหลว (melting point) ของน้ำแข็ง ถ้าใหค้ วามรอ้ นต่อไป น้ำแขง็ จะหลอมเหลว

เป็นนำ้ มากข้ึน จนกระท่ังนำ้ แข็งหลอมเหลวหมดท่ีอณุ หภูมิ 0 องศาเซลเซียส ดังกราฟช่วง BCจากนนั้ น้ำจะเริ่ม

มีอณุ หภูมสิ งู ขึ้น ดังกราฟช่วง CD จนเกดิ การเดือดที่อุณหภูมิ 100 องศาเซลเซียส อุณหภูมินเ้ี รยี กว่า จุดเดือด

(boiling point) ของน้ำ แล้วจะเริ่มกลายเป็นไอน้ำจนกระท่ังน้ำเดือดหมดที่ อุณหภูมิ 100 องศาเซลเซียส

ดงั กราฟชว่ ง DE ถ้าเก็บกกั ไอน้ำและให้ความร้อนต่อไปอีก ไอนำ้ ก็จะมีอุณหภูมิสูงกว่า 100 องศาเซลเซียส ดัง

กราฟช่วง EF ถ้าพิจารณาความร้อนในช่วงต่าง ๆ จะพบว่าความร้อนส่วนใหญ่ใชไ้ ปกับการเปล่ียนสถานะจาก

น้ำเดือดให้กลายเป็นไอน้ำ ดังนั้น การต้มน้ำให้เดือดอาจจะใช้เวลาไม่นาน แต่จะใช้เวลานานในการทำให้น้ำ

เดือดกลายเป็นไอน้ำจนหมด

ตัวอย่างที่ 1 ความร้อนที่ทำให้น้ำแข็งมวล 200 กรัม อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียส เปลี่ยนเป็นน้ำ 200

กรัม อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียส มีค่ากี่กิโลจูล เมื่อ ความร้อนแฝงของการหลอมเหลวของน้ำแข็งเท่ากับ 333

กโิ ลจลู ตอ่ กโิ ลกรัม

วธิ ีทำ จาก Q = mL

Q = ( 200 x 10-3 kg )( 333 k J / kg )

Q = 66.6 kJ

40

ตวั อยา่ งท่ี 2 จงหาความร้อนทีท่ ำใหน้ ำ้ แข็งมวล 2 kg อณุ หภมู ิ -5 องศาเซลเซียส เปลี่ยนเปน็ ไอนำ้
เดอื ดหมดท่ี 100 องศาเซลเซียส (ความร้อนจำเพาะของนำ้ 4.186 kJ/kg. C) (Lm = 333 kJ/kg,
Lv=2256 kg/kJ)
วธิ ีทำ จาก

-5C 0C ไอนำ้

Q = cm T(-5 – 0) Q = mLm Q = cm T(0 –100) Q = mLv 100C

Q(ท้ังหมด) = cm T(-5 – 0) + mLm + cm T(0 –100) + mLV
= (4.186 kJ/kg)(2kg)(5C) + (2kg)(333 KJ/kg. C)+(4.186 kJ/kg)
(2 kg)(100 C) + (2 kg)(2256 kg/kJ)
= (2kg) (4.186 kJ/kg)(5C) + (333 KJ/kg. C)+(4.186 kJ/kg)
(100 C) + (2256 kg/kJ)
= (2 kg) (20.93 kJ/kg) + 333 kJ/kg +418.6 kJ/kg + 2,256 kJ/kg
= 2 kg (3,028.53 kJ/kg)
= 6,057.06 kJ

41

ใบความรู้ เร่ือง การถ่ายโอนความร้อนและสมดลุ ความร้อน

➢ การถ่ายโอนความร้อนและสมดุลความร้อน
ความร้อนสามารถถ่ายโอนหรือส่งผ่านจากวัตถุที่มีคุอุณหภูมิสูงกว่าไปสู่วัตถุที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าได้เรา

สามารถอธบิ ายกระบวนการถา่ ยโอนความรอ้ นไดด้ งั นี้
• การนำความร้อน (heat conduction) เป็นการถ่ายโอนความร้อนผ่านตัวนำความร้อน

โดยท่โี มเลกลุ แต่ละโมเลกลุ ของตวั นำไม่ได้เคล่ือนที่ตามไปด้วย เชน่ ถ้าเราใช้มอื จบั ช้อนโลหะ โดยใช้ปลายข้าง
หนึ่งของช้อนอยู่ในเปลวไฟ สักครู่เราจะรู้สึกว่าช้อนโลหะบริเวณที่จับร้อน เนื่องจากความร้อนถูกส่งผ่านช้อน
โลหะซ่ึงนำความรอ้ นมาสมู่ ือเรา

• การพาความร้อน (heat convection) เป็นการถ่ายโอนความร้อนโดยอาศัยการเคลื่อนที่
ของโมเลกุลของสสารพาความร้อนจากที่หน่ึงไปยังอีกที่หนึ่ง เช่น การต้มน้ำที่บรรจุในภาชนะ เมื่อน้ำได้รับ
ความร้อนที่ส่วนล่างของภาชนะ น้ำส่วนล่างจะขยายตัวทำให้มีความหนาแน่นน้อยน้อยลงและเคลื่อนที่ขึ้นไป
อยู่ส่วนบน ส่วนน้ำที่อยู่ส่วนบนของภาชนะก็จะเคลื่อนที่ลงมาแทนที่ การหมุนวนของน้ำจึงทำให้เกิดการพา
ความรอ้ นขึน้

• การแผ่รังสีความร้อน (heat radiation) เป็นการถ่ายโอนความร้อนโดยไม่ต้องอาศัย
ตัวกลาง เช่น โลกได้รับความร้อนที่ถ่ายโอนจากดวงอาทิตย์ผ่านสุญญากาศในรูปของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เป็น
ต้น

• ในบางครั้ง การถ่ายโอนความร้อนสามารถเกิดขึ้นได้จากการทั้งนำความร้อน การพาความ
ร้อน และการแผ่รังสีความร้อน เช่น การจับช้อนท่ีจุ่มลงในภาชนะโลหะที่ตั้งอยู่บนเตาไฟ ภาชนะโลหะจะนำ
ความร้อนจากเปลวไฟไปสู่น้ำ แล้วโมเลกุลของน้ำจะพาความร้อนจากด้านล่างไปยังปลายช้อนโลหะด้านท่ีจุ่ม
น้ำ จากนั้นโมเลกุลของช้อนโลหะจะนำความร้อนสู่มือ นอกจากนี้มือที่จับช้อนยังได้รับความร้อนจากการแผ่
รงั สีความรอ้ นของเปลวไฟและนำ้ ดว้ ย ดังรูป 16.7

รปู 16.7 การถ่ายโอนความร้อน

การถ่ายโอนความร้อนเกิดขึน้ เม่ือวัตถุสองอันทีส่ ามารถถ่ายโอนความรอ้ นถึงกันและกันได้ มีอุณหภูมิ
แตกต่างกัน วัตถุที่มีอุณหภูมสิ งู กว่าจะถ่ายโอนความร้อนไปยังวัตถุที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า จนกระทั้งวัตถุทั้งสองมี

42

อุณหภูมิเท่ากัน การถ่ายโอนความร้อนดังกล่าวเป็นไปตามกฎการอนุรักษ์พลังงาน ดังนั้นถ้าไม่มีการถ่ายโอน
ความร้อนให้กับสิ่งแวดล้อมภายนอก ความร้อนที่วัตถุหนึ่งให้ (ความร้อนท่ีลดลงจะเท่ากับความร้อนที่อีกวัตถุ
หนึ่งไดร้ ับ (ความร้อนท่เี พมิ่ ขึน้ ) เขยี นแทนไดด้ ว้ ยสมการ

ลด = เพิ่ม
การทีว่ ัตถุมีการถ่ายโอนความรอ้ นจนไม่มกี ารถา่ ยโอนความรอ้ นเมื่อมีอุณหภูมิเทา่ กนั เรยี กว่า วัตถุทงั้
สองอยใู่ นสมดลุ ความร้อน (thermal equilibrium)

คำถามตรวจสอบความเข้าใจ

5. เหตใุ ดอณุ หภมู ทิ ่เี ปล่ยี นไปในหน่วยเคลวินจงึ มคี า่ เทา่ กบั อุณหภูมิทีเ่ ปลยี่ นไปในหน่วยองศาเซลเซยี ส
6. ความจคุ วามร้อนและความรอ้ นจำเพาะเหมือนกนั หรือไม่ อยา่ งไร
7. ในขณะที่ประกอบอาหารภายในห้องครัวโดยใช้ความร้อนจากเปลวไฟ เพราะเหตุใด คนที่อยู่ภายใน

ครัวจึงร้สู กึ ว่าไดร้ บั ความร้อนจากเปลวไฟนนั้
8. การถ่ายโอนความร้อนเป็นไปตามกฎการอนุรักษ์พลังงานหรือไม่ อยา่ งไร
9. ถ้าใส่ตะปูที่เผาจนร้อนลงในแก้วที่มีน้ำพอสมควร อุณหภูมิของน้ำและตะปูจะเปลี่ยนแปลงอย่างไร

เมอื่ ปล่อยทง้ิ ไว้นาน อณุ หภมู ขิ องนำ้ และตะปจู ะเปน็ อย่างไร

แบบฝึกหัด

1. ลกู กระสุนปนื ยงิ ทะลผุ า่ นกอ้ นน้ำแขง็ ในเวลา 0.4 วินาที พบวา่ มีน้ำแข็ง 0.1 กิโลกรัม เปลยี่ นสถานะ
เปน็ นำ้ 0C ถา้ การละลายของน้ำแขง็ เกิดจากการสญู เสยี พลงั งานของลกู ปืนเพียงอยา่ งเดียว อยาก
ทราบวา่ ลกู ปืนสญู เสียพลงั งานให้น้ำแขง็ กกี่ โิ ลจูล/วินาที (ความร้อนแฝงจำเพาะของการหลอมเหลว
เทา่ กบั 333 kJ / kg)

2. การทำใหน้ ำ้ มวล 0.5 กโิ ลกรมั 0 องศาเซลเซียส เป็นไอนำ้ 100 องศาเซลเซียส ตอ้ งช้ความรอ้ นเท่าใด
ทค่ี วามดัน 1 บรรยากาศ กำหนดใหค้ วามรอ้ นจำเพาะของนำ้ เทา่ กับ 4186 จูลต่อกโิ ลกรัม เคลวนิ
และความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอน้ำ Lv เทา่ กบั 22.56 x 105 จูลตอ่ กิโลกรมั

3. นำก้อนโลหะมวล 300 กรัม ทอี่ ณุ หภูมิ 400 องศาเซลเซยี ส ใส่ลงในนำ้ แข็งท่ีมีมวล 300 กรมั
อณุ หภมู ิ 0 องศาเซลเซียส ซงึ่ อยู่ในภาชนะท่ีถกู ห้มุ รอบด้วยฉนวนความรอ้ น ในท่สี ดุ น้ำแขง็
หลอมเหลวหมดกลายเป็นนำ้ ทีอ่ ุณหภมู ิ 5.0 องศาเซลเซยี ส
ก. ความร้อนที่ออกจากก้อนโลหะ
ข. ความรอ้ นจำเพาะของโลหะท่ีไดจ้ ากการทดลองนี้

43

แผนการเรยี นรทู้ ่ี 14 เร่อื ง แบบจำลองของแก๊สอุดมคติ
ชัน้ มัธยมศกึ ษาปที ่ี 6
หน่วยการเรยี นร้ทู ่ี 3 ความร้อนและแกส๊ ภาคเรียนท่ี 1 ปีการศึกษา 2565
รหัสวชิ า ว 30204 รายวชิ า ฟสิ กิ ส์เพิ่มเติม 4 ผ้สู อน นางสาวเกตศรา ก้องเวหา
กล่มุ สาระการเรยี นรู้ วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
เวลา 3 ช่ัวโมง

1. สาระสำคัญ
เข้าใจความสมั พนั ธ์ของความร้อนกับการเปลีย่ นอุณหภูมิและสถานะของสสาร สภาพยืดหยุ่นของวัสดุ

และมอดุลัสของยงั ความดันในของไหล แรงพยุงและหลักของอาร์คิมีดสี ความตึงผิวและแรงหนืดของของเหลว
ของไหลอุดมคติละสมการแบร์นูลลี กฎของแก๊ส ทฤษฎีจลน์ของแก๊สอุดมคติ และพลังงานในระบบ ทฤษฎี
อะตอมของโบร์ ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก ทวิภาวะของคลื่นและอนุภาค กัมมันตภาพรังสี แรงนิวเคลียร์
ปฏิกิริยานิวเคลียร์ พลังงานนิวเคลียร์ ฟิสกิ สอ์ นุภาค รวมท้งั นำความรไู้ ปใช้ประโยชน์

2. ผลการเรยี นรู้
อธิบายกฎของแกส๊ อุดมคติและคำนวณปริมาณต่างๆ ท่เี กีย่ วขอ้ ง

3. จดุ ประสงค์การเรียนรู้
3.1 ด้านความรู้ (K)
1) นักเรยี นอธิบายแบบจำลองของแกส๊ อุดมคติได้
3.2 ด้านกระบวนการ (P)
1) นกั เรียนสามารถสร้างและประดิษฐ์แผ่นพับ เร่ือง แบบจำลองของแก๊สอุดมคติได้
3.3 ดา้ นคุณลักษณะ (A)
1) ใฝเ่ รียนรแู้ ละมุ่งมน่ั ในการทำงาน

4. สาระสำคัญ
สารในสถานะแก๊ส ประกอบด้วยโมเลกุลฟุ้งกระจายเต็มภาชนะบรรจุ เพื่อให้การอธิบายพฤติกรรม

ของแก๊สได้ง่ายขึ้น จึงมีการสร้างแบบจำลองแก๊สอุดมคติ (ideal gas) ขึ้นมา โดยกำหนดให้แก๊สอุดมคตเิ ป็น
แก๊สโมเลกุลมีขนาดเล็กมาก ไม่มีแรงยึดเหนย่ี วระหว่างกนั มีการเคล่ือนทีแ่ บบสมุ่ และมีการชนแบบยืดหยุ่น
5. สาระการเรยี นรู้

5.1 ความรู้

แกส๊ อดุ มคติ

สำหรับสารในสถานะแกส๊ โมเลกลุ ของแกส๊ สามารถเคลอื่ นที่ได้อยา่ งอสิ ระและฟุ้งกระจาย

เต็มภาชนะทบ่ี รรจุ ถ้าเปลย่ี นปรมิ าตรของภาชนะท่ีใช้ในการบรรจุแกส๊ แกส๊ กจ็ ะมปี รมิ าตรเปลี่ยนไปตาม

ปริมาตรของภาชนะทบี่ รรจุ เชน่ ถ้าบรรจแุ ก๊สลงในลกู โปง่ จำนวนสองลูกที่มรี ูปร่างแตกตา่ งกนั แม้ลูกโปง่ ทง้ั

44

สองจะเช่ือมต่อกนั ให้แก๊สสามารถแลกเปล่ยี นไปมาได้ แกส๊ จะยังคงมปี รมิ าตรตามรปู ทรงของลูกโปง่ นนั้ ๆ ดัง
รปู 16.8

รปู 16.8 แก๊สเปลี่ยนปริมาตรตามรปู ทรงของลูกโปง่
แบบจำลองแกส๊ อุดมคติ
เนอ่ื งจากแกส๊ จรงิ มีการสูญเสียพลังงานจลน์ระหว่างการชน มีแรงยึดเหน่ยี วระหว่างโมเลกลุ
และมีโมเลกลุ ขนาดใหญ่จนปริมาตรของแก๊สอาจไม่เท่ากบั ปรมิ าตรของภาชนะทบ่ี รรจุ ทำให้การอธิ
บาพฤติกรรมของแก๊สเป็นไปได้ยากดงั รูป 16.9 ก. เพื่อใหก้ ารอธบิ ายพฤตกิ รรมของแก๊สง่ายข้นึ จงึ มี
การสรา้ งแบบจำลองแกส๊ อดุ มคตขิ ึ้นมา ดังรูป 16.9 ข.

รปู 16.9 เปรียบเทยี บแบบจำลองของแกส๊ อุดมคตกิ ับแกส๊ จรงิ
แกส๊ อดุ มคติ (ideal gas) คือ แกส๊ ท่ีมีสมบัติดงั ต่อไปนี้
1. มโี มเลกุลขนาดเล็กมาก จนถือได้ว่าปริมาตรแต่ละโมเลกลุ น้อยจนเกือบเปน็ ศูนย์เม่ือเทียบ
กับปริมาตรของภาชนะทีบ่ รรจุ
2. ไม่มแี รงยดึ เหนย่ี วระหว่างโมเลกลุ แต่จะมแี รงกระทำตอ่ โมเลกุลของแกส๊ เม่ือมีการชน
กันเองหรือชนกบั ผนังภาชนะ
3. มกี ารเคลอ่ื นทแี่ บบสุ่ม กล่าวคือ การเคลอื่ นที่ของโมเลกุลของแกส๊ มีขนาดและทศิ ทางของ
ความเรว็ ไมแ่ นน่ อน โดยทุกโมเลกลุ ของแก๊สจะมโี อกาสในการเคล่ือนทดี่ ว้ ยความเรว็ ขนาดใด ๆ และ
ทศิ ทางใดๆ ดว้ ยความนา่ จะเป็นทเี่ ทา่ กันทุกโมเลกลุ
4. โดยความน่าจะเป็นที่โมเลกุลของแกส๊ จะมีความเร็วคา่ ใดค่าหนึง่ และทิศทางใดทศิ ทางหนึง่
มคี ่าเทา่ กนั
5. มีการชนแบบยืดหยนุ่ กลา่ วคือ โมเลกุลของแก๊สจะไม่มีกาสูญเสยี พลงั งานจลน์ระหว่าง
การชนไมว่ า่ จะเปน็ การชนกันระหวา่ งโมเลกลุ ของแก๊ส หรือการชนกบั ผนังภาชนะ