แผนการสอนเครื่องยนต์สันดาปภายใน

ชื่อหน่วย กระบวนการเปล่ียนแปลงตา่ งๆ ในระบบปิ ด จานวน 3 ชว่ั โมง

5.กระบวนการโพล่ีทรอปิ ค

กระบวนการน้ีเป็นกระบวนการทว่ั ๆไปของการอดั ตวั และขยายตวั ของก๊าซ ซ่ึงเกิดข้ึนเป็นไปตาม

สมการ PVn = คงท่ี

ค่า n คือ POLYTROPIC INDEX ซ่ึงมีค่าต้งั แต่ 0 ถึง 

ดงั น้นั P1V1n = P2V2n n

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

T1 =  V1  n
T2 V2

1
P1

P2 2

V1 V2

งานจากกระบวนการโพล่ีทรอปิ ค หาไดจ้ ากพ้ืนที่ใตก้ ราฟ

1W2 = VV12 PdV

เมื่อ P = C

P= C = CV-n
Vn

แผนการสอน หน่วยที่ 3 หนา้ ที่ 2

วชิ า งานเคร่ืองยนตส์ นั ดาปภายใน สอนคร้ังท่ี 7

ชื่อหน่วย กระบวนการเปล่ียนแปลงต่างๆ ในระบบปิ ด จานวน 3 ชวั่ โมง

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

= CV2  CV1 P2V2V2  P1V1V1

 n 1  n 1

= P2V2  P1V1
 n 1

เอาลบคูณและตวั เลขท้งั เศษและส่วน
P1V1  P2V2
1W2 = V n1 …………………………****

สาหรับก๊าซ V1  mRT1 และ P2 V2 = mRT2
 1W2 =
P1V1  P2V2 = mR T1  T2  …………………………*****
n 1 ………………………******
จากกฏขอ้ ที่หน่ึงสาหรับระบบปิ ด n 1

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

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

แผนการสอน หน่วยที่ 3 หนา้ ที่ 3
วชิ า งานเคร่ืองยนตส์ นั ดาปภายใน สอนคร้ังท่ี 7
ช่ือหน่วย กระบวนการเปล่ียนแปลงต่างๆ ในระบบปิ ด จานวน 3 ชว่ั โมง

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

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

mR(T1-T2)  n 
(n 1)( 1)

mR (T1  T2 )  n 
n 1 ( 1)
n
W .. ( 1) ………………………*******

แผนการสอน หน่วยท่ี 3 หนา้ ท่ี 4

วชิ า งานเคร่ืองยนตส์ นั ดาปภายใน สอนคร้ังท่ี 7

ช่ือหน่วย กระบวนการเปล่ียนแปลงต่างๆ ในระบบปิ ด จานวน 3 ชวั่ โมง

ตัวอย่าง 5.1
ก๊าซมีปริมาตร 0.112 m3 มีความดนั .138 KPa ถูกอดั จนมีความดนั 690 KPa ตามกฏ PV1.4 =

C จงหาปริมาตรใหม่ของกา๊ ซน้ี

วธิ ีทา

เนื่องจากกา๊ ซถูกอดั ตามกฎ PV1.4 = C ดงั น้นั P1 V11.4 = P2 V21.4
1
1.4
P1 =  V2 หรือ V2 =  P1 1.4
P2 V1 V1 P2

1 138Kn / m2
650Kn / m2
ซ่ึงจะได้ V2 = V1  P1 1.4 = 0.112 m3  
P2

= 0.0355 m3

แผนการสอน หน่วยที่ 3 หนา้ ท่ี 5

วชิ า งานเคร่ืองยนตส์ ันดาปภายใน สอนคร้ังที่ 7

ช่ือหน่วย กระบวนการเปลี่ยนแปลงตา่ งๆ ในระบบปิ ด จานวน 3 ชว่ั โมง

ตวั อย่าง 5.2
กา๊ ซมีปริมาณ 0.014 m3 ความดนั 2072 kPa ขยายตวั จนมีความดนั 207 kPA ตามกฏ PV1.35 = C

จงหางานท่ีทาโดยกา๊ ซในระหวา่ งการขยายตวั น้ี

วธิ ีทา V2 จากกฏ PV1.35 = 0 1
แทนคา่ P1V1 P = P2V21.35
V= V1  P1 1.35
P2

1

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

1.35 1

= 1 (28.98 15.94)kJ

0.35

= 37.3 KJ

แผนการสอน หน่วยที่ 3 หนา้ ที่ 6

วชิ า งานเคร่ืองยนตส์ ันดาปภายใน สอนคร้ังที่ 7

ชื่อหน่วย กระบวนการเปล่ียนแปลงตา่ งๆ ในระบบปิ ด จานวน 3 ชว่ั โมง

แบบฝึ กหดั 5.1
1. กา๊ ซขยายตวั ตามกฎ PV1.3 = C จากความดนั 1 Mpa ปริมาตร 0.003 m3 จนมีความดนั 0.1

Mpa ถามวา่ มีความร้อนเขา้ หรือออกจากก๊าซในระหวา่ งกระบวนการน้ีเทา่ ไร และงานที่ได้ กาหนด  =
1.4 และ Cv = 0.710 kJ/kg-oK (1.03 kJ, 4.13 KJ)

2. กา๊ ซมีปริมาตร 0.1 m3 ถูกอดั ตวั จากความดนั 120 kPa และอุณหภูมิ 25oC จนมีความดนั เป็ น
1.2 Mpa1 ตามกฎ PV1.2 = C จงหา

ก. งานท่ีใชใ้ นการอดั กา๊ ซน้ี (-28.2 kJ)
ข. พลงั งานท่ีเปลี่ยนแปลง (14.2 kJ)
ค. ปริมาณความร้อนที่ถ่ายเท (-140 kJ)
เมื่อกาหนดให้ CY=0.72 kJ/kg.oK และ R = 0.285 kJ/kg.oK

แผนการสอน หน่วยที่ 3 หนา้ ที่ 7
วชิ า งานเคร่ืองยนตส์ ันดาปภายใน
ช่ือหน่วย กระบวนการเปลี่ยนแปลงต่างๆ ในระบบปิ ด สอนคร้ังท่ี 7

จานวน 3 ชวั่ โมง

เฉลยแบบฝึ กหดั 5.1
1. กาซขยายตวั ตามกฎ PV1.3 = C จากความดนั 1 MPa ปริมาตร 0.003 m3 จนมีความดนั 0.1 MPa

ถามวา่ มีความร้อนเขา้ หรือออกจากกาซในระหวา่ งกระบวนการน้ีเทา่ ไร และงานที่ได้ กาหนดให้  = 1.4
และ Cv = 0.713 kJ/kg.K

Solution จากสูตร P1V11.3 = P2V21.3

=

=

V2 = V1

งานท่ีทา 1W2 V2 = 0.003 m3 x
V2 = 0.0176 m3
=

1W2 = 4.13 kN.m
4.13 kJ
1W2 = W
1W2 =
1Q2 = 4.13 KJ x
1.03 kJ (ความร้อนเขา้ )
1Q2 =
1Q2 =
งานที่ทา W =

W= 3.1 kJ
W=

แผนการสอน หน่วยท่ี 3 หน้าที่ 8

วชิ า งานเคร่ืองยนตส์ ันดาปภายใน สอนคร้ังท่ี 7

ช่ือหน่วย กระบวนการเปลี่ยนแปลงต่างๆ ในระบบปิ ด จานวน 3 ชวั่ โมง

เฉลยแบบฝึ กหัด 5.1
2. กา๊ ซมีปริมาตร 0.1 m3 ถูกอดั ตวั จากความดนั 120 kPa และอุณหภูมิ 25 จนมีความดนั เป็น

1.2 MPa ตามกฎ PV1.2 = C จงหา

ก) งานที่ใชใ้ นการอดั กาซน้ี
ข) พลงั งานที่เปลี่ยนแปลง
ค) ปริมาตรความร้อนที่ถ่ายเท
เม่ือกาหนดให้ Cv = 0.72 kJ/kg.K และ R = 0.285 kJ/kg.K

Solution จากสูตร ก) งานท่ีใชใ้ นการอดั กาซน้ี
จาก PV1.2 = C.
P1V11.2 = P2V21.2

=

V2 = V1

V2 = 0.1 m3 x
V2 = 0.0147 m3
งานท่ีทา 1W2 =
1W2
=

1W2 = KPa.m3 หรือ

1W2 = -28.2 kN.m
1VW12 = -28.2 kJ
ข) พลงั งานที่เปลี่ยนแปลง

1Q2 = W x

1Q2 = 28.2 kJ x หน่วยที่ 3 หนา้ ที่ 9
1Q2 = 14.1 kJ
ค) ปริมาณความร้อนท่ีถ่ายออก สอนคร้ังที่ 7

= -1W2 -1Q2 จานวน 3 ชวั่ โมง
แผนการสอน
วชิ า งานเคร่ืองยนตส์ นั ดาปภายใน

ช่ือหน่วย กระบวนการเปล่ียนแปลงตา่ งๆ ในระบบปิ ด

เฉลยแบบฝึ กหดั 5.1
= -28.2 – (-14.1)
= -14.1 kJ
= 14.1 kJ

บนั ทกึ ผลหลงั การจัดการเรียนรู้แบบมุ่งเน้นสมรรถนะอาชีพและบูรณาการตามหลกั ปรัชญาของเศรษฐกจิ

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

รายการ ระดบั การปฏบิ ัติ
5432 1

ด้านการเตรียมการสอน

1. จดั หน่วยการเรียนรู้ไดส้ อดคลอ้ งกบั วตั ถุประสงคก์ ารเรียนรู้

2. กาหนดเกณฑก์ ารประเมินครอบคลุมท้งั ดา้ นความรู้ ดา้ นทกั ษะ และดา้ นจิตพิสัย

3. เตรียมวสั ดุ-อุปกรณ์ สื่อ นวตั กรรม กิจกรรมตามแผนการจดั การเรียนรู้ก่อนเขา้ สอน

ด้านการจัดกจิ กรรมการเรียนรู้

4. มีวธิ ีการนาเขา้ สู่บทเรียนที่น่าสนใจ

5. มีกิจกรรมที่หลากหลาย เพื่อช่วยใหผ้ เู้ รียนเกิดการเรียนรู้ ความเขา้ ใจ

6. จดั กิจกรรมที่ส่งเสริมใหผ้ เู้ รียนคน้ ควา้ เพ่อื หาคาตอบดว้ ยตนเอง

7. นกั เรียนมีส่วนร่วมในการจดั กิจกรรมการเรียนรู้

8. จดั กิจกรรมที่เนน้ กระบวนการคิด ( คิดวเิ คราะห์ คิดสงั เคราะห์ คิดสร้างสรรค์ )

9. กระตุน้ ใหผ้ ูเ้ รียนแสดงความคิดเห็นอยา่ งเสรี

10. จดั กิจกรรมการเรียนรู้ท่ีเช่ือมโยงกบั ชีวติ จริงโดยนาภูมิปัญญา/บูรณาการเขา้ มามีส่วนร่วม

11. จดั กิจกรรมโดยสอดแทรกคุณธรรม จริยธรรม

12. มีการเสริมแรงเม่ือนกั เรียนปฏิบตั ิ หรือตอบถูกตอ้ ง

13. มอบหมายงานใหเ้ หมาะสมตามศกั ยภาพของผเู้ รียน

14. เอาใจใส่ดูแลผเู้ รียน อยา่ งทวั่ ถึง

15. ใชเ้ วลาสอนเหมาะสมกบั เวลาที่กาหนด

ด้านส่ือ นวตั กรรม แหล่งการเรียนรู้

16. ใชส้ ่ือที่เหมาะสมกบั กิจกรรมและศกั ยภาพของผูเ้ รียน

17. ใชส้ ื่อ แหล่งการเรียนรู้อยา่ งหลากหลาย เช่น บุคคล สถานที่ ของจริง เอกสาร

สื่ออิเลก็ ทรอนิกส์ และอินเทอร์เน็ต เป็นตน้

ด้านการวดั และประเมินผล

18. ผเู้ รียนมีส่วนร่วมในการกาหนดเกณฑก์ ารวดั และประเมินผล

19. ประเมินผลอยา่ งหลากหลายและครบท้งั ดา้ นความรู้ ทกั ษะ และจิตพิสัย
20. ครู ผเู้ รียน ผปู้ กครอง หรือ ผทู้ ี่เกี่ยวขอ้ งมีส่วนร่วม ในการประเมิน

หมายเหตุ ระดบั การปฏิบตั ิ 5 = ปฏิบตั ิดีเยย่ี ม 4 = ปฏิบตั ิดี 3 = ปฏิบตั ิพอใช้ รวม
2 = ควรปรับปรุง 1 = ไม่มีการปฏิบตั ิ ค่าเฉลยี่

บนั ทกึ หลงั สอน ปัญหา และแนวทางแก้ปัญหา

ปัญหาทพ่ี บ แนวทางแก้ปัญหา

ด้านการเตรียมการสอน …………………………………………………….
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
……………………………………………………..

ด้านการจัดกจิ กรรมการเรียนรู้ ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
……………………………………………………..

ด้านส่ือ นวตั กรรม แหล่งการเรียนรู้ ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
……………………………………………………..

ด้านการวดั และประเมินผล ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
……………………………………………………..

ด้านอ่ืนๆ (โปรดระบุเป็นขอ้ ๆ) ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
……………………………………………………..

ลงชื่อ ........................................................................ ครูผสู้ อน
(....................................................................)

ตาแหน่ง .......................................................................
............../.................................../...................

บนั ทกึ การนิเทศและติดตาม

วนั -เดือน-ปี เวลา รายการนิเทศและตดิ ตาม ช่ือ-สกลุ ผ้นู ิเทศ ตาแหน่ง

สัปดาห์ท่ี 8
แผนบทเรียน

เรื่อง
วฎั จักรคาร์โนต์ (Carnot Cycle)

แผนการจดั การเรียนรู้ แบบมุ่งเน้นสมรรถนะอาชีพ

และบูรณาการตามหลกั ปรัชญาของเศรษฐกจิ พอเพยี ง

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

รหัสวชิ า 3101-2002 วชิ า งานสนั ดาปภายใน

หน่วยท่ี 6 ช่ือหน่วย วฎั จกั รคาร์โนต์ (Carnot Cycle)

ช่ือเร่ือง วฎั จกั รคาร์โนต์ (Carnot Cycle) จานวน 3 ช่ัวโมง

1. สาระสาคญั

1. วฎั จกั รคาร์โนต์ เป็น วฎั จกั รที่ใหป้ ระสิทธิภาพเชิงความร้อนสูงกวา่ วฎั จกั รอื่น ๆ ถา้ วฎั จกั ร
เหล่าน้นั ทางานในช่วงอุณหภูมิเดียวกนั วฎั จกั รคาร์โนต์ เป็นวฎั จกั รพ้ืนฐานของเครื่องยนตค์ วามร้อนทุกแบบ
ทุกชนิดสารตวั กลางท่ีใชใ้ นวฎั จกั รคาร์โนต์ อาจเป็นกา๊ ซอุดมคติ หรือของไหลชนิดอ่ืน ๆ ก็ได้
วฎั จกั รคาร์โนตจ์ ะประกอบดว้ ย 4 กระบวนการ

2. สมรรถนะประจาหน่วยการเรียนรู้

1.สามารถอธิบายความหมายของวฎั จกั รคาร์โนตไ์ ดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง
2.สามารถคานวณหาคา่ ความร้อนของวฎั จกั รไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง
3.สามารถคานวณหาคา่ งานของวฎั จกั รไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง
4.สามารถคานวณหาคา่ ประสิทธิภาพของวฎั จกั รไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง
5.มีความรับผดิ ชอบ ตามงานที่มอบหมาย (บูรณาการปรัชญาเศรษฐกิจพอเพยี ง)

3. จดุ ประสงค์การเรียนรู้

3.4 จุดประสงค์ทว่ั ไป
1.สามารถอธิบายความหมายของวฎั จกั รคาร์โนตไ์ ดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง
2.สามารถคานวณหาค่าความร้อนของวฎั จกั รไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง
3.สามารถคานวณหาค่างานของวฎั จกั รไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง
4.สามารถคานวณหาค่าประสิทธิภาพของวฎั จกั รไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง
5.มีความรับผดิ ชอบ ตามงานที่มอบหมาย (บูรณาการปรัชญาเศรษฐกิจพอเพยี ง)

3.5 จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม
1.นกั ศึกษาสามารถคานวณหาคา่ ความร้อนที่ถ่ายเทของวฎั จกั รไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง
2.นกั ศึกษาสามารถคานวณหาคา่ งานของวฎั จกั รไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง
3.นกั ศึกษาสามารถคานวณหาคา่ ประสิทธิภาพของวฎั จกั รไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง
4.นกั ศึกษามีความรับผดิ ชอบ ตามงานท่ีมอบหมาย (บูรณาการปรัชญาเศรษฐกิจพอเพยี ง)

4. หัวข้อเร่ือง/เนื้อหาสาระการสอน/การเรียนรู้

4.2 ด้านความรู้
- วฎั จกั รคาร์โนต์ (Carnot Cycle)

4.2 ด้านทกั ษะหรือปฏบิ ตั ิ
- การคานวณหาค่าปริมาณความร้อน
- การคานวณหางาน
- การคานวณหาค่าประสิทธิภาพ

4.3 ด้านคุณธรรม/จริยธรรม/จรรยาบรรณ/บูรณาการเศรษฐกจิ พอเพยี ง
- ความมีวนิ ยั : การแต่งกาย , การตรงต่อเวลา
- ความรับผิดชอบ : ทางานเสร็จทนั ตามเวลาที่ กาหนด
- ความสนใจใฝ่ รู้ : มีความสนใจในการหาความรู้เพมิ่ เติม , การกระตือรือร้นท่ีจะเรียนรู้
- ความมีมนุษยสัมพนั ธ์ : ยอมรับความคิดเห็นผอู้ ่ืน
- ความอดทน อดกล้นั : มีสติควบคุมอารมณ์ไดด้ ี
- ความซ่ือสัตยส์ ุจริต : ไม่นาผลงานผอู้ ื่นมาแอบอา้ งเป็นของตน
- การประหยดั : ใชว้ สั ดุที่เหมาะสมกบั งาน , ปิ ดไฟฟ้า ทุกคร้ังท่ีเลิกใช้
- ความกตญั ญูกตเวที : อาสาช่วยเหลือและถือของช่วยครู –อาจารย์

5. กจิ กรรมการเรียนการสอนหรือการเรียนรู้

ข้นั ตอนการสอนหรือกจิ กรรมครู ข้นั ตอนการเรียนหรือกจิ กรรมของผ้เู รียน

ข้ันนาเข้าสู่บทเรียน (10 นาที ) 3. ผเู้ รียนท้งั ช้นั แสดงความคิดเห็นตาม
4. นกั เรียนรู้จกั วฎั จกั รคาร์โนต์ (Carnot Cycle) หรือไม่ หวั ขอ้ ที่ครูชกั ถาม

ใชท้ าอะไร

ข้นั การสอน (2 ชวั่ โมง ) 7. ผเู้ รียนท้งั หมดต้งั ใจฟังการบรรยาย
7. ครูอธิบายสูตรของวฎั จกั รคาร์โนต์ (Carnot Cycle) 8. ผเู้ รียน ต้งั ใจฟังการบรรยายและจดบนั ทึก
8. ครูสาธิตตวั อยา่ ง 1.1
เน้ือหาจากคาบรรยายใส่สมุด
9. ครูเปิ ดโอกาสใหช้ กั ถามขอ้ สงสัย 9. ผเู้ รียนชกั ถามขอ้ สงสยั

ข้นั พยายาม (20 นาที) 3. ผเู้ รียนนาแบบฝึกหดั 2 ขอ้
1. ครูใหท้ าแบบฝึกหดั 2 ขอ้
1. ผเู้ รียนทาแบบฝึกหดั ส่ง
ข้นั สรุป ( 50 นาที ) 2. ผเู้ รียนทราบเฉลย
7. ครูใหส้ ่งแบบฝึกหดั 3. ผเู้ รียนท้งั หมดต้งั ใจฟัง
8. ครูเฉลยแบบฝึกหดั
9. ครูสรุปเน้ือหาเพิ่มเติม

6. ส่ือการเรียนการสอน/การเรียนรู้

6.1 สื่อสิ่งพมิ พ์
13. หนงั สืองานสันดาปภายใน
14. เอกสารประกอบการสอน
15. แบบฝึกหดั 2 ขอ้

6.2 ส่ือโสตทศั น์
-

6.3 สื่อของจริง
-

7. แหล่งการเรียนการสอน/การเรียนรู้

7.1 ภายในสถานศึกษา
1. ตึกวทิ ยบริการ
2. หอ้ งสมุดชมรมวชิ าชีพช่างยนต์
3. หอ้ ง Internet ช่างยนต์

7.2 ภายนอกสถานศึกษา
1. หอ้ งสมุดมหาวทิ ยาลยั มหาสารคาม
2. หอ้ งสมุดมหาวทิ ยาลยั ราชภฎั มหาสารคาม
3. ร้าน Internet

8. งานทม่ี อบหมาย

8.1 ก่อนเรียน

-
8.2 ขณะเรียน

- ใหผ้ เู้ รียนจดคาอธิบาย ประกอบการบรรยายของครู
- ใหผ้ เู้ รียนทาแบบฝึกหดั
8.3 หลงั เรียน
- ใหผ้ เู้ รียนเฉลยแบบฝึกหดั
- ใหผ้ เู้ รียนไปศึกษา เรื่อง กฎของเทอร์โมไดนามิกส์ มาลว่ งหนา้

9. ผลงาน/ชิ้นงาน ทเ่ี กดิ จากการเรียนรู้ของผู้เรียน

-

10. เอกสารอ้างองิ

ชนะชยั กสิภาร์. เครื่องยนต์สันดาปภายใน. พมิ พ์คร้ังที่8, กรุงเทพฯ: โรงพมิ พ์ชวนพิมพ์
มนตรี พิรุณเกษตร. เทอร์โมไดนามิกส์.พมิ พ์คร้ังท่ี2, กรุงเทพฯ: วทิ ย์พฒั น์
รุ่งสุรีย์ ใจเขื่อนแกว้ . เครื่องยนต์สันดาปภายในและภายนอก. พมิ พ์คร้ังที่7, กรุงเทพฯ: ซีเอด็ ยเู คชั่น
วนิ ิจ นิวาศะบุตร. การวเิ คราะห์การสันดาป. พมิ พ์คร้ังท่ี7, กรุงเทพฯ: โรงพมิ พ์เจริญธรรม, 2527

11. การบูรณาการ/ความสัมพนั ธ์กบั รายวชิ าอื่น

วชิ า เทอร์โมไดนามิกส์ เร่ือง กฎทางเทอร์โมไดนามิกส์

12. หลกั การประเมนิ ผลการเรียน

12.1 ก่อนเรียน

- สังเกตจากคาถาม ของผเู้ รียน

12.2 ขณะเรียน

- สังเกตจากคาถาม ของผเู้ รียน

12.3 หลงั เรียน

- แบบฝึกหดั

13. รายละเอยี ดการประเมนิ ผลการเรียน

13.1 คะแนนระหว่างภาคเรียน ร้อยละ 80 ไดจ้ าก

- ผลจากแบบทดสอบหลงั เรียน ร้อยละ 20

- ผลจากใบงาน ร้อยละ 20

- ผลจากการปฏิบตั ิงานกลุ่ม ร้อยละ 30

- ผลจากแบบฝึกหดั ร้อยละ 10

13.2 คะแนนคุณธรรมและ จริยธรรม ร้อยละ 20 ไดจ้ าก

- ความตรงต่อเวลา ร้อยละ 5

- ความมีระเบียบ วนิ ยั ร้อยละ 5

- ความรับผดิ ชอบ ร้อยละ 5

- ความซื่อสตั ย์ ร้อยละ 5

การประเมินผล นาคะแนนท่ีได้จากการวดั ผลมาประเมิน โดยยึดหลักเกณฑ์การประเมินผลของ
วทิ ยาลยั เทคนิคมหาสารคาม ซ่ึงกาหนดดงั น้ี

อตั ราคะแนน ระดบั คะแนน

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

แผนการสอน หน่วยท่ี 6
วชิ า งานสนั ดาปภายใน สอนคร้ังที่ 8 หนา้ 1
ช่ือหน่วย วฎั จกั รคาร์โนต์ (Carnot Cyle) จานวน 3 ชวั่ โมง

วฏั จักรของคาร์ไนต์ (Carnot Cycle)
Nicelas leonend Sodi Carnot เป็นวทิ ศวกรชาวฝร่ังเศสคนแรกท่ีประยกุ ตก์ ฎขอ้ ที่ 2 ของเทอร์โม

ไดนามิกส์ เขา้ กบั หลกั การทางเครื่องจกั รกลในปี ค.ศ. 1824 นบั จากน้นั ไดม้ ีการปรับปรุงและเปลี่ยนแปลง
เทคโนโลยเี ครื่องจกั รความร้อนเร่ือยมาจนถึงปัจจุบนั

หลกั ของคาร์ไนต์แสดงให้เห็นวา่ เคร่ืองจกั รความร้อนประเภท Reversobble engines จะมี
ประสิทธิภาพสูงสุดถา้ มีแหล่งรับความร้อนท่ีมีอุณหภูมิสูงท่ีสุด และมีที่ถ่ายเทความร้อนอุณหภูมิต่าที่สุด
หรืออาจกล่าวอีกนยั หน่ึงวา่ ประสิทธิภาพเชิงความร้อนของวฏั จกั รคาร์ไนตข์ ้ึนอยูก่ บั ความแตกต่างระหวา่ ง
อุณหภูมิของแหล่งรับและถ่ายเทความร้อน เขาจึงจาลองวฏั จกั รโดยกาหนดให้การรับและถ่ายเทความร้อน
เป็นแบบ isothermal ส่วนอีกสองกระบวนการเปลี่ยนแปลงเป็ นการอดั และขยายตวั แบบ isentroplc โดยมี
ลาดบั การเลือกกระบวนการเปล่ียนแปลงในวฏั จกั รดงั น้ี

P qin T 2
1 TH = qin
2
1
TH

S=
S=
Wnet S=
S=

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

พจิ ารณา P – V ไดอะแกรม

แผนการสอน หน่วยท่ี 6
สอนคร้ังท่ี 8 หนา้ 2
วชิ า งานสันดาปภายใน จานวน 3 ชวั่ โมง
…………….. 1
ชื่อหน่วย วฎั จกั รคาร์โนต์ (Carnot Cyle)
……………... 2
กระบวนการ 1-2 เป็นการขยายตวั แบบไอโซเทอร์มอล ……………… 3
งานท่ีทา 1W2 = P1 V1 ln = mRT1 ln
จาก Q = U + W ; U = 0 ……………….. 4

ดงั น้นั 1Q2 = W
1Q2 = mRT1 ln

กระบวนการ 2-3 ขยายตวั แบบอะเดียบาติก

งานท่ีทา W2 = =

Q = U+W ; Q = 0

U = -W
กระบวนการ 3-4 การอดั ตวั แบบไอโซเทอร์มอล

งานท่ีทา 3W4 = P3 V3 ln = -P3 V3 ln

= -mRT3 ln

ความร้อน 3Q4 = 3W4 = mRT3 ln ……………..... 5
=
กระบวนการ 4-1 การอดั ตวั แบบอะเดียบาติก

งานที่ทา 4W1 = =

งานสุทธิท่ีไดค้ รบวฎั จกั ร W = 1W2 + 2W3 + 3W4 + 4W1

W = mRT1 ln = = = -mRT3 ln =

จากกระบวนการไอโซเทอร์มอล T1 = T2 และ T3 = T4 …………………… 6
ดงั น้นั W = mRT1 ln = -mRT3 ln

แผนการสอน หน่วยท่ี 6
วชิ า งานสนั ดาปภายใน สอนคร้ังท่ี 8 หนา้ 3
ชื่อหน่วย วฎั จกั รคาร์โนต์ (Carnot Cyle) จานวน 3 ชว่ั โมง
……………….. 7
สาหรับกระบวนการ 1-4 ไดว้ า่ = ………………. 8

สาหรับกระบวนการ 2-3 ไดว้ า่ = …………………. 9
…………………. 10
จากสูตร T1 = T2 ; T3 = T4 =

=
จากสมการ 7 และ 8

= หรือ = =
จากสมการ 5 แทนในสมการ 6

W= .
ประสิทธิภาพทางความร้อน th

th =

==

= 1- ……………………….. 11
จาก =

th = 1 -
th = 1 -

แผนการสอน หน่วยท่ี 6

วชิ า งานสนั ดาปภายใน สอนคร้ังท่ี 8 หนา้ 4
ชื่อหน่วย วฎั จกั รคาร์โนต์ (Carnot Cyle) จานวน 3 ชวั่ โมง

ตัวอย่างที่ 1
วฎั จกั รคาร์โนต์ มีขีดจากดั อุณหภูมิของวฎั จกั รคือ 260 oC กบั 21 oC จงหา ประสิทฺภาพทางความ

ร้อนของวฎั จกั ร กาหนดให้  = 1.4

P qin T 2
1 TH = qin
2
1
TH

S=
S=
Wnet S=
4 S=

3 TL 4 3
TL =
qout qout

V a bS

( ) P-V ( ) T-S

วธิ ีทา
T1 = T2 = 260 + 273.2 = 533.2 K
T3 = T4 = 21 + 273.2 = 294.2 K
 = 1.4
หาประสิทธิภาพ th
th =

=

= 0.448
หรือ = 44.8 

แผนการสอน หน่วยท่ี 6

วชิ า งานสนั ดาปภายใน สอนคร้ังท่ี 8 หนา้ 5
ช่ือหน่วย วฎั จกั รคาร์โนต์ (Carnot Cyle) จานวน 3 ชวั่ โมง

แบบฝึ กหดั
1.กลวตั รของเครื่องยนตช์ นิดหน่ึงที่ให้ประสิทธิภาพเชิงความร้อนสูงที่สุด ถา้ อุณหภูมิระหวา่ งแหล่งเก็บ
ความร้อนท้งั สองเป็ น 800 oC และ 15 oC ตามลาดบั จงคานวณหาประสิทธิภาพเชิงความร้อนกลวตั รน้นั
(73.2 %)

วธิ ีทา จากสูตร th =

=
= 0.731
หรือ = 73.1 %

2. ใน Air Standard Carnot Cycle ไดร้ ับความร้อน 100 kJ/kg ที่อุณหภูมิ 1200 K และความร้อนคาย
ออกที่อุณหภูมิ 300 K ความดนั ต่าสุดของกลวตั รมีคา่ เท่ากบั 0.1 Mpa สมมติวา่ ความจุความร้อนจุเพาะ
ของอากาศท่ีมีค่าคงที่ของกลวตั รจงหาประสิทธิภาพเชิงความร้อนของกลวตั รน้ี (75%)
วธิ ีทา จากสูตร th =

=
= 0.75
หรือ = 75 %

บันทกึ ผลหลงั การจัดการเรียนรู้แบบมุ่งเน้นสมรรถนะอาชีพและบูรณาการตามหลกั ปรัชญาของเศรษฐกจิ

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

รายการ ระดับการปฏบิ ัติ
5432 1

ด้านการเตรียมการสอน

1. จดั หน่วยการเรียนรู้ไดส้ อดคลอ้ งกบั วตั ถุประสงคก์ ารเรียนรู้

2. กาหนดเกณฑก์ ารประเมินครอบคลุมท้งั ดา้ นความรู้ ดา้ นทกั ษะ และดา้ นจิตพิสยั

3. เตรียมวสั ดุ-อุปกรณ์ สื่อ นวตั กรรม กิจกรรมตามแผนการจดั การเรียนรู้ก่อนเขา้ สอน

ด้านการจัดกจิ กรรมการเรียนรู้

4. มีวธิ ีการนาเขา้ สู่บทเรียนท่ีน่าสนใจ

5. มีกิจกรรมที่หลากหลาย เพื่อช่วยใหผ้ เู้ รียนเกิดการเรียนรู้ ความเขา้ ใจ

6. จดั กิจกรรมที่ส่งเสริมใหผ้ เู้ รียนคน้ ควา้ เพ่ือหาคาตอบดว้ ยตนเอง

7. นกั เรียนมีส่วนร่วมในการจดั กิจกรรมการเรียนรู้

8. จดั กิจกรรมที่เนน้ กระบวนการคิด ( คิดวเิ คราะห์ คิดสงั เคราะห์ คิดสร้างสรรค์ )

9. กระตุน้ ใหผ้ เู้ รียนแสดงความคิดเห็นอยา่ งเสรี

10. จดั กิจกรรมการเรียนรู้ที่เช่ือมโยงกบั ชีวติ จริงโดยนาภูมิปัญญา/บูรณาการเขา้ มามีส่วนร่วม

11. จดั กิจกรรมโดยสอดแทรกคุณธรรม จริยธรรม

12. มีการเสริมแรงเม่ือนกั เรียนปฏิบตั ิ หรือตอบถูกตอ้ ง

13. มอบหมายงานใหเ้ หมาะสมตามศกั ยภาพของผเู้ รียน

14. เอาใจใส่ดูแลผเู้ รียน อยา่ งทวั่ ถึง
15. ใชเ้ วลาสอนเหมาะสมกบั เวลาที่กาหนด

ด้านสื่อ นวตั กรรม แหล่งการเรียนรู้

16. ใชส้ ่ือท่ีเหมาะสมกบั กิจกรรมและศกั ยภาพของผูเ้ รียน

17. ใชส้ ่ือ แหล่งการเรียนรู้อยา่ งหลากหลาย เช่น บุคคล สถานที่ ของจริง เอกสาร
สื่ออิเล็กทรอนิกส์ และอินเทอร์เน็ต เป็นตน้

ด้านการวดั และประเมินผล

18. ผเู้ รียนมีส่วนร่วมในการกาหนดเกณฑก์ ารวดั และประเมินผล

19. ประเมินผลอยา่ งหลากหลายและครบท้งั ดา้ นความรู้ ทกั ษะ และจิตพิสัย
20. ครู ผเู้ รียน ผปู้ กครอง หรือ ผทู้ ่ีเก่ียวขอ้ งมีส่วนร่วม ในการประเมิน

หมายเหตุ ระดบั การปฏิบตั ิ 5 = ปฏิบตั ดิ ีเยยี่ ม 4 = ปฏิบตั ิดี 3 = ปฏิบตั ิพอใช้ รวม
2 = ควรปรับปรุง 1 = ไมม่ ีการปฏิบตั ิ ค่าเฉลยี่

บนั ทกึ หลงั สอน ปัญหา และแนวทางแก้ปัญหา

ปัญหาทพ่ี บ แนวทางแก้ปัญหา

ด้านการเตรียมการสอน …………………………………………………….
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
……………………………………………………..

ด้านการจัดกจิ กรรมการเรียนรู้ ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
……………………………………………………..

ด้านส่ือ นวตั กรรม แหล่งการเรียนรู้ ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
……………………………………………………..

ด้านการวดั และประเมินผล

…………………………………………………….. ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..

ด้านอ่ืนๆ (โปรดระบุเป็นขอ้ ๆ) ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
……………………………………………………..

ลงช่ือ ........................................................................ ครูผสู้ อน
(....................................................................)

ตาแหน่ง .......................................................................
............../.................................../...................

บนั ทกึ การนิเทศและตดิ ตาม

วนั -เดือน-ปี เวลา รายการนิเทศและติดตาม ชื่อ-สกลุ ผู้นิเทศ ตาแหน่ง

สัปดาห์ที่ 9
หน่วยที่ 7

เรื่อง
วฏั จักรอ๊อตโต



แผนการจดั การเรียนรู้ แบบมุ่งเน้นสมรรถนะอาชีพ

และบูรณาการตามหลกั ปรัชญาของเศรษฐกจิ พอเพยี ง

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

รหสั วชิ า 3101-2002 วชิ า งานสันดาปภายใน

หน่วยที่ 3 ช่ือหน่วย วฏั จกั รออ๊ ตโต

ช่ือเร่ือง จานวน 3 ช่ัวโมง

1. กระบวนการอดั ตวั แบบอะเดียบาติกอยใู่ นจงั หวะอดั

2. กระบวนการใหค้ วามร้อนในแบบปริมาตรคงท่ีเป็ นการเพมิ่ ความร้อน

1. สาระสาคญั

1. กระบวนการอดั ตวั แบบแอเดียบาติกอยใู่ นจงั หวะอดั เป็ นการวดั กาซตามกฎ pvr = c ความดนั

เพิ่มจาก p1 ไปเป็ น p2 ปริมาตรลดจาก v1 มาเป็ น v2 อุณหภูมิเพม่ิ จาก T1 ไปเป็ น T2 เอนโทรปี คงท่ีเท่า
เดิมท่ี S1 = S2

2. กระบวนการใหค้ วามร้อนในแบบปริมาตรคงท่ีเป็ นการเพิ่มความร้อน ณ ปริมาตรคงท่ีปริมาตร
คงที่เทา่ เดิมที่ v2 = v3ความดนั เพ่ิมจาก P2 ไปเป็ น P3อุณหภูมิเพิม่ จาก T2 ไปเป็ น T3 เอนโทรปี เพ่ิมจาก S2
ไปเป็ น S3

2. สมรรถนะประจาหน่วยการเรียนรู้

1. อธิบายกระบวนการอดั ตวั แบบอะเดียบาติกอยใู่ นจงั หวะอดั ของเครื่องยนตข์ องวฏั จกั รออ๊ ตโต
ไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง

2. อธิบายกระบวนการใหค้ วามร้อนในแบบปริมาตรคงท่ีของวฏั จกั รอ๊อตโต ไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง

3. จดุ ประสงค์การเรียนรู้

3.1 จุดประสงค์ทว่ั ไป
1. นกั ศึกษาสามารถอธิบายกระบวนการอดั ตวั แบบอะเดียบาติกอยใู่ นจงั หวะอดั ของวฏั จกั รออ๊ ต

โต
ไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง
2. นกั ศึกษาสามารถอธิบายกระบวนการใหค้ วามร้อนในแบบปริมาตรคงที่ของวฏั จกั รออ๊ ตโตได้
อยา่ งถูกตอ้ ง



3.2 จุดประสงค์เชิงพฤตกิ รรม
1. สามารถคานวณหาความร้อนถ่ายเทเ่ ขา้ ของวฏั จกั รออ๊ ตโตไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง
2. สามารถคานวณหาความดนั สูงสุดของวฏั จกั รอ๊อตโตไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง
3. สามรถคานวณหาอุณหภูมิสูงสุดของวฏั จกั รออ๊ ตโตไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง
4. สามารถคานวณหาอตั ราส่วนการอดั ของวฏั จกั รอ๊อตโตไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง

4. เนื้อหาสาระการสอน/การเรียนรู้

4.1 ด้านความรู้
- กระบวนการสันดาปภายในของวฏั จกั รออ๊ ตโต

4.2 ด้านทกั ษะหรือปฏบิ ตั ิ
- การคานวณกระบวนการสันดาปภายในของวฏั จกั รออ๊ ตโต

4.3 ด้านคุณธรรม/จริยธรรม/จรรยาบรรณ/บูรณาการเศรษฐกจิ พอเพยี ง
- ความมีวนิ ยั : การแต่งกาย , การตรงต่อเวลา
- ความรับผิดชอบ : ทางานเสร็จทนั ตามเวลาท่ี กาหนด
- ความสนใจใฝ่ รู้ : มีความสนใจในการหาความรู้เพ่มิ เติม , การกระตือรือร้นที่จะเรียนรู้
- ความมีมนุษยส์ ัมพนั ธ์ : ยอมรับความคิดเห็นผอู้ ื่น
- ความอดทน อดกล้นั : มีสติควบคุมอารมณ์ไดด้ ี
- ความซื่อสัตยส์ ุจริต : ไม่นาผลงานผอู้ ื่นมาแอบอา้ งเป็ นของตน
- การประหยดั : ใชว้ สั ดุท่ีเหมาะสมกบั งาน , ปิ ดไฟฟ้า ทุกคร้ังที่เลิกใช้
- ความกตญั ญูกตเวที : อาสาช่วยเหลือและถือของช่วยครู –อาจารย์

5. กจิ กรรมการเรียนการสอนหรือการเรียนรู้

ข้ันตอนการสอนหรือกจิ กรรมครู ข้ันตอนการเรียนหรือกจิ กรรมของผ้เู รียน

ข้ันนาเข้าสู่บทเรียน (10 นาที )

5. นกั เรียนรู้จกั การสนั ดาปภายในหรือไม่ 4. ผเู้ รียนท้งั ช้นั แสดงความคิดเห็นตามหวั ขอ้ ท่ีครูชกั

ถาม

ข้นั การสอน (60 นาที )

10. ครูอธิบายกระบวนการอดั ตวั แบบอะเดียบาติกอยู่ 1. ผเู้ รียนต้งั ใจฟังการบรรยายและจดบนั ทึกเน้ือหาจาก

ในจงั หวะอดั ของวฏั จกั รอ๊อตโต คาบรรยายใส่สมุด

11. ครูอธิบายกระบวนการใหค้ วามร้อนในแบบ 2. ผเู้ รียนต้งั ใจฟังการบรรยายและจดบนั ทึกเน้ือหาจาก

ปริมาตรคงท่ีเป็นการเพมิ่ ความร้อน ของวฏั คาบรรยายใส่สมุด

จกั รออ๊ ตโต
12. ครูเขียนสมการกระบวนการอดั ตวั แบบอะเดียบา 3. ผเู้ รียนต้งั ใจฟังการบรรยายและจดบนั ทึกเน้ือหาจาก

ติก และกระบวนการใหค้ วามร้อนในแบบปริมาตร คาบรรยายใส่สมุด

คงท่ีเป็นการเพม่ิ ความร้อนของวฏั จกั รออ๊ ตโต 4. ผเู้ รียนต้งั ใจฟังการบรรยายและจดบนั ทึก
13. ครูสาธิตตวั อยา่ งกระบวนการแบบอะเดียบาติก

และแบบปริ มาตรคงท่ีเป็ นการเพ่ิมความร้อน

ของวฏั จกั รออ๊ ตโต จานวน 1 ขอ้ 5. ผเู้ รียนซกั ถามขอ้ สงสัย
14. ครูเปิ ดโอกาสใหช้ กั ถามขอ้ สงสยั

ข้นั พยายาม (80 นาที) 4. ผเู้ รียนฝึกเขียนสมการและวาดแผนภาพของวฏั
1. ครูใหน้ กั ศึกษาฝึกเขียนสมการและวาดแผนภาพ จกั รออ๊ ตโต

ของวฏั ออ๊ ตโต 5. ผเู้ รียนทาแบบฝึกหดั ที่ 5.1 จานวน 1 ขอ้
2. ครูใหท้ าแบบฝึกหดั ที่ 7.1 จานวน 1 ขอ้

ข้ันสรุป ( 30 นาที ) 1. ผเู้ รียนนาแบบฝึกหดั มาส่ง
10. ครูใหส้ ่งฝึกหดั

11. ครูเฉลยแบบฝึกหดั 2. ผเู้ รียนทราบเฉลย
12. ครูสรุปเน้ือหาเพม่ิ เติม 3. ผเู้ รียนท้งั หมดต้งั ใจฟัง

6. ส่ือการเรียนการสอน/การเรียนรู้

6.1 สื่อส่ิงพมิ พ์
- หนงั สืองานสนั ดาปภายใน
- เอกสารประกอบการสอน
- แบบฝึกหดั 1 ขอ้

6.2 สื่อโสตทศั น์
-
6.3 สื่อของจริง
-

7. แหล่งการเรียนการสอน/การเรียนรู้

7.1 ภายในสถานศึกษา
- ตึกวทิ ยบริการ
- หอ้ งสมุดชมรมวชิ าชีพช่างยนต์
- หอ้ ง Internet ช่างยนต์

7.2 ภายนอกสถานศึกษา
- หอ้ งสมุดมหาวทิ ยาลยั มหาสารคาม
- หอ้ งสมุดมหาวทิ ยาลยั ราชภฎั มหาสารคาม
- ร้าน Internet

8. งานทม่ี อบหมาย

8.1 ก่อนเรียน
-

8.2 ขณะเรียน
- ใหผ้ เู้ รียนจดคาอธิบาย ประกอบการบรรยายของครู

- ใหผ้ เู้ รียนทาแบบทดสอบ

8.3 หลงั เรียน
- ใหผ้ เู้ รียนเฉลยแบบทดสอบ
- ใหผ้ เู้ รียนไปศึกษา เรื่องวฏั ออ๊ ตโต มาล่วงหนา้

9. ผลงาน/ชิ้นงาน ทเี่ กดิ จากการเรียนรู้ของผู้เรียน

-

10. เอกสารอ้างองิ

ชนะชยั กสิภาร์. เคร่ืองยนต์สันดาปภายใน. พมิ พ์คร้ังที่8, กรุงเทพฯ: โรงพมิ พ์ชวนพมิ พ์
มนตรี พิรุณเกษตร. เทอร์โมไดนามกิ ส์.พมิ พ์คร้ังที่2, กรุงเทพฯ: วทิ ย์พฒั น์
รุ่งสุรีย์ ใจเขื่อนแกว้ . เครื่องยนต์สันดาปภายในและภายนอก. พมิ พ์คร้ังที่7, กรุงเทพฯ: ซีเอด็ ยูเคช่ัน
วนิ ิจ นิวาศะบุตร. การวเคราะการสันดาป. พมิ พ์คร้ังที่7, กรุงเทพฯ: โรงพมิ พ์เจริญธรรม, 2527
ศรีณรงค์ ตูท้ องคา. ค่าคงทส่ี ากลของก๊าซ. พมิ พ์คร้ังที่5, กรุงเทพฯ: สานักพมิ พ์พ.ี เอด็ , 2524

11. การบูรณาการ/ความสัมพนั ธ์กบั รายวชิ าอ่ืน

วชิ า เทอร์โมไดนามิกส์

12. หลกั การประเมนิ ผลการเรียน

12.1 ก่อนเรียน
- สังเกตจากคาถาม ของผเู้ รียน

12.2 ขณะเรียน
- สังเกตจากคาถาม ของผเู้ รียน

12.3 หลงั เรียน
- แบบทดสอบ

13. รายละเอยี ดการประเมนิ ผลการเรียน

13.1 คะแนนระหว่างภาคเรียน ร้อยละ 80 ไดจ้ าก

- แบบทดสอบหลงั เรียน ร้อยละ 20

- ใบงาน ร้อยละ 20

- การปฏิบตั ิงานกลุ่ม ร้อยละ 30

- แบบฝึกหดั ร้อยละ 10

13.2 คะแนนคุณธรรมและ จริยธรรม ร้อยละ 20 ไดจ้ าก

- ความตรงต่อเวลา ร้อยละ 5

- ความมีระเบียบ วินยั ร้อยละ 5

- ความรับผดิ ชอบ ร้อยละ 5

- ความซ่ือสัตย์ ร้อยละ 5

การประเมินผล นาคะแนนที่ได้จากการวดั ผลมาประเมิน โดยยึดหลักเกณฑ์การประเมินผลของ
วทิ ยาลยั เทคนิคมหาสารคาม ซ่ึงกาหนดดงั น้ี

อตั ราคะแนน ระดบั คะแนน

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

แผนการสอน หน่วยท่ี 7 หนา้ ท่ี 1

วชิ า งานเคร่ืองยนตส์ ันดาปภายใน สอนคร้ังท่ี 9
ช่ือหน่วย วฏั จกั รออ๊ ตโต จานวน 3 ชวั่ โมง

วฏั จักรปริมาตรคงท่ี (COHSTAIT VOLUME CYCLE)

วฏั จกั รน้ีบางทีเรียกว่า วฏั จกั รอ๊อตโต (otto cycle) ซ่ึงเรียกตามช่ือ นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมนั ชื่อ

Flikdauc August Otto เป็ นผูน้ าวฏั จกั รหรือกลวตั รน้ีมาประยุกตก์ บั เครื่องยนตส์ ันดาปภายในจนเป็ น

ผลสาเร็จในปี ค.ศ. 1876 วฏั จกั รน้ีเดิมชาวฝรั่งเศสช่ือ Beau de Rochss เป็ นผคู้ ิดข้ึนในปี ค.ศ. 1862

แผนภาพความดนั - ปริมาตร แผนภาพอุณหภูมิ - เอนโทรปี

3 T 3
P
qin
qin
4
2 S= 4 V=
qout V = qout
Patm 0 S= 2 S
1
1

TDC ( ) V
P-V BDC

กลวตั รน้ีจะประกอบดว้ ยกระบวนการไมไ่ หล 4 กระบวนการ คือ

กระบวนการ 1-2 เป็ นการวดั ก๊าซตามกฎ pvr = c

กระบวนการ 2—3 ความดนั เพม่ิ จาก p1 ไปเป็ น p2
ปริมาตรลดจาก v1 มาเป็ น v2
อุณหภูมิเพ่ิมจาก T1 ไปเป็ น T2
เอนโทรปี คงที่เท่าเดิมท่ี S1 = S2
เป็นการเพิ่มความร้อน ณ ปริมาตรคงที่

ปริมาตรคงที่เท่าเดิมที่ v2 = v3
ความดนั เพมิ่ จาก P2 ไปเป็ น P3
อุณหภูมิเพิม่ จาก T2 ไปเป็ น T3
เอนโทรปี เพ่มิ จาก S2 ไปเป็ น S3

แผนการสอน หน่วยที่ 7 หนา้ ที่ 2

วชิ า งานเคร่ืองยนตส์ ันดาปภายใน สอนคร้ังที่ 9

ชื่อหน่วย วฏั จกั รออ๊ ตโต จานวน 3 ชว่ั โมง

กระบวนการน้ีเป็นการครบรอบ 1 กลวตั รพอดีซ่ึงกาซจะกลบั มาอยูใ่ นสภาวะเดิมที่เริ่มตน้ ท่ีจุด 1 อีกอนั หน่ึง
และเคร่ืองจะทางานซ้าๆ ตอ่ เนื่องกนั ไปตลอดเวลา ต่อไปน้ีจะเป็ นการวเิ คราะห์คุณสมบตั ิของ P,V และ T ท่ี
จุด 1,2,3 และ 4 โดยสมมุติวา่ P1, V1 , T1 เป็ นตวั ที่ทราบค่าแลว้ คือ

1. ทราบค่า P1, V1 , T1 แลว้

2. สมมุติวา่ ทราบอตั ราส่วนปริมาตร ในที่น้ีเป็นกลวตั รตามทฤษฎีของเคร่ืองยนต์

เบนซินหรือกาซ อตั ราส่วน สาหรับเครื่องยนต์เบนซินหรือกาซนิยม เรียกว่า อตั ราส่วนการอดั

(Compression ratio) ของเคร่ืองยนต์ ขอใหส้ งั เกตวา่ อตั ราส่วน เป็นอตั ราส่วน ปริมาตร

=

T2 = T1 = T1 (rv)k-1 …………………….1

เม่ือ rv = = การอดั ตามอะเดียบาติก (อตั ราส่วนปริมาตร)

= = การขยายตวั ตามอะดียบาติก (อตั ราส่วนปริมาตร)

และจากสูตร P1.V1k = P2.V2k

P2 = P1 = P1. rvk-1 …………………………2

V3 = V2 เพราะวา่ ปริมาตรคงท่ีเท่าเดิม =

T3 = T2 = . T1 . rvk-1 …………………………3

แผนการสอน หน่วยท่ี 7 หนา้ ท่ี 3
วชิ า งานเคร่ืองยนตส์ นั ดาปภายใน สอนคร้ังที่ 9
ช่ือหน่วย วฏั จกั รอ๊อตโต จานวน 3 ชว่ั โมง

=

T4 = = . T1 = . T1 …………………………4
P4V4k = P3V3k

P4 = P3 = …………………………5

และจากกระบวนการความดนั คงที่ 1-4 =

T4 = . T1 = . T1 …………………………6

ซ่ึงจะไดว้ า่ =

สาหรับงานที่ทาในรอบ 1 กลวตั รอาจหาไดด้ งั น้ี
กระบวนการ 3-4 เป็นการขยายตวั ซ่ึงไดง้ าน +
กระบวนการ 1-2 เป็นการอดั ตวั ซ่ึงไดง้ าน –
งานสุทธิ คือผลบวกของท้งั สองน้ี

งานสุทธิ W = พ้ืนที่ใตเ้ ส้น 3-4 ลบ พ้ืนที่ใตเ้ ตน้ 1-2
= พ้นื ท่ี 1 2 3 4
= พ้ืนที่ของแผนภาพ

W= =

= (T3-T4)-(T2-T1) …………………………7

แผนการสอน หน่วยท่ี 7 หนา้ ท่ี 4

วชิ า งานเครื่องยนตส์ ันดาปภายใน สอนคร้ังที่ 9

ชื่อหน่วย วฏั จกั รออ๊ ตโต จานวน 3 ชว่ั โมง

ในกลวตั รน้ี ความร้อนท่ีไดร้ ับและคายออก อยใู่ นระหวา่ งการปริมาตรคงที่เท่าน้นั จึงเรียกวา่ กลวตั รปริมาตร

คงที่

ความร้อนที่ไดจ้ ากกระบวนการ 2-3

2Q3 = mcv (T3-T2) …………………………8
ความร้อนท่ีคายออกจากระบวนการ 4-1

4Q1 = mcv (T4-T1) …………………………9

ดงั น้นั งานที่ทา/หน่ึงกลวตั ร อาจหาไดอ้ ีกวธิ ีหน่ึงดงั น้ีโดยสมการ W = Q หรือ งาน/กลวตั ร = ความ

ร้อนที่ไดร้ ับ – ความร้อนท่ีคายออก

W = mcv (T3-T2) – mcv (T4-T1) …………………………10
W = mcv (T3-T2) – (T4-T1)

การคานวณหางานทาไดอ้ ีกวิธีหน่ึง คือ

th =

ความร้อนท่ีไดร้ ับ – ความร้อนที่คายออก = ความร้อนที่ไดร้ ับ x th

W = ความร้อนที่ไดร้ ับ x th

W = mcv (T3-T2) x th …………………………11

ประสิทธิภาพทางความร้อนของกลวตั ร

th =

th = 1 - = 1-
th = 1-

สมมุติวา่ คา่ Cv ของอากาศมีค่าคงท่ีไม่เปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิ ดงั น้นั

แผนการสอน หน่วยที่ 7 หนา้ ที่ 5
วชิ า งานเคร่ืองยนตส์ นั ดาปภายใน สอนคร้ังที่ 9
ชื่อหน่วย วฏั จกั รอ๊อตโต จานวน 3 ชวั่ โมง

th = 1- …………………………12

แทนค่า T2, T3 และ T4 ในแหลมของ T1 ลงในสมการ จะได้

th = 1-

= 1- …………………………13
…………………………14
พิจารณากระบวนการอะเดียบาติก 1-2 และ 3-4
T2/T1 = (V1/V2)k Vk-1
และ T3/T4 = (V4/V3)k Vk-1
แต่ V1/V2 = V4/V3 = rvk-1
T1/T2 = T3/T4 = rvk-1
หรือ T1/T2 = T4/T3 =

ดังน้ัน สมการที่ 5 จะเป็ นดงั นี้
th = 1-T1/T2 หรือ 1-T4/T3

แผนการสอน หน่วยที่ 7 หนา้ ที่ 6

วชิ า งานเคร่ืองยนตส์ ันดาปภายใน สอนคร้ังที่ 9

ช่ือหน่วย วฏั จกั รออ๊ ตโต จานวน 3 ชว่ั โมง

ตวั อยา่ ง วฏั จกั รออตโตมาตรฐานอากาศมีอากาศเป็นของไหลทางานโดยมีอตั ราส่วนการอดั rv=10 : 1

ก่อนเริ่มกระบวนการอดั อากาศอยทู่ ี่ 95 KPa และ 26.8 °C ภายใตก้ ระบวนการรับความร้อนที่ปริมาตร

คงท่ีน้นั ป้อนความร้อนใหอ้ ากาศปริมาณ 800 KJ/Kg กาหนดใหอ้ ากาศมีคา่ ความจุความร้อนจาเพราะคงท่ีท่ี

300 K จงหา

ก) ความดนั สูงสุดของวฏั จกั ร

ข) งานสุทธิของวฏั จกั ร

ค) ประสิทธิภาพทางความร้อนของวฏั จกั ร

ง) ความดนั ยงั ผลเฉล่ียของวฏั จกั ร

วธิ ีทา

ก) ความดนั สูงสุดของวฏั จกั ร

กาหนดใหค้ า่ ความจุความร้อนจาเพาะของอากาศที่อุณหภูมิ 300 K

Cp = 1.0035 KJ/Kg.K , Cv = 0.7165 KJ/Kg.K

R = 0.285 KJ/Kg.K และ k = 1.4

โดยท่ี P1 = 95 KPa , T1 = 273.2 + 26.8 = 300 K , rv = 10 , qin = 800 KJ/Kg

3
P

qin = 800 KJ/Kg S= 4
2 S= qout

Vmin 1
V
P-V
Vmax

กระบวนการ (1-2) เป็นกระบวนการอดั ตวั แบบไอเซนทรอปิ ก

T2 = T1 = T1 (rv)k-1

= 300(10)0.4 หน่วยท่ี 7 หนา้ ท่ี 7
= 753.57 K
สอนคร้ังท่ี 9
ตอบ
แผนการสอน จานวน 3 ชวั่ โมง

วชิ า งานเคร่ืองยนตส์ นั ดาปภายใน
ช่ือหน่วย วฏั จกั รออ๊ ตโต

สาหรับก๊าซอุดดมคติ

=

แทนคา่ P2 = P1

= (10) (95)

P2 = 2386.3 KPa (2.386 MPa) ตอบ
ตอบ
กระบวนการ (2-3) เป็นกระบวนการรับความร้อนภายใตป้ ริมาตรคงที่ (V2-V3)

qin = ∆u = Cv0 (T3-T2)

แทนคา่ 800 = 0.7165 (T3 – 753.57)

T3 = +753.57

T3 = 1870.1 K

สาหรับกา๊ ซอุดมคติ

=

P3 = P2

= (1) (2386.3)

P3 = 5922 KPa (5.922 MPa) ตอบ

แผนการสอน หน่วยท่ี 7 หนา้ ที่ 8

วชิ า งานเครื่องยนตส์ ันดาปภายใน สอนคร้ังที่ 7

ช่ือหน่วย วฏั จกั รออ๊ โต จานวน 3 ชว่ั โมง

แบบฝึ กหดั

1 วฏั จกั รอ๊อตโตมาตรฐานอากาศทางานอยรู่ ะหวา่ งอุณหภูมิสูงสุดและต่าสุดเทา่ กบั 1200 °และ 20

°C กาหนดปริมาณความร้อนป้อนเขา้ วฏั จกั รเท่ากบั 700 kJ/kg.K ความดนั เร่ิมตน้ 95 kpa จง

คานวณหา

ก. อตั ราส่วนการอดั ของเครื่องยนตอ์ อ๊ ตโตน้ี

ข. ความดนั สูงสุดต่อความดนั ต่าสุดของวฏั จกั ร

แผนการสอน หน่วยที่ 7 หนา้ ท่ี 9

วชิ า งานเครื่องยนตส์ ันดาปภายใน สอนคร้ังที่ 9

ชื่อหน่วย วฏั จกั รออ๊ ตโต จานวน 3 ชวั่ โมง

เฉลยแบบฝึ กหดั

2 วฏั จกั รออ๊ ตโตมาตรฐานอากาศทางานอยรู่ ะหวา่ งอุณหภูมิสูงสุดและต่าสุดเทา่ กบั 1200 °และ 20

°C กาหนดปริมาณความร้อนป้อนเขา้ วฏั จกั รเทา่ กบั 700 kJ/kg.K ความดนั เริ่มตน้ 95 kpa จง

คานวณหา

ก) อตั ราส่วนการอดั ของเครื่องยนตอ์ อ๊ ตโตน้ี

ข) ความดนั สูงสุดต่อความดนั ต่าสุดของวฏั จกั ร

3
P

qin = 800 KJ/Kg S= 4 T3= 1200+273.2 = 1473.2 K
2 S= qout T1 = 20 + 273.2 = 293.2 K

Vmin 1 qin = 700 kJ/kg.K
V
P-V P1 = 95 kpa
Vmax
qin = Cv

T2 =T3 -

T2 = 1473.2 K -

T2 = 496.2 K
ก . อตั ราส่วนการอดั ของเครื่องยนตอ์ อตโตน้ี

=

= rvk-1

rv =
rv =

rv = 3.725 หน่วยที่ 7 หนา้ ท่ี 10
แผนการสอน
สอนคร้ังท่ี 9
วชิ า งานเครื่องยนตส์ นั ดาปภายใน
ช่ือหน่วย วฏั จกั รอ๊อตโต จานวน 3 ชวั่ โมง
6. ความดนั สูงสุดต่อความดนั ต่าสุดของวฏั จกั ร

=

=

P2 = P1
P2 = P1
P2 = 95 kPa
P2 = 598.88 kPa

=
P3 =
P3 =
P3 = 1778.05 kpa

บันทกึ ผลหลงั การจัดการเรียนรู้แบบมุ่งเน้นสมรรถนะอาชีพและบูรณาการตามหลกั ปรัชญาของเศรษฐกจิ
พอเพยี ง/ ผล 5 มิติ / นโยบาย 3 D และ 11 ดี 11 เก่ง

รายการ ระดับการปฏบิ ตั ิ
5432 1

ด้านการเตรียมการสอน

1. จดั หน่วยการเรียนรู้ไดส้ อดคลอ้ งกบั วตั ถุประสงคก์ ารเรียนรู้

2. กาหนดเกณฑก์ ารประเมินครอบคลุมท้งั ดา้ นความรู้ ดา้ นทกั ษะ และดา้ นจิตพิสัย

3. เตรียมวสั ดุ-อุปกรณ์ สื่อ นวตั กรรม กิจกรรมตามแผนการจดั การเรียนรู้ก่อนเขา้ สอน

ด้านการจัดกจิ กรรมการเรียนรู้

4. มีวธิ ีการนาเขา้ สู่บทเรียนท่ีน่าสนใจ

5. มีกิจกรรมท่ีหลากหลาย เพ่ือช่วยใหผ้ เู้ รียนเกิดการเรียนรู้ ความเขา้ ใจ

6. จดั กิจกรรมท่ีส่งเสริมใหผ้ เู้ รียนคน้ ควา้ เพอ่ื หาคาตอบดว้ ยตนเอง

7. นกั เรียนมีส่วนร่วมในการจดั กิจกรรมการเรียนรู้

8. จดั กิจกรรมท่ีเนน้ กระบวนการคิด ( คิดวเิ คราะห์ คิดสังเคราะห์ คิดสร้างสรรค์ )

9. กระตุน้ ใหผ้ ูเ้ รียนแสดงความคิดเห็นอยา่ งเสรี

10. จดั กิจกรรมการเรียนรู้ท่ีเช่ือมโยงกบั ชีวติ จริงโดยนาภูมิปัญญา/บูรณาการเขา้ มามีส่วนร่วม

11. จดั กิจกรรมโดยสอดแทรกคุณธรรม จริยธรรม

12. มีการเสริมแรงเม่ือนกั เรียนปฏิบตั ิ หรือตอบถูกตอ้ ง

13. มอบหมายงานใหเ้ หมาะสมตามศกั ยภาพของผเู้ รียน

14. เอาใจใส่ดูแลผเู้ รียน อยา่ งทว่ั ถึง

15. ใชเ้ วลาสอนเหมาะสมกบั เวลาที่กาหนด

ด้านสื่อ นวตั กรรม แหล่งการเรียนรู้

16. ใชส้ ่ือท่ีเหมาะสมกบั กิจกรรมและศกั ยภาพของผูเ้ รียน

17. ใชส้ ื่อ แหล่งการเรียนรู้อยา่ งหลากหลาย เช่น บุคคล สถานท่ี ของจริง เอกสาร

ส่ืออิเล็กทรอนิกส์ และอินเทอร์เน็ต เป็นตน้

ด้านการวดั และประเมินผล

18. ผเู้ รียนมีส่วนร่วมในการกาหนดเกณฑก์ ารวดั และประเมินผล

19. ประเมินผลอยา่ งหลากหลายและครบท้งั ดา้ นความรู้ ทกั ษะ และจิตพิสยั

20. ครู ผเู้ รียน ผปู้ กครอง หรือ ผทู้ ่ีเกี่ยวขอ้ งมีส่วนร่วม ในการประเมิน

หมายเหตุ ระดบั การปฏิบตั ิ 5 = ปฏิบตั ิดีเยย่ี ม 4 = ปฏิบตั ิดี 3 = ปฏิบตั ิพอใช้ รวม
2 = ควรปรับปรุง 1 = ไมม่ ีการปฏิบตั ิ ค่าเฉลย่ี

บันทึกหลงั สอน ปัญหา และแนวทางแก้ปัญหา

ปัญหาทพี่ บ แนวทางแก้ปัญหา

ด้านการเตรียมการสอน …………………………………………………….
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
……………………………………………………..

ด้านการจัดกจิ กรรมการเรียนรู้ ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
……………………………………………………..

ด้านส่ือ นวตั กรรม แหล่งการเรียนรู้ ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
……………………………………………………..

ด้านการวดั และประเมินผล ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
……………………………………………………..

ด้านอ่ืนๆ (โปรดระบุเป็นขอ้ ๆ) ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
……………………………………………………..

ลงช่ือ ........................................................................ ครูผสู้ อน
(....................................................................)

ตาแหน่ง .......................................................................
............../.................................../...................

บนั ทกึ การนิเทศและติดตาม

วนั -เดือน-ปี เวลา รายการนิเทศและติดตาม ช่ือ-สกุล ผู้นิเทศ ตาแหน่ง

สัปดาห์ท่ี 10
หน่วยท่ี 7

เรื่อง
วฏั จกั รอ๊อตโต