แผนการสอนเครื่องยนต์สันดาปภายใน

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

หน่วยที่ 7 ชื่อหน่วย วฏั จกั รอ๊อตโต

ช่ือเร่ือง จานวน 3 ชั่วโมง

7.3 กระบวนการขยายตวั แบบอะเดียบาติก

7.4 กระบวนการคายความร้อนแบบปริมาตรคงท่ี

1. สาระสาคญั

1. กระบวนการขยายตวั แบบแอเดียบาติกเป็นการวดั ก๊าซตามกฎ pvk = c ความดนั ลดลงจาก p3

ไปเป็ น p4 ปริมาตรเพิม่ จาก v3 มาเป็ น v4 อุณหภูมิลดลงจาก T3 ไปเป็ น T4 เอนโทรปี คงท่ีเทา่ เดิมที่ S3

= S4

2. กระบวนการคายความร้อนในแบบปริมาตรคงท่ี ณ ปริมาตรคงท่ีปริมาตรคงท่ีเท่าเดิมที่ v4 = v1
ความดนั ลดลงจาก P4 ไปเป็ น P1 อุณหภูมิลดลงจาก T4 ไปเป็ น T1 เอนโทรปี ลดลงจาก S4 ไปเป็ น S1

2. สมรรถนะประจาหน่วยการเรียนรู้

1.อธิบายกระบวนการขายตวั ตวั แบบอะเดียบาติกของวฏั จกั รอ๊อตโต ไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง
2.อธิบายกระบวนการคายความร้อนในแบบปริมาตรคงท่ีของวฏั จกั รออ๊ ตโต ไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง
3.สามารถคานวณหาค่าความร้อนของวฎั จกั รไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง
4.สามารถคานวณหาค่างานของวฎั จกั รไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง
5.สามารถคานวณหาคา่ ประสิทธิภาพของวฎั จกั รไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง

6.มีความรับผดิ ชอบ ตามงานที่มอบหมาย (บูรณาการปรัชญาเศรษฐกิจพอเพียง)

3. จุดประสงค์การเรียนรู้

3.1 จุดประสงค์ทว่ั ไป
1.อธิบายกระบวนการขายตวั ตวั แบบอะเดียบาติกของวฏั จกั รออ๊ ตโต ไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง
2.อธิบายกระบวนการคายความร้อนในแบบปริมาตรคงที่ของวฏั จกั รออ๊ ตโต ไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง
3.สามารถคานวณหาค่าความร้อนของวฎั จกั รไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง
4.สามารถคานวณหาคา่ งานของวฎั จกั รไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง
5.สามารถคานวณหาคา่ ประสิทธิภาพของวฎั จกั รไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง

6.มีความรับผดิ ชอบ ตามงานที่มอบหมาย (บูรณาการปรัชญาเศรษฐกิจพอเพียง)



3.2 จุดประสงค์เชิงพฤตกิ รรม
1.สามารถคานวณหาความร้อนถ่ายเทเ่ ขา้ ของวฏั จกั รอ๊อตโตไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง
2.สามารถคานวณหาคา่ ของงานของวฏั จกั รอ๊อตโตไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง
3.สามารถคานวณหาค่าประสิทธิภาพของวฎั จกั รไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง
4.สามารถคานวณหาอตั ราส่วนการอดั ของวฏั จกั รอ๊อตโตไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง
5.มีความรับผดิ ชอบ ตามงานที่มอบหมาย (บูรณาการปรัชญาเศรษฐกิจพอเพียง)

4. เนื้อหาสาระการสอน/การเรียนรู้

4.1 ด้านความรู้
- กระบวนการสนั ดาปภายในของวฏั จกั รอ๊อตโต

4.2 ด้านทกั ษะหรือปฏิบตั ิ
- การคานวณกระบวนการสนั ดาปภายในของวฏั จกั รอ๊อตโต

4.3 ด้านคุณธรรม/จริยธรรม/จรรยาบรรณ/บูรณาการเศรษฐกจิ พอเพยี ง
- ความมีวนิ ยั : การแตง่ กาย , การตรงต่อเวลา
- ความรับผดิ ชอบ : ทางานเสร็จทนั ตามเวลาที่ กาหนด
- ความสนใจใฝ่ รู้ : มีความสนใจในการหาความรู้เพ่มิ เติม , การกระตือรือร้นที่จะเรียนรู้
- ความมีมนุษยส์ มั พนั ธ์ : ยอมรับความคิดเห็นผอู้ ื่น
- ความอดทน อดกล้นั : มีสติควบคุมอารมณ์ไดด้ ี
- ความซื่อสตั ยส์ ุจริต : ไม่นาผลงานผอู้ ่ืนมาแอบอา้ งเป็ นของตน
- การประหยดั : ใชว้ สั ดุที่เหมาะสมกบั งาน , ปิ ดไฟฟ้า ทุกคร้ังที่เลิกใช้
- ความกตญั ญูกตเวที : อาสาช่วยเหลือและถือของช่วยครู –อาจารย์

5. กจิ กรรมการเรียนการสอนหรือการเรียนรู้ ข้ันตอนการเรียนหรือกจิ กรรมของผ้เู รียน

ข้ันตอนการสอนหรือกจิ กรรมครู

ข้นั นาเข้าสู่บทเรียน (10 นาที )

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

ถาม

ข้นั การสอน (60 นาที )

15. ครูอธิบายกระบวนการอดั ตวั แบบอะเดียบาติกอยู่ 7. ผเู้ รียนต้งั ใจฟังการบรรยายและจดบนั ทึกเน้ือหาจาก

ในจงั หวะอดั ของวฏั จกั รอ๊อตโต คาบรรยายใส่สมุด

16. ครูอธิบายกระบวนการใหค้ วามร้อนในแบบ 8. ผเู้ รียนต้งั ใจฟังการบรรยายและจดบนั ทึกเน้ือหาจาก

ปริมาตรคงท่ีเป็นการเพม่ิ ความร้อน ของวฏั คาบรรยายใส่สมุด

จกั รอ๊อตโต

17. ครูเขียนสมการกระบวนการอดั ตวั แบบอะเดียบา 9. ผเู้ รียนต้งั ใจฟังการบรรยายและจดบนั ทึกเน้ือหาจาก

ติก และกระบวนการใหค้ วามร้อนในแบบปริมาตร คาบรรยายใส่สมุด

คงที่เป็นการเพิม่ ความร้อนของวฏั จกั รออ๊ ตโต
18. ครูสาธิตตวั อยา่ งกระบวนการแบบอะเดียบาติก 10. ผเู้ รียนต้งั ใจฟังการบรรยายและจดบนั ทึก

และแบบปริมาตรคงท่ีเป็นการเพิม่ ความร้อน

ของวฏั จกั รออ๊ ตโต จานวน 1 ขอ้

19. ครูเปิ ดโอกาสใหช้ กั ถามขอ้ สงสัย 11. ผเู้ รียนซกั ถามขอ้ สงสัย

ข้นั พยายาม (80 นาที) 6. ผเู้ รียนฝึกเขียนสมการและวาดแผนภาพของวฏั
3. ครูใหน้ กั ศึกษาฝึกเขียนสมการและวาดแผนภาพ จกั รอ๊อตโต

ของวฏั อ๊อตโต 7. ผเู้ รียนทาแบบฝึกหดั ท่ี 7.1 จานวน 1 ขอ้
4. ครูใหท้ าแบบฝึกหดั ที่ 7.1 จานวน 1 ขอ้

ข้ันสรุป ( 30 นาที ) 4. ผเู้ รียนนาแบบฝึกหดั มาส่ง
13. ครูใหส้ ่งฝึกหดั 5. ผเู้ รียนทราบเฉลย
14. ครูเฉลยแบบฝึกหดั 6. ผเู้ รียนท้งั หมดต้งั ใจฟัง
15. ครูสรุปเน้ือหาเพมิ่ เติม

6. สื่อการเรียนการสอน/การเรียนรู้

6.2 ส่ือส่ิงพมิ พ์
- หนงั สืองานสนั ดาปภายใน

- เอกสารประกอบการสอน
- แบบฝึกหดั 1 ขอ้
- แบบทดสอบ 1 ขอ้

6.2 ส่ือโสตทัศน์
-
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. งานทมี่ อบหมาย

8.1 ก่อนเรียน
-

8.2 ขณะเรียน
- ใหผ้ เู้ รียนจดคาอธิบาย ประกอบการบรรยายของครู
- ใหผ้ เู้ รียนทาแบบทดสอบ

8.3 หลงั เรียน
- ใหผ้ เู้ รียนเฉลยแบบทดสอบ
- ใหผ้ เู้ รียนไปศึกษา เร่ืองวฏั อ๊อตโต มาล่วงหนา้

9. ผลงาน/ชิ้นงาน ทเี่ กดิ จากการเรียนรู้ของผู้เรียน

-

10. เอกสารอ้างองิ

ชนะชยั กสิภาร์. เครื่องยนต์สันดาปภายใน. พมิ พ์คร้ังท่ี8, กรุงเทพฯ: โรงพมิ พ์ชวนพมิ พ์
มนตรี พิรุณเกษตร. เทอร์โมไดนามกิ ส์.พมิ พ์คร้ังที่2, กรุงเทพฯ: วทิ ย์พฒั น์
รุ่งสุรีย์ ใจเข่ือนแกว้ . เคร่ืองยนต์สันดาปภายในและภายนอก. พมิ พ์คร้ังท่ี7, กรุงเทพฯ: ซีเอด็ ยเู คช่ัน
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 าอื่น

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 นาคะแนนท่ีได้จากการวดั ผลมาประเมิน โดยยึดหลักเกณฑ์การประเมินผลของ
วทิ ยาลยั เทคนิคมหาสารคาม ซ่ึงกาหนดดงั น้ี

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 หน่วยที่ 7 หนา้ ท่ี 1
วชิ า งานเคร่ืองยนตส์ นั ดาปภายใน
ชื่อหน่วย วฏั จกั รอ๊อตโต สอนคร้ังท่ี 9

จานวน 3 ชว่ั โมง

วฏั จักรปริมาตรคงที่ (COHSTAIT VOLUME CYCLE)

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

Flikdauc August Otto เป็ นผูน้ าวฏั จกั รหรือกลวตั รน้ีมาประยุกตก์ บั เคร่ืองยนต์สันดาปภายในจนเป็ 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
S=
V = qout
4 V= S
qout
2 S= 2
1 1
Patm 0

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
อุณหภูมิเพิม่ จาก T1 ไปเป็ น T2
เอนโทรปี คงที่เทา่ เดิมท่ี S1 = S2
เป็นการเพ่มิ ความร้อน ณ ปริมาตรคงที่

ปริมาตรคงท่ีเทา่ เดิมที่ v2 = v3
ความดนั เพม่ิ จาก P2 ไปเป็ น P3
อุณหภูมิเพม่ิ จาก T2 ไปเป็ น T3
เอนโทรปี เพ่มิ จาก S2 ไปเป็ น S3

แผนการสอน หน่วยท่ี 7 หนา้ ที่ 2
วชิ า งานเคร่ืองยนตส์ นั ดาปภายใน สอนคร้ังท่ี 9

ช่ือหน่วย วฏั จกั รออ๊ ตโต จานวน 3 ชวั่ โมง

กระบวนการ 3-4 เป็นกระบวนการขยายตวั ของกาซตามกฎ PVr = C

กระบวนการ 4-1 ความดนั ลดลงจาก P3 มาเป็ น P4
ปริมาตรเพม่ิ จาก V3 ไปเป็ น V4
อุณหภูมิลดจาก T3 มาเป็ น T4
เอนโทรปี คงท่ีเทา่ เดิมที่ S3 = S4
เป็ นการปล่อยหรื อค่ายความร้อนออกในช่วงปริ มาตรคงท่ี

ปริมาตรคงท่ีเท่าเดิมที่ V4 = V1
ความดนั ลดจาก P4 มาเป็ น P1
อุณหภูมิลดจาก T4 มาเป็ น T1
เอนโทรปี ลดจาก S4 มาเป็ น S1
กระบวนการน้ีเป็นการครบรอบ 1 กลวตั รพอดีซ่ึงกาซจะกลบั มาอยใู่ นสภาวะเดิมที่เริ่มตน้ ที่จุด 1 อีกอนั หน่ึง

และเคร่ืองจะทางานซ้าๆ ต่อเน่ืองกนั ไปตลอดเวลา ต่อไปน้ีจะเป็ นการวเิ คราะห์คุณสมบตั ิของ P,V และ T ที่
จุด 1,2,3 และ 4 โดยสมมุติวา่ P1, V1 , T1 เป็ นตวั ที่ทราบคา่ แลว้ คือ

3. ทราบค่า P1, V1 , T1 แลว้

4. 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

เมื่อ rv = = การอดั ตามอะเดียบาติก (อตั ราส่วนปริมาตร)

= = การขยายตวั ตามอะดียบาติก (อตั ราส่วนปริมาตร)

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

และจากสูตร P1.V1k = P2.V2k

P2 = P1 = P1. rvk-1 …………………………2

V3 = V2 เพราะวา่ ปริมาตรคงท่ีเทา่ เดิม =

T3 = T2 = . T1 . rvk-1 …………………………3

=

T4 = = . T1 = . T1 …………………………4
P4V4k = P3V3k …………………………5
…………………………6
P4 = P3 =

และจากกระบวนการความดนั คงท่ี 1-4 =

T4 = . T1 = . T1

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

แผนการสอน หน่วยท่ี 7 หนา้ ที่ 4
วชิ า งานเคร่ืองยนตส์ ันดาปภายใน สอนคร้ังท่ี 9

ช่ือหน่วย วฏั จกั รอ๊อตโต จานวน 3 ชวั่ โมง

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

W= =

= (T3-T4)-(T2-T1) …………………………7

ในกลวตั รน้ี ความร้อนที่ไดร้ ับและคายออก อยใู่ นระหวา่ งการปริมาตรคงที่เท่าน้นั จึงเรียกวา่ กลวตั รปริมาตร

คงที่

ความร้อนที่ไดจ้ ากกระบวนการ 2-3

2Q3 = mcv (T3-T2) …………………………8

ความร้อนที่คายออกจากระบวนการ 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 – ความร้อนที่คายออก

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

แผนการสอน หน่วยที่ 7 หนา้ ที่ 5
วชิ า งานเคร่ืองยนตส์ ันดาปภายใน สอนคร้ังท่ี 9

ช่ือหน่วย วฏั จกั รออ๊ ตโต จานวน 3 ชว่ั โมง

ประสิทธิภาพทางความร้อนของกลวตั ร

th = = 1-
th = 1 -
th = 1-

สมมุติวา่ คา่ Cv ของอากาศมีคา่ คงที่ไม่เปล่ียนแปลงตามอุณหภูมิ ดงั น้นั

th = 1- …………………………12

แทนคา่ T2, T3 และ T4 ในแหลมของ T1 ลงในสมการ จะได้

th = 1-

= 1- …………………………13

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 =

ดงั น้ัน สมการที่ 5 จะเป็ นดังนี้ …………………………14
th = 1-T1/T2 หรือ 1-T4/T3

แผนการสอน หน่วยที่ 7 หนา้ ท่ี 6

วชิ า งานเครื่องยนตส์ ันดาปภายใน สอนคร้ังที่ 9

ช่ือหน่วย วฏั จกั รอ๊อตโต จานวน 3 ชว่ั โมง

ตวั อย่าง วฏั จกั รออตโตมาตรฐานอากาศมีอากาศเป็ นของไหลทางานโดยมีอตั ราส่วนการอดั rv=10 : 1

ก่อนเริ่มกระบวนการอดั อากาศอยทู่ ี่ 95 KPa และ 26.8 °C ภายใตก้ ระบวนการรับความร้อนท่ีปริมาตรคงที่

น้นั ป้อนความร้อนให้อากาศปริมาณ 800 KJ/Kg กาหนดใหอ้ ากาศมีคา่ ความจุความร้อนจาเพราะคงท่ีที่ 300

K จงหา

จ) ความดนั สูงสุดของวฏั จกั ร

ฉ) งานสุทธิของวฏั จกั ร

ช) ประสิทธิภาพทางความร้อนของวฏั จกั ร

ซ) ความดนั ยงั ผลเฉล่ียของวฏั จกั ร

วธิ ีทา

ข) ความดนั สูงสุดของวฏั จกั ร

กาหนดใหค้ ่าความจุความร้อนจาเพาะของอากาศที่อุณหภูมิ 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

= 753.57 K ตอบ

แผนการสอน หน่วยที่ 7 หนา้ ที่ 7
วชิ า งานเคร่ืองยนตส์ ันดาปภายใน
ชื่อหน่วย วฏั จกั รอ๊อตโต สอนคร้ังท่ี 9

สาหรับก๊าซอุดดมคติ จานวน 3 ชว่ั โมง

=

แทนคา่ P2 = P1
(95)
= (10)

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

qin = ∆u = Cv0 (T3-T2)

แทนค่า 800 = 0.7165 (T3 – 753.57)

T3 = +753.57

T3 = 1870.1 K

สาหรับก๊าซอุดมคติ

=

P3 = P2

= (1) (2386.3)

P3 = 5922 KPa (5.922 MPa) ตอบ

แผนการสอน หน่วยที่ 7 หนา้ ท่ี 8
วชิ า งานเครื่องยนตส์ ันดาปภายใน สอนคร้ังท่ี 7

ชื่อหน่วย วฏั จกั รออ๊ โต จานวน 3 ชวั่ โมง

แบบฝึ กหดั

3 วฏั จกั รอ๊อตโตมาตรฐานอากาศทางานอยรู่ ะหวา่ งอุณหภูมิสูงสุดและต่าสุดเทา่ กบั 1200 °และ 20

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

คานวณหา

ค. อตั ราส่วนการอดั ของเคร่ืองยนตอ์ ๊อตโตน้ี

ง. ความดนั สูงสุดต่อความดนั ต่าสุดของวฏั จกั ร

แผนการสอน หน่วยที่ 7 หนา้ ท่ี 9

วชิ า งานเคร่ืองยนตส์ ันดาปภายใน สอนคร้ังที่ 9

ชื่อหน่วย วฏั จกั รอ๊อตโต จานวน 3 ชว่ั โมง

เฉลยแบบฝึ กหดั
4 วฏั จกั รอ๊อตโตมาตรฐานอากาศทางานอยรู่ ะหวา่ งอุณหภูมิสูงสุดและต่าสุดเท่ากบั 1200 °และ 20

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

ค) อตั ราส่วนการอดั ของเคร่ืองยนตอ์ ๊อตโตน้ี
ง) 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 ของเคร่ืองยนตอ์ อตโตน้ี

=

= rvk-1

rv =

rv =
rv = 3.725

แผนการสอน หน่วยท่ี 7 หนา้ ท่ี 10
วชิ า งานเครื่องยนตส์ นั ดาปภายใน
ช่ือหน่วย วฏั จกั รอ๊อตโต สอนคร้ังที่ 9
12. ความดนั สูงสุดต่อความดนั ต่าสุดของวฏั จกั ร
จานวน 3 ชว่ั โมง
=
หน่วยที่ 7 หนา้ ที่ 11
=

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

=
P3 =
P3 =
P3 = 1778.05 kpa

แผนการสอน

วชิ า งานเครื่องยนตส์ ันดาปภายใน สอนคร้ังท่ี 9
ชื่อหน่วย วฏั จกั รออ๊ ตโต จานวน 3 ชว่ั โมง

แบบทดสอบ
1.เครื่องยนตเ์ ครื่องหน่ึงทางานตามวฎั จกั รอ๊อตโตโดยเริ่มอดั อากาศท่ีความดนั 103 kpa อุณหภูมิ 37 oC มี
อตั ราส่วนปริมาตรเท่ากบั 6 : 1 ความร้อนท่ีระบบไดร้ ับเท่ากบั 900 kJ/kg จงหา

ก. อุณหภูมิสูงสุด
ข. งานสุทธิ
ค. ประสิทธิภาพทางความร้อน

แผนการสอน หน่วยที่ 7 หนา้ ท่ี 12

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

เฉลยแบบทดสอบ

1. เครื่องยนตเ์ คร่ืองหน่ึงทางานตามวฎั จกั รอ๊อตโตโดยเร่ิมอดั อากาศท่ีความดนั 103 kpa อุณหภูมิ 37 oC มี

อตั ราส่วนปริมาตรเทา่ กบั 6 : 1 ความร้อนท่ีระบบไดร้ ับเทา่ กบั 900 kJ/kg จงหา

ก. อุณหภูมิสูงสุด P1 = 103 kpa
ข. งานสุทธิ T1 = 37 + 273.2 = 310.2 K
ค. ประสิทธิภาพทางความร้อน rv = 6

qin = 900 kJ/kg

3
P

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

Vmin 1
V
P-V
Vmax

ก. อุณหภูมิสูงสุด

T2 = T1 ( rv )(k-1)

= 310.2 K × ( 6 )0.4

T2 = 635.18 K
qin = Cv ( T3 – T2 )
T3 = + T2

= + 635.18 K

T3 = 1891.28 K

แผนการสอน หน่วยท่ี 7 หนา้ ท่ี 13
วชิ า งานเคร่ืองยนตส์ นั ดาปภายใน สอนคร้ังที่ 9
ชื่อหน่วย วฏั จกั รออ๊ ตโต จานวน 3 ชวั่ โมง

ข. งานสุทธิ
T4 = T3
= 1891.18 K ×
T4 = 923.62 K
qout = Cv ( T4 – T1 )
= 0.7165 kJ/kg.K ×
qout = 439.51 kJ/kg
Wnet = qin - qout
= 900 – 439.51 kJ/kg
Wnet = 460.49 kJ/kg

ค. ประสิทธิภาพทางความร้อน
th =
=
th = 0.51 หรือ 51.16 %

บันทกึ ผลหลงั การจัดการเรียนรู้แบบมุ่งเน้นสมรรถนะอาชีพและบูรณาการตามหลกั ปรัชญาของเศรษฐกจิ

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

รายการ ระดบั การปฏบิ ตั ิ
5432 1

ด้านการเตรียมการสอน

1. จดั หน่วยการเรียนรู้ไดส้ อดคลอ้ งกบั วตั ถุประสงคก์ ารเรียนรู้

2. กาหนดเกณฑก์ ารประเมินครอบคลุมท้งั ดา้ นความรู้ ดา้ นทกั ษะ และดา้ นจิตพสิ ัย

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

ด้านการจัดกจิ กรรมการเรียนรู้

4. มีวธิ ีการนาเขา้ สู่บทเรียนที่น่าสนใจ

5. มีกิจกรรมที่หลากหลาย เพ่ือช่วยใหผ้ เู้ รียนเกิดการเรียนรู้ ความเขา้ ใจ

6. จดั กิจกรรมท่ีส่งเสริมใหผ้ เู้ รียนคน้ ควา้ เพ่อื หาคาตอบดว้ ยตนเอง

7. นกั เรียนมีส่วนร่วมในการจดั กิจกรรมการเรียนรู้

8. จดั กิจกรรมที่เนน้ กระบวนการคิด ( คิดวเิ คราะห์ คิดสังเคราะห์ คิดสร้างสรรค์ )

9. กระตุน้ ใหผ้ ูเ้ รียนแสดงความคิดเห็นอยา่ งเสรี

10. จดั กิจกรรมการเรียนรู้ท่ีเช่ือมโยงกบั ชีวิตจริงโดยนาภูมิปัญญา/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 เวลาท่ีกาหนด

ด้านสื่อ นวตั กรรม แหล่งการเรียนรู้

16. ใชส้ ่ือท่ีเหมาะสมกบั กิจกรรมและศกั ยภาพของผเู้ 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 และจิตพสิ ยั

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

หมายเหตุ ระดบั การปฏิบตั ิ 5 = ปฏิบตั ิดีเยย่ี ม 4 = ปฏิบตั ิดี 3 = ปฏิบตั ิพอใช้ รวม

2 = ควรปรับปรุง 1 = ไมม่ ีการปฏิบตั ิ ค่าเฉลยี่

บันทกึ หลงั สอน ปัญหา และแนวทางแก้ปัญหา

ปัญหาทพ่ี บ แนวทางแก้ปัญหา

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

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

ด้านสื่อ นวตั กรรม แหล่งการเรียนรู้ ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
……………………………………………………..

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

ด้านอื่นๆ (โปรดระบุเป็นขอ้ ๆ) ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
……………………………………………………..

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

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

บนั ทกึ การนิเทศและตดิ ตาม

วนั -เดือน-ปี เวลา รายการนิเทศและตดิ ตาม ช่ือ-สกลุ ผู้นิเทศ ตาแหน่ง

สัปดาห์ท่ี 11
หน่วยท่ี 5

เรื่อง
วฏั จกั รอ๊อตโต

แผนการจดั การเรียนรู้ แบบมุ่งเน้นสมรรถนะอาชีพ

และบูรณาการตามหลกั ปรัชญาของเศรษฐกจิ พอเพยี ง

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

รหัสวชิ า 3101-2002 วชิ า งานสันดาปภายใน

หน่วยท่ี 3 ช่ือหน่วย วฏั จกั รอ๊อตโต

ชื่อเร่ือง จานวน 3 ชั่วโมง

3.5 งานสุทธิของวฏั จกั รออ๊ ตโต

3.6 ประสิทธิภาพทางความร้อนของวฏั จกั รออ๊ ตโต

1. สาระสาคญั

1. งานสุทธิหาไดจ้ ากค่าความร้อนท่ีไดร้ ับลบกบั คา่ ความร้อนที่คายออก
2. ประสิทธิภาพทางความร้อนหาไดจ้ ากงานสุทธิหารดว้ ยความร้อนท่ีไดร้ ับ

2. สมรรถนะประจาหน่วยการเรียนรู้

3. อธิบายความหมายงานสุทธิของวฏั จกั รอ๊อตโตไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง
4. คานวณหางานสุทธิของวฏั จกั รออ๊ ตโตไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง
5. อธิบายความหมายประสิทธิภาพทางความร้อนของวฏั จกั รอ๊อตโตไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง
6. คานวณหาประสิทธิภาพทางความร้อนของวฏั จกั รอ๊อตโตไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง
7. คานวณหาความดนั ยงั ผลเฉล่ียของวฏั จกั รอ๊อตโตไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง

3. จดุ ประสงค์การเรียนรู้

3.1 จุดประสงค์ทวั่ ไป
3. นกั ศึกษาสามารถอธิบายความหมายงานสุทธิของวฏั จกั รอ๊อตโตไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง
4. นกั ศึกษาสามารถคานวณหางานสุทธิของวฏั จกั รอ๊อตโตไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง
5. นกั ศึกษาสามารถอธิบายความหมายประสิทธิภาพทางความร้อนของวฏั จกั รอ๊อตโตไดอ้ ยา่ ง

ถูกตอ้ ง
6. นกั ศึกษาสามารถคานวณหาประสิทธิภาพทางความร้อนของวฏั จกั รอ๊อตโตไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง
7. นกั ศึกษาสามารถคานวณหาความดนั ยงั ผลเฉล่ียของวฏั จกั รออ๊ ตโตไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง



3.2 จุดประสงค์เชิงพฤตกิ รรม
5. สามารถคานวณหางานสุทธิของวฏั จกั รออ๊ ตโตไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง
6. สามารถคานวณหาประสิทธิภาพทางความร้อนของวฏั จกั รอ๊อตโตไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง
7. สามรถคานวณหาความดนั ยงั ผลเฉล่ียของวฏั ของวฏั จกั รอ๊อตโตไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง

4. เนื้อหาสาระการสอน/การเรียนรู้

4.1 ด้านความรู้
- กระบวนการสนั ดาปภายในของวฏั จกั รอ๊อตโต

4.2 ด้านทกั ษะหรือปฏิบัติ
- การคานวณหาค่างานสุทธิ , ประสิทธิภาพทางความร้อน , ความดนั ยงั ผลเฉลี่ย

4.3 ด้านคุณธรรม/จริยธรรม/จรรยาบรรณ/บูรณาการเศรษฐกจิ พอเพยี ง
- ความมีวนิ ยั : การแตง่ กาย , การตรงต่อเวลา
- ความรับผิดชอบ : ทางานเสร็จทนั ตามเวลาท่ี กาหนด
- ความสนใจใฝ่ รู้ : มีความสนใจในการหาความรู้เพ่ิมเติม , การกระตือรือร้นท่ีจะเรียนรู้
- ความมีมนุษยสมั พนั ธ์ : ยอมรับความคิดเห็นผอู้ ่ืน
- ความอดทน อดกล้นั : มีสติควบคุมอารมณ์ไดด้ ี
- ความซื่อสตั ยส์ ุจริต : ไมน่ าผลงานผอู้ ่ืนมาแอบอา้ งเป็ นของตน
- การประหยดั : ใชว้ สั ดุที่เหมาะสมกบั งาน , ปิ ดไฟฟ้า ทุกคร้ังท่ีเลิกใช้
- ความกตญั ญูกตเวที : อาสาช่วยเหลือและถือของช่วยครู –อาจารย์

5. กจิ กรรมการเรียนการสอนหรือการเรียนรู้

ข้ันตอนการสอนหรือกจิ กรรมครู ข้นั ตอนการเรียนหรือกจิ กรรมของผู้เรียน

ข้ันนาเข้าสู่บทเรียน (10 นาที )

7. ครูทบทวนกระบวนการ 4-1 ของวฏั จกั รออ๊ ตโต 6. ผเู้ รียนท้งั ช้นั แสดงความคิดเห็นตามหวั ขอ้ ท่ีครู

ซกั ถาม

ข้นั การสอน (60 นาที )

20. ครูอธิบายความหมายงานสุทธิของวฏั จกั รอ๊อตโต 13. ผเู้ รียนต้งั ใจฟังการบรรยายและจดบนั ทึกเน้ือหาจาก

คาบรรยายใส่สมุด

21. ครูอธิบายความหมายประสิทธิภาพทางความร้อน 14. ผเู้ รียนต้งั ใจฟังการบรรยายและจดบนั ทึกเน้ือหาจาก

ของวฏั จกั รออ๊ ตโต คาบรรยายใส่สมุด

22. ครูเขียนสมการงานสุทธิกบั ประสิทธิภาพทาง 15. ผเู้ รียนต้งั ใจฟังการบรรยายและจดบนั ทึกเน้ือหาจาก

ความร้อน และวาดแผนภาพของวฏั จกั รออ๊ ตโต คาบรรยายใส่สมุด

23. ครูสาธิตตวั อยา่ งของวฏั จกั รอ๊อตโต จานวน 1 ขอ้ 16. ผเู้ รียนต้งั ใจฟังการบรรยายและจดบนั ทึก

24. ครูเปิ ดโอกาสใหช้ กั ถามขอ้ สงสัย 17. ผเู้ รียนซกั ถามขอ้ สงสยั

ข้นั พยายาม (80 นาที) 8. ผเู้ รียนฝึกปฏิบตั ิเขียนสมการและแผนวาดรูปของวฏั
5. ครูใหน้ กั ศึกษาฝึกปฏิบตั ิเขียนสมการและวาด จกั รอ๊อตโต

แผนภาพของวฏั ออ๊ ตโต 9. ผเู้ รียนทาแบบฝึกหดั ท่ี 5.4 จานวน 1 ขอ้
6. ครูใหท้ าแบบฝึกหดั ที่ 5.4 จานวน 1 ขอ้

ข้ันสรุป ( 30 นาที ) 7. ผเู้ รียนนาแบบฝึกหดั มาส่ง
16. ครูใหส้ ่งฝึกหดั 8. ผเู้ รียนทราบเฉลย
17. ครูเฉลยแบบฝึกหดั 9. ผเู้ รียนท้งั หมดต้งั ใจฟัง
18. ครูสรุปเน้ือหาเพมิ่ เติม

6. สื่อการเรียนการสอน/การเรียนรู้

6.3 สื่อสิ่งพมิ พ์
- หนงั สืองานสนั ดาปภายใน
- เอกสารประกอบการสอน

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. งานทมี่ อบหมาย

8.1 ก่อนเรียน
-

8.2 ขณะเรียน
- ใหผ้ เู้ รียนจดคาอธิบาย ประกอบการบรรยายของครู
- ใหผ้ เู้ รียนทาแบบทดสอบ

8.3 หลงั เรียน
- ใหผ้ เู้ รียนเฉลยแบบทดสอบ
- ใหผ้ เู้ รียนไปศึกษา เร่ืองวฏั ออตโต มาล่วงหนา้

9. ผลงาน/ชิ้นงาน ทเ่ี กดิ จากการเรียนรู้ของผู้เรียน

-

10. เอกสารอ้างองิ

ชนะชยั กสิภาร์. เครื่องยนต์สันดาปภายใน. พมิ พ์คร้ังท่ี8, กรุงเทพฯ: โรงพมิ พ์ชวนพิมพ์
มนตรี พิรุณเกษตร. เทอร์โมไดนามกิ ส์.พมิ พ์คร้ังที่2, กรุงเทพฯ: วทิ ย์พฒั น์
รุ่งสุรีย์ ใจเขื่อนแกว้ . เคร่ืองยนต์สันดาปภายในและภายนอก. พมิ พ์คร้ังท่ี7, กรุงเทพฯ: ซีเอด็ ยเู คช่ัน
วนิ ิจ นิวาศะบุตร. การวเคราะการสันดาป. พมิ พ์คร้ังท่ี7, กรุงเทพฯ: โรงพมิ พ์เจริญธรรม, 2527
ศรีณรงค์ ตูท้ องคา. ค่าคงทสี่ ากลของก๊าซ. พมิ พ์คร้ังที่5, กรุงเทพฯ: สานักพมิ พ์พ.ี เอด็ , 2524

11. การบูรณาการ/ความสัมพนั ธ์กบั รายวชิ าอื่น

วชิ า เทอร์โมไดนามิกส์

12. หลกั การประเมนิ ผลการเรียน

12.1 ก่อนเรียน
- สงั เกตจากคาถาม ของผเู้ รียน

12.2 ขณะเรียน
- สงั เกตจากคาถาม 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 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 5 หนา้ ที่ 1
วชิ า งานเครื่องยนตส์ นั ดาปภายใน
ชื่อหน่วย วฏั จกั รอ๊อตโต สอนคร้ังท่ี 11

วฏั จักรปริมาตรคงท่ี จานวน 3 ชวั่ โมง

สาหรับงานท่ีทาในรอบ 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 พ้ืนท่ีใตเ้ ตน้ 1-2
= พ้นื ที่ 1 2 3 4
= พ้ืนท่ีของแผนภาพ

Wnet = =

= (T3-T4)-(T2-T1) …………………………7

ในกลวตั รน้ี ความร้อนที่ไดร้ ับและคายออก อยใู่ นระหวา่ งการปริมาตรคงท่ีเท่าน้นั จึงเรียกวา่ กลวตั รปริมาตร

คงท่ี

ความร้อนท่ีไดจ้ ากกระบวนการ 2-3

qin = cv (T3-T2) …………………………8

ความร้อนที่คายออกจากระบวนการ 4-1

qout = mcv (T4-T1) …………………………9

ดงั น้นั งานท่ีทา/หน่ึงกลวตั ร อาจหาไดอ้ ีกวธิ ีหน่ึงดงั น้ีโดยสมการ W = Q หรือ งาน/กลวตั ร = ความร้อนที่

ไดร้ ับ – ความร้อนท่ีคายออก

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

การคานวณหางานทาไดอ้ ีกวธิ ีหน่ึง คือ …………………………11

Wnet = qin - qout

แผนการสอน หน่วยท่ี 5 หนา้ ที่ 2
วชิ า งานเคร่ืองยนตส์ นั ดาปภายใน สอนคร้ังท่ี 11
ชื่อหน่วย วฏั จกั รออตโต จานวน 3 ชวั่ โมง

th =

ความร้อนที่ไดร้ ับ – ความร้อนท่ีคายออก = ความร้อนที่ไดร้ ับ x th

W = ความร้อนที่ไดร้ ับ x th

W = mcv (T3-T2) x th …………………………11

ประสิทธิภาพทางความร้อนของกลวตั ร

th = = 1-
th = 1 -
th = 1-

แทนคา่ T2, T3 และ T4 ในแหลมของ T1 ลงในสมการ จะได้
th = 1-

= 1- …………………………12

แผนการสอน หน่วยที่ 5 หนา้ ท่ี 3
วชิ า งานเคร่ืองยนตส์ ันดาปภายใน สอนคร้ังท่ี 11
ช่ือหน่วย วฏั จกั รออตโต จานวน 3 ชว่ั โมง

พจิ ารณากระบวนการอะเดียบาติก 1-2 และ 3-4 …………………………13
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 5 หนา้ ที่ 4

วชิ า งานเครื่องยนตส์ นั ดาปภายใน สอนคร้ังท่ี 11

ชื่อหน่วย วฏั จกั รออตโต จานวน 3 ชวั่ โมง

ตวั อยา่ ง วฏั จกั รออตโตมาตรฐานอากาศมีอากาศเป็นของไหลทางานโดยมีอตั ราส่วนการอดั rv=10 : 1
ก่อนเริ่มกระบวนการอดั อากาศอยทู่ ี่ 95 kPa และ 26.8 °C ภายใตก้ ระบวนการรับความร้อนท่ีปริมาตร

คงที่น้นั ป้อนความร้อนให้อากาศปริมาณ 800 kJ/kg กาหนดใหอ้ ากาศมีค่าความจุความร้อนจาเพราะคงท่ีท่ี

300 K จงหา

ฌ) ความดนั สูงสุดของวฏั จกั ร

ญ) งานสุทธิของวฏั จกั ร

ฎ) ประสิทธิภาพทางความร้อนของวฏั จกั ร

ฏ) ความดนั ยงั ผลเฉล่ียของวฏั จกั ร

วธิ ีทา

ค) ความดนั สูงสุดของวฏั จกั ร

กาหนดใหค้ ่าความจุความร้อนจาเพาะของอากาศท่ีอุณหภูมิ 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

1

Vmin V

Vmax

P-V

กระบวนการ (1-2) เป็นกระบวนการอดั ตวั แบบไอเซนทรอปิ ก

T2 = T1 = T1 (rv)k-1 ตอบ
= 300 K (10)0.4
= 753.57 K - 273
=
480.57 °C

แผนการสอน หน่วยท่ี 5 หนา้ ที่ 5
วชิ า งานเคร่ืองยนตส์ นั ดาปภายใน สอนคร้ังที่ 11
ช่ือหน่วย วฏั จกั รออตโต จานวน 3 ชวั่ โมง

สาหรับกา๊ ซอุดดมคติ

=

แทนคา่ P2 = P1
= (10) (95 kPa)

P2 = 2386.3 kPa (2.386 MPa) ตอบ

กระบวนการ (2-3) เป็นกระบวนการรับความร้อนภายใตป้ ริมาตรคงที่ (V2-V3)

qin = ∆u = Cv0 (T3-T2)
0.7165 (T3 – 753.57)
แทนคา่ 800 =

T3 = +753.57 K

T3 = 1870.1 K - 273 ตอบ
= 1597.1 °C

สาหรับกา๊ ซอุดมคติ

=

P3 = P2

= (1) (2386.3 kPa)

P3 = 5922 kPa (5.922 MPa) ตอบ

แผนการสอน หน่วยที่ 5 หนา้ ที่ 6
วชิ า งานเคร่ืองยนตส์ นั ดาปภายใน สอนคร้ังท่ี 11
ช่ือหน่วย วฏั จกั รออตโต จานวน 3 ชวั่ โมง

ข) งานสุทธิของวฏั จกั ร
กระบวนการ (3-4) เป็นกระบวนการขยายตวั แบบไอเซนทรอปิ ก

T4 = T3 = T3

= 1870.1 K

= 744.5 K - 273 ตอบ
= 471.5 °C

กระบวนการ (4-1) เป็นกระบวนการถ่ายความร้อนทิง้ ภายใตป้ ริมาตรคงท่ี (V4 = V1)

qout = ∆u = Cv0 (T4-T1)
0.7165 kJ/kg.K (744.5 – 300) K
=

= 318.5 kJ/kg ตอบ
ตอบ
งานสุทธิของวฏั จกั ร

Wnet = qin - qout
=
800 - 318.5 kJ/kg

= 481.5 kJ/kg

ค) ประสิทธิภาพทางความร้อนของวฏั จกั ร

th, Otto =
=

= 0.602 (60.2 %) ตอบ

แผนการสอน หน่วยที่ 5 หนา้ ที่ 7
วชิ า งานเครื่องยนตส์ นั ดาปภายใน
ช่ือหน่วย วฏั จกั รออตโต สอนคร้ังท่ี 11

ง) ความดนั ยงั ผลเฉล่ียของวฏั จกั ร จานวน 3 ชว่ั โมง
V1 =

= = 0.9063 m3/kg ตอบ
V2 = = 0.0906 m3/kg ตอบ

= ตอบ
mep =

=
= 590.3 kPa

แผนการสอน หน่วยท่ี 3 หนา้ ที่ 8

วชิ า งานเครื่องยนตส์ นั ดาปภายใน สอนคร้ังที่ 11

ช่ือหน่วย กระบวนการเปล่ียนแปลงต่างๆ ในระบบปิ ด จานวน 3 ชว่ั โมง

แบบฝึ กหดั

5 วฏั จกั รออตโตมาตรฐานอากาศทางานอยรู่ ะหวา่ งอุณหภูมิสูงสุดและต่าสุดเท่ากบั 1200 °และ 20

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

จงคานวณหา

จ. อตั ราส่วนการอดั ของเคร่ืองยนตอ์ อตโตน้ี

ฉ. ประสิทธิภาพทางความร้อนของวฏั จกั ร

ช. ความดนั สูงสุดต่อความดนั ต่าสุดของวฏั จกั ร

ซ. ความดนั ยงั ผลเฉล่ียของวฏั จกั ร

แผนการสอน หน่วยที่ 5 หนา้ ท่ี 9

วชิ า งานเครื่องยนตส์ ันดาปภายใน สอนคร้ังที่ 11

ชื่อหน่วย วฏั จกั รออตโต จานวน 3 ชว่ั โมง

เฉลยแบบฝึ กหดั

6 วฏั จกั รออตโตมาตรฐานอากาศทางานอยรู่ ะหวา่ งอุณหภูมิสูงสุดและต่าสุดเท่ากบั 1200 °และ 20

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

จงคานวณหา

ฌ. อตั ราส่วนการอดั ของเครื่องยนตอ์ อตโตน้ี

ญ. ประสิทธิภาพทางความร้อนของวฏั จกั ร

ฎ. ความดนั สูงสุดต่อความดนั ต่าสุดของวฏั จกั ร

ฏ. ความดนั ยงั ผลเฉลี่ยของวฏั 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
V qin = 700 kJ/kg.K
P-V
Vmax P1 = 95 kpa
qin = Cv
T2 =T3 -

T2 = 1473.2 K -

T2 = 496.2 K - 273
T2 = 223.2 °C

ก . อตั ราส่วนการอดั ของเคร่ืองยนตอ์ อตโตน้ี
=

= rvk-1

แผนการสอน หน่วยท่ี 5 หนา้ ท่ี
10
วชิ า งานเครื่องยนตส์ นั ดาปภายใน
ชื่อหน่วย วฏั จกั รออตโต สอนคร้ังที่ 11

rv = จานวน 3 ชว่ั โมง

rv =

rv = 3.725

ข. ประสิทธิภาพทางความร้อนของวฏั จกั ร

th =

T4 = T3

T4 = 1473.2 K

T4 = 870.5 K - 273 = 597.5 °C

qout = Cv K
qout = 0.7165

qout = 413.635 kJ/kg

Wnet = qin- qou หน่วยที่ 5 หนา้ ที่
11
Wnet = 700 - 413.635 kJ/kg
Wnet = 286.365 kJ/kg สอนคร้ังท่ี 11

แผนการสอน จานวน 3 ชวั่ โมง
วชิ า งานเคร่ืองยนตส์ ันดาปภายใน
ช่ือหน่วย วฏั จกั รออตโต
th =

th =

th = 0.409 หรือ 49.9 %
ค. ความดนั สูงสุดต่อความดนั ต่าสุดของวฏั จกั ร

=

=

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

=

P3 =
P3 =
P3 = 1778.05 kpa

แผนการสอน หน่วยท่ี 5 หนา้ ที่
12
วชิ า งานเคร่ืองยนตส์ นั ดาปภายใน
ชื่อหน่วย วฏั จกั รออตโต สอนคร้ังที่ 11
ค. ความดนั ยงั ผลเฉล่ียของวฏั จกั ร
จานวน 3 ชวั่ โมง

mep =

P1V1 = mRT1
V1 =

V1 =

V1 = 0.8857 m3/kg

rv =

V2 =
V2 =
V2 = 0.2377 m3/kg

mep =

mep =

mep = 441.921 kN/m2

บันทกึ ผลหลงั การจัดการเรียนรู้แบบมุ่งเน้นสมรรถนะอาชีพและบูรณาการตามหลกั ปรัชญาของเศรษฐกจิ

พอเพยี ง/ ผล 5 มิติ / 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 เพ่ือช่วยใหผ้ เู้ รียนเกิดการเรียนรู้ ความเขา้ ใจ

6. จดั กิจกรรมที่ส่งเสริมใหผ้ เู้ รียนคน้ ควา้ เพื่อหาคาตอบดว้ ยตนเอง

7. นกั เรียนมีส่วนร่วมในการจดั กิจกรรมการเรียนรู้

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

9. กระตุน้ ใหผ้ ูเ้ รียนแสดงความคิดเห็นอยา่ งเสรี

10. จดั กิจกรรมการเรียนรู้ท่ีเชื่อมโยงกบั ชีวติ จริงโดยนาภูมิปัญญา/บูรณาการเขา้ มามีส่วนร่วม

11. จดั กิจกรรมโดยสอดแทรกคุณธรรม จริยธรรม

12. มีการเสริมแรงเมื่อนกั เรียนปฏิบตั ิ หรือตอบถูกตอ้ ง

13. มอบหมายงานใหเ้ หมาะสมตามศกั ยภาพของผเู้ รียน

14. เอาใจใส่ดูแลผเู้ รียน อยา่ งทวั่ ถึง

15. ใชเ้ วลาสอนเหมาะสมกบั เวลาที่กาหนด

ด้านส่ือ นวตั กรรม แหล่งการเรียนรู้

16. ใชส้ ื่อท่ีเหมาะสมกบั กิจกรรมและศกั ยภาพของผูเ้ รียน

17. ใชส้ ่ือ แหล่งการเรียนรู้อยา่ งหลากหลาย เช่น บุคคล สถานท่ี ของจริง เอกสาร
ส่ืออิเลก็ ทรอนิกส์ และอินเทอร์เน็ต เป็นตน้

ด้านการวดั และประเมินผล

18. ผเู้ รียนมีส่วนร่วมในการกาหนดเกณฑก์ ารวดั และประเมินผล
19. ประเมินผลอยา่ งหลากหลายและครบท้งั ดา้ นความรู้ ทกั ษะ และจิตพสิ ัย
20. ครู ผเู้ รียน ผปู้ กครอง หรือ ผทู้ ่ีเกี่ยวขอ้ งมีส่วนร่วม ในการประเมิน

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

บันทึกหลงั สอน ปัญหา และแนวทางแก้ปัญหา

ปัญหาทพ่ี บ แนวทางแก้ปัญหา

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

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

ด้านสื่อ นวตั กรรม แหล่งการเรียนรู้ ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
……………………………………………………..

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

ด้านอื่นๆ (โปรดระบุเป็นขอ้ ๆ) ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
…………………………………………………….. ……………………………………………………..
……………………………………………………..

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

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

บนั ทกึ การนิเทศและติดตาม

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

สัปดาห์ท่ี 12
หน่วยที่ 8

เร่ือง
วฎั จกั รดเี ซล (Diesil Cycle)

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 งานสนั ดาปภายใน

หน่วยที่ 8 ชื่อหน่วย วฏั จกั รดีเซล

ช่ือเร่ือง จานวน 3 ชั่วโมง

8.1 กระบวนการอดั ตวั แบบไอเซนทรอปิ ก
8.2 กระบวนการความดนั คงที่

1. สาระสาคญั

1. กระบวนการอดั ตวั แบบไอเซนทรอปิ ก ตามกฎ PVk = C ความดนั เนื่องจาก P1 เป็น P2 ปริมาตร
ลดลงจาก V1 เป็ น V2 อุณหภูมิสูงข้ึนจาก T1 เป็ น T2 เอนโทรปี คงที่ S1 เทา่ กบั S2= C

2. กระบวนการความดนั คงที่ ความดนั ท่ี P2 = P3 อุณหภุมิเพ่ิมข้ึนจาก T2 เป็ น T3 เอนโทรปี เพิ่ม
จาก S2 เป็ น S3

2. สมรรถนะประจาหน่วยการเรียนรู้

1.อธิบายกระบวนการอดั ตวั แบบไอเซนทรอปิ กของวฎั จกั รดีเซล ไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง
2.อธิบายกระบวนการความดนั คงท่ี วฎั จกั รดีเซล ไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง
3.สามารถคานวณหาคา่ ความร้อนของวฎั จกั รไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง
4.สามารถคานวณหาค่างานของวฎั จกั รไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง
5.สามารถคานวณหาคา่ ประสิทธิภาพของวฎั จกั รไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง
6.มีความรับผดิ ชอบ ตามงานท่ีมอบหมาย (บูรณาการปรัชญาเศรษฐกิจพอเพียง)

3. จดุ ประสงค์การเรียนรู้

3.1 จุดประสงค์ทวั่ ไป
1.อธิบายกระบวนการอดั ตวั แบบไอเซนทรอปิ กของวฎั จกั รดีเซล ไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง
2.อธิบายกระบวนการความดนั คงที่ ของวฎั จกั รดีเซล ไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง
3.สามารถคานวณหาคา่ ความร้อนของวฎั จกั รไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง
4.สามารถคานวณหาค่างานของวฎั จกั รไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง
5.สามารถคานวณหาค่าประสิทธิภาพของวฎั จกั รไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง
6.มีความรับผดิ ชอบ ตามงานท่ีมอบหมาย (บูรณาการปรัชญาเศรษฐกิจพอเพียง)