EBOOK GAS

คํานํา

หนังสอื อิเล็กทรอนิกส์ เรอื งแกส๊ เปนสว่ นหนึงของรายวิชาเคมีเพิมเตมิ
สาระการเรียนรู้วทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี จัดทําขนึ เพือให้ผู้ศึกษาและ
ผสู้ นใจสามารถทําความเขา้ ใจง่ายยงิ ขึน ดงั นนั พวกเราหวังวา่ หนงั สือ
อิเล็กทรอนิกสเ์ ล่มนี จะสรา้ งประโยชนใ์ ห้แกผ่ ู้ศึกษาและผสู้ นใจไดอ้ ย่างดี
และมปี ระสทิ ธภิ าพ

คณะผจู้ ัดทํา

เร่ือง สารบัญ หนา

สมบัตขิ องแกส 4
ปริมาตรแกส และความดันแกส 5
ทฤษฎจี ลนของแกส 6
กฎของบอยล 7
8
•การทดลองของบอยล 9
•ตัวยา งการใชส ูตร 10
กฎของชารล 11
•ที่มาของสตู ร 12
•ตวั อยา งการใชส ูตร 13
กฎของเกย-ลูสแสก 14
•ตัวอยางการใชสูตร 15
กฎของอาโวกาโดร 16
•ตัวอยา งการใชสตู ร 17
กฎรวมแกส 18
•ตัวอยา งการใชสตู ร 19
กฎของแกส ในอดุ มคติ 20
•สมการแกสในอุดมคติ 21
•ตวั อยางการใชสตู ร 22
กฎของดันยอ ยของดอลตนั 23
•ตัวอยา งการใชส ูตร 24
กฎของเกรแฮม 25
•กฎการแพรข องเกรแฮม 26
•ตวั อยางการใชสูตร 27
บรรณานุกรม

สมบตั แิ ก๊ส

1. สวนมากโปรง ใส และ 4. เมอื่ นําแกสสองชนิดขึน้ ไป
ไมมสี ี มาผสมกันจะเกิดการแพรอยา ง
สมบรู ณจ นทาํ ใหแ กสกลายเปน
2. อนภุ าคสามารถเกดิ การ สารละลาย
แพรกระจายไปท่วั ภาชนะไดอยา ง
รวดเร็ว 5. มีรูปรา งทไี่ มแนนอน
เปลีย่ นแปลงไปตามภาชนะที่
3. มคี วามหนาแนนต่าํ กวา บรรจุ
ของเหลวและของแข็ง

6. แรงยดึ เหน่ยี วระหวา งอนภุ าค
นอ ยและอยหู างกนั มากท่สี ุด

7. ปริมาตรขน้ึ อยูกบั อณุ หภูมิ
ความดนั และโมล หากอยใู น
ภาชนะท่ีเปลีย่ นแปลงปรมิ าตร
ได

4

ปรมิ าตรแกส (V)

ปรมิ าตรไมคงท่ี ปริมาตรคงที่
ภาชนะทบ่ี รรจสุ ามารถหด-ขยายได เชน ถงั แกสหุงตม ถงั ออกซเิ จนผปู วย

เชน ลกู สบู ลกู โปง

Pภายนอก = 1 atm

ลด T ระบบหดตัวลง เพ่ิม T ภาชนะจะขยายตวั
Pนอก>Pใน เพอ่ื เพ่มิ ความดัน Pนอก<Pใน เพอ่ื ลดความดนั
แกสภายในให แกส ภายในใหเทา กับ
เทา กับภายนอก ภายนอก

ความดัน(P)

เกิดจากการชนกันของอนภุ าคแกสกับผนังภาชนะ

Action=Reaction หนว่ ยของความดนั
1 atm = 760 mmHg
= 760 Torr
= 14.7 Ps

5

·ÄÉ®¨Õ Ź
¢Í§á¡Ê

อนภุ าคของแกส ไมม ปี ริมาตร เพราะอนุภาคเล็กและมีจํานวนมาก
ไมม แี รงกระทาํ ตอกนั ระหวางโมเลกุล เพราะแกสอยหู า งกัน

โมเลกลุ ของแกส เคล่อื นเปนแนวเสนตรงอยา งรวดเรว็
แตจ ะเปลย่ี นทศิ ทางเม่อื เกดิ การชน
ถงึ แมจ ะเกดิ การถา ยทอดพลงั งานใหก ันเองเมอื่ โมเลกุลของแกสชน
กันหรอื ชนกับผนัง แตพ ลังงานรวมของระบบกจ็ ะยังมีคา คงทีอ่ ยู
ท่อี ณุ หภมู เิ ดยี วกนั

-อตั ราเรว็ ไมเทา กัน
-พลงั งานจลลเฉลยี่ เทากนั

6

BOYLE'S
LAW

โรเบริ ต บอยล (Robert Boyle)
นกั เคมแี ละนกั ฟสิกสชาวอังกฤษ ไดศกึ ษา
เกี่ยวกับการเปลีย่ นปริมาตรของแกสในป
ค.ศ. 1662 (พ.ศ. 2205) ไดวา

เมอื อุณหภมู แิ ละมวลของแกส๊ คงที ปรมิ าตรของแกส๊
จะแปรผกผนั กบั ความดนั

7

การทดลองของบอยล์

ใชห ลอดแกว รปู ตัวJ มีปลายเปดอยดู า นบน โดยอุณหภมู แิ ละจาํ นวนโมลคงที่

แกส๊ ทีอยใู่ นหลอดแกว้ ด้านปลายปด เมอื เพมิ ปรมาณปรอท
ในตอนเรมตน้ นีมคี วามดัน ทําใหป้ รมาตรแก๊สใน
1 atm
หลอดลดลง
พบว่าความดนั เพมิ ขึน

จากการทดลองไดผ ลดังตาราง

ปริมาตร(cm3) จากผลการทดลองจะไดล ักษณะกราฟเปน เสน
โคง ไฮเปอรโ บลาร
20
15 สรุปไดวา เมอื่ อุณหภมู แิ ละจํานวนโมลคงที่
10 ปริมาตร(V)จะแปรผกผันกับความดนั (P) สามารถเขยี น
5 แทนดวยสมการดังน้ี

1000 2000 3000 4000

ความดนั (atm)

=8

µÇÑ Í‹ҧ¡ÒÃãªÊŒ µÙ Ã

== =

9

CHARLES 'LAW

ชารล์ (Jacques Alexander Charles) นักวิทยาศาตร์
ชาวฝรงั เศสได้ศกึ ษาความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภมู กิ บั
ปรมิ าตรของแกส๊ ใน ค.ศ.1778 ทําใหค้ น้ พบวา่ ........

เมือความดนั คงที ปรมิ าตรของแกส๊
จะแปรผันตรงกับอณุ หภูมิ

_ _สูตร V1= V2
T1 T2

10

·ÕèÁҢͧÊÙµÃ

การใช้ค่าT ให้ใช้หน่วยเคลวิน

หากโจทย์กาํ หนดใหค้ ่าTเปนหน่วยองศาเซลเซยี ส
เรามีสูตรการเปลยี นดังนี

Tk=Tc+273.15 11
Tk=อุณหภูมิหนว่ ยเคลวนิ
Tc=อุณหภมู หิ น่วยองศาเซลเซียส

µÇÑ Í‹ҧ¡ÒÃãªÊŒ ÙµÃ

12

กฎของเกย์-ลสุ แซก

โชแซฟ-ลยุ เกย-์ ลแู ซก (Joseph-Loius Gay-
Lussac) นกั เคมีชาวฝรงั เศสมชี ีวติ ในช่วง ไดท้ ดลอง
วัดปรมิ าตรแกส๊ ทีทาํ ปฏิกริ ิยาพอดกี นั และปริมาตร
ของแกส๊ ทีได้จากปฏกิ ิรยิ า ณ อณุ หภมู ิและความดนั
เดียวกัน

ความดัน(P)ของแก๊สแปรผนั ตามตรงกบั อณุ หภูมใิ น
หน่วยเคลวิน (K) เมือมวลและปรมิ าตรของแก๊สคงที

13

ตัวอย่างการใชส้ ตู ร

ถงั ใบหนึงถา้ มีแกส๊ บรรจุอย่จู ํานวนหนึง มคี วามดนั 135 บรรยากาศ
ทอี ุณหภูมิ 20 องศาเซลเซยี ส ถา้ ใหแ้ กส๊ ภายในถงั ร้อนขนึ เปน
85 องศาเซลเซียส จะมคี วามดันเท่าใดเมอื ปริมาตรคงที

วธิ ีทาํ

14

AAVVOOGGAADDOO''SS LLAAWW

นกั วิทยาศาสตร์ชาวอติ าลีชือ อาเมเดโอ
อาโวกาโดร ไดศ้ กึ ษาความสัมพนั ธ์ระหวา่ ง
ปรมิ าตรกบั ปรมิ าณของแกส๊ โดยเขาได้
เสนอสมมติฐานไว้ในป ค.ศ. 1811 ไดว้ า่

"ทีอุณหภมู แิ ละความดนั เดียวกนั
แกส๊ ทมี ปี ริมาตรเท่ากันจะมจี าํ นวน

โมเลกุลเท่ากนั "

_ = _สตู ร v1 v2
n1 n2

15

ตัวอย่างการใช้สตู ร

= _ =_
=__
__
==

_ = _v1 v2

n1 n2

_=_
_ _= _
=

16

กฎรวมแกส๊

กฎรวมแกส๊   เปนการนํากฎของบอยล์และกฎของ
ชารล์ มารวมกัน มผี ลใหห้ าปริมาตรของแกส๊ ทมี ี
จํานวนโมล (หรอื มวล) คงที แตม่ ีการเปลียนแปลง
ทังอุณหภมู แิ ละความดันพรอ้ มกนั

V เปนปริมาตรของแกส๊ หน่วยเปนลกู บาศก์
เมตร
P เปนความดนั ของแก๊ส หน่วยเปนปาสกาล
(หรือพาสคลั )
T เปนอุณหภมู ิอณุ หพลวัต หน่วยเปนเคลวิน
n เปนจํานวนโมลของแกส๊
R เปนค่าคงตัวแก๊สอดุ มคติ

17

ตั ว อ ย า ง ก า ร ใ ช สู ต ร

EX. แกส ชนดิ หนง่ึ มีมวลที่ปรมิ าตร 2 ลิตร ความดัน 5 บรรยากาศ
ณอุณหภูมิ 27 องศาเซลเซียส แกสนจี้ ะมปี ริมาตรเทาใดท่อี ณุ ภูมิ ความดนั
มาตรฐาน

วิธีทาํ

18

IDEAL GAS LAW

ก ฎ แ ก๊ ส ใ น อุ ด ม ค ติ

กฎแก๊สในอดุ มคติ(ideal gas law) เปนแกส๊ ทีมสี มบตั ขิ องกฎรวมแกส๊
และกฎของอาโวกาโดรอยูด่ ้วยกนั

สามารถพิจารณาได้จากปริมาตร ความดัน อุณหภมู แิ ละจํานวนโมล
ไดด้ ังนี

P = ความดัน (atm) , V = ปรมิ าตร (L) , n = จาํ นวนโมล 19
R = คา่ คงที (0.082 L atm/mol K , T = อุณหภูมิ (K)

สมการแก๊สในอุดมคติ

_ห า ค ว า ม ดั น ( P ) หาปริมาตร(V)
P = nRT
V V = nRT
P

หาโมล(N) หาอุ ณหภูมิ(T)

n = PV T = PV
RT nR

หามวล(G) หามวลโมเลกุล(M)

g = PVM M = gRT
RT PV

หาจาํ นวนโมเลกุล(N) หาความเข้มข้น(C)

N = 6.02*10^23 PV C=P
RT RT

หาความหนาแน่น(D)

d = PM
RT

20

ตตัววั ออยยา่ ่างงกกาารรใใชช้สส้ ูตูตรร

ตวั อยา่ ง บรรจแุ กส๊ ออกซเิ จน 0.885 กิโลกรมั ไว้ในถงั เหล็กกล้าซึงมีปรมิ าตร 4438 ลติ ร

จงคาํ นวณความดันของแกส๊ ออกซิเจนในถงั นที ีอุณหภูมิ 21 องศาเซลเซยี ส_P = nRT

วธิ ที าํ

(________________)(______)___แทนค่า
จาก PV = nRT

V

0.885 kg * 1000 g * 1 mol 0.0821 L atm (21+273 K)

P= 1 kg 32 g mol K

438 L

P = 0.885 * 1000 * 0.0821 * 294

32 * 438

P = 1.52 atm

ดังนนั แก๊สออกซเิ จนมีความดนั 1.52 บรรยากาศ ทีอณุ หภมู 21 องศาเซลเซียส

_ตัวอยา่ ง แก๊สออกซิเจน 1 โมล ทีอุณหภูมิ 62 องศาเซลเซยี ส ความดนั 3.45 บรรยากาศ

มีความหนาแนน่ เท่าใด
วธิ ีทํา
จาก PV = nRT
_____________แทนคา่
P = nRT

V

V = (1 mol) (0.0821 L atm/mol K) (62+273 K)

_หาความหนาแน่นของแกส๊ ออกซิเจน 3.45 atm

V = 8L

d = 32 g

8L

d = 4 g/L

ดงั นัน แกส๊ ออกซิเจนมคี วามหนาแน่น 4 กรัมตอ่ ลิตร

21

กฎความดันย่อยของดอลตนั

"ความดันรวมของแกส๊ ผสมจะ
เท่ากบั ผลรวมของความดันยอ่ ย
ของแก๊สแตล่ ะชนิดทีผสมกนั "

จอหน์ ดอลตัน (John Dalton) ค.ศ. 1776- 1844
เราทราบแล้ววา่ แกส๊ ทกุ ชนิด ไมว่ า่ จะเปนแก๊สออกซเิ จน แกส๊ -
คาร์บอนไดออกไซด์ หรือแก๊สไฮโดรเจน แก๊สเหลา่ นีต่างก็ต้องการปริมาตรและมี
ค่าความดันอยูค่ ่าหนึงตามปรมิ าณของแกส๊ และอุณหภูมินันๆ แตถ่ า้ เรานําแกส๊ สอง
ชนิดหรือมากกวา่ สองชนิดขนึ ไปมาผสมกันโดยแก๊สเหล่านนั ต้องไมท่ าํ ปฏิกิรยิ ากัน
พฤตกิ รรมของแก๊สทผี สมกันนัน
จอหน์ ดาลตันได้สนใจศกึ ษาเกียวกบั ความดันของแกส๊ ผสมต่างๆ และเขาก็ได้ตงั

กฏความดันยอ่ ยของแกส๊ ขึนมาในป ค.ศ. 1801

22

ตัวอย่างการใช้สตู ร สตู ร
PV=nRT

ตวั อยา่ ง 1 จงคํานวณหาความดนั ย่อยของแก๊สแต่ละชนิด
และความดันรวมของ แก๊สไฮโดรเจน 2 โมล ,แก๊สออกซเิ จน
4 โมล และแกส๊ ฮเี ลียม 6 โมล ในถงั ปรมิ าตร 5 ลติ ร ที
อุณหภมู ิ 27 องศาเซลเซยี ส
วธิ ีทาํ
1. เปลยี นหน่วนอณุ หภมู เิ ปนหน่วยเคลวนิ :

K = 27 + 273 = 300 K
2. ใชส้ มการ PV = nRT หาความดันของแกส๊ ไฮโดรเจน

3. คาํ นวณหาความดนั ของแก๊สออกซเิ จน

4. คํานวณหาความดันของแกส๊ ฮีเลยี ม

5. คาํ นวณหาความดันรวมของแกส๊

23

Graham's law of
diffusion

การแพร่(Diffusion) คือ กระบวนการทโี มเลกลุ ของแกส๊ เคลือนทจี าก
บรเวณทีมคี วามเขม้ ข้นสงู ไปสู่บรเวณทมี คี วามเข้มขน้ ตํากวา่
โดยโมเลกลุ มกี ารชนกันตลอดเวลา

การแพร่ผา่ น(Effusion) คือ กระบวนการทีโมเลกุลของแก๊สเคลอื นที
จากบรเวณหนึงผ่านรูเล็กๆ ไปสูอ่ ีกบรเวณหนึง
โดยไมม่ กี ารชนกันของโมเลกุล

ในป ค.ศ.1833 โทมสั เกรแฮม ได้
ศกึ ษาความสมั พนั ธร์ ะหว่างอัตรา
การแพรแ่ ละมวลตอ่ โมลของแกส๊
โดยให้แกส๊ แพร่ผา่ นรูเลก็ ๆ ไปยัง
บรเิ วณทเี ปนสุญญากาศ ทาํ ให้
โมเลกุลแก๊สเคลือนทผี ่านรูเลก็ ๆโดย
ไม่เกดิ การชนกนั และวดั อตั ราการ

แพรผ่ ่านก็ทําไดแ้ ม่นยํายิงขนึ

“อตั ราการแพรผ่ ่านของแก๊ส
จะแปรผกผันกับรากทสี องของ

มวลต่อโมล ของแก๊สภายใต้
อุณหภมู แิ ละความดันเดียวกนั "
เรียกว่ากฎการผา่ นของเกรแฮม

24

กฎการแพรผ่ า่ นของเกรแฮม สามารถเขยี นความสมั พันธ์ ไดด้ ังนี

25

µÇÑ Í‹ҧ¡ÒÃãªÊŒ ÙµÃ

26

บรรณานกุ รม

ความรอ้ นและทฤษฎีจลล์ของแก๊ส. กฎของบอยล์. (ออนไลน)์ . สบื ค้นเมอื 3 ตลุ าคม 2563,จาก
https://sites.google.com/site/kdkaes/kaes-xudmkhti/kd-khxng-bx-yl.

สอื การสอนฟสกิ ส.์ รูปของบอยล์. (ออนไลน)์ . สบื ค้นเมอื 3 ตลุ าคม 2563, จาก
http://www.neutron. rmutphysics.com/teaching-glossary/index.php?
option=com_content&task=view&id=2526&Itemid=5

พมี กุ และทีม Lecture de book. (2562).แก๊ส. กรุงเทพฯ: กัมบตั เตะ.
ทศสนิ อินทโรจน.์ (2562).ปรมิ ตารและความดันของแก๊ส (พมิ พค์ รงั ที1). กรุงเทพฯ: ทศสนิ

อินทโรจน์
โรงเรยี นนาเชอื กพทิ ยาสรรค์.โจทยข์ องบอยล์.(ออนไลน)์ .สบื ค้นเมอื 3 ตลุ าคม 2563,จาก

https://np.thai.ac/clientupload/np/uploads/files/%E0%B9%83%E0%B8
%9A%E0%B8%84%E0%B8%A7%E0%B8%B2%E0%B8%A1%E0%B8%A3
%E0%B8%B9%E0%B9%89%E0%B8%97%E0%B8%B5%E0%B9%88%201
%20%20%E0%B8%9B%E0%B8%A3%E0%B8%B0%E0%B8%81%E0%B8
%AD%E0%B8%9A%E0%B9%81%E0%B8%9C%E0%B8%99%E0%B8%97
%E0%B8%B5%E0%B9%88%201%20%E0%B9%80%E0%B8%A3%E0
%B8%B7%E0%B9%88%E0%B8%AD%E0%B8%87%20%20%E0%B8%AA
%E0%B8%A1%E0%B8%9A%E0%B8%B1%E0%B8%95%E0%B8%B4%E0
%B8%82%E0%B8%AD%E0%B8%87%E0%B9%81%E0%B8%81%E0%B9
%8A%E0%B8%AA%E0%B9%81%E0%B8%A5%E0%B8%B0%E0%B8%
97%E0%B8%A4%E0%B8%A9%E0%B8%8E%E0%B8%B5%E0%B8%88%
E0%B8%A5%E0%B8%99%E0%B9%8C%E0%B8%82%E0%B8%AD%E0
%B8%87%E0%B9%81%E0%B8%81%E0%B9%8A%E0%B8%AA.pdf
สถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี กระทรวงศกึ ษาธกิ าร (2560).การทดลอง
ของบอยล์(พมิ พค์ รงั ที 3). กงุ เทพฯ: จุฬาลงกรณม์ หาวิทยาลัย
BlogGang.(2552).กฎของเกย-์ ลสุ แซก.สบื ค้นเมอื 24 ตลุ าคม 2563,จาก
https://www.bloggang.com/viewblog.php?id=navapitch-narubodee&group=2
BOOTCAMPDEMY.กฎของเกย-์ ลสุ แซก.สบื ค้นเมอื 24 ตลุ าคม 2563, จาก
https://www.bootcampdemy.com/content/998-%E0%B8%84%E0%B8%
A7%E0%B8%B2%E0%B8%A1%E0%B8%AA%E0%B8%B1%E0%B8%
A1%E0%B8%9E%E0%B8%B1%E0%B8%99%E0%B8%98%E0%B9%8C
%E0%B8%82%E0%B8%AD%E0%B8%87%E0%B9%81%E0%B8%81%E0
%B9%8A%E0%B8%AA%E0%B8%95%E0%B8%B2%E0%B8%A1%E0%B8
%81%E0%B8%8E%E0%B8%82%E0%B8%AD%E0%B8%87%E0%B8%9A
%E0%B8%AD%E0%B8%A2%E0%B8%A5%E0%B9%8C-%E0%B8%81%E0
%B8%8E%E0%B8%82%E0%B8%AD%E0%B8%87%E0%B8%8A%E0
%B8%B2%E0%B8%A3%E0%B9%8C%E0%B8%A5-%E0%B8%81%E0
%B8%8E%E0%B8%82%E0%B8%AD%E0%B8%87%E0%B9%80%E
0%B8%81%E0%B8%A2%E0%B9%8C-%E0%B8%A5%E0%B8%B9%E0%B8%
AA%E0%B9%81%E0%B8%8B%E0%B8%81
โรงเรยี นนวมนิ ทราชนิ ทู ิศ สตรวี ิทยาพทุ ธมณฑล. กฎรวมแก๊ส. สบื ค้นเมอื วันที 24 ตลุ าคม 2563, จาก
http://www.satriwit3.ac.th/external_newsblog.php?links=1727
สถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี กระทรวงศกึ ษาธกิ าร (2560).กฎของเกรแฮม(พมิ พค์ รงั ที3). กรุงเทพฯ:จุฬาลงกรณ์
มหาวิทยาลัย
สถาบนั กวดวิชา โดย Topeng. การแพรข่ องแก๊ส. สบื ค้นเมอื 24 ตลุ าคม 2563, จาก
https://sites.google.com/site/topengpjack/reiyn-khemi-xxnlin/khxngkhaeng-khxng-hlw-kaes/kar-phaer-khxng-
kaes?tmpl=%2Fsystem%2Fapp%2Ftemplates%2Fprint%2F&showPrintDialog=1
Youtube channel ล็อกคอเคมี ครูพตี ้อม โจทยข์ องอาโวกาโดร สบื ค้นเมอื 24 ตลุ าคม 2563 จาก
https://images.app.goo.gl/q72ivozXfYyqAiax7
มหาวิทยาลัยมหดิ ล สถาบนั นวัฒตกรรมการเรยี นรู.้ กฎความดันยอ่ ยของดอลตัน.สบื ค้นเมอื 24 ตลุ าคม 2563,จาก https://il.mahidol.ac.th/e-
media/ap-chemistry2/gases/web/link/doltonlaw.htm
ilmahidol.ac.th ปรมิ าณสารสมั พนั ธ์ (อาโวกาโดร) สบื ค้นเมอื 24 ตลุ าคม 2563 จาก
https://il.mahidol.ac.th/e-media/ap-chemistry2/gases/web/link/avogadrolaw.htm
www.pm.ac.th. กฎของชารล์ . สบื ค้นเมอื 24 ตลุ าคม 2563, จาก http://www.pm.ac.th/files/1205031717312916_14073015153901.pdf

27

เ