แผนงานปรับอากาศรถยนต์

แผนการจัดการเรียนรู้ วิชางานปรับอากาศรถยนต์ รหัสวิชา 2101-2105 สาขาวิชาเครื่องกล หลักสูตรประกาศนียบัตรวิชาชีพ พุทธศักราช 2545 (ปรับปรุงพุทธศักราช 2546) ประเภทวิชาช่างอุตสาหกรรม จัดทำโดย นาย ยุธัญชัย บรรจง ตำแหน่งครู นักศึกษาฝึกประสบการณ์สอน วิทยาลัยการอาชีพสว่างแดนดิน สำนักงานคณะกรรมการการอาชีวศึกษา กระทรวงศึกษาธิการ

ก ค ำน ำ พระราชบัญญัติการศึกษาแห่งชาติ พุทธศักราช 2542 ได้ก าหนดความมุ่งหมายและ หลักการจัดการศึกษา ต้องเป็นไปเพื่อพัฒนาคนไทยให้เป็นมนุษย์ที่สมบูรณ์ท้ังร่างกาย จิตใจ สติปัญญา ความรู้ คุณธรรม มีจริยธรรม และวัฒนธรรม ในการด ารงชีวิตสามารถอยู่ร่วมกับผู้อื่น ได้อย่างมีความสุข การศึกษาจึงเป็ นเครื่องมือส าคัญในการพัฒนามนุษย์เป็ นรากฐานส าคัญในการ สร้างสรรค์ความเจริญก้าวหน้าและแก้ไขปัญหาต่าง ๆ ทางสังคม การศึกษาในปัจจุบันมุ่งเป้าหมายใน การบูรณาการทุกอย่าง เข้าด้วยกัน มีปัจจยัเก้ือหนุนให้บุคคลเกิดการเรียนรู้อย่างต่อเนื่องตลอดชีวิต ส่งผลใหผู้เ้รียนดีเก่งและอยใู่นสังคมอย่างมีความสุขเน้นให้ผู้เรียนคิดเป็ น ท าเป็ นและแก้ปัญหาเป็ น ในการจัดการเรียนรู้จึงต้องคิดค้นและพัฒนากระบวนการเรียนรู้โดยการสร้างนวัตกรรมทางการเรียนรู้ เน้นให้ผู้เรียน มีส่วนร่วมในกิจกรรมการเรียน มีการแลกเปลี่ยนเรียนรู้จากสิ่งแวดล้อมรอบตัว มี การบูรณาการน าวิธีการและสิ่งแวดลอ้มในบริบทที่ผเู้รียนเป็นอยมาใช้ในการจัดการเรียนรู้ ู่ เอกสารประกอบการสอน วิชางานปรับอากาศรถยนต์ 2101-2105 จัดสร้างข้ึนตาม หลักสู ตรประกาศนี ยบัตรวิชาชีพ พุทธศักราช 2545 (ปรับปรุ ง พ.ศ. 2546) ของส านักงาน คณะกรรมการการอาชีวศึกษา ประกอบด้วย ค าแนะน าในการใช้เอกสารประกอบการสอน แผนการ จัดการเรียนรู้ซึ่งได้บูรณาการในเรื่องเศรษฐกิจพอเพียง มี 12 หน่วยการเรียน มีเน้ือหา กิจกรรมการ เรียน ใบงาน ใบผลการปฏิบตัิงาน และแบบทดสอบก่อนและหลังเรียนโดยใช้ร่วมกับ สื่อการสอน ท้งัชุดฝึ ก ตัวอย่างและของจริง การผลิตเอกสารประกอบการสอนน้ีประสบผลส าเร็จด้วยดี โดยได้รับการสนับสนุนและ จาก ท่านผู้อ านวยการสมชาย นิลจินดา และรองผู้อ านวยการชูศักดิ์ เผ่าวงศ์ษา วิทยาลัยเทคนิค สกลนคร ขอขอบคุณผูเ้ชี่ยวชาญท้งั 7 ท่าน ที่ได้ให้ค าแนะน าปรึกษาให้แนวทางในการสร้าง และ ประเมินประสิทธิภาพเอกสารประกอบการสอนตลอดจนขอขอบคุณเพื่อนครูทุกท่าน ที่ได้ร่วม จัดสร้างและเสนอแนะใหเ้อกสารประกอบการสอนชุดน้ีเสร็จสมบูรณ์ หวังว่าเอกสารประกอบการสอนชุดน้ีจะเป็นส่วนหนึ่งในการปรับปรุงและพัฒนาการเรียน การสอนของไทยในปัจจุบันให้เกิดผลสัมฤทธิ์ ทางการเรียนสนองตอบพระราชบัญญัติการศึกษา แห่งชาติพุทธศักราช 2542 อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด นายยุธัญชัย บรรจง

ข ค ำแนะน ำในกำรใช้เอกสำรประกอบกำรสอน ผู้ที่ใชเ้อกสารประกอบการสอนชุดน้ีไดจัดกระบวนการเรียนการสอนแต่ละหน่วย ้ตาม ข้นัตอนดงัน้ี กระบวนการเรียนการสอนข้างต้นมีรายละเอียดแต่ละข้นัตอนดงัน้ี 1. แจ้งวัตถุประสงค์กำรสอน : วัตถุประสงค์การสอนประกอบด้วย วัตถุประสงค์ทั่วไปเป็ น วัตถุประสงค์ที่กล่าวไว้กวา้ง ๆ ในหน่วยน้นัๆ และวัตถุประสงค์เชิงพฤติกรรม ซึ่งจะระบุพฤติกรรมที่ ผูส้อนคาดหวงัไวก้ ับผูเ้รียนที่แสดงพฤติกรรมที่สังเกตได้วดัได้ออกมา รวมท้ังเกณฑ์และเงื่อนไข ต่าง ๆ ซึ่งผู้สอนต้องแจ้งให้ผู้เรียนได้ทราบว่า จะเรียนไปเพื่ออะไร เรียนแล้วได้อะไร มีประโยชน์ อยา่งไรแลว้กระบวนการเรียนน้นัจะทา อย่างไรให้ไปถึงเป้าหมายที่วางไวร้่วมกนั โดยเนน้ ใหผ้เู้รียน ได้เรียนรู้ตามความส าคัญมากที่สุดออกไปหาส าคัญน้อยลงคือ ต้องรู้ควรรู้และน่ารู้ ตามล าดับ 2. ทดสอบก่อนเรียน : เพื่อใหท้ราบขอ้มูลพ้ืนฐานของผเู้รียนวา่เน้ือหาวิชา ความรู้ต่าง ๆ ที่ผเู้รียนจะ ไดร้ับน้นัตอ้งเนน้ย้า เสริมหรือเพิ่มในจุดใด จุดใดทราบมาแลว้ควรลดลง เพื่อไม่ใหต้กหล่นขาดหาย แจ้งวัตถุประสงค์ ทดสอบก่อนเรียน ใหเ้น้ือหา ท าแบบฝึ กหัด/ใบงาน แลกเปลี่ยนเรียนรู้ ตรวจสอบ สรุป ประเมินผล

ค ไปในองค์ความรู้ที่จะได้รับเป็ นการวางแผนให้ กับผู้สอนอีกคร้ังหน่ึงใหเ้กิดเป็นรูปธรรมสนองตอบ เป้าหมายหรือวัตถุประสงค์เชิงพฤติกรรมมากที่สุด โดยผู้สอนไม่เสียเวลาแทนที่จะไดร้ับสิ่งที่เป็น ประโยชน์กว่าในเวลาเท่าเทียมกัน 3. ให้เนื้อหำ : เน้ือหาที่ผสู้อนใหก้บัผเู้รียนโดยไดเ้รียนรู้จากข้นัตอนที่2 ซ่ึงเน้ือหามีตามเอกสาร ประกอบการสอน มีกิจกรรมการสอนที่วางแผนเอาไว้อย่างดี มีสื่อต่าง ๆ ท้งัแผน่ ใส สื่อวีดีทัศน์ แบบจา ลอง และของจริง ประกอบกนัเพื่อผูเ้รียนเขา้ใจในเวลาอนัส้ัน และเขา้ใจที่ยงั่ยนืสามารถ น าไปบูรณาการสานความคิดต่อได้เป็ นอย่างดี 4. แลกเปลี่ยนเรียนรู้ : ผู้สอนต้องใช้กลยุทธ์ พร้อมศาสตร์และศิลป์ ในการกระตุ้นให้ผู้เรียนได้แสดง ความคิดเห็น อยา่งนอ้ยการที่ผเู้รียนสอบถามอยา่งเอาจริงจงันนั่คือเป็นสิ่งที่ดีในการแลกเปลี่ยนเรียนรู้ พยายามดึงเอาความคิดของผเู้รียนคนน้นัออกมาใหเ้พื่อนคนอื่นไดเ้ห็นแลว้ใหเ้พื่อนสานต่อความคิด น้นัซ่ึงเป็นการสื่อสาร 2 ทาง เพื่อใหเ้กิดความเขา้ใจร่วมกนัทา ใหเ้กิดบรรยากาศที่ดีในการเรียน การสอนตามแนวคิดที่ว่า “ศิษย์ก็อยากรู้ ครูก็อยากสอน” 5. ท ำแบบฝึ กหัด/ใบงำน : หลงัจากไดแ้ลกเปลี่ยนเรียนรู้ภาพรวมท้งัช้นัแลว้ตอ้งให้ผเู้รียนไดส้ะทอ้น ผลการเรียนออกมาโดยการท าแบบฝึ กหัด เป็ นการฝึ ก ตลอดจนการท าใบงาน เพื่อให้เกิดทักษะ อันจะ ส่งผลที่ความชา นาญในอนาคต เพราะความชา นาญเกิดข้ึนจากความถี่ในการใชท้กัษะ 6. ตรวจสอบ : เมื่อผู้เรียนได้ท าแบบฝึ กหัด หรือ ใบงานแล้ว ผู้สอนต้องตรวจสอบ เพื่อปรับแก้ความ เขา้ใจใหต้รงกนักระบวนการน้ีมิไดใ้หค้ะแนน เพียงแต่ดูผลวา่ผเู้รียนไปน้นัมีผลจากการเรียนไปแลว้ เป็ นอย่างไร มีแนวโน้มที่จะผ่านวัตถุประสงค์เชิงพฤติกรรมที่ก าหนดเอาไว้หรือไม่ 7. สรุป : ในกระบวนการน้ีต่อเนื่องจากผสู้อนไดต้รวจสอบผลจาก แบบฝึกหดัหรือ ใบงานเป็นการ สรุปเน้ือหาวิชาหรือองคค์วามรู้ร่วมกนัระหวา่งผเู้รียนและผสู้อนทา ใหผ้เู้รียนไดร้ับความรู้ซ่ึงเป็นการ จดัการเรียนรู้ใหเ้ป็นความเขา้ใจใหเ้กิดข้ึนกบัผเู้รียนเอง 8. ประเมินผล : เมื่อผู้เรียนได้เข้าใจองค์ความรู้เป็ นความคิดรวบยอดของตนแล้ว ผู้สอนต้องสร้าง สถานการณ์ต่าง ๆ ที่จะสังเกตหรือวดัพฤติกรรม ตามวตัถุประสงคเ์ชิงพฤติกรรมออกมาได้นนั่คือ ความรู้ความเข้าใจของผู้เรียน ได้ส่งผ่านแบบประเมินของผู้สอนออกมาเป็ นความคิด แนวการตอบ ว่าเป็ นไปตามวัตถุประสงค์เชิงพฤติกรรมหรือไม่เพียงใด ท าให้ผู้สอนประเมินผลการเรียนรู้ของ ผู้เรียนได้อย่างเป็ นรูปธรรม โดยผู้สอนมีเกณฑ์รองรับการประเมินซึ่งระบุไว้ในแผนการจัดการเรียนรู้ ดังกล่าวแล้วว่าเกณฑ์ประเมินต่าง ๆ เป็ นอย่างไร ไม่ผ่านต้องมีการซ่อมเสริมให้กับผู้เรียน ตลอดจน เมื่อประเมินผูเ้รียนแลว้ทา ใหผ้ สู้อนไดส้ะทอ้นให้เห็นถึงแผนการจดัการเรียนรู้น้นัเป็นอยา่งไร เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพอนัส่งผลสูงสุดใหก้บัผเู้รียนไดเ้ป็นอยา่งดี

ง แผนกำรจัดกำรเรียนรู้ หลกัสูตร ประกาศนียบัตรวิชาชีพ พุทธศักราช 2545 (ปรับปรุง พ.ศ. 2546) ประเภทวิชำ อุตสาหกรรม สาขาวิชา เครื่องกล รหัสวิชา 2101-2105 ชื่อวิชา งานปรับอากาศรถยนต์ จ านวน 3 หน่วยกิต 6 ชวั่โมง/สัปดาห์ ค ำอธิบำยรำยวิชำ ศึกษาและปฏิบตัิเกี่ยวกบัการทา งาน การตรวจสภาพ การถอดประกอบ ติดต้งัอุปกรณ์ เครื่องปรับอากาศรถยนต์บรรจุน้า ยา หารอยรั่ว การเติมน้า มนัหล่อลื่น บริการบา รุงรักษา และประมาณราคาค่าบริการ จุดประสงค์รำยวิชำ 1. เพื่อให้มีความเข้าใจหลักการท างานของเครื่องปรับอากาศรถยนต์ การถอดประกอบ และตรวจสภาพชิ้นส่วน 2. เพื่อใหส้ามารถบา รุงรักษา บริการระบบปรับอากาศ รวมท้งัประมาณราคาค่าบริการ 3. เพื่อให้มีกิจนิสัยที่ดีในการท างานด้วยความเป็ นระเบียบเรียบร้อย ประณีต รอบคอบ และปลอดภัย มำตรฐำนรำยวิชำ 1. เข้าใจหลักการท างานและการตรวจสอบ บ ารุงรักษาระบบปรับอากาศรถยนต์ 2. บ ารุงรักษาระบบปรับอากาศรถยนต์ 3. ตรวจสภาพส่วนประกอบของระบบปรับอากาศรถยนต์ 4. ถอดประกอบชิ้นส่วนต่าง ๆ ของระบบปรับอากาศรถยนต์ 5. ติดต้งัอุปกรณ์ระบบปรับอากาศรถยนต์

จ กำรจัดหน่วยกำรเรียนรู้ตำมเนื้อหำรำยวิชำ จากค าอธิบายรายวิชา จุดประสงค์รายวิชา และมาตรฐานรายวิชา น ามาวิเคราะห์เพื่อจัดท า เป็ นเน้ือหาในการเรียน แล้วแบ่งเป็ นหน่วยการเรียนได้ 12 หน่วยการเรียนโดยมีรายละเอียด ดงัน้ี สัปดาห์ที่ เรื่อง จา นวนชวั่โมง 1 ปฐมนิเทศ 1 แนะน ารายละเอียดการเรียนการสอนตลอดจนการวัดและ ประเมินผล หน่วยที่ 1 ความรู้เบ้ืองตน้เกี่ยวกบัการปรับอากาศ 5 1.1 สาระส าคัญประจ าหน่วย 1.2 วิวัฒนาการการปรับอากาศ 1.3 หลกัการพ้ืนฐานการทา ความเยน็ 1.4 การท าความเย็นและอุปกรณ์ควบคุม เครื่องปรับอากาศภายในรถยนต์ 1.5 บทสรุป 2 หน่วยที่ 2 วัฏจักรการท างานของระบบปรับอากาศรถยนต์ 6 2.1 สาระส าคัญประจ าหน่วย 2.2 หลักการท างานของระบบปรับอากาศรถยนต์ 2.3 อุปกรณ์หลักในวัฏจักรระบบปรับอากาศรถยนต์ 2.4 บทสรุป 3 หน่วยที่ 3 เครื่องมืองานบริการระบบปรับอากาศรถยนต์ 6 3.1 สาระส าคัญประจ าหน่วย 3.2 เครื่องมือทวั่ ไปที่ใชใ้นงานปรับอากาศรถยนต์ 3.3 การใช้งานเครื่องมือในงานปรับอากาศรถยนต์ 3.4 บทสรุป 4-6 หน่วยที่ 4 งานคอมเพรสเซอร์ 18 4.1 สาระส าคัญประจ าหน่วย 4.2 หน้าที่ของคอมเพรสเซอร์ 4.3 ชนิดของคอมเพรสเซอร์ 4.4 คอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบ

ฉ สัปดาห์ที่ เรื่อง จา นวนชวั่โมง 4.5 คอมเพรสเซอร์แบบสวอชเพลต 4.6 คอมเพรสเซอร์แบบโรตารี่ 4.7 การถอด ประกอบ ตรวจสอบคอมเพรสเซอร์ 4.8 บทสรุป 7 หน่วยที่ 5 งานคอนเดนเซอร์และรีซีฟเวอร์ดรายเออร์ 6 5.1 สาระส าคัญประจ าหน่วย 5.2 โครงสร้างและประเภทของคอนเดนเซอร์ 5.3 หลักการท างานของคอนเดนเซอร์ 5.4 การตรวจสอบคอนเดนเซอร์ 5.5 หลักการท างานของรีซีฟเวอร์ดรายเออร์ 5.6 ส่วนประกอบของรีซีฟเวอร์ดรายเออร์ 5.7 การตรวจสอบการท างานของรีซีฟเวอร์ดรายเออร์ 5.8. บทสรุป 8 หน่วยที่ 6 งานหน่วยความเย็น 6 6.1 สาระส าคัญประจ าหน่วย 6.2 เอก็ซ์แพนชนั่วาลว์ 6.3 ส่วนประกอบของเทอร์โมสแตติกเอก็ซ์แพนชนั่ วาล์ว 6.4 หลกัการทา งานของเอก็ซ์แพนชนั่วาลว์ 6.5 อีวาพอเรเตอร์ 6.6 โครงสร้างและการท างานของอีวาพอเรเตอร์ 6.7 ชุดท าความเย็น 6.8 บทสรุป 9-10 หน่วยที่ 7 งานระบบไฟฟ้าปรับอากาศรถยนต์ 12 7.1 สาระส าคัญประจ าหน่วย 7.2 วงจรไฟฟ้าเครื่องปรับอากาศรถยนต์ 7.3 แม็กเนติกคลัตซ์ 7.4 สวิตซ์ควบคุมมอเตอร์โบลว์เวอร์ 7.5 เทอร์โมสตัต

ช สัปดาห์ที่ เรื่อง จา นวนชวั่โมง 7.6 มอเตอร์โบลว์เวอร์ 7.7 เมนรีเลย์ 7.8 สเตบิไลเซอร์แอนด์แอมพลิไฟเออร์ 7.9 แวคคมัสวิตชิ่งวาลว์ 7.10 สวิตซ์ควบคุมความดัน 7.11 การตรวจสอบอุปกรณ์ไฟฟ้าในระบบปรับอากาศ 7.12 บทสรุป 11 หน่วยที่ 8 งานติดต้งัและงานท่อระบบปรับอากาศรถยนต์ 6 8.1 สาระส าคัญประจ าหน่วย 8.2 การติดต้งัอุปกรณ์ในระบบปรับอากาศรถยนต์ 8.3 ท่อทางเดินสารท าความเย็น. 8.4 การตัดและการดัดท่อสารความเย็น 8.5 การบานท่อทางเดินสารท าความเย็น 8.6 การต่อท่อทางเดินสารท าความเย็น 8.7 บทสรุป 12 หน่วยที่ 9 สารความเยน็และน้า มนัหล่อลื่นคอมเพรสเซอร์ 6 9.1 สาระส าคัญประจ าหน่วย 9.2 คุณสมบัติของสารความเย็น 9.3 ชนิดของสารความเย็น 9.4 สารความเย็น R-12 9.5 สารความเย็น R-134a 9.6 ความปลอดภัยในการปฏิบัติงานเกี่ยวกับสาร ความเย็น 9.7 น้า มนัหล่อลื่นคอมเพรสเซอร์ 9.8 การปรับเปลี่ยนระบบ R-12 เป็ น R-134a 9.9 บทสรุป 12-15 หน่วยที่ 10 งานบริการระบบปรับอากาศรถยนต์ 18 10.1 สาระส าคัญประจ าหน่วย 10.2 การตรวจรอยรั่วของระบบ

ซ สัปดาห์ที่ เรื่อง จา นวนชวั่โมง 10.3 การปล่อยสารความเย็นออกจากระบบ 10.4 การท าสุญญากาศ 10.5 การเติมน้า มนัหล่อลื่นคอมเพรสเซอร์ 10.6 การบรรจุสารความเย็นเข้าในระบบ 10.7 การตรวจระบบท าความเย็น 10.8 การทดสอบการท างานของเครื่องปรับอากาศ 10.9 บทสรุป 16 หน่วยที่11 การวิเคราะห์ค่าความดันในระบบ 6 11.1 สาระส าคัญประจ าหน่วย 11.2 การวิเคราะห์ค่าความดันในระบบ 11.3 การแก้ไขข้อขัดข้องด้วยเกจวัดแรงดัน 11.4 สารความเย็นในระบบมีปริมาณไม่เหมาะสม 11.5 คอมเพรสเซอร์ช ารุด 11.6 การขัดข้องที่คอนเดนเซอร์ 11.7 การขัดข้องที่รีซีฟเวอร์ดรายเออร์ 11.8 การขดัขอ้งที่เอก็ซ์แพนชนั่วาลว์ 11.9 การขัดข้องที่เทอร์โมสตัต 11.10 แนวทางการแก้ไขข้อขัดข้อง 11.11 บทสรุป 17 หน่วยที่12 งานประมาณราคาค่าบริการ 6 12.1 สาระส าคัญประจ าหน่วย 12.2 งานประมาณราคาค่าอะไหล่ 12 3 การก าหนดเวลามาตรฐาน 12.4 การก าหนดราคาค่าบริการงานปรับอากาศ รถยนต์ 12.5 บทสรุป 18 วัดและประเมินผล 6

ฌ สารบัญ ชื่อเรื่อง หน้า ค าน า....................................................................................................................................................ก ค าแนะน าในการใช้เอกสารประกอบการสอน.....................................................................................ข แผนการจัดการเรียนรู้...........................................................................................................................ง สารบัญ................................................................................................................................................ฌ สารบัญภาพ.........................................................................................................................................ด สารบัญตาราง.......................................................................................................................................ฝ หน่วยที่ 1 ความรู้เบื้องต้นเกยี่วกบัการปรับอากาศ..............................................................................1 สาระส าคัญประจ าหน่วย....................................................................................................2 วิวัฒนาการการปรับอากาศ.................................................................................................2 หลกัการพ้ืนฐานการทา ความเยน็ .......................................................................................4 การท าความเย็นและอุปกรณ์ควบคุมเครื่องปรับอากาศภายในรถยนต์............................ 24 บทสรุป............................................................................................................................28 กิจกรรมเสริมโดยเน้นผู้เรียนเป็ นส าคัญ...........................................................................29 แบบทดสอบก่อนและหลังเรียนหน่วยที่1.......................................................................30 เฉลยแบบทดสอบก่อนและหลังเรียนหน่วยที่1...............................................................32 ใบงานที่1 การใช้สวิตซ์ควบคุมเครื่องปรับอากาศรถยนต์..............................................33 แบบประเมินผลการปฏิบัติงานใบงานที่ 1...................................................................... 41 บันทึกหลังสอนหน่วยที่1...............................................................................................42 หน่วยที่ 2 วัฏจักรการท างานของระบบปรับอากาศรถยนต์..............................................................43 สาระส าคัญประจ าหน่วย..................................................................................................44 หลักการท างานของระบบปรับอากาศรถยนต์..................................................................44 อุปกรณ์หลักในวัฏจักรของระบบปรับอากาศรถยนต์......................................................46 บทสรุป............................................................................................................................58 กิจกรรมเสริมโดยเน้นผู้เรียนเป็ นส าคัญ ..........................................................................59 แบบทดสอบก่อนและหลังเรียนหน่วยที่2.......................................................................60 เฉลยแบบทดสอบก่อนและหลังเรียนหน่วยที่2...............................................................62 ใบงานที่2 อุปกรณ์ในวัฏจักรของระบบปรับอากาศรถยนต์...........................................63

ญ สารบัญ (ต่อ) ชื่อเรื่อง หน้า หน่วยที่ 2 (ต่อ) แบบประเมินผลการปฏิบัติงานใบงานที่2.........................................................................66 บันทึกหลังสอนหน่วยที่2 ................................................................................................67 หน่วยที่ 3 เครื่องมืองานบริการระบบปรับอากาศรถยนต์.................................................................68 สาระส าคัญประจ าหน่วย...................................................................................................69 เครื่องมือทวั่ ไปที่ใชใ้นงานปรับอากาศรถยนต..................................์ ................................69 การใช้งานเครื่องมือในงานปรับอากาศรถยนต์.................................................................92 บทสรุป.............................................................................................................................94 กิจกรรมเสริมโดยเน้นผู้เรียนเป็ นส าคัญ............................................................................95 แบบทดสอบก่อนและหลงัเรียนหน่วยที่ 3........................................................................96 เฉลยแบบทดสอบก่อนและหลงัเรียนหน่วยที่ 3 ...............................................................98 ใบงานที่ 3 การใช้เครื่องมือบริการระบบปรับอากาศรถยนต์............................................99 แบบประเมินผลการปฏิบัติงานใบงานที่ 3......................................................................105 บันทึกหลังสอนหน่วยที่3..............................................................................................106 หน่วยที่ 4 งานคอมเพรสเซอร์.........................................................................................................107 สาระส าคัญประจ าหน่วย.................................................................................................108 หน้าที่ของคอมเพรสเซอร์...............................................................................................108 ชนิดของคอมเพรสเซอร์..................................................................................................109 คอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบ..............................................................................................112 คอมเพรสเซอร์แบบสวอชเพลต......................................................................................121 คอมเพรสเซอร์แบบโรตารี่..............................................................................................126 การถอด-ประกอบ ตรวจสอบคอมเพรสเซอร์.................................................................134 บทสรุป............................................................................................................................151 กิจกรรมเสริมโดยเน้นผู้เรียนเป็ นส าคัญ..........................................................................152 แบบทดสอบก่อนและหลงัเรียนหน่วยที่ 4.......................................................................153 เฉลยแบบทดสอบก่อนและหลงัเรียนหน่วยที่4...............................................................156 ใบงานที่ 4 การถอดประกอบคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบ.................................................157

ฎ สารบัญ (ต่อ) ชื่อเรื่อง หน้า หน่วยที่ 4 (ต่อ) แบบประเมินผลการปฏิบัติงานใบงานที่ 4.....................................................................163 ใบงานที่ 5 การถอด - ประกอบคอมเพรสเซอร์แบบสวอชเพลต..................................164 แบบประเมินผลการปฏิบัติงานใบงานที่5....................................................................169 ใบงานที่ 6 การถอด - ประกอบคอมเพรสเซอร์แบบโรตารี่..........................................170 แบบประเมินผลการปฏิบัติงานใบงานที่ 6....................................................................175 บันทึกหลังสอนหน่วยที่ 4.............................................................................................176 หน่วยที่ 5 งานคอนเดนเซอร์และรีซีฟเวอร์ดรายเออร์....................................................................177 สาระส าคัญประจ าหน่วย...............................................................................................178 โครงสร้างและประเภทของคอนเดนเซอร์......................................................................179 หลักการท างานของคอนเดนเซอร์................................................................................180 การตรวจสอบคอนเดนเซอร์.........................................................................................182 หลักการท างานของรีซีฟเวอร์ดรายเออร์.......................................................................184 ส่วนประกอบของรีซีฟเวอร์ดรายเออร์..........................................................................186 การตรวจสอบการท างานของรีซีฟเวอร์ดรายเออร์........................................................199 บทสรุป.........................................................................................................................191 กิจกรรมเสริมโดยเน้นผู้เรียนเป็ นส าคัญ........................................................................192 แบบทดสอบก่อนและหลงัเรียนหน่วยที่ 5....................................................................193 เฉลยแบบทดสอบก่อนและหลงัเรียนหน่วยที่ 5............................................................195 ใบงานที่7 การถอด - ประกอบคอนเดนเซอร์และรีซีฟเวอร์ดรายเออร์.......................196 แบบประเมินผลการปฏิบัติงานใบงานที่7....................................................................202 บันทึกหลังสอนหน่วยที่ 5............................................................................................203 หน่วยที่ 6 งานหน่วยความเย็น........................................................................................................204 สาระส าคัญประจ าหน่วย..............................................................................................205 เอก็ซ์แพนชนั่วาลว์........................................................................................................206 ส่วนประกอบของเทอร์โมสแตติกเอก็ซ์แพนชนั่วาลว์..................................................208 หลกัการทา งานของเอก็ซ์แพนชนั่วาลว์........................................................................210

ฏ สารบัญ (ต่อ) เรื่อง หน้า หน่วยที่ 6 (ต่อ) อีวาพอเรเตอร์...............................................................................................................213 โครงสร้างและการท างานของอีวาพอเรเตอร์................................................................216 ชุดท าความเย็น..............................................................................................................219 บทสรุป.........................................................................................................................222 กิจกรรมเสริมโดยเน้นผู้เรียนเป็ นส าคัญ........................................................................223 แบบทดสอบก่อนและหลังเรียนหน่วยที่ 6....................................................................224 เฉลยแบบทดสอบก่อนและหลังเรียนหน่วยที่ 6............................................................226 ใบงานที่8 การถอด – ประกอบชุดความเย็น...............................................................227 แบบประเมินผลการปฏิบัติงานใบงานที่ 8....................................................................232 บันทึกหลังสอนหน่วยที่ 6............................................................................................233 หน่วยที่ 7 งานระบบไฟฟ้าปรับอากาศรถยนต์................................................................................234 สาระส าคัญประจ าหน่วย..............................................................................................235 วงจรไฟฟ้าเครื่องปรับอากาศรถยนต์............................................................................235 แม็กเนติกคลัตซ์............................................................................................................236 สวิตซ์ควบคุมมอเตอร์โบลว์เวอร์..................................................................................237 เทอร์โมสตัต.................................................................................................................244 มอเตอร์โบลว์เวอร์........................................................................................................251 เมนรีเลย์........................................................................................................................253 สเตบิไลเซอร์แอนด์แอมพลิไฟเออร์.............................................................................254 แวคคมัสวิตชิ่งวาลว์......................................................................................................257 สวิตซ์ควบคุมความดัน.................................................................................................259 การตรวจสอบอุปกรณ์ไฟฟ้าในระบบปรับอากาศ........................................................261 บทสรุป.........................................................................................................................266 กิจกรรมเสริมโดยเน้นผู้เรียนเป็ นส าคัญ........................................................................267 แบบทดสอบก่อนและหลังเรียนหน่วยที่ 7....................................................................268

ฐ สารบัญ (ต่อ) ชื่อเรื่อง หน้า หน่วยที่ 7 (ต่อ) เฉลยแบบทดสอบก่อนและหลังเรียนหน่วยที่ 7............................................................270 ใบงานที่9 การตรวจเช็คอุปกรณ์ในระบบไฟฟ้า.........................................................272 แบบประเมินผลการปฏิบัติงานใบงานที่ 9....................................................................277 ใบงานที่ 10 การต่อวงจรไฟฟ้าเครื่องปรับอากาศ........................................................278 แบบประเมินผลการปฏิบัติงานประกอบใบงานที่10....................................................286 บันทึกหลังสอนหน่วยที่7............................................................................................287 หน่วยที่ 8 งานติดตั้งและงานท่อระบบปรับอากาศรถยนต์..............................................................288 สาระส าคัญประจ าหน่วย..............................................................................................289 การติดต้งัอุปกรณ์ในระบบปรับอากาศรถยนต..................................์ ...........................290 ท่อทางเดินสารท าความเย็น..........................................................................................294 การตัดและการดัดท่อสารความเย็น..............................................................................295 การบานท่อทางเดินสารท าความเย็น.............................................................................296 การต่อท่อทางเดินสารท าความเย็น...............................................................................301 บทสรุป.........................................................................................................................304 กิจกรรมเสริมโดยเน้นผู้เรียนเป็ นส าคัญ........................................................................305 แบบทดสอบก่อนและหลังเรียนหน่วยที่ 8....................................................................306 เฉลยแบบทดสอบก่อนและหลังเรียนหน่วยที่ 8............................................................308 ใบงานที่11 การติดต้งัและการต่อท่อระบบปรับอากาศรถยนต...........์ ........................309 แบบประเมินผลการปฏิบัติงานใบงานที่11..................................................................314 บันทึกหลังสอนหน่วยที่ 8............................................................................................315 หน่วยที่ 9 สารความเย็นและน ้ามันหล่อลื่นคอมเพรสเซอร์............................................................316 สาระส าคัญประจ าหน่วย..............................................................................................317 คุณสมบัติของสารความเย็น..........................................................................................317 ชนิดของสารความเย็น..................................................................................................319 สารความเย็น R-12.......................................................................................................322 สารความเย็น R-134a....................................................................................................

ฑ สารบัญ (ต่อ) ชื่อเรื่อง หน้า หน่วยที่ 9 (ต่อ) ความปลอดภัยในการปฏิบัติงานเกี่ยวกับสารความเย็น................................................327 น้า มนัหล่อลื่นคอมเพรสเซอร์......................................................................................329 การปรับเปลี่ยนระบบ R-12 เป็ น R-134a...................................................................330 บทสรุป.........................................................................................................................337 กิจกรรมเสริมโดยเน้นผู้เรียนเป็ นส าคัญ........................................................................338 แบบทดสอบก่อนและหลังเรียนหน่วยที่ 9....................................................................339 เฉลยแบบทดสอบก่อนและหลังเรียนหน่วยที่ 9............................................................341 ใบงานที่12 การใชส้ารความเยน็และน้า มนัหล่อลื่นคอมเพรสเซอร์........................... 342 แบบประเมินผลการปฏิบัติงานใบงานที่ 9....................................................................349 บันทึกหลังสอนหน่วยที่ 9............................................................................................350 หน่วยที่ 10 งานบริการระบบปรับอากาศรถยนต์............................................................................351 สาระส าคัญประจ าหน่วย..............................................................................................352 การตรวจรอยรั่วของระบบ...........................................................................................352 การปล่อยสารความเย็นออกจากระบบ.........................................................................356 การท าสุญญากาศ..........................................................................................................357 การเติมน้า มนัหล่อลื่นคอมเพรสเซอร์...........................................................................359 การบรรจุสารความเย็นเข้าในระบบ .............................................................................362 การตรวจระบบท าความเย็น..........................................................................................368 การทดสอบการท างานของเครื่องปรับอากาศ...............................................................369 บทสรุป ........................................................................................................................371 กิจกรรมเสริมโดยเน้นผู้เรียนเป็ นส าคัญ........................................................................372 แบบทดสอบก่อนและหลังเรียนหน่วยที่ 10..................................................................373 เฉลยแบบทดสอบก่อนและหลังเรียนหน่วยที่ 10..........................................................376 ใบงานที่ 13 การตรวจรั่วและการปล่อยสารความเยน็ ..................................................378 แบบประเมินผลการปฏิบัติงานใบงานที่ 13.................................................................384 ใบงานที่ 14 การทา สุญญากาศและเติมน้า มนัหล่อลื่นคอมเพรสเซอร์..........................38

ฒ สารบัญ (ต่อ) ชื่อเรื่อง หน้า หน่วยที่ 10 (ต่อ) แบบประเมินผลการปฏิบัติงานใบงานที่14..................................................................391 ใบงานที่ 15 การเติมสารความเย็น...............................................................................392 แบบประเมินผลการปฏิบัติงานใบงานที่ 15..................................................................397 บันทึกหลังสอนหน่วยที่10..........................................................................................398 หน่วยที่ 11 การวิเคราะห์ค่าความดันในระบบ.................................................................................399 สาระส าคัญประจ าหน่วย..............................................................................................400 การวิเคราะห์ค่าความดันในระบบ.................................................................................401 การแก้ไขข้อขัดข้องด้วยเกจวัดแรงดัน..........................................................................402 สารความเย็นในระบบมีปริมาณไม่เหมาะสม...............................................................403 คอมเพรสเซอร์ช ารุด.....................................................................................................404 การขัดข้องที่คอนเดนเซอร์...........................................................................................405 การขัดข้องที่รีซีฟเวอร์ดรายเออร์..................................................................................406 การขดัขอ้งที่เอก็ซ์แพนชนั่วาลว์...................................................................................407 การขัดข้องที่เทอร์โมสตัต.............................................................................................409 แนวทางการแก้ไขข้อขัดข้อง........................................................................................410 บทสรุป.........................................................................................................................424 กิจกรรมเสริมโดยเน้นผู้เรียนเป็ นส าคัญ........................................................................425 แบบทดสอบก่อนและหลังเรียนหน่วยที่ 11..................................................................426 เฉลยแบบทดสอบก่อนและหลังเรียนหน่วยที่ 11..........................................................428 ใบงานที่ 16 การใช้แมนิโฟลด์เกจวิเคราะห์ค่าความดันในระบบ.................................429 แบบประเมินผลการปฏิบัติงานใบงานที่ 11..................................................................441 บันทึกหลังสอนหน่วยที่ 11..........................................................................................442 หน่วยที่ 12 งานประมาณราคาค่าบริการ.........................................................................................443 สาระส าคัญประจ าหน่วย..............................................................................................444 งานประมาณราคาค่าอะไหล่.........................................................................................444 การก าหนดเวลามาตรฐาน............................................................................................446 การก าหนดราคา...........................................................................................................446

ณ สารบัญ (ต่อ) ชื่อเรื่อง หน้า หน่วยที่ 12 (ต่อ) การก าหนดราคาค่าบริการงานปรับอากาศรถยนต์.......................................................448 บทสรุป.........................................................................................................................456 กิจกรรมเสริมโดยเน้นผู้เรียนเป็ นส าคัญ........................................................................457 แบบทดสอบก่อนและหลังเรียนหน่วยที่ 12 ................................................................458 เฉลยแบบทดสอบก่อนและหลังเรียนหน่วยที่ 12..........................................................460 ใบงานที่ 17 การบริการซ่อมอุปกรณ์และประมาณราคา..............................................461 แบบประเมินผลการปฏิบัติงานใบงานที่17..................................................................469 บันทึกหลังสอนหน่วยที่ 12..........................................................................................470 วัดและประเมินผล............................................................................................................................471 แบบทดสอบปลายภาคเรียน.........................................................................................472 เฉลยแบบทดสอบปลายภาคเรียน.................................................................................480 บรรณานุกรม....................................................................................................................................485 ภาคผนวก........................................................................................................................................ 487 สื่อการสอน ชุดแผงสาธิตวัฏจักรของระบบปรับอากาศรถยนต์...................................488 สื่อการสอน ชุดแผงสาธิตอุปกรณ์หลักของระบบปรับอากาศรถยนต์..........................489 สื่อการสอน แผงฝึ กต่ออุปกรณ์วงจรไฟฟ้าเครื่องปรับอากาศรถยนต์...........................491 สื่อการสอน แผงสาธิตวงจรไฟฟ้าเครื่องปรับอากาศรถยนต์........................................492 สื่อการสอน ชุดฝึ กเครื่องปรับอากาศรถยนต์แบบมีเกจวัดแรงดันและอุณหภูมิ............493 สื่อการสอน ชุดฝึ กระบบปรับอากาศรถยนต์ใช้สารความเย็น R-12..............................494 สื่อการสอน ชุดฝึ กระบบปรับอากาศรถยนต์ใช้สารความเย็น R-134a..........................495 สื่อการสอน ชุดแผงสาธิตท่อวาล์วบริการและข้อต่อในระบบปรับอากาศรถยนต์.......496

1 แผนการสอน หน่วยที่ 1 ชื่อวิชา งานปรับอากาศรถยนต์ สอนครั้งที่ 1 ชื่อหน่วย 1 ความรู้เบ้ืองตน้เกี่ยวกบัการปรับอากาศ ชั่วโมงรวม 6 ชั่วโมง ชื่อเรื่อง ความรู้เบ้ืองตน้เกี่ยวกบัการปรับอากาศ จ านวน 6 ชั่วโมง หัวข้อเรื่อง ด้านความรู้ 1. ความรู้เบ้ืองตน้เกี่ยวกบัการปรับอากาศ 2. วิวัฒนาการการปรับอากาศ 3. หลกัการพ้ืนฐานการทา ความเยน็ 4. การท าความเย็นและอุปกรณ์ควบคุมเครื่องปรับอากาศในรถยนต์ ด้านทักษะ 5. งานใช้สวิตซ์ควบคุมเครื่องปรับอากาศรถยนต์ ด้านคุณธรรม จริยธรรม 6. ความมีวินัย ความรับผิดชอบ ความสนใจใฝ่ รู้ 7. ความมีมนุษยส์ ัมพนัธ์ความอดทนอดกล้นัความซื่อสัตยส์ุจริต สาระส าคัญ การปรับอากาศ หมายถึงการปรับหรือการบงัคบัควบคุมใหส้ภาพอากาศในบริเวณน้นัๆ มีระดับ อุณหภูมิความช้ืน การหมุนเวียนของอากาศให้อยใู่นสภาพที่ตอ้งการตลอดระยะเวลาที่มีการปรับอากาศ สภาพของอากาศตามธรรมชาติมกัมีสภาพที่ไม่เอ้ือต่อความสบายของมนุษย์เช่นอากาศอาจจะร้อนจนเกินไป หรือมีระดบัความช้ืนที่ค่อนขา้งสูงการเคลื่อนตวัของอากาศและปริมาณฝ่นุละอองในอากาศมีระดบัที่ไม่ เหมาะสม ความเข้าใจที่ว่า “การท าความเย็นหรือการปรับอากาศ คือการเป่ าความเย็นเข้ามาในบริเวณที่ ต้องการท าความเย็น”น้นัเป็นความเขา้ใจที่ผิดหลกัของการสร้างความเยน็ ใหเ้กิดข้ึนที่แทจ้ริงน้นั คือ“การพา ความร้อนจากบริเวณที่ต้องการท าความเย็นออกไปที่บริเวณอื่น” ดว้ยเหตุน้ีจึงมีเครื่องปรับอากาศ

2 สมรรถนะอาชีพประจ าหน่วย (ความรู้ทักษะ คุณธรรม จริยธรรม) 1. อธิบายความหมายของการปรับอากาศได้ 2. บอกวิวัฒนาการการปรับอากาศได้ 3. อธิบายหลกัการพ้ืนฐานการทา ความเยน็ ได้ 4. บอกการท าความเย็นและอุปกรณ์ควบคุมเครื่องปรับอากาศในรถยนต์ได้ 5. บอกวิธีการใช้สวิตซ์ควบคุมเครื่องปรับอากาศรถยนต์ได้ตามใบงาน 6. ใช้สวิตซ์ควบคุมเครื่องปรับอากาศรถยนต์ได้อย่างถูกวิธี 7. ความมีวินัย ความรับผิดชอบ ความสนใจใฝ่ รู้ 8. ความมีมนุษยส์ ัมพนัธ์ความอดทนอดกล้นัความซื่อสัตยส์ุจริต

3 จุดประสงค ์ การสอน จุดประสงค์ทั่วไป 1. เพื่อให้มีความรู้เกี่ยวกับความรู้เบ้ืองตน้เกี่ยวกบัการปรับอากาศ วิวัฒนาการการปรับอากาศ หลักการพ้ืนฐานการทา ความเยน็การท าความเย็นและอุปกรณ์ควบคุมเครื่องปรับอากาศในรถยนต์ (ด้านความรู้) 2. เพื่อให้มีทักษะในงานใช้สวิตซ์ควบคุมเครื่องปรับอากาศรถยนต์ (ด้านทักษะ) 3. เพื่อให้มีเจตคติที่ดีต่อการเตรียมความพร้อมด้านการเตรียม วัสดุ อุปกรณ์ และการปฏิบัติงาน อย่างถูกต้อง ส าเร็จทันภายในเวลาที่ก าหนด (ด้านคุณธรรม จริยธรรม) จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม 1. อธิบายความหมายของการปรับอากาศได้อย่างถูกต้อง(ด้านความรู้) 2. บอกวิวัฒนาการการปรับอากาศได้อย่างถูกต้อง(ด้านความรู้) 3. อธิบายหลกัการพ้ืนฐานการทา ความเยน็ ไดอ้ยา่งถูกตอ้ง(ด้านความรู้) 4. บอกการท าความเย็นและอุปกรณ์ควบคุมเครื่องปรับอากาศในรถยนต์ได้อย่างถูกต้อง (ด้านความรู้) 5. บอกวิธีการใช้สวิตซ์ควบคุมเครื่องปรับอากาศรถยนต์ได้อย่างถูกต้อง(ด้านความรู้) 6. บอกวิธีการใช้สวิตซ์ควบคุมเครื่องปรับอากาศรถยนต์ได้ตามใบงาน(ด้านทักษะ) 7. เตรียมความพร้อมด้านวัสดุ อุปกรณ์ สอดคล้องกับงานและใช้วัสดุ อุปกณ์อย่างคุ้มค่า ประหยัดได้อย่างถูกต้อง (ด้านคุณธรรม จริยธรรม) 8. ปฏิบัติงานได้อย่างถูกต้องและส าเร็จภายในเวลาที่ก าหนด (ด้านคุณธรรม จริยธรรม)

4 เนื้อหาสาระการสอน ด้านความรู้(ทฤษฎี) 1. ความรู้เบื้องต้นเกยี่วกบัการปรับอากาศ 1.1 ความรู้เบ้ืองตน้เกี่ยวกบัการปรับอากาศ 1.2 วิวัฒนาการการปรับอากาศ 1.3 หลกัการพ้ืนฐานการทา ความเยน็ 1.4 การท าความเย็นและอุปกรณ์ควบคุมเครื่องปรับอากาศภายในรถยนต์ ด้านทักษะ (ปฏิบัติ) 1. ใบงานที่ 1 เรื่อง งานใช้สวิตซ์ควบคุมเครื่องปรับอากาศรถยนต์ ด้านคุณธรรม จริยธรรม 1. เตรียมความพร้อมด้านวัสดุ อุปกรณ์ สอดคล้องกับงาน และใช้วัสดุ อุปกณ์ อย่างคุ้มค่า ประหยัดได้อย่างถูกต้อง 2. ปฏิบัติงานได้อย่างถูกต้อง และส าเร็จภายในเวลาที่ก าหนด

5 กิจกรรมการเรียนการสอน ข้ันตอนการสอนหรือกจิกรรมของครูขั้นตอนการเรียนหรือกิจกรรมของนักเรียน ขั้นเตรียม 1.ศึกษาคู่มือครูและเตรียมเอกสาร ชุดการสอนที่ 1 เรื่องความรู้เบ้ืองตน้เกี่ยวกบัการปรับอากาศ สื่อ การเรียนการสอน เครื่องมือประเภทต่าง ๆ วัสดุ และอุปกรณ์แนะน าการใช้ชุดการสอน เน้ือหา รายวิชามอบหมายงานตามใบงาน และวิธีการวัดผล และประเมินผล 2. ใหน้กัเรียนทา แบบทดสอบก่อนเรียน ชุดการ สอนที่ 1 เรื่อง ความรู้เบ้ืองตน้เกี่ยวกบัการปรับ อากาศ แล้วให้นักเรียนสลับกันตรวจค าตอบ แบบทดสอบก่อนเรียนและใหค้ะแนน 3. ช้ีแจงจุดประสงคก์ารเรียนชุดการสอนที่ 1 ให้ นักเรียนทราบและให้นักเรียนมีส่วนร่วมในการท า กิจกรรมทุกคน ขั้นการเรียนการสอน 1.ครูแจกใบความรู้ที่ 1 เรื่องความรู้เบ้ืองตน้ เกี่ยวกับการปรับอากาศ กับนักเรียนและคอยให้ ค าแนะน า 2. แบ่งกลุ่มนักเรียนออกเป็ น 4กลุ่ม แล้วแจก ใบงานให้นักเรียนปฏิบัติตามใบงาน - ใบงานที่ 1 เรื่องความรู้เบ้ืองตน้เกี่ยวกบัการ ปรับอากาศ - ขณะที่นักเรียนปฏิบัติงานเป็ นกลุ่ม ตาม ใบงาน ครูสังเกตพฤติกรรมการท างานร่วมกันของ นักเรียนและประเมินผลการปฏิบัติงาน ขั้นเตรียม 1. นกัเรียนอ่านคา ช้ีแจงชุดการสอนที่ 1 ท าความ เข้าใจและให้ความมือในการท ากิจกรรม 2. เตรียมตวัทา แบบทดสอบก่อนเรียน ชุดการสอน ที่ 1 เรื่อง ความรู้เบ้ืองตน้เกี่ยวกบัการปรับอากาศ 3. ทา แบบทดก่อนเรียนชุดการสอนที่ 1 เรื่องความรู้ เบ้ืองตน้เกี่ยวกบัการปรับอากาศ และสลับกันตรวจ ค าตอบ ขั้นการเรียนการสอน 1. นักเรียนศึกษาใบความรู้ที่ 1 เรื่องความรู้เบ้ืองตน้ เกี่ยวกับการปรับอากาศ 2. นักเรียนแบ่งกลุ่มเป็ น 4กลุ่ม และแต่ละกลุ่มให้ท า การเลือกหัวหน้ากลุ่มแล้วรับใบงานจากครูและให้ นักเรียนแต่ละกลุ่มปฏิบัติตามใบงาน - ใบงานที่ 1 เรื่องความรู้เบ้ืองตน้เกี่ยวกบัการ ปรับอากาศ 3. นักเรียนแต่ละกลุ่มจะต้องปฏิบัติตามใบงานจน ครบ 1 ใบงาน

6 - จากน้นั ให้นกัเรียนแต่ละกลุ่มช่วยกนัสรุป เน้ือหาเรื่องความรู้เบ้ืองตน้เกี่ยวกบัการปรับอากาศ - ครูสุ่มให้นักเรียน 1 กลุ่มออกมารายงาน หนา้ช้นัเรียน ข้ันสรุป 1.ครูสรุปเน้ือหาจากที่นกัเรียนนา ขอ้มูลออกมา รายงานพร้อมท้งัอธิบายเพิ่มเติม และสรุปเน้ือหา ตามหัวข้อสาระส าคัญของใบความรู้ 2. ให้นักเรียนซักถามและตอบข้อซักถาม ของนักเรียนที่ไม่เข้าใจ 3. แจกแบบทดสอบหลังเรียนและให้นักเรียน ท าแบบทดสอบหลังเรียนประจ าชุดการสอนที่ 1 4. นกัเรียนแต่ละกลุ่มช่วยกนัสรุปเน้ือหา เรื่อง ความรู้เบ้ืองตน้เกี่ยวกบัการปรับอากาศ 5. ให้นักเรียนกลุ่มที่ครูมอบหมายงานให้ออกมา รายงานหนา้ช้นัเรียน เมื่อรายงานเสร็จแล้วให้เพื่อน นักเรียนในห้องซักถามข้อสงสัย ข้ันสรุป 1. นักเรียนรับฟังค าสรุปและข้อเสนอแนะจากครู 2. จดบันทึกข้อมูลและซักถามในหัวข้อที่ยังไม่เข้าใจ 3. ท าแบบทดสอบหลังเรียนประจ าชุดการสอนที่ 1

7 งานที่มอบหมายหรือกิจกรรม ก่อนเรียน 1. เตรียมทา แบบทดสอบก่อนเรียนชุดการสอนที่ 1 2. ทา แบบทดก่อนเรียน ชุดการสอนที่ 1 เรื่องความรู้เบ้ืองตน้เกี่ยวกบัการปรับอากาศ และสลับกันตรวจค าตอบ 3. อ่านคา ช้ีแจงชุดการสอนที่ 1 ท าความเข้าใจและให้ความมือในการท ากิจกรรม จัดเตรียมเอกสาร ชุดการสอน สื่อการเรียนการสอน เครื่องมือประเภทต่างๆ วัสดุ และอุปกรณ์ ขณะเรียน 1. ต้งัใจศึกษาตามใบความรู้ที่1 เรื่อง ความรู้เบ้ืองตน้เกี่ยวกบัการปรับอากาศ แบ่งกลุ่มเป็ น 4กลุ่ม และปฏิบัติตามใบงาน - ใบงานที่ 1 เรื่อง งานใช้สวิตซ์ควบคุมเครื่องปรับอากาศรถยนต์ 2. นักเรียนแต่ละกลุ่มช่วยกันสรุปเรื่องความรู้เบ้ืองตน้เกี่ยวกบัการปรับอากาศ 3. รายงานหนา้ช้นัเรียนเรื่องความรู้เบ้ืองตน้เกี่ยวกบัการปรับอากาศ หลังเรียน 1. ท าแบบทดสอบหลังเรียน

8 สื่อการเรียนการสอน สื่อสิ่งพิมพ์ 1. ชุดการสอนที่ 1 เรื่องความรู้เบ้ืองตน้เกี่ยวกบัการปรับอากาศ 2.ธีรยุทธ ชัยวงศ์ . งานปรับอากาศรถยนต์. กรุงเทพฯ : ส านักพิมพ์ศูนย์ส่งเสริมอาชีวะ, 2547. 3. พงศักดิ์ ศิริขันธ์และคณะ . งานเครื่องยนตเ์บ้ืองตน้. กรุงเทพฯ : ส านักพิมพ์ศูนย์ส่งเสริม อาชีวะ, 2546. 4. บรรเลง ศรนิลและคณะ . พ้ืนฐานเครื่องทา ความเยน็. กรุงเทพฯ : สถาบันเทคโนโลยีพระจอม เกล้าพระนครเหนือ, 2527. 5. วีรพจน์ เวชประสิทธิ์ และภักดี วิสาวโท . เครื่องปรับอากาศรถยนต์. กรุงเทพฯ : จงเจริญการ พิมพ์, 2523. 6. วีระศักดิ์ มะโนน้อม . งานปรับอากาศรถยนต์. กรุงเทพฯ : ส านักพิมพ์เอมพันธ์, 2549. 7. สมชาย วณารักษ์ . ธุรกิจช่างยนต์. กรุงเทพฯ : ส านักพิมพ์เอมพันธ์, 2543. 8. สมศักดิ์ สุโมตยกุล . เครื่องปรับอากาศรถยนต์. กรุงเทพฯ : ซีเอ็ดยเูคชนั่, 2541. 9. อ าพล ซื่อตรง . งานเครื่องยนต์. กรุงเทพฯ : ส านักพิมพ์ศูนย์ส่งเสริมวิชาการ, 2545.

9 สื่อโสตทัศน์ (ถ้ามี) 1. สื่อ Power Point - เรื่องความรู้เบ้ืองตน้เกี่ยวกบัการปรับอากาศ - เรื่องวิวัฒนาการการปรับอากาศ - เรื่องหลกัการพ้ืนฐานการทา ความเยน็ - เรื่องการท าความเย็นและอุปกรณ์ควบคุมเครื่องปรับอากาศภายในรถยนต์ สื่อของจริง 1.รถยนต์ 2. ชุดฝึ กระบบปรับอากาศรถยนต์

10 การประเมินผลการเรียนรู้ ก่อนเรียน 1. ตรวจแบบทดสอบก่อนเรียน ขณะเรียน 1. ตรวจผลงานตามใบงานที่ 1 เรื่อง งานใช้สวิตซ์ควบคุมเครื่องปรับอากาศรถยนต์ หลังเรียน 1. ตรวจแบบทดสอบหลังเรียน 2. ตรวจแบบประเมินผลการปฏิบัติงานหน่วยที่ 1 เรื่อง ความรู้เบ้ืองตน้เกี่ยวกบัการปรับอากาศ

11 บันทึกหลังการสอน ชุดการสอนที่ 1 เรื่อง ความรู้เบ้ืองตน้เกี่ยวกบัการปรับอากาศ ผลการใช้แผนการจัดการเรียนรู้ 1.แผนการจัดการเรียนรู้ที่ก าหนดไว้สามารถใช้สอนได้ทันตามเวลาที่ก าหนด 2. สามารถน าไปใช้ปฏิบัติการสอนได้ครบตามกระบวนจัดการเรียนการสอน ผลการเรียนของนักเรียน 1. นักเรียนมีสมรรถนะตามที่ต้องการ 2. นักเรียนแบ่งกลุ่มและร่วมกันปฏิบัติตามใบงานที่ 1 3. คะแนนการทดสอบหลงัเรียนดีข้ึนเมื่อเปรียบเทียบกบัคะแนนการทดสอบก่อนเรียน ผลการสอนของครู 1. สอนได้ตามสมรรถนะตามที่ก าหนดไว้ 2. สอนไดต้ามเน้ือหาของชุดการสอนที่ก าหนดไว้ 3. ประเมินผลการปฏิบัติงานของนักเรียนได้ตามใบงาน

12 ใบเนื้อหาที่ 1 เรื่อง ความร ู้เบ ื้องต ้ นเกย ี่วกบัการปรับอากาศ 1. ความรู้เบ ื้องต้นเกยี่วกบัการปรับอากาศ การปรับอากาศ หมายถึงการปรับหรือการบงัคบัควบคุมให้สภาพอากาศในบริเวณน้นัๆ มีระดับ อุณหภูมิความช้ืน การหมุนเวียนของอากาศให้อยู่ในสภาพที่ตอ้งการตลอดระยะเวลาที่มีการปรับอากาศ สภาพของอากาศตามธรรมชาติมกัมีสภาพที่ไม่เอ้ือต่อความสบายของมนุษย์เช่นอากาศอาจจะร้อนจนเกินไป หรือมีระดับความช้ืนที่ค่อนขา้งสูงการเคลื่อนตวัของอากาศและปริมาณฝุ่นละอองในอากาศมีระดับที่ไม่ เหมาะสม ความเข้าใจที่ว่า “การท าความเย็นหรือการปรับอากาศ คือการเป่ าความเย็นเข้ามาในบริเวณที่ ต้องการท าความเย็น”น้ันเป็นความเขา้ใจที่ผิดหลกัของการสร้างความเยน็ ให้เกิดข้ึนที่แทจ้ริงน้ัน คือ“การพา ความร้อนจากบริเวณที่ต้องการท าความเย็นออกไปที่บริเวณอื่น” ดว้ยเหตุน้ีจึงมีเครื่องปรับอากาศ 1.1 วิวัฒนาการการปรับอากาศ การปรับอากาศมีแนวคิดมาจากการปรับอากาศในสมัยอียิปต์เมื่อประมาณหลายพันปีก่อนปี คริสต์ศักราช โดยชาวอียิปต์ใช้ทาสประมาณ 3,000 คน ขนหินไปทิ้งไวน้อกพระราชวงัอนัเป็นที่ประทบั ของฟาโรห์ในเวลากลางคืน เพื่อให้ความเยน็ของอากาศภายนอกดูดความร้อนออกจากหิน และก่อนสว่าง ทาสอียิปต์ก็ได้ช่วยกันขนหินดังกล่าวเข้าไปไว้ในพระราชวัง เพื่อให้หินดูดความร้อนภายในพระราชวังซึ่ง เป็ นผลให้อุณหภูมิภายในลดลงเหลือประมาณ 27 ํ C (80 ํF ) อุณหภูมิภายนอกสูง 55 ํ C (131 ํ F) รูปที่1.1 การปรับอากาศในสมัยอียิปต์ ชาวอียิปตอ์ีกเช่นกนัที่รู้จกัวิธีทา น้า เยน็ โดยเอาน้า ใส่ตุ่มหรือถงัดินเผาแลว้นา ไปวางไวบ้นหลงัคา บา้นในเวลาเยน็พอถึงเวลากลางคืนก็จะพดัผา่นมา และอากาศเยน็น้ีเอง จะซึมผ่านผนงัของตุ่มหรือถงัดินเผา เขา้ไปในน้า ซ่ึงอยภู่ายในใหเ้ยน็ลง

13 รูปที่1.2 การท าน ้าเย็นโดยปล่อยให้น ้าส่วนหนึ่งระเหยไป ต่อมาในสมัยตอนต้นศตวรรษที่ 20 ที.ซี.นอร์ธคอตต์ (T.C.Northcott) แห่งเมืองลูเรย์ (Luray) มล รัฐเวอร์จอเนียเป็ นวิศวกรได้สร้างบ้านอยู่บนยอดเขาคาเวิร์นส์ (Caverns) เขาและครอบครัวเป็ นโรคแพ้ ละอองข้าวสาลี นอร์ธคอตต์ทราบว่าอากาศที่ได้รับการกรองผ่านไลเมอร์สโตน (limerstione) จะปราศจาก ฝ่นุและละอองเกสร จึงไดต้ิดต้งัแผงกรองฝ่นุเพื่อให้อากาศภายในบา้นปราศจากฝ่นุละอองนบัเป็นบา้นหลงั แรกที่มีระบบการปรับอากาศแต่เป็ นระบบเครื่องท าความร้อน ปี พ.ศ. 2440 “โจเซฟ แมคครีต้ี” ชาวอเมริกนัไดค้ิดระบบทา ความเยน็ โดยการฉีดละอองน้า เขา้ไป ในอากาศ เรียกว่า “ เครื่องล้างอากาศ ” (Air Washer) ปี พ.ศ. 2449 วิลลิส ฮางิแลนด์แคร์เรียร์ชาวอเมริกนัสามารถทา การควบคุมอุณหภูมิและความช้ืน ในโรงพิมพ์แห่งหนึ่งได้ส าเร็จ และได้รับยกย่องให้เป็ นบิดาของการปรับอากาศ ปี พ.ศ. 2470 เป็นคร้ังแรกที่เครื่องปรับอากาศไดม้ีจา หน่ายแพร่หลายในทอ้งตลาด ปี พ.ศ. 2483 มีการใช้ระบบเครื่องปรับอากาศ ติดต้ังภายในรถยนต์และต้ังแต่น้ันเป็นต้นมา เครื่องปรับอากาศที่ติดในรถยนต์ก็เพิ่มจา นวนข้ึนอย่างรวดเร็ว จนปัจจุบนัรถยนตท์ ี่ถูกผลิตออกมาแทบจะ ทุกรุ่นมีการติดต้งัเครื่องปรับอากาศมาดว้ย การปรับอากาศในรถยนตเ์ริ่มมีคร้ังแรกในตน้ศตวรรษที่20 (ปีค.ศ.1927) ปีเดียวกบัที่มีการจา หน่าย เครื่องปรับอากาศเป็นคร้ังแรก ในตอนน้ันดูเป็นสิ่งประหลาดมากที่สามารถปรับอากาศในรถยนต์ได้ใน ปัจจุบนัเครื่องปรับอากาศกลายเป็นสิ่งธรรมดาสามารถพบไดทุ้กหนทุกแห่งทวั่ ไป ต้งัแต่ในอาคารบา้นเรือน ที่เก็บอุปกรณ์วิทยาศาสตร์ในเรือดา น้า ส าหรับประเทศไทย จะสังเกตเห็นได้ว่า กิจการที่เกี่ยวข้องกับเรื่องเครื่องท าความเย็น เช่น กิจการ ห้องเยน็ตูเ้ยน็เครื่องปรับอากาศ ที่ทา น้า แข็งกอ้น ท้งัขนาดเล็กและขนาดใหญ่ไดข้ยายตวัอย่างรวดเร็ว จะ พบว่าอาคารสถานที่หรือบา้นเรือนที่พกัอาศยัต่างนิยมใช้เครื่องปรับอากาศกนัมากข้ึน แมแ้ต่ในรถยนต์ก็มี การปรับอากาศอย่างแพร่หลาย

14 การปรับอากาศรถยนต์ในประเทศไทย ในยุคแรกที่เห็นเด่นชัดได้แก่การปรับอากาศส าหรับรถ โดยสารนกัท่องเที่ยวชาวต่างประเทศ และรถยนตส์ าหรับทูตต่างประเทศหรือผูม้ีฐานะดีเท่าน้ัน ต่อมาในปี พ.ศ.2504 ในยุคที่ทหารอเมริกาเขา้มาต้งัฐานทพัเพื่อผลดัเปลี่ยนทหารที่ไปรบสงครามเวียดนาม รถแท็กซี่ และรถโดยสารที่รับส่งทหารอเมริกาก็นิยมติดเครื่องปรับอากาศเพื่อดึงดูดความสนใจจากผู้ใช้บริการ ประกอบกับอยู่ในช่วงของแผนพัฒนาเศรษฐกิจแห่งชาติฉบับที่ 2 ซึ่งมีนโยบายส่งเสริมกิจการการท่องเที่ยว รวมอยดู่ว้ย จึงทา ใหค้วามสา คญัของการปรับอากาศหรือการใชเ้ครื่องทา ความเยน็แพร่หลายมากยงิ่ข้ึน 1.3 หลักการพื้นฐานการท าความเย็น อุณหภูมิร่างกายของคนเราน้ัน จะอยู่ที่37 C หรือ 98.6 F จะช่วยให้เข้าใจถึงกระบวนการปรับ อากาศในห้องปรับอากาศไดถู้กปรับอุณหภูมิความช้ืนให้อยู่ในเกณฑ์ที่คนรู้สึกสบายซ่ึงอยู่ในช่วงประมาณ 23-25 C หรือ75-78 F ส่วนความช้ืนสัมพทัธ์(Relative Humidity) จะอยู่ในช่วง 50% และยัง มีการควบคุม ให้อากาศภายในห้องหมุนเวียนในอัตราความเร็วที่สม ่าเสมอ อากาศที่หมุนเวียนภายในจะถูกก าจัดฝุ่ นละออง โดยแผ่นกรองฝุ่ นภายในเครื่องปรับอากาศ ท าให้อากาศมีสภาพที่ปราศจากฝุ่ น ท าให้คนที่อยู่ในห้องปรับ อากาศรู้สึกสบาย รูปที่1.3 กราฟแสดงค่าความชื้นสัมพทัธ์ ในการศึกษาเกี่ยวกบัการทา ความเยน็สิ่งส าคญั ประการแรกคือผูศ้ึกษาจะตอ้งทา ความเขา้ในหลกั วิชาข้นัพ้ืนฐาน หลกัวิชาเบ้ืองตน้เหล่าน้ีจะเป็นการทบทวนหลกัทางฟิสิกส์และทางเคมีเพื่อเป็นการปูพ้ืนฐาน สู่การประยุกต์ทางปฏิบัติในหลักการท าความเย็น 1.3.1 แรง แรง (force) คือ อ านาจชนิดหนึ่ง ซึ่งสามารถเปลี่ยนหรือพยายามเปลี่ยนสถานภาพของวัตถุ เช่น ท า ให้วตัถุที่หยุดนิ่งอยู่เคลื่อนที่หรือทา ให้วตัถุที่เคลื่อนที่อยู่แลว้หยุดนิ่ง หรือเปลี่ยนทิศทาง หรือเคลื่อนที่เร็ว

15 ข้ึน หรือชา้ลง และแรงอาจทา ให้เกิดการเปลี่ยนแปลงรูปร่างหรือขนาดของวตัถุยืดหรือหดตวับิดโคง้แรง มีหน่วยในการวัดเป็ นนิวตัน (Newton) แรง 1 นิวตัน คือแรงที่ท าให้วัตถุมีมวล 1กิโลกรัมเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 1 เมตรต่อวินาที2 สูตรสา หรับคา นวณหาค่าแรงดงัน้ี โดยที่ F = แรงมีหน่วยเป็ นนิวตัน (N) M = มวลวัตถุมีหน่วยเป็ นกิโลกรัม (kg) a = ความเร่งของวัตถุมีหน่วยเป็ นเมตรต่อวินาที2 (m/s2 ) 1.3.2 ความดัน ความดัน (pressure) หมายถึงแรงที่กระท าต่อหน่วยของพ้ืนที่อาจอธิบายได้ว่าเป็นการวดัความ หนาแน่นที่จุดใดจุดหน่ึงของพ้ืนที่ผิวของวตัถุขณะใดก็ตามที่แรงกระทา บนพ้ืนที่ผิวท้งัหมดเท่ากนัแลว้ความ ดนัทุกจุดบนพ้ืนที่ผิวน้นัมีค่าเท่ากนัสามารถคา นวณไดโ้ดยเอาแรงท้งัหมดที่กระทา บนพ้ืนที่ผิวหารดว้ยพ้ืนที่ ผิวท้งัหมดที่รับแรงน้นั สูตรสา หรับคา นวณมีดงัน้ี โดยที่ P = ความดัน มีหน่วยเป็ นนิวตันต่อตารางเมตร (N/m2 ) F = แรงมีหน่วยเป็ นนิวตัน (N) A = พ้ืนที่มีหน่วยเป็นตารางเมตร (m2 ) F = ma ตัวอย่างที่ 1.1 จงหาค่าของแรงที่กระทำต่อวัตถุที่มีมวล 20 กิโลกรัมให้เคลื่อนที่ไปด้วยความเร็ว 10 เมตร ต่อวินาที2 ในทิศทางที่ถูกแรงกระทำ วิธีทำ จากสูตร F = ma F = ? N m = 20 kg a = 10 m/s2 แทนค่าจากสูตรได้ดังนี้ F = 20 x 10 = 200 N ตอบ P = F A

16 จากตัวอย่างจะเห็นได้ว่าหน่วยของความดันจะมีค่าเป็ นนิวตันต่อตารางเมตร (N/m2 ) หรือ ปาสคาล (Pa) หน่วยของความดนัน้ียงัสามารถวดัไดเ้ป็นบาร์(bar) ซึ่งความดัน1 บาร์ =10,000 ปาสคาลหรือนิวตันต่อ ตารางเมตร (N/m2 ) 1.3.3 งาน งาน (work) จะเกิดข้ึนเมื่อมีแรงจา นวนหน่ึงกระท าต่อวตัถุและท าให้วตัถุน้ันเคลื่อนที่ไปเป็น ระยะทางช่วงหนึ่งในทิศทางที่ขนานกับแรง ปริมาณงานที่ได้คือปริมาณผลคูณระหว่างแรงกับระยะทางที่ ขนานกบัแรงสูตรสา หรับคา นวณมีดงัน้ี โดยที่ W = งานมีหน่วยเป็ นจูล (J) F = แรงมีหน่วยเป็ นนิวตัน (N) d = ระยะทางมีหน่วยเป็ นเมตร (m) ตัวอย่างที่ 1.2 ถังรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าใบหนึ่งบรรจุน้ำไว้เต็มวัดขนาดก้นถังได้กว้าง 2 เมตร ยาว 4 เมตร ถ้ามวล ของน้ำทั้งหมดหนัก 16,000 กิโลกรัม จงคำนวณหาค่าของ ก. แรงที่กระทำบนก้นถังในหน่วยของนิวตัน (N) ข. ความดันที่กระทำบนก้นถังในหน่วยของปาสคาล (Pa) วิธีทำ ก. จากสูตร F = ma F = ? N m = 16,000 kg a = แรงโน้มถ่วงที่ระดับน้ำทะเลมีค่า = 9.807 m/s2 แทนค่าจากสูตรได้ดังนี้ F = 16,000 x 9.807 = 156,912 N ข.จากสูตร P = F A ในที่นี้ P = ? N/m2 หรือ Pa F = 156,912 N A = 2 x 4 m2 แทนค่าจากสูตรได้ดังนี้ P = 156,912 8 = 19,614 N/m2 หรือ Pa ตอบ W = F x d

17 1.3.4 ก าลังงาน ก าลังงาน (power) คืออัตราการท างานในช่วงระยะเวลาหนึ่ง หน่วยของก าลังวัดเป็ นวัตต์ (W)ก าลัง งาน 1วัตต์ คืองานที่ท าได้จ านวน 1จูลต่อวินาที (J/s) สูตรสา หรับคา นวณมีดงัน้ี โดยที่ P = ก าลังงานมีหน่วยเป็ นวัตต์ (W) W = งานมีหน่วยเป็ นจูล (J) t = เวลามีหน่วยเป็ นวินาที (s) 1.3.5 พลังงาน ตัวอย่างที่ 1.3 พัดลมระบายอากาศตัวหนึ่งมีมวลหนัก 175 kg จะต้องยกขึ้นไปติดตั้งบนหลังคาของอาคารที่สูง จากพื้นดิน 85 เมตร จงคำนวณหาค่าของงานที่ต้องกระทำ วิธีทำ จากสูตร W = F x d ในที่นี้ W = ? J F = 175 kg x 9.807 m/s2 d = 85 m แทนค่าจากสูตรได้ดังนี้ W = 175 x 9.807 x 85 = 145,879.1 J หรือ 145.87 kJ ตอบ P = W t ตัวอย่างที่ 1.4 จากตัวอย่างที่ 1.3 จงคำนวณหาค่าของกำลังงานที่ต้องใช้ในการยกพัดลมระบายอากาศขึ้น บนหลังคาภายใน 10 นาที วิธีทำ จากสูตร P = W t ในที่นี้ P = ? W W = 145,879.1 J t = 10 x 60 s แทนค่าจากสูตรได้ดังนี้ P = 145,879.1 600 = 243.13 W ตอบ

18 พลังงาน (energy) คือความสามารถในการท างานได้ พลังงานจะถูกสะสมไว้ในตัวของวัตถุและเมื่อ ถูกน าออกมาใช้ก็ได้เป็ นงาน จ านวนพลังงานที่จะถูกใช้จะเท่ากับจ านวนของงานที่ได้เสมอ หน่วยของ พลังงานก็เช่นเดียวกับงาน คือมีหน่วยเป็ นจูล (J) พลังงานแบ่งออกได้เป็ น 2 ชนิดคือ 1. พลังงานจลน์ (kinetic energy) เป็นพลงังานที่เกิดข้ึนกับวตัถุที่กา ลงัเคลื่อนที่เช่น การที่กระสุน ปื นจะพุ่งสู่เป้าหมาย ลูกกระสุนปื นจะมีพลังงานเป็ นจลน์อยู่ภายในตัว 2. พลังงานศักย์ (potential energy) เป็ นพลังงานที่สะสมอยู่ในตัวของวัตถุ เช่น ถ้าไขลานนาฬิกาให้ แน่น เมื่อสปริงลานนาฬิกาคลายตัวออก ก็จะหมุนเข็มนาฬิกาให้เดินซึ่งจะเป็ นการท างาน พลังงานของลาน นาฬิกาน้ีจะเป็นพลงังานศกัย์ 1.3.6 ความร้อน ความร้อน (heat) เป็ นพลังงานชนิดหนึ่งซึ่งสามารถท างานได้ และสามารถเปลี่ยนเป็ นพลังงานรูป อื่นๆสามารถเปลี่ยนกลับเป็ นพลังงานความร้อนได้ พลังงานความร้อนจะถ่ายเทจากวัตถุหนึ่งไปยังอีกวัตถุ หนึ่งซึ่งมีอุณหภูมิต่างกัน กล่าวคือ ความร้อนจะถ่ายเทวัตถุที่มีอุณหภูมิสูงไปยังวัตถุที่มีอุณหภูมิต ่ากว่า และ จะหยดุการถ่ายเทเมื่อวตัถุท้งัสองน้นัมีอุณหภูมิเท่ากนั 1.3.7 สสาร สสาร (matter) หมายถึง สิ่งที่ตอ้งการที่อยู่อาศยัและมีน้ าหนักสิ่งต่าง ๆ รอบตัวเราประกอบ ด้วย สสาร ซึ่งอยู่ในสถานะของแข็ง ของเหลวและก๊าซ ตัวอย่างเช่น น้ า โดยธรรมชาติของน้ าจะมีสถานะเป็น ของเหลวถา้ความร้อนถูกถ่ายเทออกจากน้า จนถึงจุดหน่ึง น้ าจะเปลี่ยนสถานะเป็นน้ าแข็งซ่ึงเป็นของแข็ง หรือในอีกทางหน่ึงการตม้น้า อนัเป็นการเพิ่มปริมาณความร้อนให้กบัน้า อุณหภูมิของน้า จะสูงข้ึนจนถึงจุด เดือดเปลี่ยนสถานะกลายเป็นไอน้า ซ่ึงเป็นแก๊ส โครงสร้างของสสาร สสารประกอบด้วยส่วนที่เล็ก ๆ เรียกว่าโมเลกุล แต่ละโมเลกุลของสสารเป็ น ส่วนที่เล็กที่สุดของวัตถุที่ยังคงไว้ซึ่งสมบัติของสสาร ในแต่ละโมเลกุลยังประกอบด้วยส่วนที่เล็กลงอีก เรียกว่า“อะตอม”อะตอมแตกต่างจากโมเลกุล คือ ไม่คงที่เสมอไป อะตอมมักจะมีความโน้มเอียงที่จะจับตัว กับอะตอมของสารอื่นเพื่อสร้างเป็ นโมเลกุลและวัตถุใหม่ที่ต่างออกไป การจัดตัวและการเคลื่อนที่ของโมเลกุล โมเลกุลในวตัถุชนิดเดียวกนัจะเหมือนกนัท้งัหมด วตัถุที่ ต่างกนัจะมีโมเลกุลที่ต่างกนัลกัษณะและสมบตัิของวตัถุที่แตกต่างกนัข้ึนอยู่กบัธรรมชาติและการจดัตวัของ โมเลกุลจ านวนล้าน ๆ โมเลกุลซ่ึงสร้างข้ึนเป็นวตัถุ ตัวอย่างเช่น โมเลกุลของมีเทน จะมีโครงสร้างที่ประกอบด้วยอะตอมของไฮโดรเจน 4อะตอมและ อะตอมของคาร์บอน 1อะตอม หรือโมเลกุลของน้ าประกอบด้วยอะตอมของไฮโดรเจน 2อะตอมและ อะตอมของออกซิเจน 1อะตอม

19 รูปที่ 1.4 โครงสร้างของสสาร รูปที่ 1.5 โมเลกุล โมเลกุลจะเคลื่อนที่สม่า เสมอการเคลื่อนที่เกิดจากพลงังานที่เรียกว่าพลงังานจลน์การเพิ่มพลงังาน ความร้อนให้กับของแข็งเป็นการเพิ่มพลังงานจลน์ของโมเลกุลในของแข็งการเคลื่อนไหวของโมเลกุล เป็นไปในรูปของการสั่นสะเทือน ซ่ึงส่วนที่เลก็เหล่าน้ีจะไม่เคลื่อนที่ห่างจากตา แหน่งคงที่ของตวัเอง รูปที่ 1.6 สภาพอสิระของโมเลกุลในสถานะต่างๆ ของสสาร

20 สถานะของสสาร สสารสามารถคงตัวอยู่ได้อยู่ 3 สถานะด้วยกัน คือ ของแข็ง ของเหลว และแก๊ส สิ่งต่าง ๆ รอบตวัเราอาจเปลี่ยนแปลงจากสถานะหน่ึงไปยงัอีกสถานะหน่ึงได้เช่น น้ าซ่ึงอยู่ในสถานะของ ของเหลวจะไหล และมีรูปร่างเปลี่ยนแปลงไปตามที่ภาชนะบรรจุ ของเหลวจะไม่สามารถคงรูปของตัวเอง ได้ รูปที่ 1.7 สถานะทั้ง 3 ของสสาร เมื่อน้า ถูกดึงปริมาณความร้อนออกจนถึงจุดหน่ึงจะกลายเป็นน้า แขง็ที่มีรูปร่างและขนาด สามารถคง รูปร่างของตัวเองได้ในทางตรงข้าม ถ้าให้ปริมาณความร้อนแก่น้ าจนถึงจุดหน่ึง น้ าก็จะเปลี่ยนสถานะ กลายเป็ นไอ ซึ่งไอหรือแก๊สถ้าไม่บรรจุไว้ในภาชนะก็จะฟุ้งกระจายไปในอากาศรอบ ๆ โดยทวั่ ไป ผลของความร้อนที่มีสถานะต่อสสาร สสารภายใต้ความกดดันและอุณหภูมิ ณ จุดหนึ่งจะคงตัวอยู่ ไดใ้นสถานะใดสถานะหน่ึงในจา นวนท้งั3 สถานะของสสารสถานะของสสารจะถูกเปลี่ยน แปลงได้โดย การเพิ่ม หรือลดปริมาณความร้อน ตวัอย่างเช่น ถา้นา เอาน้า แข็งซ่ึงอยู่ในสถานะของแข็งมาเพิ่มปริมาความ ร้อน น้า แข็งจะหลอมละลายกลายเป็นน้า เปลี่ยนสถานะเป็นของเหลวและถา้ยงัคงตม้น้า น้ีต่อไปอีกอุณหภูมิ ของน้า จะสูงข้ึนเรื่อย ๆ จนถึงจุดเดือดและเปลี่ยนสถานะกลายเป็นไอน้า ซ่ึงมีสถานะเป็นแก๊ส เพิ่มความร้อน เพิ่มความร้อน ในทางตรงกนัขา้ม ถา้นา ไอน้า เดือดซ่ึงมีสถานะเป็นแก๊สมาคายความร้อนออกไอน้า จะควบแน่น กลายเป็นน้ า ซ่ึงเป็นของเหลวและถา้ยงัคงดึงความร้อนออกจากน้ าต่อไป อุณหภูมิของน้ าจะลดลงเรื่อย ๆ จนถึงจุดเยอืกแขง็น้า ก็จะเปลี่ยนสถานะเป็นน้า แขง็ เพิ่มความร้อน เพิ่มความร้อน น้ำแข็ง ไอน้ำ ไอน้ำ น้ำ น้ำแข็ง น้ำ

21 1.3.8 อุณหภูมิ อุณหภูมิ (temperature) เป็ นขีดบอกความรู้สึกร้อนหนาว หรือเป็ นการวัดระดับความหนาแน่นของ ความร้อน ถา้อุณหภูมิสูงเป็นตวัช้ีวดัวา่ความร้อนมีมาก ทา ให้ร่างกายมีความรู้สึกร้อน ในทางตรงกนัขา้มถา้ อุณหภูมิต่า เป็นตวัช้ีวดัวา่ความร้อนมีนอ้ย ทา ใหร้่างกายมีความรู้สึกเยน็ 1.3.9 เทอร์โมมิเตอร์ เทอร์โมมิเตอร์(thermometer) เป็ นเครื่องมือใช้วัดอุณหภูมิ เทอร์โมมิเตอร์ส่วนมากอาศัยหลักการ ขยายตัวและของของเหลวในหลอดแก้วเมื่อได้รับความร้อน ส่วนใหญ่จะใช้ของเหลวที่บรรจุในหลอดแก้ว เป็ นแอลกอฮอล์หรือปรอท แต่นิยมใช้มากคือ ปรอท เพราะปรอทมีจุดเดือดสูงกว่าแอลกอฮอล์ ท าให้ช่วง ขยายตัวที่จะน ามาใช้วัดอุณหภูมิมีมากกว่าแอลกอฮอล์ด้วย อย่างไรก็ตาม เทอร์โมมิเตอร์ที่ใช้วัดปรอทก็มี ข้อเสียอยู่ที่ราคาสูงและอ่านค่าได้ยาก ส่วนแอลกอฮอล์มีราคาถูกกว่าและสามารถย้อมสีเพื่อให้อ่านค่าได้ง่าย กว่า รูปที่ 1.8 เทอร์โมมิเตอร์ เทอร์โมมิเตอร์ที่ใช้ทวั่ ไปแบ่งออกเป็น 2 ชนิดคือ ชนิดฟาเรนไฮต์ (Fahrenheit)และชนิดเซลเซียส หรือเซนติเกรด (Celcius or Centigrade) 1. เทอร์โมมิเตอร์ชนิดเซลเซียส กา หนดให้จุดเยือกแข็งของน้า ภายใตค้วามดนับรรยากาศอยู่ที่0 องศาและจุดเดือดของน้า อยทู่ ี่100องศา ช่วงระหว่างจุดท้งั 2แบ่งออกเป็ น 100 ช่วงเท่า ๆ กัน แต่ละช่องมีค่า 1องศาดงัน้นัระยะระหว่างจุดเยือกแข็งและจุดเดือดของน้า บนสเกลของเทอร์โมมิเตอร์ชนิดเซลเซียสจึงมีค่า เป็ น 100องศาจุดเยอืกแขง็ของน้า อยทู่ ี่0องศาเซลเซียส และจุดเดือดอยู่ที่ 100องศา 2. เทอร์โมมิเตอร์ชนิดฟาเรนไฮต์ กา หนดให้จุดเยอืกแข็งของน้า อยทู่ ี่32องศา และจุดเดือดของน้า อยู่ที่ 212องศา ภายใตค้วามดันบรรยากาศ ช่วงระหว่างจุดเดือดและจุดเยือกแข็งของน้ าแบ่งออกเป็น 180 ส่วนเท่า ๆ กัน จุด 0 บนสเกลของเทอร์โมมิเตอร์ชนิดฟาเรนไฮต์กา หนดให้จุดเยือกแข็งของน้า ลงไปอีก32 ช่องจุดเยอืกแขง็ของน้า อยทู่ ี่32 องศาฟาเรนไฮต์และจุดเดือดของน้า อยทู่ ี่212องศาฟาเรนไฮต์

22 1.3.10 การแปลงค่าอุณหภูมิ ค่าอุณหภูมิที่อ่านได้บนสเกลใดสเกลหนึ่งสามารถแปลงค่าอุณหภูมิ เป็ นสเกลอื่นได้โดยใช้สูตร ต่อไปน้ี 1.3.11 อุณหภูมิสัมบูรณ์ อุณหภูมิสัมบูรณ์ มีหน่วยวัดเป็ นองศาเคลวิน (K) ซึ่งสามารถเทียบหน่วยเซลเซียส ( C)เป็ นองศาเคล วินได้จากสูตร C = F - 32 5 9 ตัวอย่างที่ 1.5 ถ้าเทอร์โมมิเตอร์ชนิดเซลเซียสอ่านค่าได้ 60 องศาเซลเซียส ( C ) ถ้าเป็นชนิด ฟาเรนไฮต์( F) จะอ่านค่าได้เท่าใด ? วิธีทำ จากสูตร C = F - 32 5 9 ในที่นี้ F = ? C = 60 แทนค่าจากสูตรได้ดังนี้ 60 = F – 32 5 9 12 x 9 = F – 32 เพราะฉะนั้น F = 108 + 32 = 140 องศาฟาเรนไฮต์ ( F) ตอบ บ ตัวอย่างที่ 1.6 ถ้าอุณหภูมิของแก๊สชนิดหนึ่งวัดได้เป็น 120 องศาเซลเซียส ต้องการทราบว่าแก๊สชนิดนี้มีอุณหภูมิ เป็นเท่าใดในหน่วยขององศาเคลวิน วิธีทำ จากสูตร K = C + 273 ในที่นี้ K = ? C = 120 C แทนค่าจากสูตรได้ดังนี้ K = 120 + 273 = 393 K ตอบ K = C + 273

23 1.3.12 การถ่ายเทความร้อน ความร้อนจะถ่ายเทจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งได้ 3 ทางคือ การน าความร้อน การพาความร้อนและ การแผ่รังสีความดัน 1. การน าความร้อน (conduction) เป็ นวิธีการเคลื่อนที่ของความร้อน ซึ่งความร้อนจะส่งผ่านจาก ของแขง็โดยวิธีน้ี ตวัอยา่งเช่น ถา้จบั ปลายดา้นหน่ึงของแท่งโลหะไว้แลว้นา ปลายอีกขา้งหน่ึงของโลหะน้นัเผาไฟ ไม่ ช้าจะรู้สึกว่ามีความร้อนมาถึงมือที่จบั โลหะที่เป็นเช่นน้ีเพราะโมเลกุลของโลหะตรงจุดที่ถูกเผาไฟได้รับ ปริมาณความร้อนมากและมีอุณหภูมิสูงข้ึน ส่งผ่านไปให้โมเลกุลที่อยู่ข้างเคียงจากโมเลกุลแรกไปยังโมเลกุล ที่สองและต่อ ๆ ไปจนถึงปลายอีกข้างหนึ่งของโลหะที่มีมือจับอยู่ ซึ่งเรียกว่า เกิด-การน าความร้อนในแท่ง โลหะน้นั โดยที่โมเลกุลของแท่งโลหะไม่ไดเ้คลื่อนที่ไปดว้ย รูปที่1.9 การน าความร้อน ตัวอย่างที่ 1.7 ในระบบเครื่องทำความเย็น อุณหภูมิของสารความเย็นในสถานะแก็สที่ถูกดูดกลับเข้าทางท่อ ซักชั่นวัดได้ -35 องศาเซลเซียส จะมีอุณหภูมิสัมบูรณ์ในหน่วยขององศาเคลวินเป็นเท่าใด วิธีทำ จากสูตร K = C + 273 ในที่นี้ K = ? C = -35( C) แทนค่าจากสูตรได้ดังนี้ K = (- 35) + 273 = 238 K ตอบ

24 2. การพาความร้อน (convection) เป็นวิธีการถ่ายเทความร้อนที่เกิดข้ึนในของเหลว ซ่ึงโมเลกุลมี อิสระที่เคลื่อนไหวไปรอบ ๆ ได้เมื่อความร้อนเคลื่อนที่ไดโ้ดยวิธีน้ีจา นวนปริมาณความร้อนจะไหลโดยติด ไปกบัโมเลกุลซ่ึงกา ลงัเคลื่อนที่อยนู่้นั รูปที่ 1.10 การพาความร้อน 3. การแผ่รังสีความร้อน (radiation) เป็นวิธีเคลื่อนที่ของความร้อนโดยไม่ไดข้้ึนอยู่กบัโมเลกุลวิธีน้ี ความร้อนเคลื่อนที่ทางเดียวกับแสงเดินทางจากดวงไฟ ซึ่งเป็ นวิธีเดียวกับความร้อนจากดวงอาทิตย์ส่งผ่าน มายังโลก รูปที่ 1.11 การแผ่รังสีความร้อน 1.3.13 ทิศทางและอัตราการไหลของความร้อน ความร้อนจะไหลจากวตัถุหน่ึงไปยงัอีกวตัถุหน่ึงเมื่อวตัถุท้งัสองน้ันมีอุณหภูมิต่างกนัถา้อุณหภูมิ เท่ากัน ความร้อนจะหยุดการถ่ายเท ความร้อนจะไหลจากวัตถุไปยังอีกวัตถุที่มีอุณหภูมิสูงไปยังอีกวัตถุที่มีอุณหภูมิต ่ากว่าเสมอ อัตรา การถ่ายเทความร้อนข้ึนอยกู่บัองคป์ระกอบที่สา คญัดงัน้ี 1. ความแตกต่างของอุณหภูมิความแตกต่างของอุณหภูมิจะมีผลต่อความเร็วในการไหลของความ ร้อน คือถ้าวัตถุมีอุณหภูมิแตกต่างกันมาก จ านวนของแคลอรี่จะไหลจากวัตถุที่มีอุณหภูมิสูงไปยังวัตถุไป วัตถุที่มีอุณหภูมิต ่ากว่าได้เร็ว แต่ถ้าอุณหภูมิแตกต่างกันน้อย จ านวนของแคลอรี่จะไหลได้ช้า แต่ถ้า อุณหภูมิไม่แตกต่างกนัเลย ก็จะไม่มีการไหลของความร้อนเกิดข้ึน

25 รูปที่1.12 ความแตกต่างของอุณหภูมิจะมีผลต่อความเร็วในการถ่ายเทความร้อน 2. พื้นที่ผิว ส่วนที่มีผลต่อการไหลของความร้อน คือพ้ืนที่ผิวสัมผสัระหว่างวตัถุที่ร้อนและวตัถุอื่น ๆ โดยทวั่ ไปถา้พ้ืนที่ผิวถูกสัมผสัมากอตัราการไหลของความร้อนจะมีมาก ตวัอย่างเช่น แกว้น้า สองใบที่มี ปริมาตรและอุณหภูมิเท่ากนัถา้ใส่น้า แข็งในปริมาณเท่า ๆ กนัแกว้หน่ึงใส่ท้งักอ้น แกว้หน่ึงทุบให้เป็นเกล็ด สังเกตดูแก้วที่พบเป็นเกล็ดจะเย็นเร็วกว่าน้ าที่ใส่ท้งัก้อน ที่เป็นเช่นน้ีเพราะน้ าแข็งเกล็ดมีพ้ืนที่ผิวสัมผสั มากกวา่น้า แขง็กอ้น รูปที่ 1.13 พื้นที่ผิว 3. ชนิดของวัตถุ ชนิดของวัตถุจะมีผลต่อการไหลของความร้อน คือชนิดของวัตถุซึ่งความร้อน จ าเป็ นต้องผ่าน วัตถุจ าพวกตัวน าจะปล่อยให้ความร้อนไปอย่างรวดเร็ว แต่ยังมีวัตถุอีกหลายชนิด เช่น โฟม ไม่ยอมให้ความร้อนไหลผ่านได้ง่าย วัตถุที่ไม่ยอมให้ความร้อนไหลผ่านได้ง่ายจัดเป็ นตัวน าความร้อนที่เลว หรือฉนวนความร้อน

26 รูปที่ 1.14 ชนิดของวัตถุที่มีผลต่ออตัราการไหลของความร้อน 1.3.14 บีทียู บีทียู (Btu) ย่อมาจากค าว่า British Thermal Unit เป็ นหน่วยที่ใช้วัดปริมาณความร้อน ซึ่ งปริมาณ ความร้อน 1 บีทียูหมายถึง ปริมาณความร้อนที่ทา ใหน้ ้า ซ่ึงมีมวล1 ปอนด์ มีอุณหภูมิเปลี่ยนแปลงไป 1องศา ฟาเรนไฮต์หมายความว่า ถ้าเพิ่มปริมาณความร้อนจา นวนน้ีให้กับน้ าซ่ึงมีมวล 1 ปอนด์จะท าให้น้ ามี อุณหภูมิสูงข้ึน 1องศาฟาเรนไฮต์หรือในทางตรงข้ามถ้าดึงปริมาณความร้อนออก 1 บีทียูจากน้า ซ่ึงมีมวล1 ปอนด์ จะท าให้น้า มีอุณหภูมิลดลง 1องศาฟาเรนไฮต์เช่นกัน รูปที่ 1.15 หน่วยบีทียู 1.3.15 ความร้อนจ าเพาะ ความร้อนจ าเพาะ (specific heat) ของวัตถุใด ๆ หมายถึงปริมาณความร้อนที่พอดีที่ท าให้วัตถุซึ่งมี มวล 1กรัมมีอุณหภูมิเปลี่ยนแปลงไป 1องศาเซลเซียส ดงัน้นัค่าความร้อนจา เพาะมีค่าเท่ากบั 1 บีทียู และค่า ความร้อนจา เพาะของวตัถุอื่นจะบอกเป็นตวัเลขที่แสดงให้ทราบว่าวตัถุน้ันมีความจุความร้อนเป็นกี่เท่าของ น้า ถา้วตัถุเปลี่ยนจากสถานะหน่ึงไปยงัอีกสถานะหน่ึงค่าความร้อนของวตัถุน้นั ในสถานะของแข็งจะมีค่า เป็นคร่ึงหน่ึงโดยประมาณของวตัถุเดียวกนั ในสถานะของเหลวเช่นค่าความร้อนจา เพาะของน้า แข็งจะมีค่า เท่ากับ 0.5 บีทียูขณะที่ค่าความร้อนจา เพาะของน้า มีค่าเท่ากบั 1 บีทียู

27 1.3.16 การค านวณเกี่ยวกับปริมาณความร้อน ปริมาณความร้อนที่เพิ่มเข้าหรือดึงออกจากตัวของวตัถุทา ให้วตัถุน้ันมีอุณหภูมิเปลี่ยนแปลงไป สามารถคา นวณไดจ้ากสูตรต่อไปน้ี โดยที่ Q = ปริมาณความร้อนมีหน่วยเป็ นบีทียู (Btu) m = มวลสารหรือน้า หนกัมีหน่วยเป็นปอนด์(lb) s = ความร้อนจา เพาะของสารน้นัมีหน่วยเป็นบีทียตู่อปอนดต์ ่อองศาฟาเรนไฮต์(Btu/ lb/ F) t = ค่าของอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงไปมีหน่วยเป็ นองศาฟาเรนไฮต์ ( F) จากการที่สสารไดร้ับความร้อนจะมีอุณหภูมิสูงข้ึน และถา้ยงัคงใหป้ริมาณความร้อนเรื่อยๆสสารน้นั จะถูกเปลี่ยนสถานะ จึงแบ่งความร้อนออกเป็ น 2 ชนิด คือ ความร้อนสัมผัส และ ความร้อนแฝง 1. ความร้ อนสัมผัส (sensible heat) เป็ นปริมาณความร้อนที่ท าให้อุณหภูมิเปลี่ยนแปลงไปแต่ สถานะคงเดิมอยู่ 2. ความร้อนแฝง (latent heat) เป็ นปริมาณความร้อนที่ใช้ในการเปลี่ยนสถานะของสสารโดยมี อุณหภูมิคงที่อยู่แบ่งออกเป็ น 2 อย่าง คือ 2.1 ความร้อนแฝงของการหลอมเหลว เช่น น้า แขง็ที่ 32 องศาฟาเรนไฮต์ถา้ถูกเพิ่ม ปริมาณความร้อนจะหลอมละลายกลายเป็นน้า หมดที่ 32 องศาฟาเรนไฮต์ 2.2 ความร้อนแฝงของการกลายเป็ นไอ เช่นน้า เดือดที่ 212 องศาฟาเรนไฮต์ ถา้ถูกเพิ่ม ปริมาณความร้อนจะกลายเป็ นไอหมดที่ 212 องศาฟาเรนไฮต์ ในการค านวณหาปริมาณความร้อนแฝงใช้สูตร โดยที่ Q = ปริมาณความร้อนมีหน่วยเป็ นบีทียู (Btu) m = มวลสารหรือน้า หนกัมีหน่วยเป็นปอนด์(lb) L = ความร้อนแฝงมีหน่วยเป็ นบีทียูต่อปอนด์ (Btu/ lb) ค่ามาตรฐาน ความร้อนแฝงของการหลอมเหลวของน้า แขง็ = 144 บีทียูต่อปอนด์ (Btu/ lb) ความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอของน้า = 970 บีทียูต่อปอนด์ (Btu/ lb) Q = mst Q = mL

28 1.3.17 ผลรวมของปริมาณความร้อน ผลรวมของความร้อน (Total Heat )ของสารใดข้ึนอยกู่บัการนา ค่าปริมาณความร้อนในแต่ ละสถานะของสสารน้นัมารวมกนัท้งัความร้อนสัมผสัและความร้อนแฝง ค่าผลรวมของปริมาณความร้อนที่ค านวณได้จากตัวอย่างที่1.9 แสดงดังรูปที่1.16 ตัวอย่างที่ 1.9 จงหาค่าผลรวมของปริมาณความร้อนที่ต้องใช้ในการทำให้น้ำแข็ง 1 ปอนด์ที่ - 460 องศาฟาเรนไฮต์ ให้กลายเป็นน้ำเดือดหมดที่ 212 องศาฟาเรนไฮต์ วิธีทำ (ก) หาปริมาณความร้อนที่ใช้ในการทำให้น้ำแข็ง 1 ปอนด์ที่ - 460 องศาฟาเรนไฮต์ เป็น 32 องศาฟาเรนไฮต์ สูตร Q1 = mst แทนค่า = 1 x 0.5 x 32 – (-460) = 1 x 0.5 x 492 = 246 Btu (ข) หาปริมาณความร้อนที่ต้องใช้ในการหลอมละลายทำให้น้ำแข็ง 1 ปอนด์ที่ 32 องศาฟา เรนไฮต์ ให้กลายเป็นน้ำหมดที่ 32 องศาฟาเรนไฮต์ สูตร Q2 = mL แทนค่า = 1 x 144 = 144 Btu (ค) หาปริมาณความร้อนที่ทำให้น้ำ 1 ปอนด์ที่ 32 องศาฟาเรนไฮต์ มีอุณหภูมิสูงขึ้นเป็น 212 องศาฟาเรนไฮต์ สูตร Q3 = mst แทนค่า = 1 x 1 x (212 - 32) = 180 Btu (ง) หาปริมาณความร้อนที่ทำให้น้ำเดือด 1 ปอนด์ที่ 212 องศาฟาเรนไฮต์ กลายเป็นไอได้ หมดพอดีที่ 212 องศาฟาเรนไฮต์ สูตร Q4 = mL แทนค่า = 1 x 970 = 970 Btu (จ) หาค่าผลรวมของปริมาณความร้อนทั้งหมด จาก Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 = 246 + 144 + 180 + 970 = 1,540 Btu ตอบ

29 รูปที่ 1.16 กราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างผลของปริมาณความร้อน อุณหภูมิและสถานะของสสาร 1.3.18 ตันของการท าความเย็น ในสมัยก่อนการกา หนดขนาดของเครื่องทา ความเย็นกา หนดเป็นแรงมา้ ( horse power : hp ) ซึ่ ง แรงม้าก็คือหน่วยทางทฤษฎีของพลังงาน 1แรงมีค่าเท่ากับพลังงานซึ่งสามารถท างานได้33,000 ฟุต-ปอนด์ ต่อนาทีเครื่องท าความเย็นเคยถูกก าหนดขนาดเป็ น 1/4 แรงม้า, 1/2 แรงม้า, 3/4แรงม้า หรือ 1 แรงม้า ซึ่ง หมายถึงค่าผลการท าความเย็นของเครื่องขนาดต่าง ๆ ข้างต้น ต่อมาการก าหนดขนาดเป็ นแรงม้าถูกเปลี่ยนมา ใชเ้ป็นเพียงการกา หนดขนาดของคอมเพรสเซอร์เท่าน้นั ก่อนทา ความเขา้ใจถึงเรื่องตนั ในการทา ความเยน็จา เป็นตอ้งทราบเสียก่อนว่าจา นวนปริมาณความ ร้อนแฝงของการหลอมละลายของน้า แข็งหนกั 1 ปอนด์ที่อุณหภูมิ 32 องศาฟาเรนไฮต์ จะต้องใช้ปริมาณ ความร้อนแฝง 144 บีทียู 1 ตัน ของการทา ความเยน็ ไดม้าจากการนา น้า แขง็หนกั 1 ตัน (2,000 ปอนด์ ) ที่ 32องศาฟาเรนไฮต์ มาหลอมละลายดูดรับปริมาณความร้อนกลายเป็นน้า 1 ตันที่ 32 องศาฟาเรนไฮต์หมดพอในเวลา 1วัน หลอมละลายในเวลา 24 ชวั่โมง จากสูตร Q = mL โดยที่ Q คือปริมาณความร้อน = ? บีทียู m คือมวลหรือน้า หนกัของแขง็ = 2,000 ปอนด์ L คือความร้อนแฝงของการหลอมละลายของน้า แขง็มีค่า = 144 บีทียู แทนค่า Q = 2,000 x 144 บีทียูต่อวัน น้า แขง็ 1 ตันที่32 ํ F น้า 1 ตัน ที่ 32 ํ F

30 = 288,000 บีทียูต่อวัน หรือ = 288,000 บีทียตู่อชวั่โมง = 12,000 บีทียตู่อชวั่โมง นนั่คือ1 ตัน ของการท าความเย็นมีค่าเท่ากับความสามารถในการดูดรับปริมาณความร้อนของเครื่อง 12,000 บีทียตู่อชวั่โมง ในปัจจุบัน การก าหนดขนาดของเครื่องท าความเย็นมักก าหนดเป็ นบีทียูมากกว่าที่จะก าหนดขนาด ของเครื่องเป็ นตันหรื อเป็ นแรงม้า แต่ถ้าก าหนดเป็ นตันก็จะบอกค่าเป็ นบีทียูก ากับไว้ด้วยเสมอ เช่น เครื่องปรับอากาศขนาด 1 ตัน หรือ 12,000 บีทียตู่อชวั่โมง เป็นตน้ โดยปกติเครื่องปรับอากาศรถยนต์มักมีขนาดเกินกว่า 1 ตันของการทา ความเย็น ท้ังน้ีเพราะค่า ปริมาณความร้อนภายในรถมีมาก ถ้าจะใช้เครื่องปรับอากาศขนาด 8,000 ถึง 10,000 บีทียูต่อชวั่โมงก็จะ ให้ผลความเย็นไม่เพียงพอ ตวัอย่างเช่น เจเนอรัลมอเตอร์จะติดต้งัเครื่องปรับอากาศรถยนตท์ ี่มีขนาดประมาณ 21,000 บีทียูต่อ ชวั่โมง ซ่ึงผลความเยน็ขนาดน้ีจะสามารถทา ความเยน็ ไดเ้พียงพอกบัห้องนอนภายในบา้นถึงสองห้อง ท้งัน้ี เพราะฝาผนังของบ้านมีค่าความเป็ นฉนวนความร้อนมากกว่าและปัญหาเกี่ยวกับการถ่ายเทความร้อนผ่าน ผนังบ้านมีค่าน้อยกว่าในรถยนต์มาก 1.4 การท าความเย็นและอุปกรณ ์ ควบคุมเคร ื่องปรับอากาศภายในรถยนต ์ การทา ความเย็น คือ การทา ให้อากาศภายในรถมีอุณหภูมิลดต่า ลงการทา ความเย็นน้ันเป็นเรื่อง ยุ่งยากพอสมควร จ านวนความร้อนภายในรถจะถูกถ่ายเทออกนอกรถ โดยกระบวนการท าความเย็นแต่ใน ช่วงเวลาที่ผู้ใช้รถเปิ ดประตูรถ (เข้า-ออก) อากาศร้อนจากภายนอกรถจะไหลเข้าสู่ภายในรถซึ่ งเย็นกว่า เครื่องปรับอากาศรถยนต์ก็ต้องเริ่มท างานตลอดเวลาอีกคร้ัง เมื่อประตูรถถูกเปิดอุณหภูมิจะสูงข้ึนอย่าง รวดเร็วปริมาณความร้อนที่คิดเป็ นภาระงาน (Heat Load) จะเพิ่มข้ึนเมื่อมีผูโ้ดยสารในรถมากข้ึนและปริมาณ ความร้อนที่คายออกจากตวัคนแต่ละคน จะมีผลให้เครื่องปรับอากาศตอ้งทา งานหนกัข้ึน ความร้อนจากดวง อาทิตย์ที่ผ่านเข้าทางกระจกรถก็เป็ นปริมาณความร้อนที่คิดเป็ นภาระงานความร้อนที่เกิดจากเครื่องยนต์ใต้ฝา กระโปรงรถ และความร้อนที่สะท้อนข้ึนมาจากท้องถนน ล้วนแต่เป็นความร้อนที่ถ่ายเทเข้าภายในรถ จา เป็นตอ้งคิดเป็นผลรวมของความร้อนที่คิดเป็นภาระงานท้งัสิ้น สีของรถก็มีผลต่อการถ่ายเทความร้อนเข้าภายในรถเช่นกัน วัสดุที่ผิวเรียบมันและมีสีอ่อนจะสะท้อน แสงอาทิตย์ได้ดีกว่า ถ้าใช้ฉนวนกันความร้อน (Insulation) ใส่ไว้ในหลังคารถจะเป็ นการช่วยลดความร้อนได้ อย่างมาก รถที่ติดเครื่องปรับอากาศส่วนใหญ่จะติดฟิ ล์มกรองแสงจะช่วยลดการถ่ายเทความร้อนที่คิดเป็ น ภาระงาน จะกระทา ไดม้ากน้อยข้ึนอยู่กบัความเขม้ ในการกรองแสงมากหรือนอ้ยดว้ยการติดฟิลม์กรองแสง ยงัเป็นการช่วยลดแสงที่สะทอ้นเขา้ตาไดร้ะบบเครื่องปรับอากาศรถยนตป์ระกอบดว้ยชิ้นส่วนอุปกรณ์หลาย อย่าง ใช้น้า ยาหรือสารความเยน็ชนิดพิเศษ อุปกรณ์เหล่าน้ีทา หน้าที่ถ่ายเทความร้อน เพื่อดึงเอาความร้อน ออกจากภายในรถ และส่งถ่ายความร้อนจา นวนน้ีออกไปทิ้งนอกรถ ภายในรถจะถูกทา ให้เยน็และทา ให้

31 อากาศภายในรถมีการหมุนเวียนเพื่อให้มีการปรับระดบัความสบายของผูโ้ดยสาร มีการลดความช้ืนสัมพทัธ์ ของอากาศและท าให้อากาศสะอาดอีกด้วย 1.4.1 การท างานของอุปกรณ์เครื่องปรับอากาศ การท างานและการควบคุมเครื่องปรับอากาศรถยนต์จะมีสวิตซ์ควบคุมการท างานที่คล้ายคลึงกัน ดงัน้ี 1. สวิตซ์ปรับอุณหภูมิ ใช้ส าหรับการปรับอุณหภูมิของอากาศโดยเลื่อนสวิตซ์ไปที่ต าแหน่งHIGH ส าหรับปรับอุณหภูมิสูงและที่ต าแหน่ง LOW ส าหรับอุณหภูมิต ่า สวิตซ์ควบคุมช่องอากาศเข้าใช้ส าหรับ เลือกให้อากาศเข้ามาจากภายนอก หรืออากาศที่หมุนเวียนอยู่ภายในถ้ากดสวิตซ์ที่ด้าน OUTSIDE AIR อากาศภายนอกจะหมุนเวียนเข้าในรถ ถ้ากดที่ด้าน RECIRCULATED AIR จะเป็ นการหมุนเวียนอากาศ ภายในถา้กดสวิตซ์อีกคร้ังหน่ึงการทา งานจะกลบัไปที่ดา้น OUTSIDE AIR 2. สวิตซ์ควบคุมทิศทางลมออกใช้ส าหรับเลือกทิศทางลมออก 3. สวิตซ์ควบคุมความเร็วของพัดลม ใช้ส าหรับปิ ดและเปิ ดพัดลม และเลือกความเร็วของพัดลม ถ้า กดสวิตซ์ที่ต าแหน่งความเร็วสูง ลมเป่ าออกจะมาก เมื่อกดสวิตซ์ที่ต าแหน่ง OFF พัดลมจะหยุดท างาน 4. สวิตซ์ปิ ด - เปิ ด เครื่องท าความเย็นใช้ส าหรับปิ ด-เปิ ด เครื่องท าความเย็นเมื่อกดสวิตซ์A/C เครื่อง ทา ความเยน็จะทา งานและเมื่อกดสวิตซ์ซ้า อีกคร้ังเครื่องทา ความเยน็จะหยดุทา งาน รูปที่ 1.17 อุปกรณ์การควบคุมเครื่องปรับอากาศ

32 รูปที่ 1.18 ชุดควบคุมระบบปรับอากาศ 1.4.2 การควบคุมระบบปรับอากาศในรถยนต์ การควบคุมระบบปรับอากาศจะมีหลายแบบโดยจะมีปุ่มปรับการทา งานที่ติดต้งับริเวณคอนโซล กลาง ปุ่ มควบคุมต่าง ๆ ไดแ้ก่ตวัปรับความเร็วพดัลม ตวัปรับอุณหภูมิในห้องโดยสารและตวัปรับทิศทาง ลม และจะมีท้งัแบบสวิตซ์ปรับหมุน และปุ่มกดเลือกตา แหน่ง ซ่ึงจะมีสวิตซ์ตวัหน่ึงจะทา หน้าที่ตวัปรับ ความเร็วพัดลมหมุนเวียนของอากาศภายในรถยนต์ และสวิตซ์อีกตัวหนึ่งจะควบคุมอุณหภูมิการท างานของ ระบบปรับอากาศรถยนต์ บางแบบจะใช้สวิตซ์A/C เพื่อส่งไปสัญญาณยัง คอมเพรสเซอร์ให้ท างาน รูปที่ 1.19 สวิตซ์ควบคุมระบบปรับอากาศในรถยนต์ รูปที่ 1.20 ชุดควบคุมระบบปรับอากาศแบบสัญลกัษณ์

33 รูปท ี่ 1.21 ชุดควบคุมระบบปรับอากาศแบบควบคุมอุณหภูมิ2 ฝั่งแบบอัตโนมัติ ข้อแนะน า การใชร้ะบบปรับอากาศของรถยนตโ์ดยทวั่ ไป มีดงัน้ี 1. ตรวจดูว่าช่องอากาศเขา้ดา้นนอกที่ตรงหน้ากระจกบงัลมหน้ามีใบไมห้รือสิ่งแปลกปลอมอุดตนั อยู่หรือไม่ 2. ถ้าต้องการปรับทิศทางของอากาศที่เป่ าออกมาให้ปรับควบคุมได้ที่ช่องอากาศออก 3. เมื่อต้องขับขี่รถหลังจากที่จอดรถไว้กลางแดด ควรเปิ ดกระจกหน้าต่างไว้สักครู่เพื่อให้ความร้อน ที่อบอ้าวอยู่ภายในรถค่อยคลายลงไปแล้วปิ ดกระจกเพื่อกันความร้อนจากภายนอกเข้ามา 4. เมื่อขับรถบนทางที่เป็ นฝุ่ นให้ปิ ดกระจกทุกบาน ถ้ามีฝุ่ นเข้ามาภายในหลังจากที่ปิ ดกระจก ให้ เลื่อนสวิตซ์ควบคุมช่องอากาศไปที่ต าแหน่งอากาศหมุนเวียนภายใน เปิ ดสวิตซ์ควบคุมพัดลมไปที่ต าแหน่ง ใด ๆ ก็ได้ ยกเว้นต าแหน่ง OFF 5. ถ้าขับรถตามหลังรถคันอื่นในทางฝุ่ นหรือที่มีควัน ควรเลื่อนสวิตซ์ควบคุมช่องอากาศเข้าไปที่ ต าแหน่ง “อากาศหมุนเวียนภายในชวั่คราว” เพื่อป้องกันฝุ่ นหรือควันจากภายนอกเข้ามาภายในรถได้ 1.5 บทสรุป เครื่องทา ความเยน็และปรับอากาศมีการเริ่มตน้มาต้งัแต่สมยัอียปิต์และมีวิวฒันาการมาอยา่งต่อเนื่อง โดยอาศัยหลักการ “การดึงเอาความร้อนออกไปจากสสาร ” เพื่อปรับเปลี่ยนสภาวะของอากาศและควบคุม อุณหภูมิความช้ืน ความสะอาด และการกระจายของอากาศในการศึกษาการท าความเย็นต้องท าความเข้าใจ พ้ืนฐานทางทฤษฎีเกี่ยวกบัการถ่ายเทความร้อน พลงังาน ความดนัเป็นตน้ การใชร้ะบบปรับอากาศในรถยนตซ์ ่ึงปัจจุบนัเป็นสิ่งจา เป็นและเป็นอุปกรณ์ที่ติดต้งัมาตรฐานจาก โรงงานผผู้ลิตและมีการควบคุมการทา งานของระบบที่แตกต่างกนัอยบู่า้ง ดงัน้นัผทู้ี่ศึกษาจะตอ้งทา ความ เขา้ใจในการควบคุมและการใชเ้ครื่องปรับอากาศรถยนตใ์หถู้กตอ้งและใชเ้ป็นพ้ืนฐานศึกษาในข้นัการตรวจ ซ่อมและบริการระบบปรับอากาศรถยนต์ต่อไป