กฏของบอยล์

โรงเรียนท่าแซะรัชดาภเิ ษก

แกส๊

และสมบตั ขิ องแกส๊

เคมี 3

กลมุ่ สาระการเรยี นรู้
วิทยาศาสตร์

แกส๊ และสมบตั ขิ องแก๊ส

ผลการเรียนรู้

1) อธิบายความสัมพนั ธแ์ ละคานวณปริมาตร ความดัน หรอื อุณหภูมิของแกส๊ ทภ่ี าวะต่าง ๆ ตาม
กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย-์ ลสู แซก

2) คานวณปริมาตร ความดนั หรืออณุ หภูมขิ องแกส๊ ทภ่ี าวะต่าง ๆ ตามกฎรวมแก๊ส
3) คานวณปรมิ าตร ความดนั อณุ หภูมิ จานวนโมล หรอื มวลของแกส๊ จากความสมั พนั ธ์ตามกฎ

ของอาโวกาโดร และกฎแกส๊ อุดมคติ
4) คานวณความดันยอ่ ยหรอื จานวนโมลของแกส๊ ในแก๊สผสม โดยใชก้ ฎความดันยอ่ ยของดอลตนั
5) อธบิ ายการแพร่ของแกส๊ โดยใชท้ ฤษฎีจลน์ของแกส๊ คานวณและเปรียบเทยี บอตั ราการแพร่

ของแกส๊ โดยใชก้ ฎการแพร่ผา่ นของเกรแฮม
6) สบื ค้นขอ้ มลู นาเสนอตวั อย่าง และอธิบายการประยุกตใ์ ช้ความรู้เก่ียวกับสมบตั ิและกฎต่าง ๆ

ของแกส๊ ในการอธิบายปรากฏการณ์ หรือแก้ปญั หาในชีวิตประจาวนั และในอตุ สาหกรรม

ตรวจสอบความร้กู ่อนเรียน แก๊สและสมบัตขิ องแกส๊

ใส่เครอ่ื งหมาย ✓หนา้ ข้อความที่ถกู ตอ้ ง และ
ใส่เครอ่ื งหมาย  หน้าขอ้ ความที่ไมถ่ ูกตอ้ ง

1. แก๊สและของเหลว เปลย่ี นแปลงรปู ร่างตามภาชนะท่บี รรจุ แตแ่ ตกตา่ ง
กันตรงท่ีปริมาตรของแก๊สเปล่ียนแปลงตามภาชนะท่ีบรรจุได้

2. ความดันของอากาศทร่ี ะดบั นาทะเลมีคา่ เท่ากบั 1 บรรยากาศ

3. แกส๊ A 1.0 โมล ผสมกับแก๊ส B 4.0 โมล เศษส่วนโมลของแก๊ส A เทา่ กบั 0.25

4. ที่ STP แกส๊ ต่างชนิดกันมปี รมิ าตรเทา่ กันเม่อื มีมวลเท่ากัน

ตรวจสอบความร้กู อ่ นเรียน แกส๊ และสมบตั ขิ องแก๊ส

ใสเ่ ครอื่ งหมาย ✓หนา้ ขอ้ ความที่ถูกตอ้ ง และ
ใสเ่ คร่อื งหมาย  หน้าขอ้ ความท่ีไม่ถูกตอ้ ง

5. แกส๊ ฮเี ลียม 2.00 กรมั มจี านวนโมลเทา่ กบั แก๊สออกซิเจน 16.00 กรมั

6. แกส๊ คารบ์ อนไดออกไซด์ 44.01 กรมั มีปริมาตร 22.4 ลติ รท่ี STP

7. จากสมการ 2H2(g) + O2(g) → 2H2O(g) แสดงวา่ แก๊สไฮโดรเจน 10 มลิ ลกิ รัม
ทาปฏกิ ิริยาพอดีกบั แกส๊ ออกซเิ จน 5 มลิ ลิกรมั เกดิ เป็นไอนา 10 มลิ ลิกรมั

8. จากสมการ 2H2(g) + O2(g) → 2H2O(g) แสดงวา่ ทคี่ วามดนั และอณุ หภูมิคงทแี่ ก๊ส
ไฮโดรเจน 10 มลิ ลิลติ ร ทาปฏกิ ิริยาพอดีกบั แก๊สออกซิเจน 5 มลิ ลลิ ิตร เกิดเปน็ ไอนา 10
มิลลิลิตร

แกส๊ และสมบตั ขิ องแกส๊

แก๊สและสมบัติของแก๊ส

แกส๊ และสมบตั ขิ องแกส๊

สมบัติของแก๊ส

1. โมเลกลุ อยู่หา่ งกนั มาก
2. แรงดงึ ดูดระหวา่ งโมเลกลุ น้อย
3. โมเลกุลเคล่ือนทอ่ี ยตู่ ลอดเวลา
4. รปู รา่ งและปรมิ าตรขนึ อยกู่ บั ภาชนะ

ที่บรรจุ
5. ความหนาแนน่ นอ้ ยกวา่ ของแขง็

และของเหลว

แก๊สและสมบัตขิ องแกส๊

ปริมาตร (V) และความดนั (P) ของแก๊สเกดิ ขึนไดอ้ ย่างไร ?

ปริมาตร (Volume , V)

สารในสถานะแกส๊ มีแรงยึดเหนีย่ วระหวา่ งอนภุ าคแกส๊ น้อยมาก อนุภาคอยหู่ ่างกันและ
ฟุง้ กระจายจนเตม็ ภาชนะ ดงั นนั “ปริมาตรของแกส๊ เท่ากับปรมิ าตรของภาชนะทบ่ี รรจแุ กส๊ ”

แกส๊ และสมบตั ขิ องแก๊ส

อนภุ าคของแกส๊ ชนผนังภาชนะทาใหเ้ กดิ แรง
ซ่ึงแรงทังหมดทีก่ ระทาตอ่ พืนทเ่ี รยี กวา่

ความดัน (Pressure)

หนว่ ยในระบบ SI = ปาสคัล (pascal; Pa)
1 atm = 1.01325 x 105 Pa

= 760 mmHg
= 760 torr
= 1 bar
= 14.7 psi

แกส๊ และสมบตั ขิ องแกส๊

หน่วยของความดันที่นยิ มใช้ คือ บรรยากาศ (atmosphere ; atm) ซ่งึ สมั พันธก์ บั หนว่ ยปาสคัล และหนว่ ยอนื่ ๆ ดังนี

1 atm (atmosphere) = 101,325 Pa = 101.325 kPa = 1.01325 × 105 Pa

= 760 mmHg

= 760 torr 3. 156.7 kPa เป็น torr
= 14.7 psi
แบบฝึกหดั เรอ่ื งการเปลย่ี นหน่วยความดนั ของแกส๊ ต่อไปนี
จงเปล่ียนหน่วยความดันของแก๊สต่อไปนี
1. 0.540 atm เปน็ torr

2. 0.760 torr เป็น atm 4. 250 torr เปน็ psi

ความรู้เพิม่ เติม แก๊สและสมบัตขิ องแกส๊

บารอมิเตอร์ (Barometer)

อปุ กรณ์วัดความดนั บรรยากาศ
คว่าหลอดแก้วท่บี รรจุปรอทไว้เต็ม
ปรอทบางสว่ นไหลออกมา
ปรอทจะหยุดไหลเมื่อความดันภายนอก
เท่ากับความดันภายใน
วดั ความสงู ของปรอทในหลอดแก้วได้
760 mm

ความรู้เพิ่มเตมิ แก๊สและสมบตั ขิ องแก๊ส

มานอมเิ ตอร์ (manometer)

อุปกรณว์ ัดความดนั แกส๊
กรณีความดันแก๊ส = ความดันบรรยากาศ
ของเหลวจะสงู เทา่ กนั

Pgas = Patm
กรณคี วามดันแกส๊ > ความดันบรรยากาศ
Pแกส๊ = Pบรรยากาศ + ความสูงท่เี พิม่ ขึน

Pgas = Patm + h
กรณคี วามดนั แก๊ส < ความดนั บรรยากาศ
Pแกส๊ = Pบรรยากาศ – ความสูงทเ่ี พ่มิ ขึน

Pgas = Patm - h

แก๊สและสมบัตขิ องแกส๊

ถา้ barometer ในหอ้ งปฏิบตั กิ ารอา่ นความดันบรรยากาศได้เท่ากับ
760 torr แกส๊ ตวั อยา่ งบรรจใุ นภาชนะและนาไปต่อกบั ปลายดา้ นหนึง่
ของ barometer พบว่าความสูงของปรอทดา้ นติดกบั ภาชนะสูงเท่ากับ
102 mm สว่ นความสงู ของปรอทด้านติดกับปลายเปดิ มีค่าเท่ากับ 134
mm จงคานวณความดันของแกส๊ ในภาชนะในหนว่ ย atm

หน่วยท่ี 7 หัวข้อย่อย 1 แก๊สและสมบตั ขิ องแกส๊

ความสมั พนั ธ์ระหว่างปริมาตร P
และความดนั ของแกส๊
Let’s go
V

แก๊สและสมบัติของแกส๊

กิจกรรม 7.1 การทดลองศึกษาความสมั พันธ์ระหว่าง

ความดันและปริมาตรของอากาศ P&V

จุดประสงคก์ ารทดลอง วัสดุและอุปกรณ์

• ทดลองและอธิบาย • กระบอกฉดี ยาพลาสติก
ความสมั พันธร์ ะหว่างความดัน ขนาด 20 mL
และปริมาตรของอากาศ

วธิ ีทดลอง กิจกรรม 7.1 การทดลองศกึ ษาความสมั พนั ธ์ แก๊สและสมบัติของแกส๊
ระหว่างความดันและปรมิ าตรของอากาศ
Powered by ZENSE Entertainment Co., Ltd.

แกส๊ และสมบตั ิของแกส๊

จากการทดลองพบวา่

ปริมาตรของแกส๊ (V) มีความสมั พันธ์กบั ความดนั ของแก๊ส (P)

กดกา้ นกระบอกฉดี ยา
ปรมิ าตรของแก๊ส …………….
เมอ่ื ปลอ่ ยมือ ……………………………..

เพราะ……………………………………………………………………………

แก๊สและสมบตั ิของแกส๊

จากการทดลองพบวา่

ปริมาตรของแก๊ส (V) มคี วามสมั พันธ์กับความดนั ของแกส๊ (P)

ดึงก้านกระบอกฉีดยา
ปริมาตรของแกส๊ …………….
เมอ่ื ปล่อยมอื ……………………………..

เพราะ……………………………………………………………………………

แกส๊ และสมบัตขิ องแก๊ส

กจิ กรรม 7.1 การทดลองศกึ ษาความสมั พนั ธร์ ะหวา่ ง คาถามทา้ ยการทดลอง
ความดันและปริมาตรของอากาศ

1 อุณหภูมิและจานวนโมลของอากาศภายในกระบอกฉดี ยา กอ่ นและหลังการ
ทดลองมีการเปลี่ยนแปลงหรือไม่ อยา่ งไร

2 ความดันของอากาศในกระบอกฉดี ยาเมอ่ื เริ่มทาการทดลองมีคา่ เทา่ กบั
ความดันบรรยากาศภายนอกหรือไม่

3 เมือ่ กดก้านกระบอกฉดี ยาจนปริมาตรของอากาศเป็น 5.0 mL ความดันของอากาศ
ภายในกระบอกฉดี ยามากกว่าหรอื น้อยกว่าความดนั บรรยากาศ ทราบได้อย่างไร

4 เมอื่ ดงึ กา้ นกระบอกฉีดยาจนปรมิ าตรของอากาศเปน็ 20.0 mL ความดันของอากาศ
ภายในกระบอกฉีดยามากกว่าหรือนอ้ ยกว่าความดันบรรยากาศ ทราบไดอ้ ยา่ งไร

แกส๊ และสมบัตขิ องแก๊ส

จากการทดลองพบวา่

ปรมิ าตรของแก๊ส (V) มคี วามสัมพันธก์ บั ความดนั ของแกส๊ (P)

• อนภุ าคแก๊สมขี นาดเล็ก และอยู่หา่ งกันมาก
• การกดกระบอกฉีดยา ทาใหอ้ นภุ าคแก๊สใกลก้ นั
• ปรมิ าตรของแกส๊ น้อยลง (ปริมาตรแกส๊ ขนึ อยกู่ บั

ปริมาตรภาชนะ)
• อนุภาคแกส๊ จึงชนกับผนงั ภาชนะมากขึน
• ทาใหค้ วามดันของแกส๊ เพิม่ ขนึ
• ในทางตรงกันขา้ ม การเพมิ่ ปรมิ าตรของภาชนะซึ่งทาให้

ความดนั ของแก๊สลดลง

แก๊สและสมบตั ขิ องแกส๊

จากการทดลองพบว่า

ปริมาตรของแกส๊ (V) มคี วามสัมพนั ธก์ บั ความดันของแกส๊ (P)

รอเบิรต์ บอยล์ กฎของบอยล์

• ไดท้ าการทดลองความสัมพันธ์ V ∝ 1
ระหวา่ งปรมิ าตรกับความดันของแกส๊ P

• โดยท่ีมี อุณหภูมแิ ละจานวนโมลคงที่ ท่ี 2 สถาวะ

ปรมิ าตรแปรผกผนั กับความดัน P1V1 = P2V2

P = ความดันของแกส๊ ใด ๆ
V = ปริมาตรของแก๊สใด ๆ

โจทยข์ อ้ ท่ี 1 แก๊สและสมบัตขิ องแกส๊

ความสมั พนั ธร์ ะหว่างความดันและปริมาตรของอากาศ

แกส๊ ชนิดหน่ึงบรรจุอยใู่ นภาชนะขนาด 100 ลูกบาศกเ์ ซนตเิ มตร ที่ความดัน 1 บรรยากาศ ณ
อณุ หภมู ิ 25 องศาเซลเซยี ส ถ้าแก๊สนีบรรจใุ นภาชนะขนาด 200 ลูกบาศกเ์ ซนติเมตร อุณหภมู ิ
เดมิ แก๊สนจี ะมีความดันเท่าใด

วธิ ีทา P1V1 = P2V2
จาก
แทนคา่ จะได้

โจทย์ข้อที่ 2 แกส๊ และสมบตั ขิ องแกส๊

ความสัมพันธร์ ะหวา่ งความดันและปรมิ าตรของอากาศ

แก๊สชนดิ หนึ่งบรรจุอยใู่ นกระบอกสูบขนาด 2.0 ลติ ร ที่ความดนั 1.5 บรรยากาศ เม่ืออัด
กระบอกสบู ใหม้ ีความดนั เพมิ่ ขนึ เป็น 1520 มลิ ลเิ มตรปรอท ทอ่ี ุณหภมู ิคงท่ี ปริมาตรของแกส๊
จะเปน็ เท่าใด

วธิ ีทา P1V1 = P2V2
จาก
แทนคา่ จะได้

ตรวจสอบความเข้าใจ แกส๊ และสมบัติของแกส๊

ความสัมพันธ์ระหวา่ งความดันและปรมิ าตรของอากาศ

1. ในการทดลองวัดปริมาตรของอากาศในหลอดรปู ตัวเจ (J) เมอื่ เรมิ่ ตน้ อากาศในหลอดรปู
ตัวเจดา้ นปลายปิดมปี รมิ าตร 30 มลิ ลลิ ติ ร และมีความดัน 1.0 บรรยากาศ เมอ่ื เติมปรอทลง
ในหลอดเพิ่มเติม พบว่า ความดนั ภายในหลอดเพิ่มเป็น 1.5 บรรยากาศ จงคานวณปรมิ าตร
ของอากาศในหลอดรูปตวั เจหลงั เติมปรอท ถ้ากาหนดใหอ้ ณุ หภมู ิทีท่ าการทดลองคงท่ี

ตรวจสอบความเข้าใจ แกส๊ และสมบัติของแกส๊

ความสมั พันธร์ ะหว่างความดนั และปรมิ าตรของอากาศ

2. แก๊สชนดิ หน่งึ มีปริมาตร 350 cm3 ภายใต้ความดนั 0.92 atm และอุณหภมู ิ 21 oC
จงหาปริมาตรของแกส๊ นที คี่ วามดัน 1.4 atm และอุณหภมู ิ 21 oC

ตรวจสอบความเข้าใจ แก๊สและสมบตั ิของแกส๊

ความสัมพนั ธ์ระหว่างความดนั และปรมิ าตรของอากาศ

3. แก๊สปริมาตร 1.5 ลติ ร ความดนั 2.25 atm ถา้ ขยายปรมิ าตรเปน็ 8.10 ลติ ร อยากทราบ
ว่าจะมีความดนั กี่ mmHg

ตรวจสอบความเข้าใจ แก๊สและสมบัตขิ องแกส๊

ความสมั พนั ธ์ระหวา่ งความดันและปรมิ าตรของอากาศ

4. แก๊สไนโตรเจนบรรจุในถงั ที่มปี ริมาตร 50 ลิตร มีความดนั เทา่ กับ 21 atm เมื่อนาไปตอ่
กบั ถงั สญุ ญากาศพบว่าความดันของแกส๊ ลดลงเหลอื เท่ากบั 1.5 atm ถังสญุ ญากาศมี
ปริมาตรกลี่ ิตร