กฎของชาร์ล

แกส๊ และสมบตั ขิ องแกส๊

หน่วยท่ี 7 หัวข้อยอ่ ย 2

T ความสมั พนั ธร์ ะหว่างปรมิ าตร
และอณุ หภูมิของแก๊ส

Let’s go V

กิจกรรม 7.2 แก๊สและสมบตั ขิ องแกส๊

V&T การทดลองศึกษาความสมั พันธร์ ะหว่าง
ปรมิ าตรและอณุ หภูมขิ องอากาศ

จุดประสงคก์ ารทดลอง วัสดแุ ละอุปกรณ์

• ทดลองและอธบิ าย • น้า • บกี เกอร์ (500 mL)
ความสมั พนั ธ์ระหว่างปริมาตร • นา้ ยาล้างจาน
และอุณหภูมขิ องอากาศ • น้าร้อน (ประมาณ 60˚C)
• นา้ แขง็
• ขวดพลาสตกิ ใส (500 mL)

วธิ ที ดลอง กิจกรรม 7.2 การทดลองศกึ ษาความสมั พันธ์ แกส๊ และสมบตั ขิ องแกส๊
ระหว่างปรมิ าตรและอุณหภูมขิ องอากาศ
https://www.youtube.com/watch?v=k0dV84nPDns&feature=emb_title

แก๊สและสมบัตขิ องแกส๊

กจิ กรรม 7.2 การทดลองศกึ ษาความสัมพันธร์ ะหว่าง ค้าถามท้ายการทดลอง
ปริมาตรและอุณหภมู ขิ องอากาศ

1 จา้ นวนโมลและความดนั ของ 2 เมือ่ วางขวดพลาสตกิ ลงใน

อากาศในขวดพลาสติกกอ่ นการท้า บีกเกอร์ท่ีมีนา้ ร้อนและน้าผสม
การทดลองและหลงั การทดลองเสร็จ น้าแข็ง ปริมาตรและอุณหภูมิของ
สนิ มีการเปลีย่ นแปลงหรือไม่ อย่างไร อากาศในขวดพลาสตกิ
เปล่ยี นแปลงหรือไม่ อยา่ งไร

แกส๊ และสมบัตขิ องแกส๊

จากการทดลองพบวา่

ปริมาตรของแก๊ส (V) และอุณหภมู ิ (T)
สมั พันธ์กนั

• เมือ่ อุณหภูมิเพ่มิ ขึน อนุภาคแก๊สเคล่อื นทเ่ี ร็วขนึ
• ทา้ ใหพ้ ลังงานจลน์เฉลย่ี เพมิ่ ขนึ
• อนภุ าคแกส๊ ชนกบั ผนังภาชนะจงึ มากขึน ทา้ ให้

ความดันของแกส๊ เพม่ิ ขึน (แกส๊ ขยายตัว)
• หากผนังภาชนะมคี วามยืดหย่นุ ความดนั ท่ี

เกดิ ขนึ จะท้าให้ปริมาตรของภาชนะเพ่มิ ขนึ

T --> P --> V

แกส๊ และสมบัตขิ องแกส๊

จากการทดลองพบว่า

ปรมิ าตรของแกส๊ (V) และอุณหภูมิ (T) มคี วามสมั พันธ์กนั

กฎของชาร์ล เมอื่ มแี กส๊ 2 สภาวะ

• ความสัมพนั ธร์ ะหวา่ งปรมิ าตรและ V1 = V2
อณุ หภมู ิของแกส๊ T1 T2

• โดยทม่ี ี ความดันและจา้ นวนโมลคงท่ี V1 และ V2 = ปริมาตรของแก๊สสภาวะท่ี 1 และ 2
• ปริมาตรแปรผันตรงกับอณุ หภมู ิ T1 และ T2 = อุณหภูมขิ องแก๊สสภาวะที่ 1 และ 2

V∝T

โจทย์ขอ้ ที่ 1 แก๊สและสมบตั ิของแก๊ส

ความสมั พนั ธ์ระหว่างปริมาตรและอณุ หภูมขิ องอากาศ

แกส๊ ไนโตรเจน (N2) ในกระบอกสบู ปิด ปรมิ าตร 250 มลิ ลลิ ิตร ทอ่ี ุณหภมู ิ 373 เคลวิน เมื่อท้า
ให้ อุณหภมู ลิ ดลงเปน็ 273 เคลวนิ โดยความดนั ของแก๊สไม่เปลีย่ นแปลง ปรมิ าตรสดุ ท้ายของ
แกส๊ เป็น เทา่ ใด

วธิ ีท้า V1 = V2
จาก T1 T2
แทนค่าจะได้

โจทยข์ ้อที่ 2 แก๊สและสมบัตขิ องแก๊ส

ความสมั พันธ์ระหว่างปริมาตรและอุณหภมู ขิ องอากาศ

แกส๊ ชนิดหนงึ่ มีความดนั 1 บรรยากาศ อณุ หภมู ิ 2 องศาเซลเซียส บรรจไุ ว้ในภาชนะทีย่ ดื หย่นุ
ได้ เม่อื น้าภาชนะบรรจุแก๊สนีไปจมุ่ ลงในของเหลวทกี่ ้าลังเดอื ด ทคี่ วามดนั คงที่ ปริมาตรของ
แก๊สจะ ขยายตวั จาก 70.0 มลิ ลิลติ ร เปน็ 90.0 มิลลลิ ติ ร ที่อุณหภูมกิ ี่องศาเซลเซียส

วิธที า้ V1 = V2
จาก T1 T2
แทนคา่ จะได้

ตรวจสอบความเข้าใจ แกส๊ และสมบัติของแก๊ส

ความสมั พันธ์ระหว่างความดนั และปริมาตรของอากาศ

1. ถ้าตอ้ งการให้แก๊สไฮโดรเจน (H2) ที่อุณหภูมิ 27 องศาเซลเซยี ส มีปรมิ าตรลดลง
ครึง่ หน่ึง ทีค่ วามดนั คงท่ี ตอ้ งทา้ ให้อุณหภมู ิของแก๊สเปน็ กอี่ งศาเซลเซียส

ตรวจสอบความเขา้ ใจ แก๊สและสมบัตขิ องแก๊ส

ความสัมพันธ์ระหวา่ งความดนั และปรมิ าตรของอากาศ

2. ถา้ บรรจุแก๊สฮเี ลยี มในลูกโปง่ 10.0 ลิตร ทอ่ี ุณหภมู ิ 27 องศาเซลเซยี ส แล้วน้าลูกโป่งนี
ไปไวใ้ นที่ท่มี อี ณุ หภูมิ 57 องศาเซลเซยี ส ลูกโป่งจะมขี นาดเทา่ ใด ถา้ กา้ หนดให้ความดัน
ภายในลูกโป่งคงที่

ตรวจสอบความเข้าใจ แก๊สและสมบัตขิ องแก๊ส

ความสัมพนั ธ์ระหวา่ งความดนั และปริมาตรของอากาศ

3. แก๊สบรรจุในกระบอกสบู ท่ี 25 oC ความดนั 0.980 atm เมื่อใหค้ วามรอ้ นแก่กระบอกสบู
ลกู สูบจะขยายตวั จาก 1.00 ลิตร เปน็ 2.00 ลิตร ถ้าใหค้ วามดนั ของแกส๊ คงท่ี อยากทราบวา่
อุณหภมู สิ ดุ ทา้ ยควรมีค่าเท่าใด

ตรวจสอบความเข้าใจ แกส๊ และสมบตั ขิ องแกส๊

ความสมั พนั ธ์ระหวา่ งความดันและปริมาตรของอากาศ

4. ลกู โปง่ บรรจุด้วยแก๊สดว้ ยปริมาณหน่ึงและมีความดนั ค่าหน่งึ ทอ่ี ณุ หภมู ิ 25 oC ปรมิ าตรเท่ากบั
2.0 ลติ ร เมือ่ นา้ ลูกโปง่ ออกไปภายนอกซ่ึงมีอุณหภูมิต้่ามากๆ คอื ท่ี -20 oC ถา้ ให้ความดันของแกส๊
ในลกู โป่งมคี ่าคงที่อยากทราบวา่ ปรมิ าตรของลกู โป่งจะมีคา่ เท่าใด

ตรวจสอบความเข้าใจ แก๊สและสมบตั ิของแกส๊

ความสัมพนั ธ์ระหว่างความดนั และปรมิ าตรของอากาศ

5. แก๊ส CO ท่ี 125 oC มปี ริมาตรเท่ากบั 3.20 ลิตร จงหาว่าจะต้องลดอณุ หภูมไิ ปอีกกอี่ งศา
เพอื่ ให้แก๊สมีปริมาตรเป็น 1.54 ลิตร โดยทคี่ วามดันเท่าเดมิ