32งานปรับอากาศรถยนต์-1578479726

งานปรบั อากาศรถยนต์

(Automotive Air conditioning Job)

รหสั วิชา 20101-2105

หมวดวชิ าสมรรถนะวชิ าชีพ กลุ่มสมรรถนะวิชาชีพเลอื ก สาขางานยานยนต์
หลกั สูตรประกาศนยี บัตรวิชาชีพ พุทธศักราช 2562
ประเภทวชิ าอตุ สาหกรรม สาขาวชิ าชา่ งยนต์

สำ�นกั งานคณะกรรมการการอาชวี ศกึ ษา (สอศ.) กระทรวงศึกษาธกิ าร

เรียบเรยี งโดย
ผศ.น.อ. รามจติ ติ ฤทธศิ ร

วท.บ. (ทอ. วิศวกรรมเคร่ืองกล)
M.Sc. (Mechanical Engineering)

งานปรับอากาศรถยนต์

(Automotive Air conditioning Job)

รหสั วชิ า 20101-2105

ISBN 978 - 616 - 495-011-5

จดั พมิ พ์และจดั จำ�หนา่ ยโดย....

บรษิ ทั วงั อกั ษร จำ� กดั
69/3 ถนนอรณุ อมรนิ ทร์ แขวงวดั อรณุ เขตบางกอกใหญ่ กรงุ เทพฯ 10600
โทร. 0-2472-3293 โทรสาร 0-2891-0742 Mobile 08-8585-1521
Facebook : สำ� นกั พมิ พ์ วงั อกั ษร e-Mail : [email protected]
http://www.wangakson.com ID Line : @wangaksorn

พมิ พ์ครัง้ ที่ 1 พ.ศ. 2562 จำ� นวนที่พมิ พ์ 3,000 เล่ม

สงวนลขิ สิทธิ์ตามพระราชบัญญตั ลิ ขิ สทิ ธิ์ พ.ศ. 2537

โดย บริษัท วังอักษร จำ�กดั ห้ามนำ�ส่วนใดส่วนหนึ่งของหนงั สือเล่มนี้
ไปทำ� ซ้�ำ ดัดแปลง หรอื เผยแพร่ต่อสาธารณชน ไม่ว่ารูปแบบใด ๆ
นอกจากได้รบั อนุญาตเป็นลายลักษณ์อกั ษรจากทางบริษัทฯ เท่าน้ัน

ชือ่ และเครือ่ งหมายการค้าอื่น ๆ ที่อ้างอิงในหนังสือฉบบั นี้
เป็นสิทธิโดยชอบด้วยกฎหมายของเจ้าของแต่ละราย

โดย บริษทั วงั อักษร จำ�กัด มิได้อ้างความเป็นเจ้าของแต่อย่างใด

งานปรบั อากาศรถยนต์
(Automotive Air conditioning Job)

รหัสวชิ า 20101-2105

จดุ ประสงคร์ ายวิชา

เพื่อให้
1. เขา้ ใจเกย่ี วกบั โครงสรา้ งและหลกั การท�ำ งานของระบบเครอ่ื งปรบั อากาศรถยนต์
2. สามารถถอด ประกอบและตรวจสภาพชน้ิ สว่ นของระบบเครอ่ื งปรบั อากาศรถยนต์
3. สามารถตดิ ตง้ั อปุ กรณ์ แกไ้ ขขอ้ ขดั ขอ้ งและบ�ำ รงุ รกั ษาระบบปรบั อากาศรถยนต์
4. มกี จิ นสิ ัยที่ดีในการทำ�งาน รับผิดชอบ ประณตี รอบคอบ ตรงตอ่ เวลา สะอาด ปลอดภัยและ

รกั ษาสภาพแวดลอ้ ม

สมรรถนะรายวชิ า

1. แสดงความรู้เกี่ยวกับโครงสร้างและหลักการท�ำ งานของระบบปรบั อากาศรถยนต์
2. ถอด ประกอบและตรวจสอบสภาพชนิ้ สว่ นของระบบปรับอากาศรถยนต์
3. ติดต้งั อปุ กรณ์และสว่ นประกอบของระบบปรบั อากาศรถยนต์
4. บรกิ ารและบำ�รุงรกั ษาระบบปรับอากาศรถยนต์

คำ�อธบิ ายรายวิชา

ศึกษาและปฏิบตั ิเก่ยี วกับโครงสร้าง หลักการท�ำงาน การถอด ประกอบ ตรวจสภาพ การติดตัง้
การเตมิ นำ�้ มนั หลอ่ ลนื่ การตรวจสอบรอยรวั่ การท�ำสญุ ญากาศ การบรรจสุ ารท�ำความเยน็ การฟน้ื ฟู
สารท�ำความเยน็ ระบบไฟฟ้า ควบคุมการท�ำงานเครือ่ งปรบั อากาศรถยนต์ การแก้ไขข้อขัดข้องและ
บ�ำรงุ รกั ษาเคร่ืองปรับอากาศรถยนต์ การประมาณราคาคา่ บรกิ าร

ตารางวเิ คราะหส์ มรรถนะรายวชิ า
วิชา งานปรับอากาศรถยนต์ รหัสวิชา 20101-2105
ท-ป-น 1 - 3 - 2 จำ�นวน 4 คาบ/สปั ดาห์ รวม 72 คาบ

สมรรถนะรายวิชา
แสดงความ ู้รเ ่ีกยว ักบโครงส ้รางและห ัลกการ
หน่วยที่ ทำ�งานของระบบปรับอากาศรถยน ์ต
ถอด ประกอบและตรวจสอบสภาพ ้ิชน ่สวน
1. การบ่งบอกสภาวะของสาร ของระบบปรับอากาศรถยน ์ต
2. วัฏจักรการทำ�ความเยน็ ติดตั้ง ุอปกร ์ณและ ่สวนประกอบของระบบ
3. สารทำ�ความเยน็ ปรับอากาศรถยนต์
4. เครื่องปรบั อากาศรถยนต์ บริการและบำ�รุงรักษาระบบปรับอากาศ
5. นำ�้ มนั คอมเพรสเซอรแ์ ละการท�ำความเยน็ รถยนต์
6. เครือ่ งมือบรกิ ารเคร่อื งปรบั อากาศรถยนต์
7. การบริการเคร่อื งปรับอากาศ 
8. การตรวจสอบและตรวจซ่อมเครื่องปรบั อากาศ
9. เคร่ืองปรบั อากาศอตั โนมัติ 
10. การบรกิ ารคอมเพรสเซอร์
11. ระบบการปรบั อากาศ R-134a 
12. การบริการระบบปรบั อากาศ R-134a
 



 







 

 

  

ค�ำนำ�

วิชางานปรับอากาศรถยนต์ รหัสวิชา 20101-2105 จัดอยู่ในหมวดวิชาสมรรถนะวิชาชีพ
กลุ่มสมรรถนะวิชาชีพเลือก สาขางานยานยนต์ ประเภทวิชาอุตสาหกรรม สาขาวิชาช่างยนต์
ตามหลักสูตรประกาศนยี บตั รวชิ าชพี พทุ ธศกั ราช 2562 ส�ำ นกั งานคณะกรรมการการอาชวี ศกึ ษา (สอศ.)
กระทรวงศกึ ษาธกิ ารผเู้ ขยี นไดบ้ รหิ ารสาระการเรยี นรแู้ บง่ ออกเปน็ 12บทเรยี นไดจ้ ดั แผนการจดั การเรยี นร/ู้
แผนการสอนที่มุ่งเน้นฐานสมรรถนะ (Competency Based) และการบูรณาการ (Integrated)
ตรงตามจุดประสงคร์ ายวิชา สมรรถนะรายวชิ า และคำ�อธบิ ายรายวชิ า ในแต่ละบทเรยี นมงุ่ ใหค้ วามสำ�คญั
ส่วนทีเ่ ปน็ ความรู้ ทฤษฎี หลักการ กระบวนการ ตัวอย่าง แบบฝึกปฏิบัติ และคำ�ถามเพื่อการทบทวน
เพื่อฝึกทักษะประสบการณ์ เร่งพัฒนาบทบาทของผู้เรียนเป็นผู้จัดการแสวงหาความรู้ (Explorer)
เป็นผู้สอนตนเองได้ สร้างองค์ความรู้ใหม่ และบทบาทของผู้สอนเปลี่ยนจากผู้ให้ความรู้มาเป็น
ผจู้ ดั การช้ีแนะ (Teacher Roles) จดั สงิ่ แวดลอ้ มเอือ้ อำ�นวยตอ่ ความสนใจเรียนรู้ และเปน็ ผรู้ ว่ มเรยี นรู้
(Co-investigator) จดั หอ้ งเรียนเป็นสถานที่ท�ำ งานร่วมกนั (Learning Context) จัดกลุม่ เรียนรู้ให้รู้จัก
ท�ำ งานรว่ มกนั (Grouping) ฝกึ ความใจกวา้ ง มงุ่ สรา้ งสรรคค์ นรนุ่ ใหม่ สอนความสามารถทน่ี �ำ ไปท�ำ งานได้
(Competency) สอนความรกั ความเมตตา (Compassion) ความเชอ่ื มน่ั ความซอ่ื สตั ย์ (Trust) เปา้ หมาย
อาชีพอันยังประโยชน์ (Productive Career) และชีวิตที่มีศักดิ์ศรี (Noble Life) เหนือสิ่งอื่นใด เป็น
คนดีทั้งกาย วาจา ใจ มคี ุณธรรม จรรยาบรรณทางธุรกจิ และวิชาชพี
สง่ เสรมิ สนบั สนนุ ยทุ ธศาสตรก์ ารพฒั นาระบบคณุ วฒุ วิ ชิ าชพี (Vocational Qualification System)
สอดคล้องตามมาตรฐานอาชีพ (Occupational Standard) สร้างภูมิคุ้มกัน เพิ่มขีดความสามารถ
ในการแข่งขันของประเทศ กำ�ลังแรงงาน การพัฒนามาตรฐานการปฏิบัติงานระดับชาติ (National
Benchmarking) และการวเิ คราะหห์ นา้ ทก่ี ารงาน (Functional Analysis) เพอ่ื ใหเ้ กดิ ผลส�ำ เรจ็ ในภาคธรุ กจิ
อุตสาหกรรม ทกุ สาขาอาชีพ
ขอขอบพระคุณท่านอาจารย์ผู้สอน ผู้ประสาทวิชาความรู้ เอกสาร หนังสือที่ใช้ประกอบ
ในการเรียบเรียงไว้ ณ โอกาสนี้

ผศ.น.อ. รามจติ ติ ฤทธิศร

สารบัญ

บทท่ี 1 การบง่ บอกสภาวะของสสาร 1 แอมพลไิ ฟเออร์ 92
การบง่ บอกสภาวะของสาร 4 รเี ลยเ์ ครอื่ งปรับอากาศ 93
ปริมาณความร้อน 13 สวิตชค์ วามดนั 94
แบบทดสอบและกจิ กรรมการฝกึ ทกั ษะ 17 วาล์วแมเ่ หล็ก 97
อุปกรณเ์ พม่ิ รอบเดนิ เบา 99
บทท่ี 2 วฏั จักรการทำ�ความเยน็ 20 คอมเพรสเซอรบ์ างแบบที่ผลติ ขน้ึ มาใชง้ าน 105
วฏั จกั รท�ำความเยน็ แบบอัดไอทางทฤษฎ ี 22 ในระบบปรับอากาศรถยนต์ 111
วัฏจกั รท�ำความเยน็ แบบอัดไอจรงิ 24 แบบทดสอบและกิจกรรมการฝกึ ทักษะ
วัฏจักรการท�ำงานด้านความดนั สงู 26
วฏั จักรการท�ำงานด้านความดนั ต�ำ่ 27 บทที่ 5 น�้ำมนั คอมเพรสเซอร์
แบบทดสอบและกิจกรรมการฝึกทกั ษะ 29 และการทำ� ความเย็น 114
น�้ำมันคอมเพรสเซอร์ 116
บทที่ 3 สารทำ�ความเยน็ 31 ปริมาณน้�ำมันคอมเพรสเซอร ์ 117
คุณสมบตั ขิ องสารท�ำ ความเยน็ 33 การท�ำความเย็น 118
ชนิดของสารทำ�ความเยน็ 34 ระบบปรบั อากาศ (Air conditioning System) 121
คณุ สมบตั ิของสารท�ำ ความเย็น R-12 37 เครอ่ื งปรบั อากาศรถยนต ์ 122
วิวฒั นาการของสารท�ำ ความเยน็ 41 ชนดิ ของเคร่อื งปรับอากาศภายในรถยนต์ 123
สารทำ�ความเยน็ R-134a 45 ระบบปรับอากาศ 124
สีถังเก๋บ็ สารทำ�ความเย็น 48 ววิ ฒั นาการของสารท�ำความเยน็ 126
แบบทดสอบและกจิ กรรมการฝกึ ทกั ษะ 51 แบบทดสอบและกจิ กรรมการฝกึ ทกั ษะ 135

บทที่ 4 เคร่อื งปรับอากาศรถยนต ์ 53 บทท่ี 6 เคร่อื งมอื บริการ
สว่ นประกอบของเครอ่ื งปรับอากาศ 55 เคร่อื งปรบั อากาศรถยนต ์ 138
คอมเพรสเซอร ์ 56 เครอ่ื งมอื บริการ 140
คอนเดนเซอร ์ 76 เกจแมนโิ ฟลด์ 141
รซี ฟี เวอรด์ รายเออร์ 78 เคร่ืองมือตรวจสอบการรว่ั 146
หน่วยท�ำความเยน็ 79 ปัม๊ สญุ ญากาศ 150
เอกซแ์ พนชั่นวาล์ว 80 คอมเพรสเซอร์ 150
อวี าปอเรเตอร์ 84 แบบทดสอบและกจิ กรรมการฝึกทกั ษะ 152

บทท่ี 7 การบริการเครื่องปรบั อากาศ 155 บทที่ 9 เคร่อื งปรบั อากาศอัตโนมัต ิ 234
ขอ้ ควรปฏิบตั ใิ นการบริการ 157 เครื่องปรับอากาศอัตโนมตั ิ 236
การตดิ ต้งั เกจแมนโิ ฟลด ์ 159 เครื่องปรบั อากาศอัตโนมตั ิแบบสญุ ญากาศ 236
การถ่ายสารท�ำความเยน็ ในระบบท�ำความเยน็ 160 (Vacuum Type) 248
การท�ำสญุ ญากาศ 161 เคร่อื งปรับอากาศอัตโนมัติแบบไฟฟา้ 250
การประกอบวาลว์ เจาะสารท�ำความเยน็ 163 (Electric Type)
วฏั จกั รการท�ำงานดา้ นความดนั ต�ำ่ 163 แบบทดสอบและกิจกรรมการฝึกทักษะ
การเตมิ สารท�ำความเย็นในสภาพของเหลว
จากกระปอ๋ งสารท�ำความเย็น 164 บทที่ 10 การบรกิ ารคอมเพรสเซอร ์ 253
การเตมิ สารท�ำความเย็นในสภาพเปน็ ไอ การบริการคอมเพรสเซอรแ์ บบสวอชเพลต 256
เขา้ ระบบทว่ี ่างเปลา่ หรือเขา้ บางสว่ น 166 การบรกิ ารคอมเพรสเซอร์แบบเวนโรตารี 268
การเตมิ สารท�ำความเย็นในสภาพเป็นไอเขา้ ระบบ แบบทดสอบและกจิ กรรมการฝึกทักษะ 280
ด้วยภาชนะบรรจุแบบอน่ื 167
การเตมิ สารท�ำความเยน็ ในสภาพเปน็ ไอ บทที่ 11 ระบบการปรบั อากาศ R-134a 282
จากถงั สารท�ำความเย็น 168 การเปรียบเทยี บ R-134a กับ R-12 284
การทดสอบสมรรถนะ 169 น�ำ้ มันคอมเพรสเซอร์ 285
การทดสอบสมรรถนะของ วัสดุท�ำซีล 287
เครอื่ งปรบั อากาศรถยนต์ 171 ท่อความดนั สูงและต่ำ� 288
การตรวจสอบในรถยนต ์ 175 สารดดู ความชนื้ 289
การตรวจสอบด้วยการสัมผัสและสายตา 179 การป้องกันความผิดพลาดในการใช้ 289
การตรวจสอบส่งิ ผดิ ปกต ิ 180 สารท�ำความเยน็ และขอ้ ต่อท่อ 293
แบบทดสอบและกิจกรรมการฝกึ ทักษะ 183 การปอ้ งกนั การปล่อยสารท�ำความเย็น 295
สูบ่ รรยากาศ 296
บทท่ี 8 การตรวจสอบและตรวจซ่อม 185 การเขา้ กันได้เหมาะสมของระบบ 301
เคร่อื งปรบั อากาศ การเปลย่ี นชิ้นส่วนประกอบตา่ ง ๆ
การตรวจสอบระบบท�ำความเย็นดว้ ย แบบทดสอบและกิจกรรมการฝกึ ทักษะ

เกจแมนโิ ฟลด์ 187 บทที่ 12 การบรกิ ารระบบปรบั อากาศ R-134a 303
ส่วนประกอบของเครือ่ งปรับอากาศรถยนต์
ท่ีต้องตรวจสอบ 199 ช้นิ ส่วนแลกกันไมไ่ ด้ 305
การเปลีย่ นชิ้นส่วนตา่ ง ๆ 307
หลกั การวงจรไฟฟ้าเคร่ืองปรับอากาศ 200 ข้อควรระวงั ส�ำหรบั การบรกิ าร 309
การตรวจสอบความผดิ ปกตขิ องอุปกรณ์ต่าง ๆ การเตมิ สารท�ำความเยน็ 313
ในระบบปรบั อากาศรถยนต ์ 201 การตรวจสอบปริมาณสารท�ำความเย็นทเี่ ตมิ 316
การวิเคราะห์ความผดิ ปกติของอปุ กรณ์ตา่ ง ๆ 220 การซอ่ มคอมเพรสเซอร ์ 317
การคน้ หาปญั หาขอ้ ขดั ข้องด้วยเกจแมนิโฟลด ์ 319
แบบทดสอบและกิจกรรมการฝกึ ทกั ษะ 230 แบบทดสอบและกิจกรรมการฝกึ ทักษะ 327

ใบงาน 330
ภาคผนวก 356
คำ�ถามเพื่อการทบทวน 374
คำ�ศพั ท ์ 384
บรรณานุกรม 391

1บทท่ี

การบง่ บอกสภาวะของสาร

แนวคิด

การบ่งบอกสภาวะของสาร เป็นมาตรท่ีใช้ก�ำหนดความเป็นอยู่ของสาร ณ สภาวะหน่ึง และ
ยังเป็นการบอกสมบัติของสารอกี ด้วย มาตรพ้ืนฐานท่นี ิยมใชใ้ นการบง่ บอกสภาวะของสาร คือ อณุ หภูมิ
ความดัน และปรมิ าตร

2 บทท่ี 1 การบ่งบอกสภาวะของสสาร

สาระการเรยี นรู้

1. การบ่งบอกสภาวะของสาร
2. ปริมาณความรอ้ น

สมรรถนะ

1. บง่ บอกสภาวะของสาร
2. คำ� นวณหาปรมิ าณความร้อนได้ถูกตอ้ ง

จดุ ประสงคเ์ ชิงพฤตกิ รรม (Behavioral Objectives)

หลังศึกษาจบบทเรยี นน้ีแลว้ นกั ศึกษาจะมีความสามารถดังน้ี
1. อธิบายการบง่ บอกสภาวะของสาร
2. บง่ บอกสภาวะของสารตา่ ง ๆ
3. อธิบายความหมายของความรอ้ นจำ� เพาะ
4. สรปุ ลกั ษณะการเปลย่ี นสถานะของสสาร
5. ยกตวั อยา่ งการคำ� นวณหาปรมิ าณความรอ้ น

บทท่ี 1บทท่ี 1 การบง่ บอกสภาวะของสสาร 3

การบ่งบอกสภาวะของสาร

วัตถุประสงค์ในการทำ�งานของเครื่องทำ�ความเย็นและปรับอากาศเป็นอย่างเดียวกัน นั่นคือ
“ความต้องการที่จะทำ�ความเย็นและลดความชื้นให้กับบริเวณใดบริเวณหนึ่งที่กำ�หนด”อย่างไรก็ดี
ขอบเขตของความตอ้ งการจรงิ ของทง้ั สองอปุ กรณย์ งั มขี อ้ ปลกี ยอ่ ยทแ่ี ตกตา่ งกนั ออกไปการทำ�ความเยน็ ถกู
นำ�ไปใชใ้ นเชงิ อตุ สาหกรรมโดยหลกั การแลว้ การท�ำ ความเยน็ คอื “การดงึ เอาความรอ้ นออกไปจากสสาร”
ดงั นั้น การทำ�ความเยน็ จงึ เหมาะสมกบั กระบวนการถนอมอาหาร กระบวนการทางเคมี และกระบวนการ
ทางปโิ ตรเคมี เปน็ ต้น
ในลกั ษณะเดยี วกนั การปรบั อากาศมคี วามหมายมากกวา่ แคก่ ารทำ�ใหเ้ กดิ ความเยน็ เพยี งอยา่ งเดยี ว
นยิ ามของการปรบั อากาศ หมายถึง “กระบวนการปรบั เปล่ยี นสภาวะของอากาศเพื่อควบคมุ อุณหภมู ิ
ความชืน้ ความสะอาด และการกระจายของอากาศไปพร้อม ๆ กัน เพ่ือให้เกดิ ความสบายแกผ่ ้ทู ่ีอยู่
อาศยั ในขอบเขตทไ่ี ดร้ บั การปรบั อากาศนน้ั ” ดงั นน้ั การปรบั อากาศรวมไปถงึ การทำ�ความรอ้ น การควบคมุ
ความเรว็ ของอากาศ การแผ่รงั สคี วามรอ้ น การขจัดสง่ิ สกปรกต่าง ๆ ในอากาศ อกี ด้วย
ดังนั้น ความเข้าใจทีว่ ่า “การท�ำ ความเย็นหรือการปรับอากาศ คอื การเปา่ ความเยน็ เข้ามาใน
บรเิ วณทีต่ อ้ งการท�ำ ความเย็น” นน้ั เป็นความเขา้ ใจทผ่ี ิด หลักของการสรา้ งความเยน็ ทแ่ี ท้จริง คือ
“การพาความรอ้ นจากบรเิ วณทต่ี อ้ งการท�ำ ความเยน็ ออกไปทบ่ี รเิ วณอน่ื ” ยกตวั อยา่ งเชน่ การทผ่ี วิ หนงั
รสู้ ึกเย็นเมอ่ื ทาแอลกอฮอล์ (แม้จะไม่มลี มพดั ผา่ น) เพราะแอลกอฮอลท์ ่ที าดูดความร้อนทบ่ี ริเวณผวิ หนงั
เพอื่ ใชใ้ นการระเหยกลายเปน็ ไอ เป็นต้น

4 บทท่ี 1 การบ่งบอกสภาวะของสสาร

การท่จี ะทำ�ให้เขา้ ใจถึงเร่ืองการทำ�ความเยน็ หรอื การปรับอากาศ จำ�เป็นตอ้ งเข้าใจทฤษฎที ส่ี รา้ ง
จากปรากฏการณ์ธรรมชาติ (ซ่งึ เป็นสงิ่ ท่เี ข้าใจกนั อย่แู ล้ว) ดังจะได้อธบิ ายตอ่ ไป
การบง่ บอกสภาวะของสสาร เปน็ มาตรที่ใช้กำ�หนดความเปน็ อยขู่ องสสาร ณ สภาวะหน่งึ และ
ยังเป็นการบอกสมบัตขิ องสารอกี ดว้ ย มาตรพน้ื ฐานที่นิยมใช้ในการบง่ บอกสภาวะของสสาร คอื อุณหภมู ิ
ความดนั และปรมิ าตร

การบ่งบอกสภาวะของสาร

อุณหภูมิ

อุณหภูมิ (Temperature, T) เปน็ มาตรทีใ่ ช้บอกระดบั (Level) ความรอ้ น ความเยน็ ของสสาร
แตไ่ ม่ได้บอกปรมิ าณ (Quantity) โดยตรง ตวั อยา่ งเช่น ถ้าบอกว่า “นำ้� ในอา่ งน้มี ีอุณหภมู ิ 100 องศา
เซลเซยี ส” คงไม่มใี ครยื่นมือลงไปเพราะเขา้ ใจวา่ นำ�้ ในอา่ งน้รี ้อนมาก แตถ่ า้ ถามตอ่ ไปวา่ “มีความร้อน
เทา่ ไร” คงตอบไม่ได้ จนกว่าจะได้ทราบมวลความร้อนจ�ำเพาะของน้ำ� เสยี ก่อน
เครอ่ื งมอื ที่ใช้ในการวดั อุณหภมู ิคือเทอร์โมมเิ ตอร์(Thermometer)ดังรูปที่1.1มีลกั ษณะเปน็
หลอดแกว้ ใสมีขดี แบง่ ระดบั ตามแตล่ ะมาตรที่จะวัด ภายในบรรจดุ ว้ ยปรอทซง่ึ อยทู่ ีด่ ้านปลายหรีอเรียกวา่
กระเปาะ เมอื่ มคี วามร้อนมากระทบทีก่ ระเปาะ ปรอทภายในจะเปลยี่ นรูปรา่ ง (ขยายตวั หรือหดตวั ) ไป
ตามหลอดแก้ว เรยี กเทอร์โมมเิ ตอรแ์ บบน้วี า่ แบบกระเปาะแห้ง (Dry Bulb, D.B)
จุดเดอื ด (Boiling Point, B.P.) คอื อณุ หภมู ทิ ่ีสารเปล่ียนสถานะจากของเหลวไปเปน็ ไอ ณ
ความดนั ค่าหน่งึ
จดุ เยอื กแข็ง (Freezing Point, F.P.) คอื อุณหภูมทิ ีส่ ารเปลย่ี นสถานะจากของเหลวเป็น
ของแข็ง ณ ความดนั ค่าหน่ึง

ฟาเรนไฮต์ เซลเซยี ส

น้�ำเดือด 212°F 100°C

น้�ำแข็งตวั 32°F 0°C
0°F -17.8°C
-20°F -28.9°C
-273°C
ท่มี า : โมเลกลุ หยุด -460°F
เคล่ือนที่

รปู ที่ 1.1 เทอร์โมมิเตอร์

บทที่ 1 การบ่งบอกสภาวะของสสาร 5

จุดหลอมเหลว (Melting Point, M.P.) คอื อุณหภูมทิ ่สี ารเปลี่ยนสถานะจากของแข็งไปเป็น
ของเหลว ณ ความดนั คา่ หนึง่
จดุ ท้งั สามจะใชเ้ ปน็ ตัวกำ�หนดยา่ นของสถานะ ดังน้ี
T < F.P. สถานะของสารจะเป็นของแข็ง (solid, s)
F.P < T < B.P สถานะของสารจะเปน็ ของเหลว (liquid, l)
T > B.P. สถานะของสารจะเปน็ กา๊ ซ (gas, g)
หนว่ ยที่ใชบ้ อกระดับความร้อนของอุณหภมู ทิ ่นี ยิ มใชใ้ นงานปรบั อากาศมีอยู่ 2 หนว่ ย คอื องศา
เซลเซียส (Celsius, °C) และองศาฟาเรนไฮต์ (Fahrenheit, °F) องศาเซลเซยี สแบบระดบั การวัดอย่ใู น
ช่วง 0 ถึง 100 องศา ขณะทอ่ี งศาฟาเรนไฮตแ์ บง่ เปน็ 32 ถึง 212 องศา โดยการเทยี บกบั น�้ำบรสิ ุทธิ์
ท่ีความดนั 1 บรรยากาศ กล่าวคอื จุดเดอื ดของนำ�้ จะอยู่ที่ 100°C หรอื 212°F และจะมจี ดุ เยอื กแข็ง
(หรอื หลอมเหลว) ท่ี 0 °C หรอื 32 °F ดงั รปู ท่ี 1.2

จดุ เดอื ดของน�้ำ

จดุ เยือกแข็งของน้�ำ

ฟาเรนไฮต์ เซลเซยี ส

รูปที่ 1.2 เปรยี บเทียบจดุ เดือดและจุดเยือกแขง็ ของน้�ำระหวา่ งสองมาตรวัด

มคี วามจริงเก่ยี วกบั เทอร์โมมิเตอร์อยปู่ ระการหนง่ึ ทวี่ ่า เทอร์โมมเิ ตอร์เป็นหลอดแกว้ ซึง่ บรรจุไว้
ด้วยปรอทซึง่ เปน็ สารบริสทุ ธิ์ จงึ มคี ุณสมบตั ิ (Properties) คงตวั ดังนน้ั ไม่ว่าจะใชเ้ ทอรโ์ มมิเตอร์สเกลใด
วัดอุณหภูมิของสารที่สภาวะเดียวกัน ระดับปรอทต้องขึ้นไปได้สูงเท่ากัน แต่ค่าที่อ่านได้จะต่างกัน
เนือ่ งจากสเกลถกู แบง่ ไว้ต่างกนั ดังนัน้ จงึ สามารถเขยี นความสัมพนั ธ์ไดด้ ังนี้

6 บทที่ 1 การบง่ บอกสภาวะของสสาร

SBca.Ple- - F.P = คงที่
F.P

สร้างความสัมพนั ธ์ระหว่างสเกลต่าง ๆ ได้เป็น

C- 0 F - 32
100 - 0 = 212 - 32

คูณตลอดด้วย 20 จะได้ = 20(1F8-032)
(20)C
100

C = F - 32
5 8

ดังนัน้ การแปลงหนว่ ยระหว่างองศาทั้งสองกระทำ�ไดโ้ ดยใช้ความสมั พนั ธ์

°F = 1.8 (°C) + 32 (1.1)

โดยท่ี C คอื อณุ หภูมิของเทอร์โมมเิ ตอร์แบบเซลเซยี ส
F คอื อุณหภมู ิของเทอร์โมมเิ ตอร์แบบฟาเรนไฮต์

ตวั อยา่ งที่ 1.1 สารบรสิ ทุ ธ์ชิ นิดหน่งึ มจี ดุ เดือด 40°C และจุดเยือกแข็งที่ -15°C สารดังกล่าวน้ี
ท่อี ณุ หภมู ิ -5°C จะมีสถานะเช่นใด
วธิ ที �ำ เขยี นช่วงอณุ หภูมิของสาร
พบว่า -5°C อยูใ่ นชว่ งระหว่างจุดเดือดและจุดเยือกแขง็ ดงั นั้น สารนี้ ณ อุณหภูมิ -5°C จึงมี
สถานะเป็นของเหลว ตอบ

ตวั อย่างท่ี 1.2 เทอรโ์ มมเิ ตอร์อนั หน่งึ อ่านคา่ อณุ หภมู ิได้ 30°C จะอ่านคา่ ได้เท่าไรในหน่วย °F

F.P. = -15°C liquid B.P. = 40°C
solid --5°C gas

บทที่ 1 การบง่ บอกสภาวะของสสาร 7

วิธที �ำ จากสมการที่ 1.1 ตอบ
°F = 1 .8 (°C) + 32
°F = 1.8(30) + 32 = 86

นอกจากนเ้ี ทอรโ์ มมเิ ตอรย์ งั สามารถนำ�มาใชว้ ดั ระดบั ความชน้ื ไดอ้ กี ดว้ ย โดยใชเ้ ครอ่ื งมอื ทเ่ี รยี กวา่
สลงิ ไซโครมิเตอร์ (Sling Psychrometer) ดังรปู ท่ี 1.3 ซ่งึ เป็นชุดของเทอรโ์ มมิเตอร์ 2 อนั อันหนงึ่
เปน็ กระเปาะแห้งสว่ นอกี อนั จะเปน็ กระเปาะเปียก
กระเปาะ (Bulb) หมายถงึ สว่ นท่อี ยู่ลา่ งสดุ ของเทอรม์ อมิเตอร์ ทำ� หนา้ ที่รบั และคายความร้อน
ใหก้ บั ปรอท กระเปาะแหง้ (Dry Bulb) หมายถงึ กระเปาะทีบ่ รรจปุ รอท มีความแห้ง ไมม่ สี ่งิ ทเี่ ปยี กชนื้ ห่อ
ห้มุ อยู่ อณุ หภมู ทิ ่ีไดจ้ ากกระเปาะแหง้ เป็นอณุ หภูมิที่วดั ได้ในขณะนน้ั และในสถานที่น้นั ขณะท่ีกระเปาะ
เปียก (Wet Bulb) หมายถงึ กระเปาะที่บรรจุปรอท ท่ีถกู หุ้มดว้ ยผา้ หรือส�ำลชี ุบน้�ำพนั ไว้รอบ ๆ

เทอร์โมมเิ ตอร์แบบกระเปาะเปียก

ถุงหมุ้ หวั เทอร์โมมิเตอรแ์ บบกระเปาะแห้ง
ดา้ มจับแกว่ง

รูปท่ี 1.3 สลิงเทอรโ์ มมเิ ตอร์
อุณหภูมิกระเปาะแห้ง (Dry Bulb Temperature) คือ อณุ หภมู ิทีว่ ดั ไดจ้ ากเทอร์โมมเิ ตอร์
โดยทว่ั ไป ในขณะที่เทอรโ์ มมิเตอร์ใชใ้ นการวดั แหง้ สนทิ คา่ ท่ไี ดใ้ ช้ตัวยอ่ วา่ DB
อุณหภมู ิกระเปาะเปยี ก (Wet Bulb Temperature) คือ อณุ หภมู ิทว่ี ัดได้จากเทอรโ์ มมิเตอร์
ในขณะท่ีใช้ผ้าหรอื ส�ำลีชบุ นำ้� หุม้ ไวร้ อบกระเปาะของเทอรโ์ มมเิ ตอร์ และท�ำการแกว่งเทอรโ์ มมเิ ตอรเ์ พือ่
ให้เกิดการแลกเปลี่ยนความร้อนให้เร็วขึ้นระหว่างอากาศกับผ้าหรือส�ำลีชุบน�้ำ ผลของการแกว่งท�ำให้
อุณหภูมิของเทอร์โมมิเตอร์ลดลงอย่างรวดเร็วในตอนแรก และค่อย ๆ ลดลงจนหยุดน่ิงถึงแม้จะแกว่ง
ต่อไปอีก แสดงวา่ ความช้ืนในบรรยากาศมคี า่ เทา่ กับความชืน้ ของผ้าหรอื สำ� ลีชบุ นำ�้ อณุ หภมู ิในทนี่ จี้ ะใช้
เปน็ ตัวเปรยี บเทยี บความช้นื ในบรรยากาศ ใชต้ ัวยอ่ ว่า WB
- ถ้า DB เท่ากับหรอื ใกลเ้ คยี ง WB แสดงว่าความชนื้ ในบรรยากาศมีนอ้ ย
- ถา้ DB แตกต่างจาก WB มาก แสดงว่าความชื้นในบรรยากาศมมี าก

8 บทที่ 1 การบ่งบอกสภาวะของสสาร

ผลต่างระหวา่ ง DB และ WB เรยี กวา่ WB Depression โดยผลต่างอณุ หภูมิของทง้ั สองกระเปาะ
สามารถกำ�หนดลงบนแผนภาพไซโครเมตรกิ เพอ่ื หาคา่ ความช้นื ได้
ตวั อย่างท่ี 1.3 วัดอุณหภมู ิกระเปาะเปียกและกระเปาะแหง้ ของหอ้ งโดยสารรถยนต์คันหนงึ่ ได้ดังรปู
ท่ี 1.4 จงหาความชนื้ สมั พทั ธ์ของห้องโดยสารรถยนตด์ งั กล่าว

วิธีทำ� จากรูปที่ 1.4 ประมาณอุณหภูมิกระเปาะแห้งได้ แหง้ เปยี ก

35°C และกระเปาะเปยี กได้ 26°C
กำ�หนดจุดตัดจากอุณหภูมิท้ังสองบนแผนภาพ
ไซโครเมติก (รูปท่ี 1.5) ไดค้ วามชน้ื สัมพัทธป์ ระมาณ 49%

รปู ที่ 1.4 การวดั อณุ หภูมิกระเปาะแห้งและ
กระเปาะเปียกของห้องโดยสารรถยนต์

จดุ ตัด อ่านค่าความชื้นสัมพทั ธ์
ได้ประมาณ 49%

อณุ หภมู ิกระเปาะเปยี ก °C ความ ้ชืนสัมพัทธ์%

อุณหภูมกิ ระเปาะแหง้ °C

(°F)

รปู ที่ 1.5 แผนภาพไซโครเมติกทไ่ี ด้

บทที่ 1 การบ่งบอกสภาวะของสสาร 9

อุณหภูมิอ่ิมตัว (Saturation Temperature) หมายถึง อุณหภูมิของของเหลวที่เปลี่ยนไป
เปน็ ไอ หรือเปน็ จุดท่ขี องเหลวเปล่ียนสถานะการเดอื ด (Boiling Temperature) อุณหภูมอิ ม่ิ ตวั ของสาร
แตล่ ะชนดิ ไมเ่ ท่ากัน เช่น เหลก็ กลายเปน็ ไอทีอ่ ณุ หภมู ิ 4,450 °F ทองแดง 4,250 °F ตะกั่ว 3,000 °F
น�้ำ 212 °F แอลกอฮอล์ 170 °F แอมโมเนีย -28 °F ออกซิเจน -295 °F ฮีเลียม -452 °F ในระบบ
เครอ่ื งเยน็ อณุ หภมู อิ ม่ิ ตวั ของสารทำ� ความเยน็ ในเครอื่ งเยน็ คอื จดุ ทสี่ ารทำ� ความเยน็ เดอื ดกลายเปน็ ไอหมด

ความดัน

จากหวั ขอ้ ของอณุ หภมู ไิ ดก้ ลา่ วไปแลว้ วา่ “นำ�้ จะเดอื ดที่ 100 °C เมอ่ื ความดนั เทา่ กบั 1 บรรยากาศ”
ดังนน้ั บนยอดเขาท่ีมีระดับความสงู มาก ความดนั จะลดต่�ำลง จึงไม่สามารถต้มน้�ำให้เดือดท่ี 100°C ได้
เชน่ ทย่ี อดเขาหิมาลัยซึ่งมคี วามดนั เพยี ง 0.32 บรรยากาศ สามารถต้มน�้ำใหเ้ ดอื ดไดท้ ี่อณุ หภูมเิ พียง 71°C
เป็นต้น ดังนั้น จงึ จะเหน็ ไดว้ า่ ระดบั ของความดันจะแปรผันตามระดับของอุณหภมู ินัน่ เอง
ความดนั (Pressure, P) คอื แรงทกี่ ระทำ� ตอ่ หนว่ ยพน้ื ท่ี ดงั นน้ั หนว่ ยของความดนั จงึ เปน็ นวิ ตนั
ตอ่ ตารางเมตร (N/m2) ตามระบบ SI หรอื ปอนดต์ อ่ ตารางนว้ิ (lb/in2) ตามหนว่ ยองั กฤษ ระดบั ความดนั
ทีใ่ ช้เป็นมาตรฐาน คอื ความดันท่รี ะดับนำ้� ทะเล ซึง่ ถอื ว่ามคี า่ 1 บรรยากาศ (atm) ความดันระดับน้ี
สามารถดนั ใหป้ รอทซงึ่ บรรจใุ นหลอดแกว้ สงู ขน้ึ 760 มลิ ลเิ มตรหรอื ดนั นำ�้ ใหส้ งู ขนึ้ 10.33 เมตร ดงั รปู ที่ 1.6

ความดนั ปรอทเท่ากบั สุญญากาศ
ความดันอากาศ ความดันบรรยากาศ
ความดันบรรยากาศ
760 มม.
ปรอท (Hg)

รปู ท่ี 1.6 ความดนั 1 บรรยากาศในหลอดแก้ว
ความดนั สามารถแบง่ ออกได้เปน็ 2 ลกั ษณะ คอื ความดนั สมั บรู ณ์ (Absolute Pressure, abs)
และความดันเกจ (Gage Pressure, G)
1. ความดนั สัมบูรณ์ คือ ความดนั ท่ีนับเรมิ่ ต้นจากสุญญากาศ กล่าวคอื นับ 0 จากสภาวะที่
ไมม่ คี วามดันเลย ความดนั ชนิดนน้ี ยิ มใช้ในแผนภูมิ P – h
2. ความดันเกจ คือ ความดันที่นับเริ่มต้นจากความดันบรรยากาศ กล่าวคือ นับ 0 ต่อจาก
ความดันบรรยากาศ ความดันชนิดนี้ได้จากการอา่ นค่าจากมาตรวัดต่าง ๆ ดังนั้น ความสัมพนั ธ์ระหวา่ ง
ความดันทัง้ สองสรุปไดเ้ ป็น

10 บทที่ 1 การบง่ บอกสภาวะของสสาร

ความดนั สัมบูรณ์ = ความดันเกจ + ความดันบรรยากาศ (1.2)

โดยทั่วไปมาตรที่ใช้วัดความดันในระบบเครื่องทำ�ความเย็นและเครื่องปรับอากาศจะเป็น
kgf/cm2 G จงึ อาจจะเขียนความสมั พันธ์ใหมไ่ ด้เป็น

ความดนั สัมบรู ณ์ (kgf/cm2 abs) = ความดนั เกจ (kgf/cm2 G) + 1.033 (1.3)

การบอกค่าความดนั จะเปน็ ความดนั สมบรู ณ์ แต่จะละไวใ้ นฐานทีเ่ ขา้ ใจโดยไม่เขียน abs บอกไว้

มาโนมเิ ตอรร์ ูปตัวยู (U-Tube Manometer) เป็นเครอ่ื งมือวดั ความดันท่ีอาศัยหลกั การสมดุล
ความดนั (Balance Pressure) กบั นำ�้ หนกั ของของเหลวภายใน Column ดงั นน้ั การตอบสนองการวดั ของ
Manometer ขนึ้ อยกู่ บั การเคลอื่ นไหวของของเหลวใน Column มาโนมิเตอรร์ ูปตวั ยจู ะมีรปู แบบง่าย
ที่สุดในบรรดามาโนมิเตอร์รูปแบบท้ังหลาย ส่วนมากนิยมใช้งานในห้องทดลองเน่ืองจากสามารถเลือก
ใช้ได้กับของเหลวเกือบทุกชนิดแต่ที่นิยมใช้ คือ น้�ำและปรอท ตลอดจนสามารถอ่านและบันทึกค่าได้
ค่อนข้างแมน่ ย�ำด้วย
มาโนมเิ ตอรร์ ปู ตวั ยลู กั ษณะโครงสรา้ งเปน็ หลอดแกว้ รปู ตวั U และตอ้ งเตมิ ของเหลวเขา้ ไปบางสว่ น
ทน่ี ยิ มใชท้ ส่ี ดุ คอื นำ�้ หรอื ปรอท เนอื่ งจากวา่ ทง้ั ของเหลวทง้ั 2 ชนดิ มคี า่ นำ้� หนกั จำ� เพาะ (Specific Weight)
คงที่แม้อุณหภูมิจะเปลี่ยนไป อาจปล่อยปลายด้านหน่ึงไว้กับบรรยากาศและปลายด้านหนึ่งต่อเข้ากับ
จุดวัดความดัน ดังรปู ที่ 1.7

ความด7นั 6บ0รmรยmากHาศg ปกติ คภวาาชมนดะัน ความ7ด6ัน0บmรรmยากHาgศปกติ 72ค0ภวาาmชมนmดะนั Hg
800 mm Hg

ความดันสงู กว่าบรรยากาศ ความดันตำ่� กว่าบรรยากาศ

รูปท่ี 1.7 การวัดความดันเทยี บกับความดนั บรรยากาศ

บทที่ 1 การบ่งบอกสภาวะของสสาร 11

พจิ ารณารปู ที่ 1.8 เพ่อื หาความสมั พนั ธ์

ความดนั ความดัน ความดนั ปดิ ปลายให้สนิท

ของเหลวความหนาแนน่ D

รูปที่ 1.8 การสมดุลความดัน

รปู ดา้ นซา้ ยมอื เปน็ การเปดิ ปลายแขนทง้ั สองขา้ งออก ความดนั บรรยากาศทก่ี ดลงมาบนของเหลว
ที่อย่ใู นแขนทั้งสองข้างจะเท่ากนั จึงทำ�ใหร้ ะดบั ของของเหลวสงู เทา่ กัน
จากน้นั ปิดปลายขา้ งหนง่ึ ใหส้ นิทให้เป็นสุญญากาศ จงึ เหลอื แต่ความดนั บรรยากาศกดลงท่ี
ของเหลวในแขนขา้ งซา้ ยเพยี งขา้ งเดยี ว ระดบั ของเหลวจงึ ถกู กดลงใหไ้ ปสงู ขน้ึ ทแ่ี ขนขา้ งขวาเปน็ ระยะ h
จากข้อกำ�หนดท่ีว่าระดบั ความสูงเดียวกัน ความดนั จะมีขนาดเท่ากนั ดงั นั้น ความดันที่ A จงึ
เท่ากับความดนั ท่ี B หรือเขยี นได้ว่า PA = PB
แต่ PA = Pบรรยากาศ

และ PB = นำ้� หนักของของเหลวความหนาแนน่ D ทก่ี ดลงบนพนื้ ที่ B

พิจารณาได้ว่าเป็นลักษณะของความดันท่ีเกิดข้ึนจากแรงกดลงบนพื้นท่ี ในที่น้ีแรงท่ีกระท�ำบน
พน้ื ที่ B คือ นำ้� หนกั ของของเหลวทอี่ ยบู่ นพน้ื ทีน่ ั้น
F mg
ดงั นั้น P= A = A

จากนยิ ามความหนาแน่น m = DV
แต่ปริมาตรของของเหลวคือ V = Ah โดยที่ h คือ ความสูงของระดับของของเหลวในแขน
ข้างขวา แทนความสัมพันธท์ งั้ หมดลงไปในสมการความดันจะไดว้ า่
F mg DVg DAhg
P= A = A = A = A = Dgh

หรือ PB = Dgh

12 บทท่ี 1 การบ่งบอกสภาวะของสสาร

ดงั น้นั Pบรรยากาศ = Dgh (1.4)

เมอื่ P คอื ความดนั บรรยากาศหรอื ความดนั ท่ีตอ้ งการวัดคา่ (Pa, N/m3)
D คอื ความหนาแนน่ ของของเหลวใน U-Tube (kg/m3)
h คือ เฮด หรอื ระดบั ความสูงของของเหลวที่ถูกดันขนึ้ ไป (m)
g คอื ความเรง่ เนอ่ื งจากแรงโนม้ ถว่ งของโลก (9.81 หรือประมาณ 10 m/s2)

ผลปรากฎวา่ สามารถใชส้ มการ P = Dgh ในการเปล่ียนระบบความดันแบบแรงตอ่ พืน้ ที่ใหเ้ ปน็
ระบบเฮด หรอื ในทำ�นองกลับกนั ได้

ตวั อยา่ งท่ี 1.4 มาโนมิเตอร์รูปตวั ยูบรรจดุ ว้ ยปรอทความหนาแนน่ 13600 kg/m3 ใชว้ ดั ความดนั
บรรยากาศท่ีระดับน้�ำทะเล ถือว่ามีค่าความดันมาตรฐาน 1 บรรยากาศ (atm) ท�ำให้ปรอทขึ้นไปได้สูง
76 cm ความดันน้จี ะมีค่าก่ีปาสคาล
วิธีท�ำ โจทยก์ ำ�หนดให้ว่า P = 1 atm = 76 cmHg ตอ้ งการเปลย่ี นให้เป็น Pa ดังนนั้ ใช้ความสมั พนั ธ์
P = Dgh
P = (13600 kg/m3)( 9.81 m/s2)(0.76 m) = 101363 N/m2 = 101363 Pa
∴ ความดนั 1 บรรยากาศจะมีค่าเทา่ กบั 76 cmHg หรอื ประมาณ 1.01 × 105 Pa ตอบ

ตวั อยา่ งท่ี 1.5 จากตัวอย่างที่ 1.4 ถ้าเปลย่ี นของเหลวในมาโนมเิ ตอรจ์ ากปรอทไปเป็นนำ้� (D = 1000
kg/m3) อยากทราบว่าความดัน 1 บรรยากาศจะดนั นำ�้ ให้ขน้ึ ไปไดส้ ูงเท่าไร
วธิ ีท�ำ จากความดนั 1 บรรยากาศจะมีค่าเทา่ กับ 1.01 × 105 Pa แทนค่าลงไปในสมการ P = Dgh เพื่อ
หาค่า h จะได้
1.01 × 105 N/m2 = (1000 kg/m3)(9.81 m/s2) h
จะได้ h = 10.3 m หรือประมาณ 10 m
∴ ความดนั 1 บรรยากาศสามารถดนั นำ�้ ให้ขนึ้ ไปไดส้ งู 10 m
จากตัวอย่างที่ 1.4 และ 1.5 ทำ�ใหส้ ามารถสรปุ ได้ดังนี้

P = 1 atm = 1.01 × 105 Pa = 76 cmHg = 10 mH2O ตอบ

ตัวอยา่ งที่ 1.6 ความดัน 0.8 atm จะมคี ่าก่ี mmHg
วธิ ที �ำ จาก P = 1 atm = 760 mmHg
ดงั น้ัน เทยี บได ้ P = 0.8 atm = 760 × 0.8 = 608 mmHg