บูรณาการ เคมี ฟิสิกส์ ชีวะ

บูรณาการ
วิทยาศาสตร์




Biology physics chemistry

คำนำ

หนังสือเล่มนี้เป็นส่วนหนึ่งของวิชา
ชีววิทยาเพิ่มเติม 3 ฟิสิกส์เพิ่มเติม 3 เคมีเพิ่มเติม 3

โดยหนังสือเล่มจัดทำขึ้นเพื่อให้นักเรียนชั้นมัธยม
ศึกษาปีที่ 5 ได้ศึกษาหรือมีการนำเนื้อหาของเเต่ละ

รายวิชาไปศึกษาเพื่อนำไปใช้เรียนรู้ต่อในอนาคต
ผู้จัดทำได้เลือก หัวข้อของเเต่ละรายวิชามาทำหนังสือ
เล่มนี้ เนื่องจากเป็นเนื้อหาที่น่าศึกษาค้นคว้า สามารถ
นำข้อมูลไปเผยเเพร่เพื่อให้ผู้อื่นรับรู้หรือเข้าใจได้ง่าย

จากหนังสือเล่มนี้




คณะผู้จัดทำ

สารบัญ

ชีววิทยา

การลำเลียงสารในพืช ^--------------------^ 01-02
การลำเลียงน้ำ (Xylem) ^-----------------^ 03-07
การลำเลียงอาหาร (Phloem) ^-------------^ 08-11
สรุปการลำเลียงน้ำ เเละ การลำเลียงอาหาร ^-----^ 12
สารอาหาร ^-----------------------------^ 13-14

ฟิสิกส์

คลื่น และ การจำแนกคลื่น ^-------------------^ 15
ส่วนประกอบของคลื่น ^-----------------------^ 16
อัตราเร็วของคลื่น ^-----------------------^ 17-18
การบอกตำแหน่งของการเคลื่อนที่แบบคลื่น ^-^ 19-20
การหักเหของคลื่น ^----------------------^ 21-22
การแทรกสอดของคลื่น ^------------------^ 23-24
การเลี้ยวเบนของคลื่น ^-------------------^ 25-27

เคมี

เเก๊ส เเละ สมบัติเเก๊ส ^---------------------^ 28-29
ประเภทของเเก๊ส & ตัวแปรที่สำคัญของแก๊ส ^--^ 30-31
กฏของบอยล์ เเละ กฏของชาร์ล ^------------^ 32-33
กฏของเกย์-ลูสเเซก เเละ กฏของอาโวกาโดร ^--^ 34-35
กฏรวมเเก๊ส เเละ เเก๊สในอุดมคติ ^------------^ 36-37
การเเพร่ของเกรเเฮม & ความดันย่อยดอลตัน ^-^ 38-39

biology

การลำเลียงน้ำ

&
การลำเลียงอาหาร

เนื้อเยื่อลำเลียงอาหารและเนื้อเยื่อลำเลียงน้ำ
ในรากของพืชใบเลี้ยงเดี่ยวและใบเลี้ยงคู่

เนื้อเยื่อลำเลียงอาหารและเนื้อเยื่อลำเลียงน้ำ
ในลำต้นพืชใบเลี้ยงเดี่ยวและพืชใบเลี้ยงคู่

01

การลำเลียงสารในพืช

ความหมาย

เป็นโครงสร้างและการทำงานของ
ระบบลำเลียงน้ำและอาหารของพืช
ซึ่งประกอบด้วยระบบท่อลำเลียง

(Vascular Tissue System)
ที่เป็นเนื้อเยื่อซึ่งเชื่อมต่อกัน
ตลอดในลำต้น

หน้าที่

ลำเลียงน้ำและแร่ธาตุจากรากส่งต่อไปยัง
ส่วนต่าง ๆ ของพืช เพื่อนำไปใช้ใน
กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง
ผลิตสารต่างๆ ส่งต่อไปยังเนื้อเยื่อ
ส่วนต่าง ๆ ของพืช เพื่อนำไปใช้
ในกิจกรรมอื่น ๆ ของเซลล์
เช่น การหายใจ การสืบพันธุ์

02

น้ำ สารอาหารและแร่ธาตุต่าง ๆ จะถูก
ลำเลียงไปในรูปของสารละลาย ตั้งแต่
บริเวณปลายราก เรียกว่า “ขนราก”

(Root Hair)

ดูดสารต่าง ๆ ขึ้นมาจากพื้นดินและนำ
ส่งต่อไปยังระบบท่อลำเลียงหรือกลุ่ม

เซลล์ที่เรียกว่า “มัดท่อลำเลียง”
(Vascular Bundle)

03

การลำเลียงน้ำ (Xylem)

หน้าที่ของการ เนื้อเยื่อที่ทำหน้าที่ลำเลียงน้ำและ
ลำเลียงน้ำ แร่ธาตุจากดิน ผ่านรากขึ้นสู่ลำต้น

ไปยังใบและปลายยอดของพืช
ประกอบด้วย

เทรคีด (Tracheid)
เวสเซล (Vessel)

1. เทรคีด (tracheid) 2. เวสเซลเมมเบอร์
รูปร่างยาว หัวท้ายแหลม (vessel member)
เป็นทางผ่านของน้ำไปยัง สั้นและกว้างกว่าเทรคีด
ผนังหนา มีสารพวกลิกนิน
อีกเซลล์หนึ่ง ที่หัวและท้ายเซลล์มีช่องทะลุ
ถึงกันคล้ายตะแกรง

04

การลำเลียงน้ำ (Xylem)

ขนราก-คอร์เท็กซ์-เอนโดเดอร์มิส-เพอริไซเคิล-ไซเล็ม

น้ำในดิน → ขนราก
โดยวิธี osmosis

Note ชลศักย์ : พลังอิสระ
ของน้ำต่อหนึ่งหน่วย
ชลศักย์เปลี่ยนแปลง เมื่อ
เพิ่มตัวทำละลาย → ลด ปริมาตร (MPa)

เพิ่มแรงดัน → เพิ่ม การเคลื่อนที่ของสาร
เพิ่มแรงดึง → ลด จากบริเวณที่มีชลศักย์

สูง → ต่ำ

05

กลไกการลำเลียงน้ำ

*-* วิถีซิมพลาส (symplasmic pathway)

เป็นการเคลื่อนที่ของน้ำที่ ผ่านไซโทพลาซึม โดยไซโทพลาซึม
ของเซลล์แต่ละเซลล์จะเชื่อมต่อกันด้วยท่อเล็ก ๆ
เรียกว่า พลาสโมเดสมาตา ก่อนเข้าสู่ไซเล็ม

*-* วิถีอโพพลาส (apoplasmic pathway)

เป็นการเคลื่อนที่ของน้ำที่ผ่าน ทางผนังเซลล์หรือช่องว่างระหว่างเซลล์

น้ำในดินจะเข้าสู่รากผ่านชั้นคอร์เทกซ์ถึงชั้นเอนโดเดอร์มิส ชั้นนี้มีแถบ
สารซูเบอรินกันอยู่ เรียกว่า แถบแคสพาเรียน (casparian strip)

น้ำจะไม่สามารถผ่านไปได้ จึงต้องเปลี่ยนเป็นวิถีซิมพลาส เพื่อเข้าสู่ไซเล็ม

06

ปัจจัยการลำเลียงน้ำ

1) แรงดันราก เกิดปรากฏการณ์ Guttation คือ
(Root pressure) น้ำโผล่ออกมาเป็นหยดน้ำตามรูที่
ดันน้ำจากรากขึ้นสู่ยอด
ผิวใบที่เรียกว่า Hydathode

2) แรงดึงจากการคายน้ำ มีผลมากที่สุด
(Transpiration pull)

ใบจะคายน้ำออกไปเรื่อยๆท้าให้เซลล์
ของใบขาดน้ำไป จึงเกิดแรงดึงน้ำ

3) แรงแคพิลลารี • โคฮีชัน -- ระหว่างโมเลกุล
(Capillary force) น้ำกับน้ำ
แรงยึดเหนี่ยวระหว่าง
• แอดฮีชัน -- ระหว่างโมเลกุล
โมเลกุลน้ำ น้ำกับผนังเซลล์

แรงดึงจากการคายน้ำ > แรงโคฮีชัน
ทำให้สายน้ำขาดสาย

07

การลำเลียงน้ำ

ใช้การลำเลียง
รากสู่ยอด
ทิศทางเดียว

08

การลำเลียงอาหาร (Phloem)

“น้ำตาลกลูโคส” (Glucose) ที่ได้จาก หน้าที่ของการ
กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงในรูป ลำเลียงอาหาร
ของสารละลาย นำส่งจากใบไปยังส่วน
ต่างๆ ของพืชที่กำลังเจริญเติบโต

*_* Complex tissue ประกอบด้วย
*_* Phloem
• Sieve-tube member มีชีวิตอยู่ สลาย

นิวเคลียสเพื่อเพิ่มพื้นที่ลำเลียงอาหารถูก
ควบคุมด้วย companion cell หัวท้ายมีรู

คล้ายตะเเกรง เรียกว่า sieve plate

• คอมพาเนียน (Companion cell) เสริมการ
ทำงานของซีฟทิวบ์ เมมเบอร์ คอยช่าวยเหลือ
• ไฟเบอร์ (fiber) เสริมความแข็งแรง
• พาเรงคิมา (parenchyma) สะสมอาหาร

09

วิธีการลำเลียงอาหาร

→แบบใช้พลังงาน (Active Transport)
เคลื่อนที่จาก ต่ำ สูง

การลำเลียงสารผ่านเยื่อ ต้องอาศัยตัวพา ช้ากว่า
หุ้มเซลล์จากบริเวณที่มี จะอยู่ได้นานกว่า
ความเข้มข้นต่ำไปความเข้มข้นสูง


เเบบไม่ใช้พลังงาน (Passive transport)

→เคลื่อนที่จาก สูง ต่ำ

การแพร่ เป็นการกระจายอนุภาคของสารจาก
(Diffusion) บริเวณที่มีความเข้มข้นสูงไปยัง
บริเวณที่มีความเข้มข้นต่ำ

Ion exchange การแลกเปลี่ยนไอออน
ระหว่าง H+ ที่ผิวรากกับ K+ สารละลายในดิน

10

กลไกการลำเลียงอาหาร

-•- ใบพืชสร้าง
glucose → sucrose

-•- sucrose ไหลเข้า
sieve tube ทำให้ความ

เข้มข้นภายใน sieve
tube เพิ่ม น้ำรอบข้าง
ไหลเข้า sieve tube

แบบ osmosis

-•- sieve tube เกิดแรงดัน sucrose ลงมาด้านล่าง
เพื่อใช้ในกระบวนการต่าง ๆ แล้วส่งไปยังแหล่งเก็บ (vacuole)

-•- sucrose ไหลออกจาก sieve tube ทำให้ความเข้มข้น
ใน sievetube ลดน้ำจึงออสโมซิสกลับเข้าสู่ไซเล็ม

เป็นการทดลองของ
อี มึนซ์ (E.Munch)

11

การลำเลียงทาง Phloem

เซลล์ต้องมีชีวิต เกิดใน การลำเลียงสอง
sieve tube member ทิศทาง ขึ้น-ลง

ของ phloem

อัตราการ สามารถลำเลียงได้เป็น
ลำเลียงช้า ปริมาณมากๆ
กว่า xylem

12

สรุป

Xylem
&

Phloem

13

โครงสร้างของพืช

ประกอบด้วย

ธาตุคาร์บอน ไฮโดรเจน สารอาหาร 4 เปอร์เซ็น
ออกซฺเจน 96 เปอร์เซ็น

สารอาหารรอง สารอาหารหลัก
Ca Mg S NPK

สารอาหารเสริม
เหล็ก (Fe)

แมงกานีส (Mn)
โบรอน (B)

โมลิบดินัม (Mo)
ทองแดง (Cu)
สังกะสี (Zn)

คลอรีน (Cl)
นิกเกิล (Ni)

14

ธาตุอาหารของพืช

เเบ่งเป็น 4 กลุ่ม

^•^ กลุ่ม 1 เป็นธาตุที่เป็นองค์ประกอบของสารอินทรีย์ภายในพืช
## C H O N และ S

^•^ กลุ่ม 2 เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาการถ่ายทอดพลังงาน
## P, Mg (องค์ประกอบของคลอโรพลาสต์)

^•^ กลุ่ม 3 เป็นธาตุที่กระตุ้นการทำงานของเอนไซม์
## Fe Cu Zn Mn และ Cl

^•^ กลุ่ม 4 เป็นธาตุที่ควบคุมแรงดันออสโมติก
## K (ช่วยรักษาความเต่งของเซลล์)

ความสำคัญของ จำเป็นต่อการเจริญเติบโตของ
ธาตุอาหาร พืชเเละเป็นความต้องการของ
ธาตุในพืชมีความจำเพาะ จะใช้

ธาตุอื่นทดแทนไม่ได้

1

physics

คลื่นกล

คลื่น 15

คลื่นกลเป็นคลื่นที่ต้องอาศัยตัวกลางในการ
เคลื่อนที่ สิ่งที่คลื่นนำไปด้วยพร้อมกับการเคลื่อนที่
คือพลังงาน พลังงานเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางต่างๆ

จะมีปริมาณต่างๆกันไปในแต่ละกรณี

การจำแนกคลื่น

จำแนกคลื่นตามความจำเป็นของการใช้ตัวกลางในการแผ่

คลื่นกล เป็นคลื่นที่จำเป็นต้องอาศัยตัวกลางในการแผ่
เช่น คลื่นผิวน้ำ คลื่นในเส้นเชือก คลื่นเสียง เป้นต้น
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เป็นคลื่นที่เกิดจากการเหนี่ยวนำให้เกิด
การเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้า ใน
ทิศทางตั้งฉากซึ่งกันและกัน

จำแนกคลื่นตามลักษณะของการสั่นของแหล่งกำเนิด
หรือ ตามลักษณะการแผ่

คลื่นตามขวาง เป็นคลื่นที่มีทิศทางการสั่นของตัวกลางหรือ
ทิศทางการเปลี่ยนแปลง ตั้งฉากกับทิศทางแผ่ เช่น
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

คลื่นตามยาว เป้นคลื่นที่มีทิศทางการสั่นของตัวกลางอยู่ใน
แนวขนานกับการเคลื่อนที่ของคลื่น เช่น คลื่นเสียง

จำแนกคลื่นตามความต่อเนื่องของแหล่งกำเนิด

คลื่นดล เป็นคลื่นที่เกิดจากแหล่งกำเนิดสั่น หรือรบกวน
ตัวกลางเป็นช่วงเวลาสั้นๆ ทำให้เกิดคลื่นแผ่ออกไปจำนวน
น้อยๆเพียง 1 หรือ 2 คลื่น เช่น การใช้นิ้วจุ่มน้ำเพียงครั้ง
หรือ 2 ครั้ง

คลื่นต่อเนื่อง เป็นคลื่นที่เกิดจากแหล่งกำเนิดสั่น หรือ
รบกวนตัวกลางอย่างต่อเนื่อง ทำให้เกิดคลื่นแผ่ออกไปเป็น
ขบวนอย่างต่อเนื่อง เช่นการเกิดคลื่นผิวน้ำ

16

ส่วนประกอบของคลื่น

1. สันคลื่น (peaks) คือ ตำแหน่งสูงสุดของคลื่น ได้แก่จุด C และ C'
2. ท้องคลื่น (troughs) คือ ตำแหน่งต่ำสุดของคลื่น ได้แก่จุด D และ D'
3. แอมปลิจูด (amplitude) คือ ระยะจัดสูงสุดของคลื่นวัดจากตำแหน่ง
สมดุล แทนด้วย A
4. คาบ (Period) คือ ช่วงเวลาในการสั่น 1 รอบของอนุภาค มีหน่วยเป็น
วินาที แทนด้วย T
5. ความถี่ (Frequency) คือ จำนวนรอบที่อนุภาคสั่นใน 1 วินาที มีหน่วย
เป็นรอบต่อวินาที หรือหรือ เฮิรตซ์ (Hertz , Hz) แทนด้วย โดยที่คาบและ
ความถี่มีความสัมพันธ์ดังนี้ f =1/T หรือ T = 1/f
6. ความยาวคลื่น (Wavelength) คือ ระยะทางที่คลื่นไปได้ในช่วงเวลาของ
1 คาบ แทนด้วย บางทีความยาวคลื่นคือระยะจากระหว่างจุด 2 จุดที่อยู่ถัด
กัน ซึ่งมีลักษณะเหมือนกัน เช่น จากจุด C ถึง C' หรือจากจุด D ถึง D'
ลักษณะที่เหมือนกัน เรียกว่า มีเฟสตรงกัน (inphase) หรือพิจารณาได้ว่า
ความยาวคลื่นคือระยะห่างระหว่างสันคลื่น(หรือท้องคลื่น) 2 ตำแหน่งที่อยู่
ถัดกัน

การกระจัด : ระยะที่วัดจากแนวสมดุลเดิมของคลื่นไปยังตำแหน่งใดๆ บนคลื่น
- ถ้าตำแหน่งอยู่สูงกว่าแนวสมดุลแล้วการกระจัดจะเป็นบวก (+)
- ถ้าตำแหน่งอยู่ต่ำกว่าแนวสมดุลแล้วการกระจัดจะเป็นลบ (-)

17

อัตราเร็วของคลื่น

เมื่อแหล่งกำเนิดถ่ายทอดพลังงานให้แก่ตัวกลางทำให้เกิด
คลื่นขึ้น คลื่นจะเคลื่อนที่ออกจากแหล่งกำเนิด โดยมีทิศทาง

การเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงด้วยอัตราเร็วคงที่

อัตราเร็วของอนุภาคตัวกลาง

เป็นการเคลื่อนที่แบบซิมเปิลฮาร์มอนิก โดนสั่นซ้ำรอยเดิมรอบ
แนวสมดุล ไม่ว่าจะเป็นคลื่นกลชนิดตามขวางหรือตามยาว

1.อัตราเร็วที่สันคลื่นกับท้องคลื่น เป็นศูนย์



2.อัตราเร็วอนุภาคขณะผ่านแนวสมดุล มีอัตราเร็วมากที่สุด

3.อัตราเร็วอนุภาคขณะมีการกระจัด y ใดๆ จากแนวสมดุล

18

อัตราเร็วคลื่นในน้ำ

ขึ้นกับความลึกของน้ำ ถ้าให้น้ำลึก d จะได้ความสัมพันธ์

อัตราเร็วคลื่นในเส้นเชือก

ขึ้นอยู่กับแรงตึงเชือก (T) และค่าคงตัวของเชือก (u)
ซึ่งเป็นค่ามวลต่อความยาวเชือก

19

การบอกตำแหน่งของการเคลื่อนที่
แบบคลื่น

เฟส คือ การเรียกตำแหน่งบนคลื่น โดยมีความสัมพันธ์
กับการกระจัดของการเคลื่อนที่ของคลื่น





ณ ตำแหน่งสันคลื่นจะมีเฟสส่วนท้องคลื่นมีเฟส
ณ ตำแหน่งที่กำลังเคลื่อนที่ขึ้นจากแนวสมดุลจะมีเฟสหรือ
ส่วนตำแหน่งที่กำลังเคลื่อนที่ลงจากแนวสมดุลจะมีเฟส
จุด 2 จุดบนคลื่น เมื่ออยู่ห่างกันจะมีเฟสต่างกันหรือเรเดียน
อนุภาคในตัวกลาง เมื่อมีคลื่นเคลื่อนที่ผ่านจะทำให้อนุภาคนั้น

มีเฟสเปลี่ยนแปลงไป

เฟสตรงกัน

หมายถึง จุด 2 จุดบนคลื่นที่มีการกระจัดเท่ากัน และลักษณะการสั่น
ไปทางเดียวกัน ซึ่งอาจมีลักษณะได้ดังนี้
1.จุดทั้งสองมีระยะห่างกัน
2.จุดทั้งสองมีเฟสต่างกัน
3.จุดทั้งสองมีเวลาต่างกัน

20

เฟสตรงข้ามกัน

หมายถึง จุด 2 จุดบนคลื่นที่มีการกระจัดเท่ากัน แต่มีตำแหน่งและ
ทิศทางการสั่นตรงข้ามกัน ซึ่งอาจมีลักษณะดังนี้

ความต่างเฟส

21

การหักเหของคลื่น

เมื่อคลื่นเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางต่างชนิดกัน จะทำให้ความเร็วของคลื่น
และความยาวของคลื่นเปลี่ยนแปลงแต่ความถี่คงเดิม

กฎการหักเห

1.ทิศทางคลื่นตกกระทบเส้นแนวเส้นฉาก
และทิศทางคลื่นหักเหอยู่ในระนาบเดียวกัน
2.อัตราส่วนของค่า sine ของมุมตกกระทบต่อค่า sine
ของมุมหักเหสำหรับตัวกลางคู่หนึ่งๆจะมีค่าคงที่เสมอ

22

ลักษณะการหักเหของคลื่นผิวน้ำ
1. คลื่นเคลื่อนที่จากน้ำตื้น(v น้อย ,θน้อย) สู่น้ำลึก (v มาก ,θมาก)

ทิศทางคลื่นหักเหจะเบนออกจากเส้นแนวฉาก
2. คลื่นเคลื่อนที่จากน้ำลึก(v มาก ,θมาก) สู่น้ำตื้น (v น้อย ,θน้อย)

ทิศทางคลื่นหักเหจะเบนเข้าหาเส้นแนวฉาก



มุมวิกฤตและการสะท้อนกลับหมด
เมื่อคลื่นผิวน้ำเคลื่อนที่จากบริเวณน้ำตื้นเข้าสู่บริเวณน้ำลึกจะทำให้เิ
กดการหักเหโดยทิศทางคลื่นหักเหจะเบนออกจากแนวเส้น ฉาก ถ้ามุม
หักเหของคลื่นเท่ากับ 90 องสา พอดีมุมตกกระทบนี้เรียกว่า มุม
วิกฤต และถ้ามุมตกกระทบโตกว่ามุมวิกฤตจะเกิดการสะท้อนขึ้นที่รอย
ต่อของตัวกลางทั้งสองเรียกปรากฏการณ์นี้ว่า การสะท้อนกลับหมด

23

การแทรกสอดของคลื่น

เกิดขึ้นจากการที่คลื่นจากแหล่งกาเนิดตั้งแต่ 2 แหล่งกาเนิด
ที่มีความถี่เท่ากันและเฟสตรงกัน (แหล่งกาเนิดอาพันธ์) เดิน

ทางมาพบกัน จะเกิด การแทรกสอด หรือเกิดการรวมกัน
ของคลื่น โดยรวมกันแบบเสริม หรือแบบหักล้างกัน

แหล่งกำเนิดอาพันธ์ แหล่งกาเนิดคลื่นตั้งแต่2 แหล่งขึ้นไปที่
ให้คลื่นออกมามีลักษณะเหมือนกันทุกประการ คือ ความถี่ที่

เท่ากัน มีเฟสต่างกันคงที่

จุด เป็นตำแหน่งที่สั่นคลื่นจากแหล่งกำเนิด S1,S2 พบกัน
ผิวน้ำจะนูนมากที่สุด

จุด เป็นตำแหน่งที่ท้องคลื่นจากแหล่งกำเนิด S1,S2 พบกัน
ผิวน้ำจะเว้าลงมากที่สุด

จุด เป็นตำแหน่งที่ท้องคลื่นพบกับสันคลื่น น้ำจะกระเพื่อม
น้อยที่สุดหรือไม่กระเพื่อมเลย

24

แนวปฏิบัพ คือ แนวที่ลากผ่านจุด หรือจุด A0,A1,A2,...
ซึ่งเป็นตำแหน่งที่มีการแทรกสอดแบบเสริมกัน

แนวบัพ คือ แนวที่ลากผ่านจุด N1,N2,N3,... ซึ่งเป็น
ตำแหน่งที่มีการแทรกสอดแบบหักล้างกัน

กำหนดให้ A คือแนวการแทรกสอดแบบเสริม "ปฏิบัพ"
N คือแนวการแทรกสอดแบบหักล้าง "บัพ"
An คือแนวเสริมที่ n
Nn คือแนวหักล้างที่ n
P,Q อยู่บนแนวเสริมและหักล้างใดๆ

25

การเลี้ยวเบนของคลื่น

เมื่อคลื่นเคลื่อนที่ผ่านสิ่งขีดขวาง คลื่นส่วนที่กระทบสิ่ง
กีดขวางจะสะท้อนกลับคลื่นบางส่วนที่ผ่านไปได้จะสามารถแผ่
จากขอบของสิ่งกีดขวางเข้าไปทางด้านหลังของสิ่งขวางนั้น

คล้ายกับคลื่นเคลื่อนที่อ้อมผ่านสิ่งกีดขวางนั้นได้ เรียก
ปรากฏการณ์นี้ว่า การเลี้ยวเบนของคลื่น

แต่ละจุดบนหน้าคลื่น ถือได้ว่าเป็นแหล่งกำเนิดใหม่ ที่กำเนิด
คื่น ซึ่งเคลื่อนที่ออกไปทุกทิศทุกทางด้วยอัตราเร็วเท่ากับ
อัตราเร็วของคลื่นเดิมนั้น

26

การเลี้ยวเบนของคลื่นน้ำผ่าน
ช่องเดี่ยว

เมื่อคลื่นน้ำหน้าตรงตกกระทบสิ่งกีดขวางที่เป็นช่องเดี่ยว
กว้าง d จะเกิดการเลี้ยวเบน คลื่นที่ผ่านช่องเดี่ยวไปได้
นั้นทุกๆจุดจะทำหน้าที่เสมือนเป็นจุดกำเนิดคลื่นกระจาย
คลื่นไปเสริมกันหรือหักล้างกันเกิดเป็นแนวบัพและแนว

ปฏิบัพขึ้น

27

การเลี้ยวเบนของคลื่นน้ำผ่าน
ช่องเปิดคู่

เมื่อคลื่นผิวน้ำหน้าตรงตกกระทบช่องเปิดคู่ ซึ่งมีระยะ
ห่างระหว่างช่องเปิดคู่เป็น d คลื่นที่เลี้ยวเบนผ่านช่อง
เปิดทั้งสองจะมีหน้าคลื่นเป็นรูปวงกลมและเกิดการแทรก
สอดกันเช่นเดียวกับการแทรกสอดของคลื่นวงกลมจาก

แหล่งกำเนิด

2

chemistry

เ เ ก๊ ส
&

ส ม บั ติ เ เ ก๊ ส

28

เเก๊ส

เป็นสถานะอย่างหนึ่งของสสาร

ลักษณะของแก๊สจะไม่มีรูปร่างที่แน่นอน มีแรง
ยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลน้อย ทำให้มีการฟุ้ง
กระจาย เพราะโมเลกุลเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว

และไม่มีทิศทางที่แน่นอน

เมื่อเคลื่อนที่ไปชนกับผนังภาชนะ
จะทำให้เกิดความดัน

29

สมบัติของเเก๊ส

1. แก๊สมีรูปร่างเป็นปริมาตรไม่แน่นอน
เปลี่ยนแปลงไปตามภาชนะที่บรรจุ
เมื่อบรรจุในภาชนะใดก็จะมีรูปร่าง
เป็นปริมาตรตามภาชนะนั้น

2. ถ้าให้แก๊สอยู่ในภาชนะที่เปลี่ยนแปลง
ปริมาตรได้ ปริมาตรของแก๊สจะขึ้นอยู่
กับอุณหภูมิ ความดันและจำนวนโมล

3. สารที่อยู่ในสถานะแก๊สมีความ
หนาแน่นน้อยกว่าเมื่ออยู่ในสถานะ

ของเหลวและของแข็งมาก

4. เนื่องจากแก็สมีแรงยึด
เหนี่ยวระหว่างโมเลกุลน้อยกว่า

ของเหลวและของแข็ง

0330

ปปรระะเเภภททขขอองงเเเเกก๊๊สส

สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภท คือ
แก๊สอุดมคติ (Ideal gas) & แก๊สจริง (Real gas)






แก๊สอุดมคติ (Ideal gas) หรือแก๊สสมบูรณ์
ซึ่งก็คือ แก๊สที่ไม่มีอยู่จริง แต่เป็นสิ่งที่นัก
วิทยาศาสตร์กำหนดขึ้นเพื่ออธิบายสมบัติ
ต่าง ๆ ที่เกี่ยวกับแก๊ส

แก๊สจริง (Real gas) คือ แก๊สที่ไม่เป็นไปตาม
กฎต่าง ๆ ของแก๊สสมบูรณ์ ซึ่งเป็นแก๊สที่มี
อยู่จริงในธรรมชาติ มีแรงยึดเหนี่ยวระหว่าง

โมเลกุลน้อย

31

ตัวแปรที่สำคัญของแก๊ส

ปริมาตรของแก๊ส (Volume ; V)
“ปริมาตรของแก๊ส หมายถึงปริมาตรของภาชนะที่
บรรจุแก๊สนั้น ๆ” หน่วยของปริมาตร คือ ลูกบาศก์
เดซิเมตร , ลูกบาศก์เซนติเมตร , ลูกบาศก์เมตร

อุณหภูมิ (Temperature ; T)
สารที่มีอุณหภูมิเท่ากันแสดงว่ามีระดับความร้อนเท่ากัน

แต่อาจจะมีปริมาตรความร้อนเท่ากันก็ได้ หน่วยของ
อุณหภูมิมีหลายแบบ ขึ้นกับเครื่องมือที่ใช้วัด คือ

องศาเซลเซียส, องศา ฟาเรนไฮด์ และ เคลวิน (K)

ความดัน (Pressure ; P)
แรงกระทำต่อหน่วยพื้นที่ ถ้าแก๊สบรรจุในภาชนะ ความ
ดันของแก๊สจะเกิดจากการที่โมเลกุลของแก๊สเคลื่อนที่
ไปชนผนังภาชนะบรรจุ หน่วยของความดันของแก๊สมี

หลายหน่วย คือ มิลลิเมตรปรอท, ทอรร์ (Torr)
บรรยากาศ (atm), พีเอสไอ (psi)

กฎของบอยล์ 32

(Boyle's law)

ประวัติ

โรเบิร์ต บอยล์ (Robert Boyle)
ค.ศ. 1627 - 1691

มีนักวิทยาศาสตร์หลายกลุ่มพยายาม
ศึกษาเรื่องแก๊ส โรเบิร์ต บอยล์ นัก
วิทยาศาสตร์ ชาวอังกฤษ ก็เป็นคนหนึ่งที่
สนใจศึกษาสมบัติของแก๊สด้วย ในการ
ศึกษาเรื่องแก๊สจะมีตัวแปรที่สำคัญอยู่ 4
ตัวแปร คือความดัน ปริมาตร อุณหภูมิ

และปริมาณของแก๊ส

นิยาม

กล่าวว่า : ที่อุณหภูมิคงที่ ปริมาตรของ
แก๊สที่มีมวลคงที่จำนวนหนึ่งเปลี่ยนไปเป็น
ปฏิภาคผกผันกับความดัน เมื่อ P และ V

คือความดันและปริมาตรของแก๊ส

การทดลอง

โดยการสร้างหลอดแก้วรูปตัวเจที่มีขนาด
ความสูงถึง 12 ฟุต ส่วนปลายที่งอขึ้นมีความสูง

5 ฟุต ปิดทางส่วนปลายไว้ แล้วนำไปติดตั้งไว้
บริเวณบันไดบ้านของเขา จากนั้นจึงเริ่มทำการ
ทดลองโดยการเทปรอทใส่ลงในหลอดแก้ว ในขั้น
ต้นปริมาณปรอทอยู่ในระดับที่เท่ากันทั้ง 2 ข้าง
จากนั้นจึงเทปรอทเข้าไปในส่วนบนแล้วรีบผิดฝา
และทำซ้ำเหมือนเช่นนั้นอีกหลายครั้งจนเห็นได้
ชัดเจนว่าปรอทในข้างที่งอขึ้นมีระดับของปรอท

สูงกว่าอีกด้านหนึ่ง

กฎของชาร์ล 33

(Charles's Law)

ประวัติ

การทดลอง จ๊าค อเล็กซองดร์ เซซา ชาร์ล
(Jacques Alexandre César
Charles, ค.ศ.1746 - 1823)
เราทราบมาแล้วว่าสสารที่อยู่ในสถานะ
แก๊สมีความหนาแน่นน้อย เมื่อ
พิจารณาระยะห่างระหว่างโมเลกุลของ
แก๊สจะมีระยะทางมากกว่าของแข็งและ
ของเหลว ตามลำดับ เมื่อได้รับความ
ร้อนเพิ่มขึ้น แก๊สจะขยายตัวมากกว่า
การขยายตัวของของเหลวและ

ของแข็ง ตามลำดับ




กล่าวว่า : ถ้าความดันคงตัว ปริมาตรของ
แก๊สจะแปรผันตรงกับอุณหภูมิอุณหพลวัต
ของแก๊สนั้น ๆ หรือผลหารของปริมาตรกับ

อุณหภูมิอุณหพลวัตมีค่าคงตัวเสมอ



นิยาม

โดยการทดลองของชาร์ล ได้ศึกษา
ความสัมพันธ์ของปริมาตรแก๊สเมื่อ
อุณหภูมิเปลี่ยนแปลงไป ชาร์ลได้สนใจ
ศึกษาเรื่องแก๊สเนื่องจากในสมัยนั้นมี
การใช้อากาศร้อนทำให้บอลลูนลอยบน
อากาศกำลังเป็นเรื่องที่นิยมและน่าสนใจ
อย่างมาก เป็นเรื่องที่นักวิทยาศาสตร์
ต่างสนใจที่จะทำให้บอลลูนลอยขึ้นไปได้
สูงๆ และลอยได้นานขึ้นจึงมีการพัฒนา
เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของบอลลูนของ

นักวิทยาศาสตร์ต่างๆ

กฎของเกย์-ลูสแซก 34

(Guy-Lussac's law)

ประวัติ

โฌแซ็ฟ หลุยส์ แก-ลูว์ซัก
(Joseph Louis Gay-Lussac)
นักฟิสิกส์และนักเคมีชาวฝรั่งเศส
มีใจความสำคัญคล้ายกฎของ
ชาร์ล คือ ถ้าปริมาตรคงตัว ความ
ดันของแก๊สจะแปรผันตรงกับ
อุณหภูมิอุณหพลวัตของแก๊สนั้น
ๆ หรือผลหารของความดันกับ
อุณหภูมิอุณหพลวัตมีค่าคงตัว

เสมอ

นิยาม กล่าวว่า "ความดันของก๊าซใด ๆ
จะแปรผันโดยตรงกับอุณหภูมิ

เมื่อปริมาตรของก๊าซคงที่"

การทดลอง

ได้ทดลองวัดปริมาตรของก๊าซที่ทำ
ปฏิกิริยาพอดีกันและปริมาตรของ
ก๊าซที่ได้จากปฏิกิริยา ณ อุณหภมิ
และความดันเดียวกัน แล้วสรุปเป็น
กฎการรวมปริมาตรของก๊าซว่า "ใน
ปฏิกิริยาเคมีที่เป็นก๊าซ อัตราส่วน
โดยปริมาตรของก๊าซที่ทำปฏิกิริยา
พอดีกัน และปริมาตรของก๊าซที่เกิด
จากปฏิกิริยาที่อุณหภูมิและความดัน

เดียวกัน จะเป็นเลขจำนวนเต็ม
ลงตัวน้อย ๆ

กฎของอาโวกาโดร 35

( Avogadro's law)

ประวัติ

เคานต์ โลเรนโซ โรมาโน อาเมเดโอ การ์โล
อาโวกาโดร ดี กวาเรญญา เอ แชร์เรโต
นักวิทยาศาสตร์สาขาเคมีชาวอิตาลี เกิดที่

เมืองตูริน ประเทศอิตาลี ผู้ได้รับการ
ยกย่องว่าเป็นผู้สร้างทฤษฎี “โมลาริตี” ที่ว่า

ด้วยน้ำหนักโมเลกุล เลขอาโวกาโดร




เป็นการนำกฎของบอยล์และกฎของ
ชาร์ลมารวมกัน มีผลให้หาปริมาตร
ของแก๊สที่มีจำนวนโมล (หรือมวล)

คงที่ แต่มีการเปลี่ยนแปลงทั้ง
อุณหภูมิและความดันพร้อมกัน

การทดลอง

ที่อุณหภูมิและความดันเดียวกัน แก๊สที่ทีปริ
มาตรเท่ากันจะมีจำนวนโมเลกุลเท่ากัน" ดัง

นั้น ปริมาตรของแก๊สสามารถสื่อไปถึง
จำนวนโมเลกุลและจำนวนโมลของแก๊สใน
ปฏิกิริยาเคมี ถ้าทราบอัตราส่วนอย่างต่ำ

ของแก๊สต่างๆ ในปฏิกิริยาเคมี ก็จะ
สามารถบอกสูตรในปฏิกิริยาเคมีได้

36

กฎรวมเเก๊ส

(Combined gas law)

ซึ่งจากกฎรวมแก๊ส เรา
สามารถเปลี่ยนให้เป็นกฎของ

แก๊สอุดมคติ หรือกฎแก๊ส
สมบูรณ์ โดยอาศัยกฎของอา

โวกาโดร ได้ดังสมการ

กล่าวว่า : เป็นการนำกฎของบอยล์และกฎของ
ชาร์ลมารวมกัน มีผลให้หาปริมาตรของแก๊สที่มี

จำนวนโมล (หรือมวล) คงที่ แต่มีการ
เปลี่ยนแปลงทั้งอุณหภูมิและความดันพร้อมกัน

เมื่อ P คือ ความดันของแก๊ส (atm , mmHg)
V คือ ปริมาตรของแก๊ส (cm3 , dm3)
n คือ จำนวนโมลของแก๊ส (mol)
T คือ อุณหภูมิในหน่วยเคลวิน (K)

R คือ ค่าคงที่ของแก๊ส (0.082058 dm3.atm / mol.K)
M คือ มวลโมเลกุลของแก๊ส (g/mol)
w คือ มวลของแก๊ส (g)

37

แก๊สอุดมคติ

(ideal gas)




ในกฎแก๊สรวมเป็นการศึกษาการเปลี่ยนแปลงสมบัติ
ของแก๊สเกี่ยวกับ ความดัน ปริมาตร และอุณหภูมิ

แต่ยังมีสมบัติที่ควรคำนึงถึงอีกอย่างหนึ่งคือ
ปริมาตรหรือจำนวนโมล(n)ของแก๊สในระบบ จาก
กฎของอาโวกาโดรซึ่งกล่าวไว้ว่า “ที่อุณหภูมิและ
ความดันเดียวกัน แก๊สที่มีปริมาตรเท่ากันจะมีจำนวน
อนุภาคเท่ากัน”นอกจากนี้จำนวนโมลของแก๊ส ยังมี

ความสัมพันธ์โดนตรงกับ จำนวนอนุภาคและ
ปริมาตรของแก๊สอีกด้วย



โดยที่

V เป็นปริมาตรของแก๊ส หน่วยเป็นลูกบาศก์เมตร
P เป็นความดันของแก๊ส หน่วยเป็น atm

T เป็นอุณหภูมิอุณหพลวัต หน่วยเป็นเคลวิน
n เป็นจำนวนโมลของแก๊ส
R เป็นค่าคงตัวแก๊สอุดมคติ

(ประมาณ 8.3145 จูลต่อ (โมล เคลวิน)

38

กฎการแพร่ของเกรแฮม

(Graham , s law of diffusion)

นิยาม
ประวัติ

นักวิทยาศาสตร์ชาวสก๊อต ชื่อโทมัส เกรแฮม
(Thomas Graham) ได้เสนอผลงานที่ได้จาก
การศึกษาเกี่ยวกับอัตราการแพร่ของก๊าซชนิด
ต่าง ๆ และพบว่าการแพร่เป็นสมบัติประจำตัวของ
ก๊าซ ก๊าซชนิดต่างกันส่วนใหญ่จะมีอัตราการแพร่
ไม่เท่ากัน โดยที่อัตราการแพร่ของก๊าซมีส่วน
สัมพันธ์กับมวลโมเลกุล ก๊าซที่มีมวลโมเลกุลมาก
จะแพร่ได้ช้ากว่าก๊าซที่มีมวลโมเลกุลน้อย และ
เนื่องจากมวลโมเลกุลของก๊าซแปรผันโดยตรงกับ
ความหนาแน่น ดังนั้นการแพร่ของก๊าซจึงมีส่วน
สัมพันธ์กับความหนาแน่นด้วย คือก๊าซที่มีความ
หนาแน่นมากกว่าจะแพร่ได้ช้ากว่าก๊าซที่มีความ
หนาแน่นน้อย ภายหลังได้นำมาสรุปเป็นกฎเรียก

ว่ากฎการแพร่ของเกรแฮม




กล่าวว่า : “ ภายใต้อุณหภูมิและ
ความดันเดียวกัน อัตราการแพร่ของ
ก๊าซใด ๆ จะเป็นสัดส่วนผกผัน กับ

รากที่สองของมวลโมเลกุล หรือ
ความหนาแน่นของก๊าซ”

อัตราเร็วของการเเพร่ของเเก๊ส
จะเเปรผกผันกับ มวลโมเลกุล คือ
– มวลโมเลกุลมาก –> เคลื่อนที่ได้ช้า
– มวลโมเลกุลน้อย –> เคลื่อนที่ได้เร็ว

39

กฎความดันย่อยของดอลตัน

(Dalton's Law)

เมื่อผสมแก๊สอุดมคติสองชนิด A และ B ซึ่งไม่ทำปฏิกิริยา
เคมีต่อกันไว้ในภาชนะปริมาตร V ที่อุณหภูมิคงตัวอันหนึ่ง
แก๊สทั้งสองผสมเข้ากันดีเป็นสารผสมเอกพันธุ์ ทั้งแก๊ส A
และแก๊ส B ต่างมีความดันภายในภาชนะนั้นเหมือนว่ามันอยู่
ตามลำพังโดยไม่มีอีกแก๊สหนึ่งอยู่ด้วย ความดันของแต่ละ
แก๊สในแก๊สผสมเช่นนี้เรียกว่า ความดันย่อย กฎความดัน

ย่อยของดอลตัน

นิยาม

กล่าวว่า : ความดันรวมของแก๊สผสมที่ไม่ทำปฏิกิริยาเคมีต่อกันจะเท่ากับผลรวม
ของความ ย่อยของแก๊สต่างๆ ที่เป็นองค์ประกอบของแก๊สผสมนั้นๆ” จะได้ว่า

ความดันรวม = ผลรวมของความดันย่อย

3

บรรณานุกรม

ชีววิทยา

การลำเลียงสารในพืช. (ออนไลน์). (2564).
สืบค้นจาก : https://ngthai.com/science/33440

(วันที่สืบค้น : 8 กันยายน 2565)

การลำเลียงน้ำของพืช. (ออนไลน์). (2559).
สืบค้นจาก : https://www.slideshare.net/somycha

(วันที่สืบค้น : 8 กันยายน 2565)

การลำเลียงอาหารของพืช. (ออนไลน์). (2564).
สืบค้นจาก : https://ngthai.com/science/33440

(วันที่สืบค้น : 8 กันยายน 2565)

สารอาหาร. (ออนไลน์). (2563).
สืบค้นจาก : https://www.kasetsomboon.com

(วันที่สืบค้น 9 กันยายน 2565)

ฟิสิกส์

คลื่นกล (Mechanical wave). (ออนไลน์). (2560).
สืบค้นจาก : https://www.scimath.org
(วันที่สืบค้น : 17 กันยายน 2565)