เอกสารประกอบการสอนเครืองยนต์สันดาปภายใน

148 แผนการสอน หน่วยที่ 6 วิชา งานสันดาปภายใน สอนคร้ังที่8 หน้า 2 ชื่อหน่วยวัฎจักรคาร์โนต์ (Carnot Cyle) จ านวน 3 ชวั่ โมง กระบวนการ 1-2 เป็ นการขยายตัวแบบไอโซเทอร์มอล งานที่ท า 1W2 = P1 V1 ln = mRT1 ln …………….. 1 จาก Q = U + W ; U = 0 ดงัน้นั1Q2 = W 1Q2 = mRT1 ln ……………... 2 กระบวนการ 2-3 ขยายตัวแบบอะเดียบาติก งานที่ท า W2 = = ……………… 3 Q = U + W ; Q = 0 U = -W กระบวนการ 3-4 การอัดตัวแบบไอโซเทอร์มอล งานที่ท า 3W4 = P3 V3 ln = -P3 V3 ln ……………….. 4 = -mRT3 ln ความร้อน 3Q4 = 3W4 = mRT3 ln ……………..... 5 กระบวนการ 4-1 การอัดตัวแบบอะเดียบาติก งานที่ท า 4W1 = = = งานสุทธิที่ได้ครบวัฎจักร W = 1W2+ 2W3+ 3W4+ 4W1 W = mRT1 ln = = = -mRT3 ln = จากกระบวนการไอโซเทอร์มอล T1 = T2 และ T3 = T4 ดงัน้นั W = mRT1 ln = -mRT3 ln …………………… 6

149 แผนการสอน หน่วยที่ 6 วิชา งานสันดาปภายใน สอนคร้ังที่8 หน้า 3 ชื่อหน่วยวัฎจักรคาร์โนต์ (Carnot Cyle) จ านวน 3 ชวั่ โมง ส าหรับกระบวนการ 1-4 ไดว้า่ = ……………….. 7 ส าหรับกระบวนการ 2-3 ไดว้า่ = ………………. 8 จากสูตร T1= T2 ; T3 = T4 = จากสมการ 7 และ 8 = = หรือ = …………………. 9 จากสมการ 5 แทนในสมการ 6 W = . …………………. 10 ประสิทธิภาพทางความร้อน th th = = = = = 1- จาก = th = 1 - th = 1 - ……………………….. 11

150 แผนการสอน หน่วยที่ 6 วิชา งานสันดาปภายใน สอนคร้ังที่8 หน้า 4 ชื่อหน่วยวัฎจักรคาร์โนต์ (Carnot Cyle) จ านวน 3 ชวั่ โมง ตัวอย่างที่ 1 วฎัจกัรคาร์โนต์มีขีดจา กดัอุณหภูมิของวฎัจกัรคือ 260 o C กบั21 o C จงหา ประสิทฺภาพทางความ ร้อนของวฎัจกัร กา หนดให้ = 1.4 qin TH = 2 3 1 4 Wnet qout TL = S = S = P V 2 3 1 4 qin qout TL TH T S a b S= S= ( ) P-V ( ) T-Sวิธีท า T1 = T2 = 260 + 273.2 = 533.2 K T3 = T4 = 21 + 273.2 = 294.2 K = 1.4 หาประสิทธิภาพ th th = = = 0.448 หรือ = 44.8

151 แผนการสอน หน่วยที่ 6 วิชา งานสันดาปภายใน สอนคร้ังที่8 หน้า 5 ชื่อหน่วยวัฎจักรคาร์โนต์ (Carnot Cyle) จ านวน 3 ชวั่ โมง แบบฝึ กหัด 1.กลวัตรของเครื่องยนต์ชนิดหนึ่งที่ให้ประสิทธิภาพเชิงความร้อนสูงที่สุด ถา้อุณหภูมิระหวา่งแหล่งเก็บ ความร้อนท้งัสองเป็น 800 o C และ 15 o C ตามลา ดบัจงคา นวณหาประสิทธิภาพเชิงความร้อนกลวตัรน้นั (73.2 %) วิธีท า จากสูตร th = = = 0.731 หรือ = 73.1 % 2. ใน Air Standard Carnot Cycle ได้รับความร้อน 100 kJ/kg ที่อุณหภูมิ 1200 K และความร้อนคาย ออกที่อุณหภูมิ 300 K ความดนัต่า สุดของกลวตัรมีค่าเท่ากบั0.1 Mpa สมมติวา่ความจุความร้อนจุเพาะ ของอากาศที่มีค่าคงที่ของกลวตัรจงหาประสิทธิภาพเชิงความร้อนของกลวตัรน้ี(75%) วิธีท า จากสูตร th = = = 0.75 หรือ = 75 %

152 บันทกึผลหลงัการจัดการเรียนรู้แบบมุ่งเน้นสมรรถนะอาชีพและบูรณาการตามหลกัปรัชญาของเศรษฐกจิ พอเพียง/ ผล 5 มิติ / นโยบาย 3 D และ 11 ดี 11 เก่ง รายการ ระดับการปฏิบัติ 5 4 3 2 1 ด้านการเตรียมการสอน 1.จดัหน่วยการเรียนรู้ไดส้อดคลอ้งกบัวตัถุประสงคก์ารเรียนรู้ 2.กา หนดเกณฑก์ารประเมินครอบคลุมท้งัดา้นความรู้ด้านทักษะ และด้านจิตพิสัย 3. เตรียมวัสดุ-อุปกรณ์สื่อ นวตักรรม กิจกรรมตามแผนการจดัการเรียนรู้ก่อนเขา้สอน ด้านการจัดกจิกรรมการเรียนรู้ 4. มีวธิีการนา เขา้สู่บทเรียนที่น่าสนใจ 5. มีกิจกรรมที่หลากหลายเพื่อช่วยใหผ้เู้รียนเกิดการเรียนรู้ความเขา้ใจ 6.จดักิจกรรมที่ส่งเสริมให้ผู้เรียนค้นคว้าเพื่อหาค าตอบด้วยตนเอง 7. นกัเรียนมีส่วนร่วมในการจดักิจกรรมการเรียนรู้ 8.จดักิจกรรมที่เนน้กระบวนการคิด (คิดวเิคราะห์คิดสังเคราะห์คิดสร้างสรรค์) 9.กระตุน้ ใหผ้เู้รียนแสดงความคิดเห็นอยา่งเสรี 10. จดักิจกรรมการเรียนรู้ที่เชื่อมโยงกบัชีวิตจริงโดยนา ภูมิปัญญา/บูรณาการเขา้มามีส่วนร่วม 11.จดักิจกรรมโดยสอดแทรกคุณธรรม จริยธรรม 12. มีการเสริมแรงเมื่อนักเรียนปฏิบัติ หรือตอบถูกต้อง 13. มอบหมายงานให้เหมาะสมตามศักยภาพของผู้เรียน 14. เอาใจใส่ดูแลผเู้รียน อยา่งทวั่ถึง 15. ใชเ้วลาสอนเหมาะสมกบัเวลาที่กา หนด ด้านสื่อ นวตักรรม แหล่งการเรียนรู้ 16. ใชส้ื่อที่เหมาะสมกบักิจกรรมและศกัยภาพของผเู้รียน 17. ใชส้ื่อแหล่งการเรียนรู้อยา่งหลากหลายเช่น บุคคล สถานที่ของจริง เอกสาร สื่ออิเล็กทรอนิกส์ และอินเทอร์เน็ต เป็ นต้น ด้านการวัดและประเมินผล 18.ผเู้รียนมีส่วนร่วมในการกา หนดเกณฑก์ารวดัและประเมินผล 19. ประเมินผลอยา่งหลากหลายและครบท้งัดา้นความรู้ทักษะ และจิตพิสัย 20. ครูผเู้รียน ผปู้กครอง หรือผทู้ี่เกี่ยวขอ้งมีส่วนร่วม ในการประเมิน หมายเหตุระดับการปฏิบัติ5= ปฏิบัติดีเยี่ยม 4= ปฏิบัติดี 3= ปฏิบัติพอใช้ 2 =ควรปรับปรุง 1 = ไม่มีการปฏิบตัิ รวม ค่าเฉลี่ย

153 บันทึกหลังสอน ปัญหา และแนวทางแก้ปัญหา ปัญหาที่พบ แนวทางแก้ปัญหา ด้านการเตรียมการสอน …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. ……………………………………………………. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. ด้านการจัดกจิกรรมการเรียนรู้ …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. ด้านสื่อ นวตักรรม แหล่งการเรียนรู้ …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. ด้านการวัดและประเมินผล …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. ด้านอื่นๆ (โปรดระบุเป็ นข้อๆ) …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. ลงชื่อ ........................................................................ครูผู้สอน (....................................................................) ตา แหน่ง ....................................................................... ............../.................................../...................

154 บันทึกการนิเทศและติดตาม วัน-เดือน-ปี เวลา รายการนิเทศและติดตาม ชื่อ-สกุล ผู้นิเทศ ต าแหน่ง

140 สัปดาห์ที่ 8 แผนบทเรียน เรื่อง วัฎจักรคาร์โนต์ (Carnot Cycle)

141 แผนการจัดการเรียนรู้แบบม่งเน้นสมรรถนะอาชีพุ และบูรณาการตามหลักปรัชญาของเศรษฐกิจพอเพียง / ผล 5 มิติ / นโยบาย 3 D และ 11 ดี 11 เก่ง วิชา งานสันดาปภายใน ชื่อหน่วย วัฎจักรคาร์โนต์ (Carnot Cycle) รหัสวิชา 30137-1001 หน่วยที่ 6 ชื่อเรื่องวฎจักรคาร์โนต์ ั (Carnot Cycle) จ านวน 3 ชั่วโมง 1. สาระส าคัญ 1. วัฎจักรคาร์โนต์ เป็ น วัฎจักรที่ให้ประสิทธิภาพเชิงความร้อนสูงกวาวัฎจักรอื่น ๆ ถ้าวั ่ ฎจักร เหล่านั้นท างานในช่วงอุณหภูมิเดียวกนวัฎจักรคาร์โนต์ เป็ นวัฎจักรพื ั้นฐานของเครื่องยนต์ความร้อนทุกแบบ ทุกชนิดสารตัวกลางที่ใช้ในวัฎจักรคาร์โนต์ อาจเป็ นก๊าซอุดมคติ หรือของไหลชนิดอื่น ๆ ก็ได้ วัฎจักรคาร์โนต์จะประกอบด้วย 4 กระบวนการ 2. สมรรถนะประจ าหน่วยการเรียนรู้ 1.สามารถอธิบายความหมายของวัฎจักรคาร์โนต์ได้อยางถูกต้อง ่ 2.สามารถค านวณหาค่าความร้อนของวัฎจักรได้อยางถูกต้อง ่ 3.สามารถค านวณหาค่างานของวัฎจักรได้อยางถูกต้อง ่ 4.สามารถค านวณหาค่าประสิทธิภาพของวัฎจักรได้อยางถูกต้อง ่ 5.มีความรับผิดชอบ ตามงานที่มอบหมาย (บูรณาการปรัชญาเศรษฐกิจพอเพียง) 3. จุดประสงค์การเรียนรู้ 3.1 จุดประสงค์ทั่วไป 1.สามารถอธิบายความหมายของวัฎจักรคาร์โนต์ได้อยางถูกต้อง ่ 2.สามารถค านวณหาค่าความร้อนของวัฎจักรได้อยางถูกต้อง ่ 3.สามารถค านวณหาค่างานของวัฎจักรได้อยางถูกต้อง ่ 4.สามารถค านวณหาค่าประสิทธิภาพของวัฎจักรได้อยางถูกต้อง ่ 5.มีความรับผิดชอบ ตามงานที่มอบหมาย (บูรณาการปรัชญาเศรษฐกิจพอเพียง)

142 3.2 จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม 1.นกัศึกษาสามารถคา นวณหาค่าความร้อนที่ถ่ายเทของวฎัจกัรไดอ้ยา่งถูกตอ้ง 2.นกัศึกษาสามารถคา นวณหาค่างานของวฎัจกัรไดอ้ยา่งถูกต้อง 3.นกัศึกษาสามารถคา นวณหาค่าประสิทธิภาพของวฎัจกัรไดอ้ยา่งถูกตอ้ง 4.นักศึกษามีความรับผิดชอบ ตามงานที่มอบหมาย (บูรณาการปรัชญาเศรษฐกิจพอเพียง) 4. หัวข้อเรื่อง/เนื้อหาสาระการสอน/การเรียนรู้ 4.1 ด้านความรู้ -วัฎจักรคาร์โนต์ (Carnot Cycle) 4.2 ด้านทักษะหรือปฏิบัติ - การค านวณหาค่าปริมาณความร้อน - การค านวณหางาน - การค านวณหาค่าประสิทธิภาพ 4.3 ด้านคุณธรรม/จริยธรรม/จรรยาบรรณ/บูรณาการเศรษฐกจิพอเพยีง - ความมีวินัย : การแต่งกาย, การตรงต่อเวลา - ความรับผิดชอบ : ท างานเสร็จทันตามเวลาที่กา หนด - ความสนใจใฝ่ รู้ : มีความสนใจในการหาความรู้เพิ่มเติม , การกระตือรือร้นที่จะเรียนรู้ - ความมีมนุษยสัมพันธ์ : ยอมรับความคิดเห็นผู้อื่น - ความอดทน อดกล้นั : มีสติควบคุมอารมณ์ได้ดี - ความซื่อสัตย์สุจริต : ไม่นา ผลงานผู้อื่นมาแอบอ้างเป็ นของตน - การประหยัด : ใชว้สัดุที่เหมาะสมกบังาน , ปิดไฟฟ้า ทุกคร้ังที่เลิกใช้ - ความกตัญญูกตเวที : อาสาช่วยเหลือและถือของช่วยครู–อาจารย์

143 5. กิจกรรมการเรียนการสอนหรือการเรียนรู้ ข้ันตอนการสอนหรือกจิกรรมครูขั้นตอนการเรียนหรือกจิกรรมของผู้เรียน ข้ันน าเข้าสู่บทเรียน (10 นาที ) 1. นักเรียนรู้จักวัฎจักรคาร์โนต์ (Carnot Cycle) หรือไม่ ใช้ท าอะไร ขั้นการสอน (2 ชวั่ โมง ) 1. ครูอธิบายสูตรของวัฎจักรคาร์โนต์ (Carnot Cycle) 2. ครูสาธิตตวัอยา่ง 1.1 3. ครูเปิ ดโอกาสให้ชักถามข้อสงสัย ขั้นพยายาม (20 นาที) 1. ครูให้ท าแบบฝึ กหัด 2 ข้อ ข้ันสรุป ( 50 นาที ) 1. ครูใหส้ ่งแบบฝึกหดั 2. ครูเฉลยแบบฝึ กหัด 3. ครูสรุปเน้ือหาเพิ่มเติม 1. ผเู้รียนท้งัช้นัแสดงความคิดเห็นตาม หัวข้อที่ครูชักถาม 1. ผเู้รียนท้งัหมดต้งัใจฟังการบรรยาย 2. ผเู้รียน ต้งัใจฟังการบรรยายและจดบันทึก เน้ือหาจากคา บรรยายใส่สมุด 3. ผู้เรียนชักถามข้อสงสัย 1. ผู้เรียนน าแบบฝึ กหัด 2 ข้อ 1. ผเู้รียนทา แบบฝึกหดัส่ง 2. ผู้เรียนทราบเฉลย 3. ผเู้รียนท้งัหมดต้งัใจฟัง

144 6. สื่อการเรียนการสอน/การเรียนรู้ 6.1 สื่อสิ่งพิมพ์ 1. หนังสืองานสันดาปภายใน 2. เอกสารประกอบการสอน 3. แบบฝึ กหัด 2 ข้อ 6.2 สื่อโสตทัศน์ - 6.3 สื่อของจริง - 7. แหล่งการเรียนการสอน/การเรียนรู้ 7.1 ภายในสถานศึกษา 1. ตึกวิทยบริการ 2. หอ้งสมุดชมรมวชิาชีพช่างยนต์ 3. ห้อง Internet ช่างยนต์ 7.2 ภายนอกสถานศึกษา 1. ห้องสมุดมหาวิทยาลัยมหาสารคาม 2. ห้องสมุดมหาวิทยาลัยราชภัฎมหาสารคาม 3. ร้าน Internet 8. งานที่มอบหมาย 8.1 ก่อนเรียน - 8.2 ขณะเรียน - ให้ผู้เรียนจดค าอธิบาย ประกอบการบรรยายของครู - ให้ผู้เรียนท าแบบฝึ กหัด 8.3 หลังเรียน - ให้ผู้เรียนเฉลยแบบฝึ กหัด - ให้ผู้เรียนไปศึกษา เรื่อง กฎของเทอร์โมไดนามิกส์มาล่วงหนา้

145 9. ผลงาน/ชิ้นงาน ทเี่กดิจากการเรียนรู้ของผู้เรียน - 10. เอกสารอ้างอิง ชนะชัย กสิภาร์. เครื่องยนต์สันดาปภายใน. พิมพ์ครั้งที่8, กรุงเทพฯ: โรงพิมพ์ชวนพิมพ์ มนตรีพิรุณเกษตร. เทอร์โมไดนามิกส์.พิมพ์ครั้งที่2, กรุงเทพฯ: วิทย์พัฒน์ รุ่งสุรีย์ใจเขื่อนแกว้. เครื่องยนต์สันดาปภายในและภายนอก. พิมพ์ครั้งที่7,กรุงเทพฯ: ซีเอด็ยูเคชั่น วินิจ นิวาศะบุตร.การวิเคราะห์การสันดาป. พิมพ์ครั้งที่7,กรุงเทพฯ: โรงพิมพ์เจริญธรรม,2527 11. การบูรณาการ/ความสัมพนัธ ์ กบัรายวชิาอน ื่ วิชา เทอร์โมไดนามิกส์ เรื่อง กฎทางเทอร์โมไดนามิกส์ 12. หลักการประเมินผลการเรียน 12.1 ก่อนเรียน - สังเกตจากค าถาม ของผู้เรียน 12.2 ขณะเรียน - สังเกตจากค าถาม ของผู้เรียน 12.3 หลังเรียน - แบบฝึ กหัด 13. รายละเอียดการประเมินผลการเรียน 13.1 คะแนนระหว่างภาคเรียน ร้อยละ 80 ได้จาก - ผลจากแบบทดสอบหลังเรียน ร้อยละ 20 - ผลจากใบงาน ร้อยละ 20 - ผลจากการปฏิบตัิงานกลุ่ม ร้อยละ 30 - ผลจากแบบฝึ กหัด ร้อยละ 10 13.2 คะแนนคุณธรรมและ จริยธรรม ร้อยละ 20 ได้จาก - ความตรงต่อเวลา ร้อยละ 5 - ความมีระเบียบ วินัย ร้อยละ 5 - ความรับผิดชอบ ร้อยละ 5 - ความซื่อสัตย์ ร้อยละ 5

146 การประเมินผล น าคะแนนที่ได้จากการวัดผลมาประเมิน โดยยึดหลักเกณฑ์การประเมินผลของ วทิยาลยัเทคนิคมหาสารคาม ซ่ึงกา หนดดงัน้ี อัตราคะแนน ระดับคะแนน 80 – 100 4.0 75 – 79 3.5 70 – 74 3.0 65 – 69 2.5 60 – 64 2.0 55 – 59 1.5 50 – 54 1.0 0 – 49 0

147 แผนการสอน หน่วยที่ 6 วิชา งานสันดาปภายใน สอนคร้ังที่8 หน้า 1 ชื่อหน่วยวัฎจักรคาร์โนต์ (Carnot Cyle) จ านวน 3 ชวั่ โมง วัฏจักรของคาร์ไนต์ (Carnot Cycle) Nicelas leonend Sodi Carnot เป็นวิทศวกรชาวฝรั่งเศสคนแรกที่ประยกุตก์ฎขอ้ที่ 2 ของเทอร์โม ไดนามิกส์ เข้ากบัหลกัการทางเครื่องจกัรกลในปีค.ศ. 1824 นบัจากน้นั ไดม้ีการปรับปรุงและเปลี่ยนแปลง เทคโนโลยีเครื่องจักรความร้อนเรื่อยมาจนถึงปัจจุบัน หลักของคาร์ไนต์แสดงให้เห็นว่า เครื่องจักรความร้อนประเภท Reversobble engines จะมี ประสิทธิภาพสูงสุดถา้มีแหล่งรับความร้อนที่มีอุณหภูมิสูงที่สุด และมีที่ถ่ายเทความร้อนอุณหภูมิต่า ที่สุด หรืออาจกล่าวอีกนยัหน่ึงวา่ ประสิทธิภาพเชิงความร้อนของวฏัจกัรคาร์ไนตข์้ึนอยกู่บัความแตกต่างระหวา่ง อุณหภูมิของแหล่งรับและถ่ายเทความร้อน เขาจึงจา ลองวฏัจกัรโดยกา หนดให้การรับและถ่ายเทความร้อน เป็นแบบ isothermal ส่วนอีกสองกระบวนการเปลี่ยนแปลงเป็นการอดัและขยายตวัแบบ isentroplc โดยมี ลา ดบัการเลือกกระบวนการเปลี่ยนแปลงในวฏัจกัรดงัน้ี qin TH = 2 3 1 4 Wnet qout TL = S = S = P V 2 3 1 4 qin qout TL TH T S a b S= S= ( ) P-V ( ) T-Sพิจารณา P – V ไดอะแกรม

148 แผนการสอน หน่วยที่ 6 วิชา งานสันดาปภายใน สอนคร้ังที่8 หน้า 2 ชื่อหน่วยวัฎจักรคาร์โนต์ (Carnot Cyle) จ านวน 3 ชวั่ โมง กระบวนการ 1-2 เป็ นการขยายตัวแบบไอโซเทอร์มอล งานที่ท า 1W2 = P1 V1 ln = mRT1 ln …………….. 1 จาก Q = U + W ; U = 0 ดงัน้นั1Q2 = W 1Q2 = mRT1 ln ……………... 2 กระบวนการ 2-3 ขยายตัวแบบอะเดียบาติก งานที่ท า W2 = = ……………… 3 Q = U + W ; Q = 0 U = -W กระบวนการ 3-4 การอัดตัวแบบไอโซเทอร์มอล งานที่ท า 3W4 = P3 V3 ln = -P3 V3 ln ……………….. 4 = -mRT3 ln ความร้อน 3Q4 = 3W4 = mRT3 ln ……………..... 5 กระบวนการ 4-1 การอัดตัวแบบอะเดียบาติก งานที่ท า 4W1 = = = งานสุทธิที่ได้ครบวัฎจักร W = 1W2+ 2W3+ 3W4+ 4W1 W = mRT1 ln = = = -mRT3 ln = จากกระบวนการไอโซเทอร์มอล T1 = T2 และ T3 = T4 ดงัน้นั W = mRT1 ln = -mRT3 ln …………………… 6

149 แผนการสอน หน่วยที่ 6 วิชา งานสันดาปภายใน สอนคร้ังที่8 หน้า 3 ชื่อหน่วยวัฎจักรคาร์โนต์ (Carnot Cyle) จ านวน 3 ชวั่ โมง ส าหรับกระบวนการ 1-4 ไดว้า่ = ……………….. 7 ส าหรับกระบวนการ 2-3 ไดว้า่ = ………………. 8 จากสูตร T1= T2 ; T3 = T4 = จากสมการ 7 และ 8 = = หรือ = …………………. 9 จากสมการ 5 แทนในสมการ 6 W = . …………………. 10 ประสิทธิภาพทางความร้อน th th = = = = = 1- จาก = th = 1 - th = 1 - ……………………….. 11

150 แผนการสอน หน่วยที่ 6 วิชา งานสันดาปภายใน สอนคร้ังที่8 หน้า 4 ชื่อหน่วยวัฎจักรคาร์โนต์ (Carnot Cyle) จ านวน 3 ชวั่ โมง ตัวอย่างที่ 1 วฎัจกัรคาร์โนต์มีขีดจา กดัอุณหภูมิของวฎัจกัรคือ 260 o C กบั21 o C จงหา ประสิทฺภาพทางความ ร้อนของวฎัจกัร กา หนดให้ = 1.4 qin TH = 2 3 1 4 Wnet qout TL = S = S = P V 2 3 1 4 qin qout TL TH T S a b S= S= ( ) P-V ( ) T-Sวิธีท า T1 = T2 = 260 + 273.2 = 533.2 K T3 = T4 = 21 + 273.2 = 294.2 K = 1.4 หาประสิทธิภาพ th th = = = 0.448 หรือ = 44.8

151 แผนการสอน หน่วยที่ 6 วิชา งานสันดาปภายใน สอนคร้ังที่8 หน้า 5 ชื่อหน่วยวัฎจักรคาร์โนต์ (Carnot Cyle) จ านวน 3 ชวั่ โมง แบบฝึ กหัด 1.กลวัตรของเครื่องยนต์ชนิดหนึ่งที่ให้ประสิทธิภาพเชิงความร้อนสูงที่สุด ถา้อุณหภูมิระหวา่งแหล่งเก็บ ความร้อนท้งัสองเป็น 800 o C และ 15 o C ตามลา ดบัจงคา นวณหาประสิทธิภาพเชิงความร้อนกลวตัรน้นั (73.2 %) วิธีท า จากสูตร th = = = 0.731 หรือ = 73.1 % 2. ใน Air Standard Carnot Cycle ได้รับความร้อน 100 kJ/kg ที่อุณหภูมิ 1200 K และความร้อนคาย ออกที่อุณหภูมิ 300 K ความดนัต่า สุดของกลวตัรมีค่าเท่ากบั0.1 Mpa สมมติวา่ความจุความร้อนจุเพาะ ของอากาศที่มีค่าคงที่ของกลวตัรจงหาประสิทธิภาพเชิงความร้อนของกลวตัรน้ี(75%) วิธีท า จากสูตร th = = = 0.75 หรือ = 75 %

152 บันทกึผลหลงัการจัดการเรียนรู้แบบมุ่งเน้นสมรรถนะอาชีพและบูรณาการตามหลกัปรัชญาของเศรษฐกจิ พอเพียง/ ผล 5 มิติ / นโยบาย 3 D และ 11 ดี 11 เก่ง รายการ ระดับการปฏิบัติ 5 4 3 2 1 ด้านการเตรียมการสอน 1.จดัหน่วยการเรียนรู้ไดส้อดคลอ้งกบัวตัถุประสงคก์ารเรียนรู้ 2.กา หนดเกณฑก์ารประเมินครอบคลุมท้งัดา้นความรู้ด้านทักษะ และด้านจิตพิสัย 3. เตรียมวัสดุ-อุปกรณ์สื่อ นวตักรรม กิจกรรมตามแผนการจดัการเรียนรู้ก่อนเขา้สอน ด้านการจัดกจิกรรมการเรียนรู้ 4. มีวธิีการนา เขา้สู่บทเรียนที่น่าสนใจ 5. มีกิจกรรมที่หลากหลายเพื่อช่วยใหผ้เู้รียนเกิดการเรียนรู้ความเขา้ใจ 6.จดักิจกรรมที่ส่งเสริมให้ผู้เรียนค้นคว้าเพื่อหาค าตอบด้วยตนเอง 7. นกัเรียนมีส่วนร่วมในการจดักิจกรรมการเรียนรู้ 8.จดักิจกรรมที่เนน้กระบวนการคิด (คิดวเิคราะห์คิดสังเคราะห์คิดสร้างสรรค์) 9.กระตุน้ ใหผ้เู้รียนแสดงความคิดเห็นอยา่งเสรี 10. จดักิจกรรมการเรียนรู้ที่เชื่อมโยงกบัชีวิตจริงโดยนา ภูมิปัญญา/บูรณาการเขา้มามีส่วนร่วม 11.จดักิจกรรมโดยสอดแทรกคุณธรรม จริยธรรม 12. มีการเสริมแรงเมื่อนักเรียนปฏิบัติ หรือตอบถูกต้อง 13. มอบหมายงานให้เหมาะสมตามศักยภาพของผู้เรียน 14. เอาใจใส่ดูแลผเู้รียน อยา่งทวั่ถึง 15. ใชเ้วลาสอนเหมาะสมกบัเวลาที่กา หนด ด้านสื่อ นวตักรรม แหล่งการเรียนรู้ 16. ใชส้ื่อที่เหมาะสมกบักิจกรรมและศกัยภาพของผเู้รียน 17. ใชส้ื่อแหล่งการเรียนรู้อยา่งหลากหลายเช่น บุคคล สถานที่ของจริง เอกสาร สื่ออิเล็กทรอนิกส์ และอินเทอร์เน็ต เป็ นต้น ด้านการวัดและประเมินผล 18.ผเู้รียนมีส่วนร่วมในการกา หนดเกณฑก์ารวดัและประเมินผล 19. ประเมินผลอยา่งหลากหลายและครบท้งัดา้นความรู้ทักษะ และจิตพิสัย 20. ครูผเู้รียน ผปู้กครอง หรือผทู้ี่เกี่ยวขอ้งมีส่วนร่วม ในการประเมิน หมายเหตุระดับการปฏิบัติ5= ปฏิบัติดีเยี่ยม 4= ปฏิบัติดี 3= ปฏิบัติพอใช้ 2 =ควรปรับปรุง 1 = ไม่มีการปฏิบตัิ รวม ค่าเฉลี่ย

153 บันทึกหลังสอน ปัญหา และแนวทางแก้ปัญหา ปัญหาที่พบ แนวทางแก้ปัญหา ด้านการเตรียมการสอน …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. ……………………………………………………. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. ด้านการจัดกจิกรรมการเรียนรู้ …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. ด้านสื่อ นวตักรรม แหล่งการเรียนรู้ …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. ด้านการวัดและประเมินผล …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. ด้านอื่นๆ (โปรดระบุเป็ นข้อๆ) …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. ลงชื่อ ........................................................................ครูผู้สอน (....................................................................) ตา แหน่ง ....................................................................... ............../.................................../...................

154 บันทึกการนิเทศและติดตาม วัน-เดือน-ปี เวลา รายการนิเทศและติดตาม ชื่อ-สกุล ผู้นิเทศ ต าแหน่ง

175 สัปดาห์ที่ 10 หน่วยที่ 7 เรื่อง วัฏจักรอ๊อตโต

176 แผนการจัดการเรียนรู้แบบม่งเน้นสมรรถนะอาชีพุ และบูรณาการตามหลักปรัชญาของเศรษฐกิจพอเพียง / ผล 5 มิติ / นโยบาย 3 D และ 11 ดี 11 เก่ง วิชา งานสันดาปภายใน ชื่อหน่วย วัฏจักรอ๊อตโต รหัสวิชา 30137-1001 หน่วยที่ 7 ชื่อเรื่อง จ านวน 3 ชั่วโมง 7.3 กระบวนการขยายตัวแบบอะเดียบาติก 7.4 กระบวนการคายความร้อนแบบปริมาตรคงที่ 1. สาระส าคัญ 1.กระบวนการขยายตัวแบบแอเดียบาติกเป็ นการวัดก๊าซตามกฎ pv k = cความดันลดลงจาก p3 ไปเป็ น p4 ปริมาตรเพิ่มจาก v3 มาเป็ น v4 อุณหภูมิลดลงจาก T3 ไปเป็ น T4 เอนโทรปี คงที่เท่าเดิมที่ S3 = S4 2.กระบวนการคายความร้อนในแบบปริ มาตรคงที่ ณ ปริ มาตรคงที่ปริ มาตรคงที่เท่าเดิมที่ v4 = v1 ความดันลดลงจาก P4 ไปเป็ น P1 อุณหภูมิลดลงจาก T4 ไปเป็ น T1 เอนโทรปี ลดลงจาก S4 ไปเป็ น S1 2. สมรรถนะประจ าหน่วยการเรียนรู้ 1.อธิบายกระบวนการขายตัวตัวแบบอะเดียบาติกของวัฏจักรอ๊อตโต ได้อยางถูกต้อง ่ 2.อธิบายกระบวนการคายความร้อนในแบบปริมาตรคงที่ของวัฏจักรอ๊อตโต ได้อยางถูกต้อง ่ 3.สามารถค านวณหาค่าความร้อนของวัฎจักรได้อยางถูกต้อง ่ 4.สามารถค านวณหาค่างานของวัฎจักรได้อยางถูกต้อง ่ 5.สามารถค านวณหาค่าประสิทธิภาพของวัฎจักรได้อยางถูกต้อง ่ 6.มีความรับผิดชอบ ตามงานที่มอบหมาย (บูรณาการปรัชญาเศรษฐกิจพอเพียง) 3. จุดประสงค์การเรียนรู้ 3.1 จุดประสงค์ทั่วไป 1.อธิบายกระบวนการขายตัวตัวแบบอะเดียบาติกของวัฏจักรอ๊อตโต ได้อยางถูกต้อง ่ 2.อธิบายกระบวนการคายความร้อนในแบบปริมาตรคงที่ของวัฏจักรอ๊อตโต ได้อยางถูกต้อง ่ 3.สามารถค านวณหาค่าความร้อนของวัฎจักรได้อยางถูกต้อง ่ 4.สามารถค านวณหาค่างานของวัฎจักรได้อยางถูกต้อง ่ 5.สามารถค านวณหาค่าประสิทธิภาพของวัฎจักรได้อยางถูกต้อง ่ 6.มีความรับผิดชอบ ตามงานที่มอบหมาย (บูรณาการปรัชญาเศรษฐกิจพอเพียง)

177 3.2 จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม 1.สามารถค านวณหาความร้อนถ่ายเท่เข้าของวัฏจักรอ๊อตโตไดอ้ยา่งถูกตอ้ง 2.สามารถค านวณหาค่าของงานของวัฏจักรอ๊อตโตไดอ้ยา่งถูกตอ้ง 3.สามารถคา นวณหาค่าประสิทธิภาพของวฎัจกัรไดอ้ยา่งถูกตอ้ง 4.สามารถค านวณหาอตัราส่วนการอัดของวัฏจักรอ๊อตโตไดอ้ยา่งถูกตอ้ง 5.มีความรับผิดชอบ ตามงานที่มอบหมาย (บูรณาการปรัชญาเศรษฐกิจพอเพียง) 4. เนื้อหาสาระการสอน/การเรียนรู้ 4.1 ด้านความรู้ -กระบวนการสันดาปภายในของวัฏจักรอ๊อตโต 4.2 ด้านทักษะหรือปฏิบัติ - การค านวณกระบวนการสันดาปภายในของวัฏจักรอ๊อตโต 4.3 ด้านคุณธรรม/จริยธรรม/จรรยาบรรณ/บูรณาการเศรษฐกจิพอเพยีง - ความมีวินัย : การแต่งกาย, การตรงต่อเวลา - ความรับผิดชอบ : ทา งานเสร็จทนัตามเวลาที่กา หนด - ความสนใจใฝ่ รู้ : มีความสนใจในการหาความรู้เพิ่มเติม , การกระตือรือร้นที่จะเรียนรู้ - ความมีมนุษย์สัมพันธ์ : ยอมรับความคิดเห็นผู้อื่น - ความอดทน อดกล้นั : มีสติควบคุมอารมณ์ได้ดี - ความซื่อสัตย์สุจริต : ไม่นา ผลงานผอู้ื่นมาแอบอา้งเป็นของตน - การประหยัด : ใชว้สัดุที่เหมาะสมกบังาน , ปิ ดไฟฟ้า ทุกคร้ังที่เลิกใช้ - ความกตัญญูกตเวที : อาสาช่วยเหลือและถือของช่วยครู–อาจารย์

178 5. กิจกรรมการเรียนการสอนหรือการเรียนรู้ ข้ันตอนการสอนหรือกจิกรรมครูข้ันตอนการเรียนหรือกจิกรรมของผู้เรียน ข้ันน าเข้าสู่บทเรียน (10 นาที ) 1. นักเรียนรู้จักการสันดาปภายในหรือไม่ ขั้นการสอน (60 นาที) 1. ครูอธิบายกระบวนการอัดตัวแบบอะเดียบาติกอยู่ ในจังหวะอัดของวัฏจักรอ๊อตโต 2. ครูอธิบายกระบวนการให้ความร้อนในแบบ ปริมาตรคงที่เป็นการเพิ่มความร้อน ของวัฏ จักรอ๊อตโต 3. ครูเขียนสมการกระบวนการอัดตัวแบบอะเดียบา ติกและกระบวนการให้ความร้อนในแบบปริมาตร คงที่เป็นการเพิ่มความร้อนของวัฏจักรอ๊อตโต 4. ครูสาธิตตวัอยา่งกระบวนการแบบอะเดียบาติก และแบบปริมาตรคงที่เป็นการเพิ่มความร้อน ของวัฏจักรอ๊อตโต จ านวน 1 ข้อ 5. ครูเปิ ดโอกาสให้ชักถามข้อสงสัย ขั้นพยายาม (80 นาที) 1. ครูให้นักศึกษาฝึ กเขียนสมการและวาดแผนภาพ ของวัฏอ๊อตโต 2. ครูให้ท าแบบฝึ กหัดที่ 7.1 จ านวน 1 ข้อ ข้ันสรุป ( 30 นาที ) 1. ครูใหส้ ่งฝึ กหัด 2. ครูเฉลยแบบฝึ กหัด 3. ครูสรุปเน้ือหาเพิ่มเติม 1. ผเู้รียนท้งัช้นัแสดงความคิดเห็นตามหวัขอ้ที่ครูชกั ถาม 1. ผู้เรียนต้งัใจฟังการบรรยายและจดบนัทึกเน้ือหาจาก คา บรรยายใส่สมุด 2. ผู้เรียนต้งัใจฟังการบรรยายและจดบนัทึกเน้ือหาจาก คา บรรยายใส่สมุด 3. ผู้เรียนต้งัใจฟังการบรรยายและจดบนัทึกเน้ือหาจาก คา บรรยายใส่สมุด 4. ผู้เรียนต้งัใจฟังการบรรยายและจดบนัทึก 5. ผู้เรียนซักถามข้อสงสัย 1. ผู้เรียนฝึ กเขียนสมการและวาดแผนภาพของวัฏ จักรอ๊อตโต 2. ผู้เรียนท าแบบฝึ กหัดที่7.1 จ านวน 1 ข้อ 1. ผู้เรียนน าแบบฝึ กหัดมาส่ง 2. ผู้เรียนทราบเฉลย 3. ผเู้รียนท้งัหมดต้งัใจฟัง

179 6. สื่อการเรียนการสอน/การเรียนรู้ 6.1 สื่อสิ่งพิมพ์ - หนังสืองานสันดาปภายใน - เอกสารประกอบการสอน - แบบฝึ กหัด 1 ข้อ - แบบทดสอบ 1 ข้อ 6.2 สื่อโสตทัศน์ - 6.3 สื่อของจริง - 7. แหล่งการเรียนการสอน/การเรียนรู้ 7.1 ภายในสถานศึกษา - ตึกวิทยบริการ - หอ้งสมุดชมรมวชิาชีพช่างยนต์ - ห้อง Internet ช่างยนต์ 7.2 ภายนอกสถานศึกษา - ห้องสมุดมหาวิทยาลัยมหาสารคาม - ห้องสมุดมหาวิทยาลัยราชภัฎมหาสารคาม - ร้าน Internet 8. งานที่มอบหมาย 8.1 ก่อนเรียน - 8.2 ขณะเรียน - ให้ผู้เรียนจดค าอธิบาย ประกอบการบรรยายของครู - ให้ผู้เรียนท าแบบทดสอบ

180 8.3 หลังเรียน - ให้ผู้เรียนเฉลยแบบทดสอบ - ให้ผู้เรียนไปศึกษา เรื่องวัฏอ๊อตโต มาล่วงหนา้ 9. ผลงาน/ชิ้นงาน ทเี่กดิจากการเรียนรู้ของผู้เรียน - 10. เอกสารอ้างอิง ชนะชัย กสิภาร์. เครื่องยนต์สันดาปภายใน. พิมพ์ครั้งที่8, กรุงเทพฯ: โรงพิมพ์ชวนพิมพ์ มนตรี พิรุณเกษตร. เทอร์โมไดนามิกส์.พิมพ์ครั้งที่2, กรุงเทพฯ: วิทย์พัฒน์ รุ่งสุรีย์ใจเขื่อนแกว้. เครื่องยนต์สันดาปภายในและภายนอก. พิมพ์ครั้งที่7,กรุงเทพฯ: ซีเอด็ยูเคชั่น วินิจ นิวาศะบุตร.การวเคราะการสันดาป. พิมพ์ครั้งที่7,กรุงเทพฯ: โรงพิมพ์เจริญธรรม,2527 ศรีณรงค์ ตู้ทองค า. ค่าคงที่สากลของก๊าซ. พิมพ์ครั้งที่5,กรุงเทพฯ: ส านักพิมพ์พี.เอ็ด,2524 11. การบูรณาการ/ความสัมพนัธ ์ กบัรายวชิาอน ื่ วิชา เทอร์โมไดนามิกส์ 12. หลักการประเมินผลการเรียน 12.1 ก่อนเรียน - สังเกตจากค าถาม ของผู้เรียน 12.2 ขณะเรียน - สังเกตจากค าถาม ของผู้เรียน 12.3 หลังเรียน - แบบทดสอบ

181 13. รายละเอียดการประเมินผลการเรียน 13.1 คะแนนระหว่างภาคเรียน ร้อยละ 80 ได้จาก - แบบทดสอบหลังเรียน ร้อยละ 20 - ใบงาน ร้อยละ 20 - การปฏิบตัิงานกลุ่ม ร้อยละ 30 - แบบฝึ กหัด ร้อยละ 10 13.2 คะแนนคุณธรรมและจริยธรรม ร้อยละ 20 ได้จาก - ความตรงต่อเวลา ร้อยละ 5 - ความมีระเบียบ วินัย ร้อยละ 5 - ความรับผิดชอบ ร้อยละ 5 - ความซื่อสัตย์ ร้อยละ 5 การประเมินผล น าคะแนนที่ได้จากการวัดผลมาประเมิน โดยยึดหลักเกณฑ์การประเมินผลของวิทยาลัยเทคนิค มหาสารคาม ซ่ึงกา หนดดงัน้ี อัตราคะแนน ระดับคะแนน 80 – 100 4.0 75 – 79 3.5 70 – 74 3.0 65 – 69 2.5 60 – 64 2.0 55 – 59 1.5 50 – 54 1.0 0 – 49 0

182 แผนการสอน หน่วยที่ 7 หน้าที่ 1 วิชา งานเครื่องยนต์สันดาปภายใน สอนคร้ังที่ 9 ชื่อหน่วยวัฏจักรอ๊อตโต จ านวน 3 ชวั่ โมง วัฏจักรปริมาตรคงที่ (COHSTAIT VOLUME CYCLE) วฏัจกัรน้ีบางทีเรียกว่า วฏัจกัรอ๊อตโต (otto cycle) ซึ่ งเรียกตามชื่อ นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันชื่อ Flikdauc August Otto เป็ นผู้น าวัฏจักรหรือกลวตัรน้ีมาประยุกต์กบัเครื่องยนต์สันดาปภายในจนเป็นผลส าเร็จในปีค.ศ. 1876 วฏัจกัรน้ีเดิมชาวฝรั่งเศสชื่อ Beau de Rochss เป็นผคู้ิดข้ึนในปีค.ศ. 1862 แผนภาพความดัน - ปริมาตร แผนภาพอุณหภูมิ - เอนโทรปี P V 3 4 2 1 0 qout qin Patm TDC BDC S= ( ) P-V S= T S 2 1 3 4 qin qout V = V = กลวตัรน้ีจะประกอบดว้ยกระบวนการไม่ไหล 4 กระบวนการ คือ กระบวนการ 1-2 เป็นการวดัก๊าซตามกฎ pv r = c ความดนัเพิ่มจาก p1 ไปเป็ น p2 ปริมาตรลดจาก v1 มาเป็ น v2 อุณหภูมิเพิ่มจาก T1 ไปเป็ น T2 เอนโทรปีคงที่เท่าเดิมที่ S1 = S2 กระบวนการ 2—3 เป็นการเพิ่มความร้อน ณ ปริมาตรคงที่ ปริมาตรคงที่เท่าเดิมที่ v2 = v3 ความดนัเพิ่มจาก P2 ไปเป็ น P3 อุณหภูมิเพิ่มจาก T2 ไปเป็ น T3 เอนโทรปีเพิ่มจาก S2 ไปเป็ น S3

183 แผนการสอน หน่วยที่ 7 หน้าที่ 2 วิชา งานเครื่องยนต์สันดาปภายใน สอนคร้ังที่ 9 ชื่อหน่วยวัฏจักรอ๊อตโต จ านวน 3 ชวั่ โมง กระบวนการ 3-4 เป็ นกระบวนการขยายตัวของกาซตามกฎ PVr = C ความดันลดลงจาก P3 มาเป็ น P4 ปริมาตรเพิ่มจาก V3 ไปเป็ น V4 อุณหภูมิลดจาก T3 มาเป็ น T4 เอนโทรปีคงที่เท่าเดิมที่ S3= S4 กระบวนการ 4-1 เป็นการปล่อยหรือค่ายความร้อนออกในช่วงปริมาตรคงที่ ปริมาตรคงที่เท่าเดิมที่ V4= V1 ความดันลดจาก P4 มาเป็ น P1 อุณหภูมิลดจาก T4 มาเป็ น T1 เอนโทรปี ลดจาก S4 มาเป็ น S1 กระบวนการน้ีเป็นการครบรอบ 1กลวตัรพอดีซ่ึงกาซจะกลบัมาอยู่ในสภาวะเดิมที่เริ่มตน้ที่จุด 1อีกอันหนึ่งและ เครื่องจะทา งานซ้า ๆ ต่อเนื่องกนัไปตลอดเวลา ต่อไปน้ีจะเป็ นการวิเคราะห์คุณสมบัติของ P,V และ T ที่จุด 1,2,3และ 4โดยสมมุติวา่ P1 , V1 , T1 เป็นตวัที่ทราบค่าแลว้คือ 1. ทราบค่า P1 , V1 , T1 แล้ว 2. สมมุติวา่ทราบอตัราส่วนปริมาตร ในที่น้ีเป็นกลวตัรตามทฤษฎีของเครื่องยนต์ เบนซินหรือกาซ อตัราส่วน ส าหรับเครื่องยนตเ์บนซินหรือกาซนิยม เรียกวา่อตัราส่วนการอดั (Compression ratio)ของเครื่องยนต์ขอใหส้ ังเกตวา่อตัราส่วน เป็นอตัราส่วน ปริมาตร = T2 = T1 = T1 (rv)k-1 …………………….1 เมื่อ rv = = การอัดตามอะเดียบาติก(อตัราส่วนปริมาตร) = = การขยายตัวตามอะดียบาติก(อัตราส่วนปริมาตร)

184 แผนการสอน หน่วยที่ 7 หน้าที่ 3 วิชา งานเครื่องยนต์สันดาปภายใน สอนคร้ังที่ 9 ชื่อหน่วยวัฏจักรอ๊อตโต จ านวน 3 ชวั่ โมง และจากสูตร P1.V1k = P2.V2k P2 = P1 = P1. rvk-1 …………………………2 V3 = V2 เพราะวา่ ปริมาตรคงที่เท่าเดิม = T3 = T2 = . T1 . rvk-1 …………………………3 = T4 = = . T1 = . T1 …………………………4 P4V4k = P3V3k P4 = P3 = …………………………5 และจากกระบวนการความดันคงที่ 1-4 = T4 = . T1 = . T1 …………………………6 ซ่ึงจะไดว้า่ = ส าหรับงานที่ท าในรอบ 1 กลวตัรอาจหาไดด้งัน้ี กระบวนการ 3-4 เป็ นการขยายตัวซึ่งได้งาน + กระบวนการ 1-2 เป็ นการอัดตัวซึ่งได้งาน – งานสุทธิ คือผลบวกของท้งัสองน้ี

185 แผนการสอน หน่วยที่ 7 หน้าที่ 4 วิชา งานเครื่องยนต์สันดาปภายใน สอนคร้ังที่ 9 ชื่อหน่วยวัฏจักรอ๊อตโต จ านวน 3 ชวั่ โมง งานสุทธิ W = พ้ืนที่ใตเ้ส้น 3-4 ลบ พ้ืนที่ใตเ้ตน้ 1-2 = พ้ืนที่ 1 2 3 4 = พ้ืนที่ของแผนภาพ W = = = (T3-T4)-(T2-T1) …………………………7 ในกลวตัรน้ีความร้อนที่ไดร้ับและคายออกอยใู่นระหวา่งการปริมาตรคงที่เท่าน้นัจึงเรียกวา่กลวตัรปริมาตรคงที่ ความร้อนที่ได้จากกระบวนการ 2-3 2Q3 = mcv (T3-T2) …………………………8 ความร้อนที่คายออกจากระบวนการ 4-1 4Q1 = mcv (T4-T1) …………………………9 ดงัน้นังานที่ทา /หน่ึงกลวตัร อาจหาไดอ้ีกวธิีหน่ึงดงัน้ีโดยสมการ W = Q หรือ งาน/กลวัตร = ความร้อนที่ ได้รับ –ความร้อนที่คายออก W = mcv (T3-T2) – mcv (T4-T1) W = mcv (T3-T2) – (T4-T1) …………………………10 การค านวณหางานท าได้อีกวิธีหนึ่ง คือ th = ความร้อนที่ได้รับ –ความร้อนที่คายออก = ความร้อนที่ได้รับ x th W = ความร้อนที่ได้รับ x th W = mcv (T3-T2) x th …………………………11

186 แผนการสอน หน่วยที่ 7 หน้าที่ 5 วิชา งานเครื่องยนต์สันดาปภายใน สอนคร้ังที่ 9 ชื่อหน่วยวัฏจักรอ๊อตโต จ านวน 3 ชวั่ โมง ประสิทธิภาพทางความร้อนของกลวัตร th = th = 1 - th = 1- = 1- สมมุติวา่ค่า Cv ของอากาศมีค่าคงที่ไม่เปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิดงัน้นั th = 1- …………………………12 แทนค่า T2, T3 และ T4 ในแหลมของ T1 ลงในสมการ จะได้ th = 1- = 1- …………………………13 พิจารณากระบวนการอะเดียบาติก 1-2 และ 3-4 T2/T1 = (V1/V2)k V k-1 และ T3/T4 = (V4/V3)k V k-1 แต่ V1/V2 = V4/V3 = rvk-1 T1/T2 = T3/T4 = rvk-1 หรือ T1/T2 = T4/T3 = ดังนั้น สมการที่ 5 จะเป็ นดังนี้ th = 1-T1/T2 หรือ 1-T4/T3 …………………………14

187 แผนการสอน หน่วยที่ 7 หน้าที่ 6 วิชา งานเครื่องยนต์สันดาปภายใน สอนคร้ังที่ 9 ชื่อหน่วยวัฏจักรอ๊อตโต จ านวน 3 ชวั่ โมง ตัวอย่าง วฏัจกัรออตโตมาตรฐานอากาศมีอากาศเป็นของไหลทา งานโดยมีอตัราส่วนการอดั r v =10 : 1 ก่อนเริ่มกระบวนการอดัอากาศอยทู่ ี่ 95 KPa และ 26.8 °C ภายใตก้ระบวนการรับความร้อนที่ปริมาตรคงที่น้นั ป้ อนความร้อนให้อากาศปริมาณ 800 KJ/Kg กา หนดให้อากาศมีค่าความจุความร้อนจา เพราะคงที่ที่ 300 K จงหา ก) ความดันสูงสุดของวัฏจักร ข) งานสุทธิของวัฏจักร ค) ประสิทธิภาพทางความร้อนของวัฏจักร ง) ความดันยังผลเฉลี่ยของวัฏจักร วิธีท า ก) ความดันสูงสุดของวัฏจักร กา หนดใหค้ ่าความจุความร้อนจา เพาะของอากาศที่อุณหภูมิ300 K Cp = 1.0035 KJ/Kg.K , Cv = 0.7165 KJ/Kg.K R = 0.285 KJ/Kg.K และ k = 1.4 โดยที่ P1 = 95 KPa , T1 = 273.2 + 26.8 = 300 K , r v = 10 , qin = 800 KJ/Kg P V 3 4 2 1 qout qin S= S= Vmin Vmax = 800 KJ/Kg P-V กระบวนการ (1-2) เป็ นกระบวนการอัดตัวแบบไอเซนทรอปิ ก T2 = T1 = T1 (rv)k-1 = 300(10)0.4 = 753.57 K ตอบ

188 แผนการสอน หน่วยที่ 7 หน้าที่ 7 วิชา งานเครื่องยนต์สันดาปภายใน สอนคร้ังที่ 9 ชื่อหน่วยวัฏจักรอ๊อตโต จ านวน 3 ชวั่ โมง สา หรับก๊าซอุดดมคติ = แทนค่า P2 = P1 = (10) (95) P2 = 2386.3 KPa (2.386 MPa) ตอบ กระบวนการ (2-3) เป็ นกระบวนการรับความร้อนภายใต้ปริมาตรคงที่ (V2-V3) qin = ∆u = Cv0 (T3-T2) แทนค่า 800 = 0.7165 (T3 –753.57) T3 = +753.57 T3 = 1870.1 K ตอบ สา หรับก๊าซอุดมคติ = P3 = P2 = (1) (2386.3) P3 = 5922 KPa (5.922 MPa) ตอบ

189 แผนการสอน หน่วยที่ 7 หน้าที่ 8 วิชา งานเครื่องยนต์สันดาปภายใน สอนคร้ังที่ 7 ชื่อหน่วยวัฏจักรอ๊อโต จ านวน 3 ชวั่ โมง แบบฝึ กหัด 1 วัฏจักรอ๊อตโตมาตรฐานอากาศทา งานอยรู่ะหวา่งอุณหภูมิสูงสุดและต่า สุดเท่ากบั 1200 °และ 20 °C กา หนดปริมาณความร้อนป้อนเขา้วฏัจกัรเท่ากบั 700 kJ/kg.K ความดนัเริ่มตน ้ 95 kpa จงค านวณหา ก. อตัราส่วนการอดัของเครื่องยนตอ์๊อตโตน้ี ข. ความดนัสูงสุดต่อความดนัต่า สุดของวฏัจกัร

190 แผนการสอน หน่วยที่ 7 หน้าที่ 9 วิชา งานเครื่องยนต์สันดาปภายใน สอนคร้ังที่ 9 ชื่อหน่วยวัฏจักรอ๊อตโต จ านวน 3 ชวั่ โมง เฉลยแบบฝึ กหัด 2 วัฏจักรอ๊อตโตมาตรฐานอากาศทา งานอยรู่ะหวา่งอุณหภูมิสูงสุดและต่า สุดเท่ากบั 1200 °และ 20 °C กา หนดปริมาณความร้อนป้อนเขา้วฏัจกัรเท่ากบั 700 kJ/kg.K ความดนัเริ่มตน้ 95 kpa จงค านวณหา ก) อตัราส่วนการอดัของเครื่องยนตอ์๊อตโตน้ี ข) ความดนัสูงสุดต่อความดันต ่าสุดของวัฏจักร P V 3 4 2 1 qout qin S= S= Vmin Vmax = 800 KJ/Kg P-V qin= Cv T2 =T3 - T2 = 1473.2 K - T2 = 496.2 K ก . อตัราส่วนการอดัของเครื่องยนตอ์อตโตน้ี = = rvk-1 rv = rv = rv = 3.725 T3= 1200+273.2 = 1473.2 K T1 = 20 + 273.2 = 293.2 K qin= 700 kJ/kg.K P1 = 95 kpa

191 แผนการสอน หน่วยที่ 7 หน้าที่ 10 วิชา งานเครื่องยนต์สันดาปภายใน สอนคร้ังที่ 9 ชื่อหน่วยวัฏจักรอ๊อตโต จ านวน 3 ชวั่ โมง ข. ความดนัสูงสุดต่อความดนัต่า สุดของวฏัจกัร = = P2 = P1 P2 = P1 P2 = 95 kPa P2 = 598.88 kPa = P3 = P3 = P3 = 1778.05 kpa

192 แผนการสอน หน่วยที่ 7 หน้าที่ 11 วิชา งานเครื่องยนต์สันดาปภายใน สอนคร้ังที่ 9 ชื่อหน่วยวัฏจักรอ๊อตโต จ านวน 3 ชวั่ โมง แบบทดสอบ 1.เครื่องยนต์เครื่องหนึ่งท างานตามวัฎจักรอ๊อตโตโดยเริ่มอดัอากาศที่ความดนั103 kpa อุณหภูมิ 37 o C มีอตัราส่วน ปริมาตรเท่ากบั6 : 1 ความร้อนที่ระบบไดร้ับเท่ากบั900 kJ/kg จงหา ก. อุณหภูมิสูงสุด ข. งานสุทธิ ค. ประสิทธิภาพทางความร้อน

193 แผนการสอน หน่วยที่ 7 หน้าที่ 12 วิชา งานเครื่องยนต์สันดาปภายใน สอนคร้ังที่ 9 ชื่อหน่วยวัฏจักรอ๊อตโต จ านวน 3 ชวั่ โมง เฉลยแบบทดสอบ 1. เครื่องยนตเ์ครื่องหน่ึงทา งานตามวฎัจกัรอ๊อตโตโดยเริ่มอดัอากาศที่ความดนั103 kpa อุณหภูมิ 37 o C มี อตัราส่วนปริมาตรเท่ากบั6 : 1 ความร้อนที่ระบบไดร้ับเท่ากบั900 kJ/kg จงหา ก. อุณหภูมิสูงสุด P1 = 103 kpa ข. งานสุทธิ T1 = 37 + 273.2 = 310.2 K ค. ประสิทธิภาพทางความร้อน rv = 6 qin = 900 kJ/kg P V 3 4 2 1 qout qin S= S= Vmin Vmax = 800 KJ/Kg P-V ก.อุณหภูมิสูงสุด T2 = T1 ( rv )(k-1) = 310.2 K × ( 6 ) 0.4 T2 = 635.18 K qin = Cv ( T3 – T2 ) T3 = + T2 = + 635.18 K T3 = 1891.28 K

194 แผนการสอน หน่วยที่ 7 หน้าที่ 13 วิชา งานเครื่องยนต์สันดาปภายใน สอนคร้ังที่ 9 ชื่อหน่วยวัฏจักรอ๊อตโต จ านวน 3 ชวั่ โมง ข. งานสุทธิ T4 = T3 = 1891.18 K × T4 = 923.62 K qout = Cv ( T4 – T1 ) = 0.7165 kJ/kg.K × qout = 439.51 kJ/kg Wnet = qin -qout = 900 – 439.51 kJ/kg Wnet = 460.49 kJ/kg ค. ประสิทธิภาพทางความร้อน th = = th = 0.51 หรือ 51.16 %

195 บันทกึผลหลงัการจัดการเรียนรู้แบบมุ่งเน้นสมรรถนะอาชีพและบูรณาการตามหลกัปรัชญาของเศรษฐกจิพอเพียง/ ผล 5 มิติ / นโยบาย 3 D และ 11 ดี 11 เก่ง รายการ ระดับการปฏิบัติ 5 4 3 2 1 ด้านการเตรียมการสอน 1.จดัหน่วยการเรียนรู้ไดส้อดคลอ้งกบัวตัถุประสงค์การเรียนรู้ 2.กา หนดเกณฑก์ารประเมินครอบคลุมท้งัดา้นความรู้ด้านทักษะ และด้านจิตพิสัย 3. เตรียมวัสดุ-อุปกรณ์สื่อ นวตักรรม กิจกรรมตามแผนการจดัการเรียนรู้ก่อนเขา้สอน ด้านการจัดกจิกรรมการเรียนรู้ 4. มีวธิีการนา เขา้สู่บทเรียนที่น่าสนใจ 5. มีกิจกรรมที่หลากหลายเพื่อช่วยใหผ้เู้รียนเกิดการเรียนรู้ความเขา้ใจ 6.จดักิจกรรมที่ส่งเสริมใหผ้เู้รียนคน้ควา้เพื่อหาคา ตอบดว้ยตนเอง 7. นกัเรียนมีส่วนร่วมในการจดักิจกรรมการเรียนรู้ 8.จดักิจกรรมที่เนน้กระบวนการคิด (คิดวเิคราะห์ คิดสังเคราะห์ คิดสร้างสรรค์ ) 9.กระตุน้ ใหผ้เู้รียนแสดงความคิดเห็นอยา่งเสรี 10. จดักิจกรรมการเรียนรู้ที่เชื่อมโยงกบัชีวิตจริงโดยนา ภูมิปัญญา/บูรณาการเขา้มามีส่วนร่วม 11.จดักิจกรรมโดยสอดแทรกคุณธรรม จริยธรรม 12. มีการเสริมแรงเมื่อนักเรียนปฏิบัติ หรือตอบถูกต้อง 13. มอบหมายงานให้เหมาะสมตามศักยภาพของผู้เรียน 14. เอาใจใส่ดูแลผเู้รียน อยา่งทวั่ถึง 15. ใชเ้วลาสอนเหมาะสมกบัเวลาที่กา หนด ด้านสื่อ นวตักรรม แหล่งการเรียนรู้ 16. ใชส้ื่อที่เหมาะสมกบักิจกรรมและศักยภาพของผู้เรียน 17. ใชส้ื่อแหล่งการเรียนรู้อยา่งหลากหลายเช่น บุคคล สถานที่ของจริง เอกสาร สื่ออิเล็กทรอนิกส์ และอินเทอร์เน็ต เป็ นต้น ด้านการวัดและประเมินผล 18.ผเู้รียนมีส่วนร่วมในการกา หนดเกณฑก์ารวดัและประเมินผล 19. ประเมินผลอยา่งหลากหลายและครบท้งัดา้นความรู้ทักษะ และจิตพิสัย 20. ครูผเู้รียน ผปู้กครอง หรือผทู้ี่เกี่ยวขอ้งมีส่วนร่วม ในการประเมิน หมายเหตุระดับการปฏิบัติ5= ปฏิบัติดีเยี่ยม 4= ปฏิบัติดี 3= ปฏิบัติพอใช้ 2 =ควรปรับปรุง 1 = ไม่มีการปฏิบตัิ รวม ค่าเฉลี่ย

196 บันทึกหลังสอน ปัญหา และแนวทางแก้ปัญหา ปัญหาที่พบ แนวทางแก้ปัญหา ด้านการเตรียมการสอน …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. ……………………………………………………. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. ด้านการจัดกจิกรรมการเรียนรู้ …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. ด้านสื่อ นวตักรรม แหล่งการเรียนรู้ …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. ด้านการวัดและประเมินผล …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. ด้านอื่นๆ (โปรดระบุเป็ นข้อๆ) …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. …………………………………………………….. ลงชื่อ ........................................................................ครูผู้สอน (....................................................................) ตา แหน่ง ....................................................................... ............../.................................../...................

197 บันทึกการนิเทศและติดตาม วัน-เดือน-ปี เวลา รายการนิเทศและติดตาม ชื่อ-สกุล ผู้นิเทศ ต าแหน่ง

198 สัปดาห์ที่ 11 หน่วยที่ 5 เรื่อง วัฏจักรอ๊อตโต

199 แผนการจัดการเรียนรู้แบบม่งเน้นสมรรถนะอาชีพุ และบูรณาการตามหลักปรัชญาของเศรษฐกิจพอเพียง / ผล 5 มิติ / นโยบาย 3 D และ 11 ดี 11 เก่ง วิชา งานสันดาปภายใน ชื่อหน่วย วัฏจักรอ๊อตโต รหัสวิชา 30137-1001 หน่วยที่ 3 ชื่อเรื่อง จ านวน 3 ชั่วโมง 3.5 งานสุทธิของวัฏจักรอ๊อตโต 3.6 ประสิทธิภาพทางความร้อนของวัฏจักรอ๊อตโต 1. สาระส าคัญ 1. งานสุทธิหาได้จากค่าความร้อนที่ได้รับลบกบัค่าความร้อนที่คายออก 2. ประสิทธิภาพทางความร้อนหาได้จากงานสุทธิหารด้วยความร้อนที่ได้รับ 2. สมรรถนะประจ าหน่วยการเรียนรู้ 1. อธิบายความหมายงานสุทธิของวัฏจักรอ๊อตโตได้อยางถูกต้อง ่ 2. ค านวณหางานสุทธิของวัฏจักรอ๊อตโตได้อยางถูกต้อง ่ 3. อธิบายความหมายประสิทธิภาพทางความร้อนของวัฏจักรอ๊อตโตได้อยางถูกต้อง ่ 4. ค านวณหาประสิทธิภาพทางความร้อนของวัฏจักรอ๊อตโตได้อยางถูกต้อง ่ 5. ค านวณหาความดันยังผลเฉลี่ยของวัฏจักรอ๊อตโตได้อยางถูกต้อง ่ 3. จุดประสงค์การเรียนรู้ 3.1 จุดประสงค์ทั่วไป 1. นักศึกษาสามารถอธิบายความหมายงานสุทธิของวัฏจักรอ๊อตโตได้อยางถูกต้อง ่ 2. นักศึกษาสามารถค านวณหางานสุทธิของวัฏจักรอ๊อตโตได้อยางถูกต้อง ่ 3. นักศึกษาสามารถอธิบายความหมายประสิทธิภาพทางความร้อนของวัฏจักรอ๊อตโตได้อยางถูกต้อง ่ 4. นักศึกษาสามารถค านวณหาประสิทธิภาพทางความร้อนของวัฏจักรอ๊อตโตได้อยางถูกต้อง ่ 5. นักศึกษาสามารถค านวณหาความดันยังผลเฉลี่ยของวัฏจักรอ๊อตโตได้อยางถูกต้อง ่

200 3.2 จุดประสงค์เชิงพฤติกรรม 1. สามารถค านวณหางานสุทธิของวัฏจักรอ๊อตโตไดอ้ยา่งถูกตอ้ง 2. สามารถค านวณหาประสิทธิภาพทางความร้อนของวัฏจักรอ๊อตโตไดอ้ยา่งถูกตอ้ง 3. สามรถค านวณหาความดันยังผลเฉลี่ยของวัฏของวัฏจักรอ๊อตโตไดอ้ยา่งถูกตอ้ง 4. เนื้อหาสาระการสอน/การเรียนรู้ 4.1 ด้านความรู้ -กระบวนการสันดาปภายในของวัฏจักรอ๊อตโต 4.2 ด้านทักษะหรือปฏิบัติ - การค านวณหาค่างานสุทธิ, ประสิทธิภาพทางความร้อน ,ความดันยังผลเฉลี่ย 4.3 ด้านคุณธรรม/จริยธรรม/จรรยาบรรณ/บูรณาการเศรษฐกจิพอเพยีง - ความมีวินัย : การแต่งกาย, การตรงต่อเวลา - ความรับผิดชอบ : ทา งานเสร็จทนัตามเวลาที่กา หนด - ความสนใจใฝ่ รู้ : มีความสนใจในการหาความรู้เพิ่มเติม , การกระตือรือร้นที่จะเรียนรู้ - ความมีมนุษยสัมพันธ์ : ยอมรับความคิดเห็นผู้อื่น - ความอดทน อดกล้นั : มีสติควบคุมอารมณ์ได้ดี - ความซื่อสัตย์สุจริต : ไม่นา ผลงานผอู้ื่นมาแอบอา้งเป็นของตน - การประหยัด : ใชว้สัดุที่เหมาะสมกบังาน , ปิดไฟฟ้า ทุกคร้ังที่เลิกใช้ - ความกตัญญูกตเวที : อาสาช่วยเหลือและถือของช่วยครู–อาจารย์

201 5. กิจกรรมการเรียนการสอนหรือการเรียนรู้ ข้ันตอนการสอนหรือกจิกรรมครูข้ันตอนการเรียนหรือกจิกรรมของผู้เรียน ข้ันน าเข้าสู่บทเรียน (10 นาที ) 1. ครูทบทวนกระบวนการ 4-1 ของวัฏจักรอ๊อตโต ขั้นการสอน (60 นาที) 1. ครูอธิบายความหมายงานสุทธิของวัฏจักรอ๊อตโต 2. ครูอธิบายความหมายประสิทธิภาพทางความร้อน ของวัฏจักรอ๊อตโต 3. ครูเขียนสมการงานสุทธิกบั ประสิทธิภาพทาง ความร้อน และวาดแผนภาพของวัฏจักรอ๊อตโต 4. ครูสาธิตตวัอยา่งของวัฏจักรอ๊อตโต จ านวน 1 ข้อ 5. ครูเปิ ดโอกาสให้ชักถามข้อสงสัย ขั้นพยายาม (80 นาที) 1. ครูให้นักศึกษาฝึ กปฏิบัติเขียนสมการและวาด แผนภาพของวัฏอ๊อตโต 2. ครูให้ท าแบบฝึ กหัดที่ 5.4จ านวน 1 ข้อ ข้ันสรุป ( 30 นาที ) 1. ครูใหส้ ่งฝึ กหัด 2. ครูเฉลยแบบฝึ กหัด 3. ครูสรุปเน้ือหาเพิ่มเติม 1. ผเู้รียนท้งัช้นั แสดงความคิดเห็นตามหัวข้อที่ครู ซักถาม 1. ผู้เรียนต้งัใจฟังการบรรยายและจดบนัทึกเน้ือหาจาก คา บรรยายใส่สมุด 2. ผู้เรียนต้งัใจฟังการบรรยายและจดบนัทึกเน้ือหาจาก คา บรรยายใส่สมุด 3. ผู้เรียนต้งัใจฟังการบรรยายและจดบนัทึกเน้ือหาจาก คา บรรยายใส่สมุด 4. ผู้เรียนต้งัใจฟังการบรรยายและจดบนัทึก 5. ผู้เรียนซักถามข้อสงสัย 1. ผู้เรียนฝึ กปฏิบัติเขียนสมการและแผนวาดรูปของวัฏ จักรอ๊อตโต 2. ผู้เรียนท าแบบฝึ กหัดที่ 5.4 จ านวน 1 ข้อ 1. ผู้เรียนน าแบบฝึ กหัดมาส่ง 2. ผู้เรียนทราบเฉลย 3. ผเู้รียนท้งัหมดต้งัใจฟัง

202 6. สื่อการเรียนการสอน/การเรียนรู้ 6.1 สื่อสิ่งพิมพ์ - หนังสืองานสันดาปภายใน - เอกสารประกอบการสอน 6.2 สื่อโสตทัศน์ - 6.3 สื่อของจริง - 7. แหล่งการเรียนการสอน/การเรียนรู้ 7.1 ภายในสถานศึกษา - ตึกวิทยบริการ - หอ้งสมุดชมรมวชิาชีพช่างยนต์ - ห้อง Internet ช่างยนต์ 7.2 ภายนอกสถานศึกษา - ห้องสมุดมหาวิทยาลัยมหาสารคาม - ห้องสมุดมหาวิทยาลัยราชภัฎมหาสารคาม - ร้าน Internet 8. งานที่มอบหมาย 8.1 ก่อนเรียน - 8.2 ขณะเรียน - ให้ผู้เรียนจดค าอธิบาย ประกอบการบรรยายของครู - ให้ผู้เรียนท าแบบทดสอบ