Gas แกส๊ และสมบัตขิ องแก๊ส โคมลอยได้อยา่ งไร เพราะเหตุใดโคมที่ลอยจงึ มีระดับความสูงไม่เทา่ กนั 2 จากภาพสารแตล่ ะสถานะมีการจัดเรยี งอนุภาค แรงยดึ เหนีย่ ว 3 สมบัติทั่วไป 4 สมบัติทัว่ ไปของแกส๊ - มแี รงยืดเหนี่ยวระหวา่ งอนุภาคน้อยมาก ของสารในสถานะแกส๊ จึงเท่ากับปริมาตรของภาชนะทีบ่ รรจุ เมือ่ สารอย่ใู นสถานะแก๊สจะมีปรมิ าตรมากกวา่ เมื่ออยู่ในสถานะของเหลวหรือ นอกจากนี้ยังสามารถบีบอัดแก๊สใหม้ ีปรมิ าตรลดลงได้เนื่องจากมที ีว่ า่ ง 5 แกส๊ แบ่งออกเปน็ 2 ประเภท คือ แกส๊ ทีม่ ีสมบัติเปน็ ไปตามกฎตา่ งๆ ของแกส๊ ไมว่ า่ ทีภ่ าวะใดๆ ก็ตาม ทัว่ ๆ ไป ซ่ึงจะไม่เป็นไปตามกฎตา่ งๆ ของ แก๊ส โดยเฉพาะที่ 6 ลูกโป่งพองไดอ้ ย่างไร 7 เมือ่ อนุภาคของแกส๊ เคลือ่ นที่ชนผนังภาชนะจะทาให้เกิด หน่วยความดันของแกส๊ โดยทั่วไป คือ 8 ความดัน แรงทกี่ ระทาตอ่ หนว่ ยพนื้ ที่ ที่ตัง้ ฉากกับแรงนนั้ แทนดว้ ยสัญลักษณ์ P หน่วยที่ใชว้ ัดความดนั ของแกส๊ 1 บรรยากาศ (atm) = 76 เซนตเิ มตรปรอท (cmHg) 9 เครื่องมอื วัดความดันของแกส๊ 1 บารอมเิ ตอร์ (Barometer) ความดนั ของปรอท สุญญากาศ ความสงู ของปรอทในหลอดแกว้ จะลดลง • เมือ่ ความสงู ของปรอททอี่ ยใู่ นหลอดแกว้ คงที่ ความสงู ของปรอททเี่ หลอื ในหลอดแกว้ จะมีคา่ เทา่ กบั ความดนั บรรยากาศ • ความดนั บรรยากาศทรี่ ะดบั นา้ ทะเลมคี า่ เทา่ กบั 760 มลิ ลิเมตรปรอท 2 แมนอมเิ ตอร์ (Manometer) • เปน็ หลอดแกว้ รูปตวั U ภายในบรรจปุ รอท ปลายดา้ นหนงึ่ ตอ่ กบั กระเปาะ ทีม่ แี กส๊ ทตี่ อ้ งการวดั ความดนั ปลายอกี ดา้ นอาจเปดิ หรอื ปดิ กไ็ ด้ แมนอมิเตอรป์ ลายปดิ ถา้ ทีบ่ รรจมุ คี า่ นอ้ ย แมนอมิเตอรป์ ลายเปดิ Pgas = Patm (Pgas) = (∆h) กวา่ ปรอทในหลอด ปลายที่เปดิ จะสงู กวา่ อกี ดา้ น แก๊ส แกส๊ Pgas = Patm − ∆h แก๊ส = ∆ = − ∆ = + ∆ Pgas = Patm + ∆h 11 ความสัมพันธข์ องปริมาตร ความดัน และอุณหภูมิของแก๊ส ปริมาตร ความดัน อุณหภมู ิ ปริมาตรของภาชนะ แรงทกี่ ระทาตอ่ หนว่ ยพนื้ ที่ มาตราส่วนทใี่ ชบ้ อกระดบั องศาโรเมอร์ (R) C = K-273 = F-32 = R 7.1 ความสัมพันธ์ระหว่างปรมิ าตร ความดัน 13 ความสัมพันธ์ระหว่างปรมิ
าตรและความดันของแกส๊ และถ้าตอ้ งการศึกษาความสัมพันธ์นีจ้ ะทาไดอ้ ย่างไร 14 กจิ กรรม 7.1 การทดลองศกึ ษาความสัมพันธ์ 1. ปัญหา : 2. จุดประสงคก์ ารทดลอง : ปรมิ าตรของอากาศ 15 3. สมมุตฐิ าน : ถ้าปรมิ าตรของอากาศมีผลต่อความดันของอากาศ ดังนั้นเมื่อ 4. ตัวแปรทีใ่ ชใ้ นการทดลอง : - ตัวแปรตน้ คือ ความดันของแก๊ส - ตัวแปรตาม คือ ปรมิ าตรของแกส๊ - ตัวแปรควบคุม คือ อุณหภูมแิ ละจานวนโมลของแกส๊ 16 5. วธิ ีการทดลอง : 17 6. ผลการทดลอง : การทดลองที่ การทดลอง ผลการเปลีย่ นแปลง 1 กดก้านกระบอกฉดี ยาจนมี ก้านกระบอกฉีดยาเลือ่ นกลับ ปรมิ าตรเริ่มต้น 2 ดึงก้านกระบอกฉดี ยาจนมี กา้
นกระบอกฉีดยาเล่อื นกลับ มือ ปรมิ าตรเรม่ิ ตน้ 18 7. ตอบคาถามทา้ ยการทดลอง 1. อณุ หภูมิและจานวนโมลของอากาศภายในกระบอกฉดี ยา ก่อนและหลัง 2. ความดันของอากาศในกระบอกฉีดยาเมอื่ เริ่มทาการทดลองมคี ่าเท่ากับ 19 7. ตอบคาถามท้ายการทดลอง 3. เมื่อกดกา้ นกระบอกฉีดยาจนปรมิ าตรของอากาศเปน็ 5.0 mL ความดัน 20 7. ตอบคาถามท้ายการทดลอง 4. เมือ่ ดงึ กา้ นกระบอกฉีดยาจนปริมาตรของอากาศเป็น 20.0 mL ความดัน 21 8. วิเคราะห์ผลการทดลอง : การทดลองนี้ทาทีอ่ ุณหภูมคิ งที่ และมีจานวนโมลของอากาศในกระบอกฉดี ยาคงที่ เมือ่ กดก้านกระบอกฉีดยาจนทาใหป้ รมิ าตรของอากาศในกระบอกฉีดยาลดลงเป็น เมื่อดึงก้านกระบอกฉีดยาจนทาใหป้ รมิ
าตรของอากาศในกระบอกฉีดยาเพมิ่ ขึ้นเปน็ 22 9. สรุปผลการทดลอง อากาศลดลง ความดันของอากาศจะเพิ่มขึน้ และเมื่อปรมิ าตรของ 23 กฎของบอยล์ (Boyle’s Law) นักวทิ ยาศาสตรช์ าวองั กฤษ 24 รอเบิรต์ บอยล์ (Robert Boyle) 25 แสดงว่ำ แก๊สทีอ่ ย่ใู นหลอดแกว้ ดำ้ นปลำยปดิ ในตอนเรม่ิ ตน้ นี้ 26 จำกนั้นไดเ้ ตมิ ปรอทลงในหลอดแก้วเพิ่มอกี จนระดบั
ปรอทในหลอดแกว้ ด้ำน 27 รอเบริ ต์ บอยลไ์ ดท้ าการทดลองอีกหลายครั้งทีร่ ะดับความสูง 28 Q. บอยลห์ าความดนั ของแก๊สทีอ่ ยูใ่ นหลอดแกว้ ด้านปลาย 29 ตาราง7.1 ข้อมูลความดัน ปรมิ าตร และการคานวณจากการทดลอง 30 เมื่ออุณหภูมแิ ละจานวนโมลของแกส๊ คงที่ ปรมิ าตรจะแปรผกผันกับความดัน 31 32 กฎของบอยล์ (Boyle’s Law) “เมือ่ อณุ หภมู แิ ละมวลของแกส๊ คงที่ ปริมาตรของแกส๊ ใดๆ P = 1.0 atm P = 2.0 atm V 1/P V = 1.0 L V = 0.5 L P1V1 = P2V2 = PnVn=k 33 Ex.1 แกส๊ ชนิดหนงึ่ บรรจุอยู่ในภาชนะขนาด 100.0 ลูกบาศก์เชนตเิ มตร ทีค่ วามดนั 1.0 34 Ex.2 แกส๊ ชนิดหนงึ่ บรรจอุ ย่ใู นกระบอกสูบขนาด 2.0 ลิตร ที่ความดนั 1.5 บรรยากาศ 35 T.1 แก๊สA มีปรมิ าตร 112 dm3 เมื่อมีความดัน 740 mmHg ถ้าเปลี่ยน 36 T.2 แกส๊ ชนิดหน่งึ มีปรมิ าตร 400 cm3 ภายใต้ความดัน 0.8 atm ทีอ่ ุณหภูมิ 37 ตรวจสอบความเขา้ ใจ ในการทดลองวดั ปรมิ าตรของอากาศในหลอดรูปตัวเจ (J) เมือ่ เร่มิ ต้นอากาศในหลอดรูป 38 หากอุณหภูมขิ องแก๊สเปลีย่ นแปลง ปริมาตรของ 39 7.1.2 ความสัมพันธร์ ะหว่างปรมิ าตร 40 กิจกรรม 7.2 การทดลองศกึ ษาความสัมพันธ์ 1. ปัญหา : 2. จุดประสงคก์ ารทดลอง : ของอากาศ 41 3. สมมุตฐิ าน : ถ้าอุณหภูมิของอากาศมผี ลต่อปริมาตรของอากาศ ดังนั้นเมือ่
เพิ่ม 4. ตัวแปรที่ใชใ้ นการทดลอง : - ตัวแปรตน้ คือ อุณหภมู ิของอากาศ 42 5. วธิ ีการทดลอง : 43 6. ผลการทดลอง : การทดลองที่ ผลการทดลอง รูปประกอบ น้าร้อน เมือ่ วางขวดพลาสติกในบีกเกอรท์ ี่ 44 เมื่อวางขวดพลาสติกในบีกเกอรท์ ี่ นา้ ผสมนา้ แข็ง บรรจุนา้ ผสมนา้ แขง็ แผน่ ฟิลม์ ของ 7. ตอบคาถามทา้ ยการทดลอง (มีจานวนโมลของอากาศในขวดพลาสติกคงที่ และความดันของ 45 7. ตอบคาถามท้ายการทดลอง 2. เมื่อวางขวดพลาสตกิ ลงในบีกเกอรท์ ี่มีนา้ รอ้ นและนา้ ผสมนา้ แขง็ ปรมิ าตร (เมื่อวางขวดพลาสตกิ ในบีกเกอร์ทีบ่ รรจุน้าร้อน แผ่นฟลิ ์มของน้ายา เมื่อวางขวดพลาสติกในบีกเกอร์ทีบ่ รรจนุ า้ ผสมนา้ แข็ง แผ่นฟิลม์ 46 8. วิเคราะหผ์ ลการทดลอง : การทดลองนี้มีจานวนโมลของอากาศในขวดพลาสติกคงที่ และ เมื่อวางขวดพลาสติกในบีกเกอร์ทีบ่ รรจุน้ารอ้ น แผ่นฟิลม์ ของนา้ ยา เมื่อวางขวดพลาสติกในบีกเกอร์ทบี่ รรจุน้าผสมน้าแข็ง แผน่ ฟิล์ม 47 9. สรุปผลการทดลอง อากาศเพิม่ ขึ้นเมื่ออุณหภมู ิของอากาศเพิม่ ขึน้
และปรมิ าตรของ 48 กิจกรรม 7.3 กราฟความสัมพันธร์ ะหวา่ ง 1. ปัญหา : เขยี นในรูปของสมการและกราฟได้อยา่ งไร 2. จุดประสงค์ของกิจกรรม : ปริมาตรและอุณหภูมิของแกส๊ 49 3. สมมุตฐิ าน : ถา้ ปริมาตรของอากาศแปรผันตรงกับอุณหภมู ิของอากาศ ดังนัน้ 4. ตัวแปรทีใ่ ชใ้ นการทดลอง : - ตัวแปรตน้ คือ - 50 |