 ketsadachans Download
แก๊สและสมบัติของแก๊ส_เคมี แก๊สและสมบัติของแก๊ส_เคมี Like this book? You can publish your book online for free in a few minutes!Create your own flipbook View Text Version Likes : 0 Category : All Report
แก๊สและสมบัติของแก๊ส_เคมี ชดุ กิจกรรมการเรยี นรู้การแก้โจทย์ปญั หาเคมีโดยเทคนคิ ของโพลยา เร่ือง กฎของแก๊ส 1 ชดุ ที่ 1 เร่ือง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแก๊ส จันทมิ า รอดพน้ ชดุ กจิ กรรมการเรียนรู้การแกโ้ จทย์ปัญหาเคมีโดยเทคนคิ ของโพลยา เรอื่ ง กฎของแกส๊ 2 คำนำ ชุดกจิ กรรมการเรียนรู้การแก้โจทยป์ ญั หาเคมีโดยเทคนคิ ของโพลยา เรื่อง กฎของแกส๊ ช้นั มธั ยมศกึ ษาปีที่ 5 กลุ่มสาระการเรียนรวู้ ทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี เป็นนวัตกรรมท่จี ัดทำขน้ึ เพื่อใช้ ประกอบการเรียนการสอน เพ่ือพฒั นาผูเ้ รียนให้มีความรู้ ความเขา้ ใจ ส่งเสรมิ ทกั ษะความสามารถในการ คดิ วเิ คราะห์ในการแก้โจทย์ปัญหา รู้หลกั ในการคำนวณโจทย์ และมลี กั ษณะอันพึงประสงคต์ ามหลกั สตู ร แกนกลางการศึกษาขนั้ พ้ืนฐานกำหนด โดยเนน้ เนือ้ หาทเ่ี กี่ยวกับการฝึกทักษะโดยเทคนิคของโพลยาใน การแกโ้ จทย์ปญั หา เพ่ือให้ง่ายต่อการทำความเข้าใจ ในการศึกษาคน้ คว้าได้ดว้ ยตวั เอง ส่งเสรมิ ให้ นักเรียนได้มีส่วนร่วมในกิจกรรมการเรียนการสอน นกั เรยี นอยากรู้อยากเห็น สง่ เสรมิ ทักษะกระบวนการ ทางวิทยาศาสตร์ การสังเกต การทดลอง การเก็บรวบรวมขอ้ มูล และการสรปุ ผล ชุดกจิ กรรมการเรียนรู้ การแกโ้ จทยป์ ญั หาเคมโี ดยเทคนิคของโพลยา เรอ่ื ง กฎของแกส๊ ชัน้ มัธยมศึกษาปที ่ี 5 ได้จดั ทำเป็น 3 ชุด รวมใช้เวลาเรียนทั้งหมด 16 ช่ัวโมง แต่ละชุดมีประสิทธิภาพมีความสมบูรณ์ตรงตามเนื้อหาและ มีความเหมาะสมประกอบดว้ ย ชุดที่ 1 เรอื่ ง กฎของบอยล์ กฎของชารล์ กฎของเกย์-ลสู แซก และกฎรวมแกส๊ ชดุ ท่ี 2 เรอ่ื ง กฎของอาโวกาโดร กฎแก๊สอุดมคติและกฎความดันยอ่ ยของดอลตนั ชุดที่ 3 เรื่อง กฎการแพร่ผา่ นของเกรแฮม กฎต่างๆของแก๊สกบั ทฤษฎจี ลน์ของแกส๊ และ เทคโนโลยที ีเ่ กี่ยวขอ้ งกบั สมบัตขิ องแกส๊ ชุดกิจกรรมการเรียนรู้การแก้โจทย์ปัญหาเคมีโดยเทคนิคของโพลยา ประกอบด้วย คำช้ีแจง ลำดับข้ันตอนการใช้แบบฝึกทักษะ เกณฑ์การให้คะแนน คำแนะนำสำหรับนักเรียน ผลการเรียนรู้ สาระสำคัญ จุดประสงค์การทำแบบฝึกทักษะ แบบวัดผลสัมฤทธ์ิทางการเรียนก่อนเรียน ใบความรู้ ใบกิจกรรม แบบวดั ผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนหลงั เรยี น สำหรบั ชุดกิจกรรมการเรียนรู้ชดุ นี้ เป็นชดุ กจิ กรรม ท่ี 1 กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแก๊ส ซึ่งได้รับคำแนะนำจาก ผู้ทรงคุณวฒุ ิ มีการปรบั ปรงุ แก้ไขจนไดช้ ุดกิจกรรมการเรียนรู้ท่สี มบูรณ์และมปี ระสิทธิภาพ ผจู้ ดั ทำหวังเป็นอยา่ งย่งิ ว่า ชุดกจิ กรรมการเรียนรู้เลม่ น้ีจะเปน็ พ้ืนฐานและเกิดประโยชน์ในการฝึก เสริมทักษะในการคำนวณ และการวิเคราะห์ในเรื่องอื่นๆ ในการเรียนวิชาเคมีอันจะนำความรู้ไป ประยุกต์ใช้ให้เกิดประโยชน์ในชีวิตประจำวันต่อไป และช่วยพัฒนาผู้เรียนให้เกิดการเรียนรู้ตรงตาม มาตรฐานการเรียนรู้อย่างมปี ระสทิ ธิภาพ และเป็นแนวทางพัฒนาการเรียนการสอนในกลมุ่ สาระการเรียนรู้ วิทยาศาสตร์ได้เป็นอยา่ งดี ขอขอบคุณคณะผู้บรหิ ารโรงเรียนห้วยยอด คณะครู ตลอดจนผูท้ ่ีเกี่ยวขอ้ งทกุ ท่านที่มสี ่วนในการ ใหค้ ำปรึกษาแนะนำเป็นอย่างดี จนั ทมิ า รอดพ้น ชุดท่ี 1 เรื่อง กฎของบอยล์ กฎของชารล์ กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแกส๊ จันทมิ า รอดพ้น ชดุ กจิ กรรมการเรียนรกู้ ารแกโ้ จทย์ปญั หาเคมีโดยเทคนิคของโพลยา เรื่อง กฎของแกส๊ 3 สารบญั เรอ่ื ง หน้า คำนำ ก สารบญั ข คำชี้แจงการใช้ชุดแบบฝึกทักษะการแกโ้ จทยป์ ัญหา ค คำชแ้ี จงสำหรบั ครู ง คำช้แี จงสำหรบั นกั เรียน จ วธิ ีการศึกษาการใชช้ ุดกจิ กรรมการเรยี นรกู้ ารแกโ้ จทย์ปญั หาเคมีโดยเทคนิคโพลยา ฉ เทคนคิ การแกโ้ จทย์ปัญหาเคมี ตามกระบวนการแก้โจทยป์ ัญหาของโพลยา ช เกณฑ์การให้คะแนนเทคนิคการแก้โจทยป์ ัญหาเคมี ตามกระบวนการแก้โจทย์ปญั หาของโพลยา ซ สาระและมาตรฐานการเรยี นรู้ ผลการเรยี นรูแ้ ละจดุ ประสงค์การเรียนรู้ ฌ แบบทดสอบกอ่ นเรียนชุดท่ี 1 เรอ่ื ง กฎของบอยล์ กฎของชารล์ กฎของเกย์-ลสู แซก 1 และกฎรวมแก๊ส ใบความรทู้ ่ี 1.1 เรื่อง สมบตั ิของแกส๊ 7 กจิ กรรมท่ี 1.1 เรื่อง ผลของความดันและอุณหภูมติ ่อปริมาตรของแก๊ส 10 ใบความรทู้ ี่ 1.2 เรื่อง ปริมาตร ความดนั และอุณหภมู ิ 14 ใบความรูท้ ี่ 1.3 เรื่อง กฎของบอยล์ 19 ใบความรู้ที่ 1.4 เร่ือง กฎของชาร์ล 23 ใบความรทู้ ี่ 1.5 เร่ือง กฎของเกย์-ลสู แซก 27 ใบความรทู้ ่ี 1.6 เร่ือง กฎรวมแก๊ส 31 สรปุ สาระสำคญั 34 แบบฝึกทกั ษะการแกโ้ จทยป์ ัญหาวชิ าเคมีโดยใช้เทคนิคของโพลยา 35 แบบทดสอบหลงั เรยี น 45 บรรณานกุ รม 51 แบบบนั ทึกผลสัมฤทธิ์ทางการเรยี นจากชดุ กจิ กรรมการแก้โจทยป์ ญั หา 52 โดยเทคนคิ โพลยา ภาคผนวก 54 เฉลยแบบทดสอบก่อนเรยี น – หลงั เรยี น 55 เฉลยแบบบันทกึ การปฏิบตั กิ ิจกรรมท่ี 1 เรื่อง ผลของความดนั และ 56 อณุ หภมู ติ ่อปรมิ าตรของแก๊ส เฉลยแบบฝกึ ทักษะการแก้โจทย์ปัญหาวชิ าเคมโี ดยใชเ้ ทคนิคของโพลยา 59 ชุดท่ี 1 เรื่อง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแกส๊ จันทมิ า รอดพน้ ชุดกจิ กรรมการเรยี นรู้การแกโ้ จทยป์ ญั หาเคมีโดยเทคนิคของโพลยา เรือ่ ง กฎของแก๊ส 4 คำช้ีแจงการใช้ชดุ กิจกรรมการเรียนรกู้ ารแก้โจทยป์ ัญหาวชิ าเคมี โดยเทคนิคของโพลยา เรอื่ ง กฎของแก๊ส ชนั้ มัธยมศกึ ษาปีที่ 5 ชุดที่ 1 เรือ่ ง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลสู แซก และกฎรวมแกส๊ 1. ชดุ กจิ กรรมการเรยี นรู้การแก้โจทย์ปัญหาวชิ าเคมโี ดยเทคนคิ ของโพลยา เรือ่ ง กฎของแกส๊ ชัน้ มธั ยมศึกษาปีที่ 5 สำหรับชุดกิจกรรมการเรยี นรู้เล่มนีเ้ ป็นชดุ ท่ี 1 เรื่อง กฎของบอยล์ กฎของชารล์ กฎของเกย-์ ลสู แซก และกฎรวมแก๊ส จากทงั้ หมด 3 ชดุ ประกอบด้วย ชดุ ท่ี 1 เรอื่ ง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลสู แซก และกฎรวมแกส๊ ชุดที่ 2 เรอื่ ง กฎของอาโวกาโดร กฎแกส๊ อุดมคติและกฎความดันยอ่ ยของดอลตัน ชดุ ท่ี 3 เรอ่ื ง กฎการแพร่ผ่านของเกรแฮม กฎต่างๆของแก๊สกบั ทฤษฎจี ลนข์ องแก๊ส และ เทคโนโลยีทีเ่ กีย่ วข้องกับสมบัติของแก๊ส 2. ส่วนประกอบของแบบฝกึ ทักษะประกอบด้วย - คำช้ีแจงการใช้ชดุ กิจกรรมการเรยี นรู้การแก้โจทย์ปญั หา - คำช้ีแจงสำหรับครู - คำชแ้ี จงสำหรับนักเรยี น - วิธกี ารศึกษาการใชช้ ดุ กจิ กรรมการเรยี นร้กู ารแกโ้ จทยป์ ญั หาเคมโี ดยเทคนิคโพลยา - การนำเทคนคิ โพลยามาใช้วเิ คราะหแ์ ละการแก้โจทย์ปญั หาเคมี - เกณฑ์การใหค้ ะแนน - สาระและมาตรฐานการเรยี นรู้ ผลการเรียนรูแ้ ละจดุ ประสงค์การเรียนรู้ - แบบทดสอบก่อนเรียน - ใบความรู้ - แบบฝกึ ทักษะการแกโ้ จทยป์ ัญหา - แบบทดสอบหลงั เรียน - เฉลยแบบทดสอบก่อนเรยี นหลงั เรยี น - เฉลยแบบฝึกทักษะ - แบบบันทกึ คะแนนการทำแบบฝึกทกั ษะการแก้โจทยป์ ัญหา ชดุ ท่ี 1 เร่ือง กฎของบอยล์ กฎของชารล์ กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแกส๊ จันทมิ า รอดพน้ ชดุ กจิ กรรมการเรียนรูก้ ารแกโ้ จทยป์ ญั หาเคมีโดยเทคนคิ ของโพลยา เรอ่ื ง กฎของแกส๊ 5 คำชีแ้ จงสำหรับครู เม่อื ครผู ูส้ อนนำชุดกจิ กรรมการเรยี นรู้การแกโ้ จทยป์ ัญหาเคมีโดยเทคนคิ ของโพลยา เรือ่ ง กฎของ แกส๊ ชนั้ มธั ยมศกึ ษาปีที่ 5 ชุดนี้ไปใช้ในการจัดกจิ กรรม การเรยี นการสอน ควรมแี นวปฏิบตั ิ ดงั น้ี 1. ชุดกิจกรรมการเรียนรู้การแก้โจทย์ปัญหา ชุดที่ 1 เรอ่ื ง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์- ลูสแซก และกฎรวมแก๊ส ใชเ้ ปน็ สอ่ื ในการจดั กิจกรรมการเรยี นการสอนประกอบกบั แผนการจดั การเรยี นรู้ ท่ี 1 2. หากมกี จิ กรรมการทดลอง ครูจดั กลุ่มนักเรยี นกลมุ่ ๆ ละ 4-5 คน คละเพศชายหญงิ คละความสามารถ โดยใชเ้ กณฑ์ 1:3: 1 (เกง่ : ปานกลาง: อ่อน) จากผลการวิเคราะหผ์ เู้ รียนรายบคุ คล 3. ครตู ้องช้แี จงข้ันตอนการเรียนโดยใช้ชดุ กจิ กรรมการเรียนรู้การแก้โจทยป์ ัญหาตง้ั แตต่ ้นจนจบ ให้นกั เรียนเขา้ ใจก่อนดำเนินกิจกรรมต่าง ๆ 4. ให้ทดสอบความรู้ก่อนเรยี นของนักเรียน เพื่อวดั ความรู้พื้นฐานของนักเรียนเป็นรายบุคคล 5. ขณะปฏบิ ัติกิจกรรม ครูคอยกระตุ้นใหน้ ักเรียนเรียนร้อู ย่างตงั้ ใจ และเปิดโอกาสให้นักเรียน ไดซ้ ักถาม ข้อสงสัย ในเน้ือหาที่ไมเ่ ขา้ ใจ และครูคอยอธบิ ายเพ่ิมเติมอย่างใกล้ชดิ 6. ทดสอบความรู้ของนักเรยี นโดยใชแ้ บบทดสอบหลังเรียน 7. หากผเู้ รียนบางคนเรียนไม่ทัน หรอื ขาดเรียน อาจจมอบหมายงานหรือเอกสาร ให้ศกึ ษาเพิ่มเติมนอก เวลาได้ 8. การตรวจนบั คะแนนแบบทดสอบหลงั เรยี น ใชเ้ กณฑร์ ้อยละ 70 ถา้ นักเรยี นทำคะแนนไดน้ ้อยกว่า รอ้ ยละ 70 ควรให้คำแนะนำ และจัดสอนซ่อมเสรมิ ชุดท่ี 1 เรื่อง กฎของบอยล์ กฎของชารล์ กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแก๊ส จันทมิ า รอดพ้น ชดุ กจิ กรรมการเรียนรกู้ ารแก้โจทยป์ ัญหาเคมีโดยเทคนิคของโพลยา เรอ่ื ง กฎของแกส๊ 6 คำชีแ้ จงสำหรบั นักเรียน ชดุ กิจกรรมการเรียนรู้การแกโ้ จทยป์ ญั หาเคมีโดยเทคนคิ ของโพลยา เร่ือง กฎของแก๊ส ช้นั มัธยมศึกษาปีท่ี 5 มที ั้งหมด 3 ชดุ สำหรับเลม่ นี้เป็นชดุ กจิ กรรมการเรยี นรู้การแกโ้ จทย์ปญั หาชุดที่ 1 เรือ่ ง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแก๊ส โดยใหน้ ักเรียนทำกจิ กรรม ดงั ตอ่ ไปนี้ 1. นักเรียนศึกษา สาระและมาตรฐานการเรียนรู้ ผลการเรียนรูแ้ ละจดุ ประสงคก์ ารเรียนรู้ 2. ทำแบบทดสอบก่อนเรียน เรอื่ ง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก และ กฎรวมแกส๊ จำนวน 20 ขอ้ 3. ศกึ ษาใบความรู้ท่ี 1 เรื่อง สมบตั ขิ องแก๊ส 4. ศกึ ษากจิ กรรมที่ 1 เร่อื ง ผลของความดนั และอุณหภมู ติ ่อปรมิ าตรของแก๊ส พร้อมทั้งบนั ทกึ การปฏบิ ัติกจิ กรรมท่ี 1 ลงในแบบบันทกึ การปฏบิ ัตกิ จิ กรรม 5. ศกึ ษาใบความรู้ ขน้ั ตอนการแก้โจทย์ปัญหาและตัวอยา่ งการแกโ้ จทยป์ ัญหา 5.1 เรอ่ื ง ปริมาตร ความดนั และอุณหภมู ิ 5.2 เรอ่ื ง กฎของบอยล์ 5.3 เรื่อง กฎของชารล์ 5.4 เรอ่ื ง กฎของเกย์-ลสู แซก 5.5 เร่อื ง กฎรวมแกส๊ 6. ทำแบบฝึกทักษะตามทก่ี ำหนดไว้ จำนวน 10 ขอ้ ข้อละ 5 คะแนน รวม 50 คะแนน โดยแสดงวธิ ใี นการคำนวณอย่างละเอยี ดลงในแบบฝึกทักษะ ใหน้ ักเรยี นทำดว้ ยตนเอง เรียงตามลำดับขัน้ ตอน อยา่ เปิดข้ามหน้าใดหนา้ หน่ึงโดยเด็ดขาด และให้มีความซ่ือสตั ย์ ไม่ควร เปิดดูเฉลยก่อน เมอ่ื ทำเสรจ็ แล้วจึงตรวจคำตอบกบั เฉลยแบบฝกึ ทกั ษะการแก้โจทยป์ ัญหา 7. ทำแบบทดสอบหลงั เรยี น เรอ่ื ง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์- ลูสแซก และ กฎรวมแก๊ส จำนวน 20 ข้อ 8. ตรวจคำตอบของแบบทดสอบก่อนเรยี น-หลังเรยี น จากเฉลยแบบทดสอบก่อนเรยี น และหลังเรียน 9. นกั เรยี นตอ้ งทำแบบทดสอบหลังเรยี น ใหไ้ ด้ 14 ข้อข้ึนไป จงึ จะผ่านเกณฑ์ และถ้า นักเรียนไม่ผ่านเกณฑต์ ามท่ีกำหนดใหท้ บทวนเนื้อหาและทำแบบฝกึ ทักษะใหม่อีกครงั้ หมายเหตุ เม่ือนักเรียนคนใดสงสัยหรอื มปี ัญหาที่ไม่เข้าใจ สามารถขอคำปรึกษาและ คำแนะนำจากครูผูส้ อนไดต้ ลอดเวลา ชดุ ที่ 1 เรื่อง กฎของบอยล์ กฎของชารล์ กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแก๊ส จันทมิ า รอดพน้ ชุดกจิ กรรมการเรยี นรกู้ ารแกโ้ จทยป์ ัญหาเคมีโดยเทคนิคของโพลยา เรือ่ ง กฎของแก๊ส 7 วิธกี ารศกึ ษาการใช้ชุดกจิ กรรมการเรียนรู้การแก้โจทยป์ ญั หาเคมีโดยเทคนิคโพลยา อา่ นคำชี้แจงการใชช้ ุดกจิ กรรมการเรียนรู้ ทำแบบทดสอบก่อนเรียน กระบวนการจัดกจิ กรรมการเรียนรู้ ศึกษาใบความรู้ ทำแบบฝึกทักษะ ทำแบบทดสอบหลงั เรียน ผ่านเกณฑ์ 70% ไมผ่ า่ นเกณฑ์ 70% ศกึ ษาแบบฝึกชดุ ต่อไป เรยี นซอ่ มเสรมิ ชุดท่ี 1 เร่ือง กฎของบอยล์ กฎของชารล์ กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแก๊ส จันทมิ า รอดพน้ ชุดกจิ กรรมการเรยี นรกู้ ารแกโ้ จทยป์ ญั หาเคมีโดยเทคนคิ ของโพลยา เร่อื ง กฎของแก๊ส 8 เทคนิคการแก้โจทยป์ ัญหา ตามกระบวนการแก้โจทย์ปญั หาของโพลยา(Polya) ขน้ั ที่ 1 ทำความเขา้ ใจปญั หา ขนั้ ที่ 2 วางแผนการแก้ปัญหา เทคนคิ โพลยา(Polya) ฝกึ ทักษะการอ่าน คดิ วิเคราะห์ นำเสนอวิธีการทำ กระบวนการทำ และเขยี นสรุป ข้นั ที่ 4 ตรวจสอบคำตอบ ขั้นท่ี 3 ดำเนินการแกป้ ัญหา ขน้ั ตอนการแกโ้ จทยป์ ญั หาฟิสิกสโ์ ดยเทคนคิ โพลยา 1. อา่ นสถานการณแ์ ละเขยี นรูป ตามสถานการณ์ (ถา้ มี) 2. พิจารณาวา่ สถานการณ์กำหนด ให้อะไรมา เขียนออกมาในรูปของ ข้ันท่ี 1 ทำความเขา้ ใจปัญหา สญั ลักษณ์ของคา่ นนั้ 3. วิเคราะหว์ า่ ต้องการหาอะไร (คำตอบ) เขยี นออกมาในรูปของ สญั ลกั ษณ์ของค่านั้น ขน้ั ท่ี 2 วางแผนการแกป้ ญั หา 4. เลือกสมการทีส่ ัมพนั ธ์กบั ส่ิงที่สถานการณใ์ หห้ า หรอื กำหนด เขยี นออกมาในรปู ของสัญลักษณ์ของค่านน้ั ขัน้ ท่ี 3 ดำเนนิ การแก้ปัญหา 5. ดำเนินการตามแผนทวี่ างไว้เพือ่ ให้ไดค้ ำตอบของปัญหา โดยใช้ ขั้นตอน ทางคณิตศาสตร์ ขั้นท่ี 4 ตรวจสอบคำตอบ 6. ตรวจสอบความถกู ต้องในข้ันตอนตา่ ง ๆ แล้วตอบคำถามทวน สถานการณ์ ชดุ ที่ 1 เรื่อง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแก๊ส จันทิมา รอดพน้ ชุดกิจกรรมการเรียนรกู้ ารแกโ้ จทยป์ ัญหาเคมีโดยเทคนิคของโพลยา เรอ่ื ง กฎของแกส๊ 9 เกณฑ์การให้คะแนน เทคนิคการแกโ้ จทยป์ ัญหาตามกระบวนการแก้โจทย์ปัญหาของโพลยา ขน้ั ตอนกระบวนการ คะแนน เกณฑก์ ารพจิ ารณา แก้ปญั หาของโพลยา 1 เปล่ียนปริมาณเปน็ สญั ลักษณ์ได้ถกู ต้องทกุ ขอ้ ข้นั ที่ 1 ทำความเข้าใจปญั หา 0.5 เปลี่ยนปริมาณเปน็ สัญลักษณ์ได้ถกู ตอ้ งไมค่ รบทุกขอ้ 0 ไมต่ อบ หรอื เปลี่ยนปริมาณเปน็ สญั ลกั ษณไ์ มถ่ ูกตอ้ ง เลย ข้ันที่ 2 วางแผนการแกป้ ัญหา 1 กำหนดสตู รทเ่ี ลือกใช้ไดถ้ กู ตอ้ ง 0 กำหนดสูตรท่ีเลอื กใชไ้ มถ่ กู ตอ้ งเลย 2 แทนค่าในสตู รและคิดคำนวณเปน็ ไปตามลาดับขั้นได้ ถูกต้อง ข้ันท่ี 3 ดำเนนิ การแก้ปัญหา 1 แทนคา่ ในสูตรได้ถูกตอ้ งแตค่ ดิ คำนวณไมเ่ ป็นไป ตามลำดับขนั้ ทีถ่ ูกตอ้ ง 0 ไม่ตอบ หรือแทนค่าในสตู รผดิ และคดิ คำนวณไม่ เป็นไปตามลำดับข้ันท่ีถูกตอ้ งเลย 1 คำตอบและหน่วยถกู ต้องชดั เจน ขน้ั ท่ี 4 ตรวจคำตอบ 0.5 คำตอบถกู แตห่ นว่ ยไม่ถกู ตอ้ ง 0 ไม่ตอบ หรือคำตอบและหนว่ ยไมถ่ กู ต้องเลย ชุดที่ 1 เร่ือง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแก๊ส จันทมิ า รอดพ้น ชุดกิจกรรมการเรยี นรกู้ ารแก้โจทยป์ ัญหาเคมีโดยเทคนคิ ของโพลยา เร่อื ง กฎของแกส๊ 10 มาตรฐานการเรียนรู้ ผลการเรียนรู้ และจดุ ประสงคก์ ารเรียนรู้ สาระและมาตรฐานการเรียนรู้ สาระเคมี 1. เข้าใจโครงสร้างอะตอม การจดั เรยี งธาตุในตารางธาตุ สมบตั ขิ องธาตุ พนั ธะเคมี และสมบัติของสาร แก๊สและสมบตั ิของแก๊ส ประเภทและสมบตั ิของสารประกอบอินทรยี ์และพอลิเมอร์ รวมทั้งการนำความรไู้ ปใชป้ ระโยชน์ ผลการเรียนรู้ สาระเคมี 1 ม.5/1 อธิบายความสัมพนั ธ์และคำนวณปริมาตร ความดัน หรอื อุณหภูมิของแก๊สท่ี ภาวะต่าง ๆตามกฎของบอยล์ กฎของชารล์ กฎของเกย์-ลูสแซก สาระเคมี 1 ม.5/2 คำนวณปริมาตร ความดนั หรืออุณหภมู ิของแกส๊ ท่ภี าวะตา่ ง ๆ ตาม กฎของบอยล์ กฎของชารล์ กฎของเกย-์ ลสู แซก และกฎรวมแก๊ส จดุ ประสงค์การเรียนรู้ 1. ดา้ นความรู้ (K) 1.1 นกั เรียนสามารถอธิบายความสมั พันธ์ระหวา่ งปรมิ าตรและความดนั โดยใช้ ความสัมพันธ์ตามกฎของบอยล์ได้ 1.2 นกั เรียนสามารถอธิบายความสมั พันธร์ ะหว่างปรมิ าตรและอุณหภมู โิ ดยใช้ ความสมั พนั ธต์ ามกฎของชาร์ลได้ 1.3 นักเรยี นสามารถอธบิ ายความสัมพันธร์ ะหว่างความดันและอุณหภูมขิ องแก๊สโดยใช้ ความสมั พนั ธต์ ามกฎของเกย-์ ลูสแซกได้ 2. ดา้ นทกั ษะ/กระบวนการ (P) 2.1 นักเรยี นสามารถทำการทดลองเพ่ือศึกษาผลของความดันและอุณหภูมติ ่อปริมาตร ของแก๊สได้ 2.2 นักเรยี นสามารถคำนวณปรมิ าตรหรอื ความดนั โดยใชค้ วามสัมพนั ธ์ตามกฎของบอยล์ ได้ 2.3 นักเรยี นสามารถคำนวณปรมิ าตรหรอื อุณหภมู ิโดยใชค้ วามสัมพนั ธ์ตามกฎของชาร์ล ได้ ชุดท่ี 1 เร่ือง กฎของบอยล์ กฎของชารล์ กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแกส๊ จันทมิ า รอดพ้น ชุดกิจกรรมการเรยี นรู้การแกโ้ จทย์ปัญหาเคมโี ดยเทคนิคของโพลยา เร่ือง กฎของแก๊ส 11 2.4 นักเรยี นสามารถคำนวณความดนั หรืออุณหภูมิของแก๊สโดยใชค้ วามสัมพันธ์ตาม กฎของเกย-์ ลสู แซกได้ 2.5 นักเรยี นสามารถคำนวณปริมาตร ความดนั หรืออณุ หภูมขิ องแกส๊ ท่ีภาวะตา่ ง ๆ ตาม กฎรวมแกส๊ ได้ 2.6 แก้โจทยป์ ัญหาทางเคมโี ดยใชก้ ระบวนการแกป้ ญั หาของโพลยาได้ 3. ด้านคุณลักษณะ (A) 3.1 ซ่ือสตั ย์ 3.2 มวี ินัย 3.3 ใฝ่เรยี นรู้ 3.4 อยู่อยา่ งพอเพยี ง 3.5 ม่งุ มน่ั ในการทำงาน ชุดที่ 1 เร่ือง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแกส๊ จันทิมา รอดพน้ ชดุ กิจกรรมการเรียนรูก้ ารแกโ้ จทยป์ ัญหาเคมีโดยเทคนคิ ของโพลยา เร่ือง กฎของแกส๊ 12 แบบทดสอบกอ่ นเรียน เรื่อง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลสู แซก และกฎรวมแกส๊ คำชีแ้ จง 1. ข้อสอบชดุ นม้ี จี ำนวน 20 ข้อ เปน็ ข้อสอบปรนัย 4 ตัวเลอื ก แบง่ เป็น 2 ตอน ตอนท่ี 1 ทฤษฎี จำนวน 10 ขอ้ ตอนท่ี 2 การแก้โจทย์ปญั หา จำนวน 10 ขอ้ 2. ใหน้ ักเรยี นเลือกคำตอบท่ีถกู ต้องเพยี งตัวเลอื กเดยี ว แล้วทำเคร่ืองหมาย (X) ลงใน กระดาษคำตอบ 3. คะแนน 20 คะแนน ตอนที่ 1 ทฤษฎี 1. ขอ้ ความใดต่อไปน้ี ไม่ใช่ขอ้ ความของทฤษฎจี ลนข์ องแกส๊ 1. โมเลกุลของแก๊สมคี ่าพลงั งานจลนค์ ่าหน่งึ 2. แตล่ ะโมเลกลุ เคลอ่ื นที่เปน็ เส้นตรงอยตู่ ลอดเวลาด้วยอัตราเรว็ ที่เท่ากัน 3. แกส๊ ประกอบดว้ ยโมเลกลุ ที่มขี นาดเล็กมาก อยู่หา่ งกนั และไม่มแี รงยึดเหนยี่ วระหว่างกัน 4. เมือ่ โมเลกุลแก๊สชนกันหรือชนกบั ผนงั ภาชนะอาจมีการถ่ายเทพลังงาน แต่ไมส่ ูญเสียพลังงาน 2. ข้อความใดต่อไปนี้ เป็นปรากฏการณท์ ี่สามารถอธิบายไดโ้ ดยทฤษฎีจลน์ของแก๊ส 1. โมเลกุลของแก๊สเคลอื่ นทอี่ ยตู่ ลอดเวลา 2. การลดปรมิ าตรของแกส๊ ความดนั จะเพิม่ ขึน้ 3. โมเลกลุ ขอองแก๊สไมม่ ีแรงยดึ เหนย่ี วระหวา่ งกันและกนั 4. แกส๊ ทมี่ ีปรมิ าตรเทา่ กันทส่ี ภาวะเดยี วกนั จะมีจำนวนโมลเท่ากนั 3. ขอ้ ใดเปน็ คณุ สมบตั ิท่ีเหมอื นกนั ระหว่างแกส๊ จรงิ และแก๊สอุดมคติ 1. รปู ร่างเหมอื นภาชนะทบ่ี รรจุ 2. แรงยดึ เหนี่ยวระหวา่ งโมเลกลุ 3. ปรมิ าตรของแกส๊ 4. ลักษณะการชนระหว่างโมเลกุล 4. เมอื่ ใดท่แี กส๊ จรงิ จะประพฤตติ ัวเหมอื นแกส๊ อดุ มคติ 1. อุณหภูมิต่ำ ความดนั ต่ำ 2. อุณหภูมิต่ำ ความดนั สูง 3. อณุ หภมู สิ ูง ความดันสงู 4. อุณหภมู สิ งู ความดันตำ่ ชดุ ท่ี 1 เรื่อง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแก๊ส จันทมิ า รอดพน้ ชดุ กจิ กรรมการเรียนรู้การแก้โจทยป์ ญั หาเคมโี ดยเทคนิคของโพลยา เรอื่ ง กฎของแก๊ส 13 5. กราฟความสมั พนั ธ์ระหว่างปริมาตรกบั ความดัน เม่อื อณุ หภมู คิ งท่ี ข้อใดถูกต้อง 1. V 2. V PP 3. V 4. V 1/P P 6. แก๊สจำนวนหน่งึ ทอี่ ุณหภมู ิคงท่ี ถ้าเขยี นกราฟความสมั พันธ์ระหว่างผลคูณของความดันกบั ปริมาตร(PV) เม่อื ปรมิ าตรแก๊สเปลี่ยนแปลงจะได้กราฟตามข้อใด PV PV 1. 2. V V PV 3. PV 4. V V 7. การทดลองน้สี นบั สนุนกฎใด น้ำอณุ หภูมิ นำ้ อุณหภมู ิ 70 °C 20 °C 1. กฎของดอลตัน 2. กฎของเกย-์ ลสู แซก 3. กฎของบอยล์ 4. กฎของชาร์ล ชดุ ที่ 1 เรื่อง กฎของบอยล์ กฎของชารล์ กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแกส๊ จันทิมา รอดพ้น ชดุ กิจกรรมการเรยี นรู้การแกโ้ จทย์ปัญหาเคมโี ดยเทคนคิ ของโพลยา เรื่อง กฎของแก๊ส 14 ขอ้ มูลต่อไปนี้ใชต้ อบคำถาม ข้อ 8 หลอดแก้วปลายด้านหนง่ึ ปิด ภายในมีพลาสติกทำหน้าท่ีเป็นจุกปดิ ด้านทเ่ี หลือ พลาสตกิ น้ีแนบสนทิ กับผนงั ด้านในของหลอดพอท่ีจะป้องกันแก๊สภายในหลอดไม่ให้เลด็ ลอด ออกมาได้ แต่ก็สามารถเคลอ่ื นทขี่ ึน้ ลงได้สะดวก เม่ือนำปลายดา้ นปดิ ของหลอดนีจ้ ุม่ ลงใน ภาชนะท่ีมนี ้ำและน้ำแข็ง ปริมาตรนับจากปลายหลอดดา้ นปดิ ขน้ึ มาถึงแผน่ พลาสติกอา่ นได้ 25 ลกู บาศกเ์ ซนตเิ มตร เม่อื ตัง้ ทิง้ ไวท้ ี่อณุ หภูมิ 25 องศาเซลเซยี ส อา่ นปรมิ าตรได้ 27.3 ลกู บาศกเ์ ซนติเมตร และเมื่อนำไปจุ่มในน้ำเดือด อ่านปริมาตรได้ 34.2 ลกู บาศกเ์ ซนติเมตร 8. ขอ้ มลู ในการทดลองน้ี พอสรุปไดว้ า่ อย่างไร 2. ปรมิ าตร α 1/ความดัน 1. ปรมิ าตร α อุณหภมู ิ 4. ความดนั α อณุ หภมู ิ 3. ปริมาตร α ความดัน 9. ถา้ บรรจแุ กส๊ ชนดิ หน่ึงลงในกระบอกฉีดยาปลายปิดทอ่ี ุณหภมู ิหอ้ ง เม่ือเพม่ิ อุณหภมู ขิ องแก๊ส โดย ปรมิ าตรของแกส๊ ยังคงท่ี ข้อความใดกล่าวถูกต้อง 1. โมเลกุลแกส๊ จะชนผนังภาชนะดว้ ยความแรงมากข้นึ แต่ความถ่เี ทา่ เดมิ 2. โมเลกลุ แกส๊ จะชนผนงั ภาชนะดว้ ยความแรงเท่าเดมิ แต่ความถี่เพ่มิ ขนึ้ 3. โมเลกุลแกส๊ จะชนผนังภาชนะดว้ ยความแรงและความถีเ่ ท่าเดิม 4. โมเลกุลแก๊สจะชนผนังภาชนะดว้ ยความแรงและความถี่เพมิ่ ข้ึน 10. ถ้านำกระบอกฉดี ยาปลายปิด บรรจแุ กส๊ ปริมาตร 10 ลูกบาศก์เซนติเมตร ณ อุณหภูมหิ ้อง ไปแช่ในนำ้ ร้อนที่อุณหภมู ิ 90 องศาเซลเซยี ส โดยควบคุมปรมิ าตรของแก๊สใหค้ งที่ ข้อใดผดิ 1. ความดนั ของแก๊สในกระบอกฉดี ยาเทา่ เดิม 2. พลังงานจลนเ์ ฉลย่ี ของโมเลกุลแกส๊ เพ่ิมข้ึน 3. โมเลกุลของแก๊สเคลอื่ นท่ีด้วยอตั ราเร็วมากกวา่ เดมิ 4. โมเลกลุ ของแก๊สชนผนงั หลอดฉดี ยาบ่อยครั้ง และแรงเท่าเดมิ ตอนท่ี 2 การแก้โจทย์ปัญหา 11. แกส๊ ชนดิ หนงึ่ มคี วามดัน a บรรยากาศ ท่ีอณุ หภมู เิ ดียวกนั แต่มปี ริมาตรเพิ่มเป็น 2 เท่าของ ปริมาตรเดมิ แก๊สนจ้ี ะมีความดนั เปน็ กบี่ รรยากาศ 1. a/4 2. a/2 3. a 4. 2a ชุดท่ี 1 เร่ือง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแก๊ส จันทิมา รอดพน้ ชดุ กิจกรรมการเรยี นรู้การแกโ้ จทยป์ ัญหาเคมีโดยเทคนิคของโพลยา เรอื่ ง กฎของแก๊ส 15 12. บรรจุแกส๊ ชนิดหนึง่ ปรมิ าตร 10 ลูกบาศกเ์ ซนติเมตร ในกระบอกฉีดยาทค่ี วามดนั 1 บรรยากาศ ถ้าปิดปลายกระบอกฉดี ยาไว้แล้วกดก้านหลอดฉีดยาจนปริมาตรแกส๊ เหลอื เพียง 5 ลูกบาศก์ เซนติเมตร ความดันในกระบอกฉีดยาจะเปน็ เทา่ ใด 1. 0.5 atm 2. 1 atm 3. 2 atm 4. 50 atm 13. เมื่อนำของเหลว A 10 กรัม มาทำให้เปน็ ไอทั้งหมดทอี่ ุณหภูมิ 40 องศาเซลเซียส ความดัน 380 มิลลิเมตรปรอท ในถังพลาสตกิ ซ่งึ ไม่มกี ารขยายตวั ขนาด 20 ลกู บาศก์เดซิเมตร ถ้า ต้องการใหค้ วามดันลดลง 120 มลิ ลเิ มตรปรอท จะต้องทำท่ีอณุ หภูมิเท่าใด 1. 27.37 K 2. 214.16 K 3. 315.65 K 4. 457.46 K 14. แก๊ส x จำนวนหนึง่ บรรจใุ นถงั ซึ่งมปี รมิ าตร 2 ลิตร วดั ความดันท่อี ุณหภมู ิ 27 องศาเซลเซยี ส ได้ เท่ากับ 800 มลิ ลเิ มตรปรอท ถ้าต้องการให้ความดนั ของแก๊ส X ภายในถงั เพ่ิมข้นึ อีก 200 มิลลเิ มตรปรอท จะตอ้ งเพ่ิมอณุ หภูมิอกี กีอ่ งศาเซลเซียส 1. 273 C 2. 102 C 3. 75 C 4. 33.75 C 15. ท่ีอุณหภมู ิ 35 องศาเซลเซยี ส แก๊สออกซเิ จนจำนวนหนึง่ มีปริมาตร 250 ลกู บาศก์เซนตเิ มตร ถา้ อุณหภูมิลดลงเป็น 20 องศาเซลเซียส โดยควบคมุ ความดันให้คงที่ ปริมาตรของแกส๊ จะเปน็ เทา่ ใด 1. 142.86 cm3 2. 237.82 cm3 3. 262.80 cm3 4. 437.50 cm3 16. แกส๊ A มปี ริมาตร 210 ลกู บาศกเ์ ซนตเิ มตร ที่อุณหภูมิ 27 องศาเซลเซยี ส และความดัน 740 มลิ ลิเมตรปรอท จงหาปริมาตรของแก๊สที่อณุ หภูมิ 150 องศาเซลเซยี ส 1. 37.80 cm3 2. 288.31 cm3 3. 296.10 cm3 4. 1,166.67 cm3 17. ถา้ ควบคุมให้ความดันคงท่ี อุณหภูมขิ องแก๊สจะเปล่ยี นจาก 22 องศาเซลเซยี ส ไปเป็นเทา่ ใด จึงจะทำใหป้ ริมาตรเพมิ่ ขนึ้ เป็น 2 เทา่ ของปรมิ าตรเดิม 1. 44 °C 2. 317 °C 3. 590 °C 4. 863 °C ชดุ ท่ี 1 เร่ือง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแกส๊ จันทมิ า รอดพน้ ชดุ กจิ กรรมการเรียนรกู้ ารแก้โจทยป์ ัญหาเคมีโดยเทคนคิ ของโพลยา เรื่อง กฎของแกส๊ 16 18. แก๊สออกซเิ จนปริมาตร 235 ลูกบาศก์เซนตเิ มตร ที่อณุ หภมู ิ 15 องศาเซลเซยี ส และความดนั 1.5 บรรยากาศ ท่ี STP แก๊สน้ีจะมีปริมาตรเท่าใด 1. 334.14 cm3 2. 235 cm3 3. 23.5 cm3 4. 12.24 cm 19. บอลลูนลกู หนง่ึ ถูกอัดดว้ ยแก๊สไฮโดรเจน แล้วมีปริมาตร 50 ลกู บาศก์เดซเิ มตร ณ ความดัน 1 บรรยากาศ อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส ถ้าบอลลูนนล้ี อยขึน้ ไปบนท้องฟา้ ในบรเิ วณที่มอี ุณหภูมิ -15 องศาเซลเซียส ความดนั ภายในบอลลูนลดลงเหลอื 0.3 บรรยากาศ บอลลูนลูกน้จี ะมี ปรมิ าตรกลี่ ูกบาศก์เดซิเมตร 1. 100 dm3 2. 120 dm3 3. 146 dm3 4. 160 dm3 20. แกส๊ X บรรจุในถังขนาด 600 ลกู บาศกเ์ ซนติเมตร ที่ STP ถา้ ต้องการใหแ้ ก๊สนี้มีอณุ หภูมิ 91 องศาเซลเซียส ทค่ี วามดัน 0.2 บรรยากาศ จะต้องถ่ายใส่ถังใหม่ท่มี ขี นาดเทา่ ไร 1. 8,000 cm3 2. 5,600 cm3 3. 4,000 cm3 4. 2,200 cm3 ชุดท่ี 1 เร่ือง กฎของบอยล์ กฎของชารล์ กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแก๊ส จันทมิ า รอดพ้น ชดุ กจิ กรรมการเรยี นรกู้ ารแกโ้ จทยป์ ัญหาเคมีโดยเทคนิคของโพลยา เรอื่ ง กฎของแกส๊ 17 กระดาษคำตอบก่อนเรยี น ชุดกจิ กรรมการเรียนรู้การแกโ้ จทยป์ ญั หาเคมีโดยเทคนิคโพลยา ชดุ ท่ี 1 เรอื่ ง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแก๊ส ชอ่ื - นามสกุล...........................................................เลขท.ี่ ............ชัน้ มัธยมศกึ ษาปีที่ 5/......... กระดาษทดสอบก่อนเรียน 1. เกณฑ์การประเมนิ ข้อที่ 1 2 3 4 1. ตอบถกู ต้อง ให้ข้อละ 1 คะแนน 1 2. ตอบไม่ถูกต้อง ให้ข้อละ 0 คะแนน 2 2. สรปุ การประเมิน 3 คะแนนเต็ม 20 คะแนน ไดค้ ะแนน.......คะแนน 4 ได้คะแนน 14 คะแนนขน้ึ ไป ถือวา่ ผา่ นเกณฑ์ 5 ได้คะแนนต่ำกวา่ 14 คะแนน ถือว่า ไม่ผา่ นเกณฑ์ 6 หมายเหตุ 7 1. ถ้านกั เรียนผ่านเกณฑใ์ ห้ศึกษาชุดต่อไป 8 2. ถ้านักเรียนไมผ่ ่านเกณฑใ์ ห้กลบั ไปศึกษา 9 10 บทเรยี นนนั้ ใหม่ แล้วทำแบบทดสอบหลงั เรียนอีก 11 12 ครั้งจนกว่าจะผา่ นเกณฑท์ ่กี ำหนด 13 14 แบบบันทกึ คะแนน 15 16 แบบทดสอบ คะแนนเตม็ คะแนนทไ่ี ด้ 17 ก่อนเรียน ตอนที่ 1 10 18 กอ่ นเรยี น ตอนที่ 2 10 19 20 ชุดท่ี 1 เร่ือง กฎของบอยล์ กฎของชารล์ กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแก๊ส จันทิมา รอดพน้ ชดุ กจิ กรรมการเรยี นรกู้ ารแกโ้ จทยป์ ัญหาเคมโี ดยเทคนิคของโพลยา เรอ่ื ง กฎของแก๊ส 18 ใบความรทู้ ่ี 1.1 เร่ือง สมบัติของแกส๊ จากการศึกษาพฤติกรรมและสมบัติต่าง ๆ ของแก๊ส พบว่า แกส๊ เกือบทุกชนดิ มีสมบตั ิบางประการ คล้ายกัน จนสามารถสรปุ เป็นทฤษฎีทสี่ ามารถใชอ้ ธิบายสมบัตติ า่ งๆ ของแกส๊ โดยศึกษาจากทิศทาง การเคลื่อนทขี่ องโมเลกลุ แก๊สและลักษณะของโมเลกุลแก๊ส เรียกว่า ทฤษฎจี ลน์ของแกส๊ ทฤษฎจี ลนข์ องแก๊ส 1. แก๊สประกอบด้วยอนภุ าคท่ีมีมวลน้อย และมีขนาดเลก็ มากจนถือไดว้ า่ อนภุ าคของ แกส๊ ไม่มีปริมาตร เม่ือเทยี บกับขนาดของภาชนะท่บี รรจุ 2. โมเลกลุ ของแกส๊ อยหู่ ่างกันมาก สง่ ผลให้มีแรงดึงดดู และแรงผลกั ระหวา่ งโมเลกุลของแก๊ส นอ้ ยมาก จนถือไดว้ า่ ไม่มีแรงมากระทำต่อกัน 3. โมเลกุลของแกส๊ เคล่ือนที่อย่างรวดเรว็ ในแนวเส้นตรงดว้ ยอตั ราเรว็ คงท่ีเป็นอสิ ระ และ ไม่เป็นระเบยี บ จนกระทง่ั ไปชนกับโมเลกลุ อนื่ หรอื ชนกบั ผนงั ภาชนะ โมเลกุลของแกส๊ จึงเปลีย่ นทิศทางและอัตราเร็ว 4. โมเลกลุ ของแกส๊ ที่ชนกนั เอง หรือชนกับผนงั ภาชนะจะเกิดการถ่ายโอนพลังงานความ รอ้ นใหแ้ ก่กนั ได้ แตพ่ ลังงานงานรวมของระบบมีค่าคงที่ เรียกว่า การชนแบบยืดหยนุ่ 5. ณ อุณหภูมเิ ดียวกัน โมเลกุลของแก๊สแตล่ ะโมเลกุลจะเคลื่อนทดี่ ้วยอัตราเรว็ ไม่เท่ากัน แตจ่ ะมีพลังงานจลน์เฉลยี่ เท่ากัน โดยพลังงานจลน์เฉลี่ยของแกส๊ จะแปรผันตรงกับ อณุ หภมู เิ คลวนิ สมบตั บิ างประการของแกส๊ อธบิ ายโดยใช้ทฤษฎจี ลนข์ องแกส๊ 1. รปู ร่างและปริมาตรไมแ่ นน่ อน โดยข้นึ อยกู่ บั ภาชนะท่บี รรจุ ตามทฤษฎีจลนข์ องแกส๊ กลา่ วว่า โมเลกลุ ของแก๊สมี ขนาดเลก็ มากและไม่มีแรงยดึ เหน่ยี วระหว่างกันและกัน หรอื มนี ้อยมากจนมคี า่ เปน็ ศูนย์ ดงั นนั้ ไม่วา่ จะบรรจแุ กส๊ ไว้ในภาชนะใดก็ตาม โมเลกุลของแก๊สกจ็ ะเคลอ่ื นท่ีแพรก่ ระจายเต็มภาชนะที่บรรจุ จึง ทำให้แก๊สนั้นมรี ูปร่างเหมือนภาชนะทบี่ รรจแุ ละมปี ริมาตรเท่ากบั ภาชนะท่ีบรรจุ ชดุ ท่ี 1 เรื่อง กฎของบอยล์ กฎของชารล์ กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแกส๊ จันทมิ า รอดพ้น ชดุ กิจกรรมการเรียนรู้การแก้โจทยป์ ัญหาเคมีโดยเทคนคิ ของโพลยา เร่อื ง กฎของแก๊ส 19 สมบัติบางประการของแกส๊ อธิบายโดยใชท้ ฤษฎีจลน์ของแก๊ส 2. ความหนาแน่นต่ำ จากทฤษฎจี ลนข์ องแกส๊ ที่กล่าววา่ โมเลกุลของแก๊สอย่หู า่ งกนั มาก ทำใหแ้ รงดึงดูดและ แรงผลักระหว่างโมเลกลุ น้อยมาก สารทอ่ี ยู่ในสถานะแกส๊ จึงมีความหนาแนน่ น้อยกว่าสารทอ่ี ยู่ใน สถานะของเหลวและของแขง็ เช่น ท่อี ุณหภูมิ 100 องศาเซลเซยี ส ไอน้ำ มคี วามหนาแน่น 0.0006 กรมั ตอ่ ลูกบาศก์เดซเิ มตร แต่น้ำมคี วามหนาแนน่ ถึง 0.9584 กรมั ต่อลูกบาศกเ์ ดซเิ มตร 3. อตั ราการแพรต่ ่างกัน จากทฤษฎีจลนข์ องแกส๊ อธิบายวา่ ทอี่ ุณหภูมเิ ดยี วกนั แก๊สทกุ ชนดิ จะมีพลังงานจลน์ เฉลย่ี เทา่ กนั และเนือ่ งจากแก๊สแตล่ ะชนดิ มีมวลโมเลกุลไม่เท่ากนั จึงทำให้ความเรว็ เฉล่ียของแก๊ส ไม่เทา่ กนั ซึ่งแกส๊ ชนดิ ใดท่มี ีมวลโมเลกลุ มาก จะมีความเร็วเฉลย่ี ตำ่ แกส๊ นั้นจะแพร่ได้ชา้ ส่วนแกส๊ ชนดิ ใดที่มีมวลโมเลกุลน้อย จะมคี วามเรว็ เฉลี่ยสงู แกส๊ นนั้ จะแพร่ไดเ้ รว็ *** 2 และ 3 ศึกษาเพ่ิมเตมิ ในกฎการแพร่ผ่านของเกรแฮม แกส๊ ท่ีมีสมบัติเป็นไปตามทฤษฎีจลน์ของแก๊สทกุ ประการ เรยี กว่า แก๊สสมบูรณ(์ perfect gas) หรอื แก๊สอดุ มคติ(ideal gas) : ประกอบด้วยโมเลกุลของแก๊สทีไ่ ม่มีแรงยึดเหนยี่ วระหวา่ ง โมเลกุล และไม่มีขนาดโมเลกุล จึงไม่มปี ริมาตร ซ่งึ จะไม่พบในธรรมชาติ แกส๊ ทีม่ สี มบัติไม่เป็นไปตามทฤษฎีจลน์ของแก๊ส แตม่ ีอย่จู ริงในธรราชาติ เรียกวา่ แก๊สจริง (real gas): ประกอบด้วยโมเลกุลของแกส๊ ที่มแี รงยดึ เหนี่ยวระหว่างโมเลกลุ และมีขนาดของ โมเลกุล จงึ มปี รมิ าตร แก๊สจริง(real gas) จะมีสมบัตใิ กล้เคยี งกับ แก๊สอุดมคติ(ideal gas) ได้เมอ่ื อุณหภมู สิ ูงและความดนั ตำ่ ชุดท่ี 1 เร่ือง กฎของบอยล์ กฎของชารล์ กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแกส๊ จันทมิ า รอดพ้น ชดุ กิจกรรมการเรยี นรู้การแกโ้ จทยป์ ัญหาเคมโี ดยเทคนคิ ของโพลยา เรอื่ ง กฎของแกส๊ 20 เปรยี บเทยี บลักษณะตา่ งๆ ของแกส๊ จริงและแกส๊ อดุ มคติ ลกั ษณะ แกส๊ จรงิ (real gas) แกส๊ อดุ มคติ(ideal gas) ขนาดของโมเลกุล ขนาดเล็กเมื่อเทยี บกับระยะห่าง ขนาดเลก็ มากจนถือว่าไมม่ ปี ริมาตร ระหว่างโมเลกุล ปรมิ าตร ปริมาตรภาชนะ – ปรมิ าตรแกส๊ เทา่ กบั ภาชนะที่บรรจุ แรงระหวา่ งโมเลกุล แรงแวนเดอรว์ าลส์ ไม่มีแรงกนะทำต่อกัน ลกั ษณะการชนกนั การชนแบบไมย่ ืดหยนุ่ การชนแบบยดื หย่นุ การควบแนน่ เกดิ ไดเ้ ม่อื ลดอุณหภมู ิ ไมเ่ กิด ชุดที่ 1 เร่ือง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแก๊ส จันทมิ า รอดพ้น ชดุ กิจกรรมการเรยี นรูก้ ารแกโ้ จทย์ปัญหาเคมโี ดยเทคนคิ ของโพลยา เรอ่ื ง กฎของแกส๊ 21 กิจกรรมที่ 1.1 ผลของความดันและอุณหภมู ติ ่อปรมิ าตรของแก๊ส จุดประสงค์ของกจิ กรรม 1. ทำการทดลองเพ่อื ศึกษาผลของความดันและอณุ หภูมติ ่อปรมิ าตรของแก๊สได้ 2. อธิบายผลของความดนั ท่ีมีตอ่ ปรมิ าตรของแกส๊ เม่อื อุณหภูมิและมวลของแก๊สคงท่ีได้ 3. อธบิ ายผลของอณุ หภมู ิท่มี ตี ่อปริมาตรของแก๊สเมื่อความดันและมวลของแก๊สคงท่ีได้ เวลาท่ีใชใ้ นการทำกิจกรรม 50 นาที วสั ดุอุปกรณ์และสารเคมี รายการ ต่อ 1 กลุ่ม สารเคมี 1. น้ำ 1 อัน 2. น้ำแขง็ 2 ใบ วสั ดอุ ุปกรณ์ 1 อนั 1. กระบอกฉดี ยา ขนาด 10 cm3 2. บกี เกอร์ ขนาด 100 cm3 3. เทอร์มอมเิ ตอร์ 0 C - 100 C วธิ ที ำกิจกรรม ตอนท่ี 1 ผลของความดันต่อปรมิ าตรของแก๊ส 1. ดงึ ก้านหลอดฉีดยาขนึ้ มาอยู่ประมาณกง่ึ กลางของกระบอกฉีดยา ใช้ปลายน้วิ อุดปลายกระบอกฉีดยาไว้ ดงั รปู กดกา้ นหลอดฉีดยาชา้ ๆ จนกระทงั่ กดไมล่ ง ปลอ่ ยมอื ท่ีกดและสังเกตการเปลย่ี นแปลง 2. ดงึ กา้ นหลอดฉดี ยาขนึ้ มาอยู่ประมาณกงึ่ กลางของกระบอกฉีดยา ใช้ปลายน้วิ อุดปลายกระบอกฉดี ยาไว้ แล้วดึงก้านหลอดฉดี ยาขึน้ อย่างชา้ ๆ จนเกือบสุด ปลอ่ ยมือและสังเกต การเปลีย่ นแปลง ชดุ ท่ี 1 เร่ือง กฎของบอยล์ กฎของชารล์ กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแกส๊ จันทิมา รอดพน้ ชดุ กิจกรรมการเรียนรูก้ ารแกโ้ จทย์ปญั หาเคมโี ดยเทคนิคของโพลยา เรอ่ื ง กฎของแก๊ส 22 ตอนท่ี 2 ผลของอณุ หภูมิต่อปริมาตรของแก๊ส 1. ดึงก้านหลอดฉดี ยาให้มีอากาศอยู่ภายในประมาณครึ่งกระบอกฉีดยาดงั รปู แล้วนำไปดูดน้ำ ให้มปี ริมาตร 2 cm3 2. จุ่มกระบอกฉีดยาจากข้อ 1 ลงในน้ำร้อนที่มีอุณหภูมปิ ระมาณ 60 – 70 C ดังรปู สังเกต การเปล่ยี นแปลง เมอื่ การเปลี่ยนแปลงสนิ้ สุดแล้ว ตั้งกระบอกฉีดยาใหต้ รงและเล่อื น กระบอกฉีดยาข้นึ หรือลงจนระดับนำ้ ภายในกระบอกฉีดยาเท่ากับระดับนำ้ ภายนอก ดังรูป อ่านปรมิ าตรของอากาศในกระบอกฉดี ยาทนั ที 3. ทำการทดลองเชน่ เดยี วกับข้อ 2 แต่เปล่ียนเปน็ จุ่มกระบอกฉีดยาในนำ้ เย็นที่มีอุณหภูมิ ประมาณ 10 – 20 C คำแนะนำและอธบิ าย 1. เตรยี มน้ำแข็งและนำ้ ร้อนเพื่อใชใ้ นการทดลองตอนที่ 2 2. เลอื กกระบอกฉีดยาทีม่ ีก้านหลอดเคลือ่ นทีไ่ ด้สะดวก 3. การจ่มุ กระบอกฉดี ยาลงในนำ้ ร้อนและนำ้ เย็น ต้องให้สว่ นท่ีบรรจุแกส๊ อยู่ใต้ระดับน้ำเสมอ คำถามทา้ ยกจิ กรรม 1. เพราะเหตุใด ก่อนอา่ นปริมาตรของแกส๊ จึงปรับระดบั นำ้ ภายในกระบอกฉดี ยาให้เทา่ กบั ระดบั น้ำภายนอก 2. เม่ือมวลของแกส๊ ที่อยู่ในกระบอกฉีดยาคงที่ ปรมิ าตร ความดัน และอุณหภูมขิ องแก๊สมี ความสมั พนั ธก์ ันอย่างไร 3. จากการทดลองน้ี มปี ัจจยั ใดบ้างทีม่ ีผลต่อการเปลี่ยนแปลงปริมาตรของแก๊ส ชุดที่ 1 เร่ือง กฎของบอยล์ กฎของชารล์ กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแกส๊ จันทมิ า รอดพ้น ชดุ กจิ กรรมการเรียนรู้การแก้โจทย์ปัญหาเคมโี ดยเทคนิคของโพลยา เร่อื ง กฎของแกส๊ 23 แบบบนั ทกึ การปฏิบตั กิ จิ กรรมท่ี 1.1 เร่อื ง ผลของความดนั และอุณหภมู ิตอ่ ปรมิ าตรของแก๊ส กลมุ่ ที่ ................ สมาชิกในกลุ่ม 1. …………………………………………….......... 2. …………………………………………………. 3. …………………………………………….......... 4. ……………………………………………….… 5. ……………………………………………………. 6. …………………………………………………. จดุ ประสงค์ของกิจกรรม (1 คะแนน) .................................................................................................................................. ..................................... ............................................................................................................... ........................................................ ....................................................................................................................................................................... โฟรชารจ์ การทดลอง (2 คะแนน) ............................................................................................................................. .......................................... ....................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................. .......................................... ............................................................................................................................. .......................................... ....................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................. .......................................... ............................................................................................................................. .......................................... ....................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................. .......................................... ............................................................................................................................. .......................................... สมมุติฐานและตัวแปร (8 คะแนน) รายการ ตอนที่ 1 ผลของความดนั ต่อ ตอนที่ 2 ผลของอุณหภูมิต่อ ปรมิ าตรของแกส๊ ปริมาตรของแกส๊ สมมติฐาน ตวั แปรต้น ตวั แปรตาม ตัวแปรควบคมุ ชุดท่ี 1 เร่ือง กฎของบอยล์ กฎของชารล์ กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแก๊ส จันทมิ า รอดพน้ ชดุ กิจกรรมการเรยี นรู้การแกโ้ จทยป์ ัญหาเคมีโดยเทคนิคของโพลยา เรอ่ื ง กฎของแกส๊ 24 ตารางบนั ทึกผลการทดลอง (12 คะแนน) การทดลอง การเปลี่ยนแปลงของแกส๊ ในกระบอกฉดี ยา อุณหภมู ิ ความดนั ปรมิ าตร ตอนท่ี 1 ผลของความดนั ต่อปรมิ าตรของแกส๊ ขณะกดก้านหลอดฉีดยา ขณะดึงกา้ นหลอดฉีดยา ตอนท่ี 2 ผลของอณุ หภมู ติ ่อปริมาตรของแกส๊ เมือ่ จ่มุ กระบอกฉีดยาในนำ้ ร้อน เม่ือจุ่มกระบอกฉีดยาในนำ้ เย็น คำถามทา้ ยกิจกรรม (3 คะแนน) 1. เพราะเหตุใด ก่อนอา่ นปริมาตรของแก๊สจงึ ปรับระดบั นำ้ ภายในกระบอกฉีดยาให้เทา่ กบั ระดับนำ้ ภายนอก ............................................................................................................................. ..................... 2. เมื่อมวลของแกส๊ ที่อยู่ในกระบอกฉดี ยาคงที่ ปริมาตร ความดนั และอุณหภูมิของแก๊สมี ความสัมพนั ธ์กนั อย่างไร ............................................................................................................................. ..................... .................................................................................................................................................. 3. จากการทดลองนี้ มีปจั จัยใดบ้างท่ีมีผลต่อการเปลย่ี นแปลงปริมาตรของแก๊ส .................................................................................................................................................. อภปิ รายหลังการทดลอง (2 คะแนน) ............................................................................................................................. .......................................... ............................................................................................................................. .......................................... ....................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................. .......................................... ............................................................................................................................. .......................................... ....................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................. .......................................... สรุปผลการทดลอง (2 คะแนน) ............................................................................................................................. .......................................... ....................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................. .......................................... ชดุ ท่ี 1 เร่ือง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแก๊ส จันทิมา รอดพน้ ชุดกิจกรรมการเรียนรกู้ ารแก้โจทยป์ ัญหาเคมโี ดยเทคนคิ ของโพลยา เรอื่ ง กฎของแก๊ส 25 ใบความรทู้ ี่ 1.2 เรื่อง ปรมิ าตร ความดัน และอณุ หภูมิ ตวั แปรท่สี ง่ ผลต่อพฤตกิ รรมของแกส๊ ไดแ้ ก่ ปรมิ าตร (V) ความดัน (P) และอุณหภูมิ (T) ปรมิ าตร (volume) ความหมาย : เน่ืองจากแก๊สบรรจใุ นภาชนะใดก็จะฟุง้ กระจายเต็มภาชนะน้นั ดงั น้นั ปริมาตรของแก๊สจงึ หมายถงึ ปริมาตรของภาชนะทีบ่ รรจุแกส๊ น้นั สญั ลักษณ์ : V หน่วย : ลกู บาศก์เดซเิ มตร (dm3) 1 dm3 = 1 L = 1,000 cm3 ลิตร (L) ลกู บาศก์เซนตเิ มตร (cm3) หมายเหตุ : ปริมาตรของแก๊สมีค่าไม่คงท่ี โดยจะข้ึนอย่กู บั อุณหภูมิ ความดัน และจำนวนโมล ของแกส๊ ดงั นั้น ในการระบปุ ริมาตรของแกส๊ จึงต้องระบุอุณหภูมแิ ละความดนั ควบคู่ด้วย ความดัน (pressure) ความหมาย : แรงทก่ี ระทำต่อหน่วยพื้นท่ีท่ีตั้งฉากกับแรงนัน้ ความดนั ของแกส๊ เกิดจากโมเลกลุ ของแก็สชนกับผนังภาชนะ และความดนั ของแกส๊ มีคา่ เท่ากัน ไม่วา่ จะวัดส่วนใดของภาชนะ สัญลกั ษณ์ : P หน่วย : 1 บรรยากาศ (atm) = 76 เซนตเิ มตรปรอท (cmHg) = 760 มิลลเิ มตรปรอท (mmHg) = 760 ทอร์ (torr) = 1.013 x 105 ปาสคาล (Pa) = 14.696 ปอนดต์ ่อตารางนิ้ว (Psi) = 101.325 นิวตนั ตอ่ ตารางเมตร (N/m2) = 1.01325 บาร์ (bar) เครอ่ื งมอื ท่ีใช้วัด : บารอมเิ ตอร์ (barometer), มานอมเิ ตอร์ (manometer) ชดุ ที่ 1 เรื่อง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแกส๊ จันทมิ า รอดพน้ ชดุ กจิ กรรมการเรียนรกู้ ารแกโ้ จทยป์ ัญหาเคมีโดยเทคนคิ ของโพลยา เรื่อง กฎของแกส๊ 26 1) บารอมิเตอร์ (barometer) บารอมิเตอรม์ าตรฐานทีใ่ ช้กนั อยู่ทว่ั ไป คือ บารอมเิ ตอร์แบบปรอท ใชส้ ำหรบั วดั ความดนั บรรยากาศ สามารถทำขึน้ ไดโ้ ดยใส่ปรอทในท่อแก้วยาวประมาณ 80-100 เซนติเมตร ปลายขา้ ง หนึ่งของหลอดแกว้ ปดิ สนิท ภายในหลอดแกว้ บรรจปุ รอทไว้เตม็ จากนัน้ ควำ่ ลงในอา่ งปรอท ทำใหค้ วามสูง ของปรอทในหลอดแก้วลดลง เกิดชอ่ งว่างทีเ่ ปน็ สญุ ญากาศข้ึน และในทสี่ ดุ ความสงู ของปรอทท่ีอยู่ใน หลอดแกว้ จะคงที่ ซง่ึ เป็นตำแหนง่ ทสี่ มดุลกันระหวา่ งความดนั บรรยากาศและแรงกดของปรอท ความสงู ของปรอทท่ีเหลอื ในหลอดแก้วจะเท่ากบั ความดันบรรยากาศนั่นเอง ท่รี ะดับนำ้ ทะเล ปรอททอี่ ยู่ในหลอดแกว้ จะมีความสูง 760 มิลเิ มตร ความดนั บรรยากาศทีร่ ะดับน้ำทะเลจึงมคี า่ เท่ากับ 760 มิลลิเมตรปรอท (mmHg) ที่มา : https://www.google.com/search?บารอมเิ ตอร์ คา่ ความดันท่ีอา่ นไดเ้ รยี กว่า ความดนั สมั บูรณ์ P1 คอื ความดันสุญญากาศ =0 P2 คอื ความดันบรรยากาศ ρgh คือ ความดันเกจ (ค่าท่ีอ่านได้จากเคร่ืองมือวัดความดนั ) ท่ีมา : http://www.sa.ac.th/winyoo/Fluid/meter.htm 2) มานอมเิ ตอร์ (manometer) เครือ่ งมอื วคั วามดันท่ีมีลกั ษณะเปน็ หลอดแกว้ รูปตวั ยู (U tube) ใชว้ ดั ความดันของ ของเหลว ภายในบรรจปุ รอทเอาไว้ ปลายด้านหนึ่งต่อกับกระเปาะทีม่ ีแกส๊ ทต่ี ้องการวัดความดัน สว่ น ปลายอกี ด้านอาจเปดิ หรือปิดก็ได้ ดงั น้นั มานอมิเตอรจ์ ึงแบง่ ออกเป็น 2 ชนดิ ดังน้ี ชุดท่ี 1 เรื่อง กฎของบอยล์ กฎของชารล์ กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแกส๊ จันทมิ า รอดพน้ ชดุ กิจกรรมการเรียนรู้การแกโ้ จทย์ปัญหาเคมีโดยเทคนคิ ของโพลยา เร่อื ง กฎของแก๊ส 27 มานอมเิ ตอรป์ ลายปดิ มานอมเิ ตอร์ปลายเปดิ ทีว่ า่ งระหวา่ งปลายปรอทกับ ปลายขา้ งเปดิ จะมคี วามดนั บรรยากาศกดอยู่บนปรอท ค่าความดนั ปลายทีป่ ิดอยู่จะเป็น ของแก๊สจะขึ้นอยู่กับค่าความดนั ของบรรยากาศ(Patm)และความดนั สญุ ญากาศ ดงั นนั้ ของแกส๊ (Pgas)ท่ีบรรจอุ ยู่ ดังน้ี ความดนั ของแกส๊ (Pgas) = ความสงู ของปรอท (∆h) ถ้า Pgas< Patmปรอทในหลอด ถ้า Pgas > Patm ปรอทในหลอด ตวั U ทางดา้ นท่ีตดิ ปลายที่ ตัว U ทางดา้ นทีต่ ดิ ปลายที่ เปดิ ต่ำกว่าอกี ดา้ น ดงั นนั้ เปิดสงู กวา่ อกี ดา้ น ดงั น้ัน Pgas = Patm - ∆h Pgas = Patm +∆h อณุ หภมู ิ(temperature) ความหมาย : การวดั คา่ เฉล่ียของพลงั งานจลน์ของอนภุ าคในสสารใด ๆ ซึง่ สอดคลอ้ งกับ ความร้อนหรือเย็นของสสารน้ัน เม่ือใส่พลงั งานความร้อนให้กับสสาร อะตอมจะเคล่ือนท่ีเร็วข้ึน ทำให้ อุณหภูมิสูงขน้ึ แตเ่ ม่ือลดพลงั งานความรอ้ น อะตอมของสสารจะเคล่ือนทชี่ ้าลง ทำให้อุณหภมู ิลด ต่ำลง อาจกลา่ วได้วา่ อุณหภูมิเปน็ มาตราสว่ นท่ใี ช้บอกระดับความรอ้ น-เยน็ ของสารและเปน็ ตัวกำหนด สถานะของสาร สัญลกั ษณ์ : T หน่วยท่นี ิยมใชม้ ากทส่ี ุด คือ เคลวิน (K) เครื่องมอื วดั : เทอมอมิเตอร์ หรือเรียกวา่ หนว่ ย : เคลวิน (K), องศาเซลเซยี ส (°C), มาตราส่วนสัมบูรณ์ หรอื องศาสัมบรู ณ์ องศาฟาเรนไฮต์ (°F), องศาโรเมอร์ (°R) เปน็ ตน้ ความสัมพันธ์ของ K, C, F และ R ชดุ ที่ 1 เร่ือง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแกส๊ จันทิมา รอดพน้ ชุดกิจกรรมการเรยี นรกู้ ารแก้โจทย์ปัญหาเคมโี ดยเทคนคิ ของโพลยา เร่อื ง กฎของแกส๊ 28 ตัวอยา่ งโจทยป์ ัญหาเคมโี ดยเทคนิคโพลตัวอย่างโจทย์ปญั หาเคมีโดยเทคนคิ โพลยา ชุดท่ี 1 เรือ่ ง กฎของบอยล์ กฎของชารล์ กฎของเกย์-ลสู แซก และกฎรวมแก๊ส : หน่วยความดนั และอุณหภมู ิ ตวั อยา่ ง 1 : อุณหภมู ิของร่างกายมนุษย์ 98.6 F คดิ เปน็ องศาเซลเซียสไดเ้ ทา่ ไร 1. อ่านสถานการณแ์ ละเขยี นรูป - ตามสถานการณ์ (ถ้าม)ี 2. พิจารณาวา่ สถานการณ์กำหนด F = 98.6 F ขน้ั ท่ี 1 ใหอ้ ะไรมา เขยี นออกมาในรูปของ ทำความเข้าใจปญั หา สัญลกั ษณข์ องคา่ นั้น 3. วเิ คราะหว์ า่ ตอ้ งการหาอะไร C = ? C (คำตอบ) เขยี นออกมาในรปู ของ สญั ลักษณ์ของค่านนั้ ขน้ั ที่ 2 4. เลือกสมการทสี่ ัมพนั ธ์กับสง่ิ ที่ วางแผน สถานการณ์ให้หาหรือกำหนดเขียน การแก้ปัญหา ออกมาในรูปของสัญลักษณข์ องคา่ นน้ั 5. ดำเนนิ การตามแผนที่วางไว้ จากสมการ ขนั้ ท่ี 3 เพ่อื ใหไ้ ด้คำตอบของปญั หา โดยใช้ แทนคา่ ดำเนนิ การแกป้ ัญหา ขัน้ ตอน ทางคณิตศาสตร์ จะได้ C = 37 C ดงั น้ัน อุณหภูมิของรา่ งกายมนุษย์ 98.6 F คดิ เปน็ 37 องศาเซลเซยี ส 6. ตรวจสอบความถูกต้องใน คำตอบคอื C = 37 C ขัน้ ตอนตา่ ง ๆ แลว้ ตอบคำถาม ตรวจคำตอบ จากสมการ ทวนสถานการณ์ เม่อื F = 98.6 F จะได้ ขั้นที่ 4 ตรวจสอบคำตอบ ดงั นนั้ 37 = 37 ตอบ อุณหภมู ิของร่างกายมนุษย์ 98.6 F คิดเปน็ 37 องศาเซลเซยี ส ชดุ ที่ 1 เรื่อง กฎของบอยล์ กฎของชารล์ กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแกส๊ จันทมิ า รอดพ้น ชุดกิจกรรมการเรียนรู้การแก้โจทย์ปัญหาเคมโี ดยเทคนคิ ของโพลยา เรื่อง กฎของแกส๊ 29 ตัวอย่าง 2 : น้ำแข็งแห้งเปลี่ยนสถานะเป็นแก๊ส ณ ความดันบรรยากาศ ท่ีอณุ หภมู ิ -78.5 องศาเซลเซียส ที่เคลวินจะมีเทา่ ใด 1. อ่านสถานการณ์และเขียนรูป - ตามสถานการณ์ (ถ้าม)ี 2. พิจารณาวา่ สถานการณ์กำหนด C = -78.5 C ข้ันที่ 1 ใหอ้ ะไรมา เขียนออกมาในรปู ของ ทำความเข้าใจปญั หา สญั ลักษณ์ของค่านน้ั 3. วิเคราะหว์ ่าต้องการหาอะไร K = ? K (คำตอบ) เขยี นออกมาในรูปของ สญั ลักษณ์ของค่านั้น ขน้ั ท่ี 2 4. เลอื กสมการท่ีสัมพันธ์กบั ส่ิงที่ C = K – 273 วางแผน สถานการณ์ใหห้ าหรอื กำหนดเขียน การแก้ปัญหา ออกมาในรปู ของสญั ลกั ษณ์ของคา่ น้นั 5. ดำเนนิ การตามแผนทวี่ างไว้ จากสมการ C = K – 273 เพ่อื ใหไ้ ด้คำตอบของปญั หา โดยใช้ แทนคา่ -78.5 = K - 273 ขั้นท่ี 3 ข้ันตอน ทางคณิตศาสตร์ K = -78.5 + 273 ดำเนนิ การแก้ปัญหา K = 194.5 K จะได้ ดงั นน้ั อณุ หภูมิ -78.5 องศาเซลเซียส คิดเป็น 194.5 เคลวิน 6. ตรวจสอบความถกู ต้องใน คำตอบคือ K = 194.5 K ขัน้ ตอนต่าง ๆ แลว้ ตอบคำถาม ตรวจคำตอบ จากสมการ C = K – 273 ขนั้ ที่ 4 ทวนสถานการณ์ เมอื่ C = -78.5 C ตรวจสอบคำตอบ จะได้ -78.5 = 194.5 - 273 ดังนัน้ -78.5 = -78.5 ตอบ อุณหภมู ิ -78.5 องศาเซลเซียส คิดเป็น 194.5 เคลวนิ ชุดที่ 1 เร่ือง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแกส๊ จันทมิ า รอดพน้ ชดุ กิจกรรมการเรียนรู้การแก้โจทยป์ ญั หาเคมีโดยเทคนิคของโพลยา เรอ่ื ง กฎของแก๊ส 30 ใบความรู้ท่ี 1.3 เรือ่ ง กฎของบอยล์ (Boyle’s Low) ในปี ค.ศ.1662 (พ.ศ. 2205) โรเบริ ์ต บอยล์ (Robert Boyle) นักเคมชี าวอังกฤษ ได้ศกึ ษา เก่ยี วกบั สมบตั ิของแกส๊ โดยทำการทดลองเก่ียวกับความสมั พันธ์ระหวา่ งปริมาตรและความดันของแกส๊ ได้ผลดังตาราง พบวา่ ถา้ เพิ่มความดันของแกส๊ จะทำให้ปรมิ าตรของ แก๊สลดลง แต่ถา้ ลดความดันของแกส๊ จะทำให้ ปริมาตรของแกส๊ เพมิ่ ข้ึน เขาจึงสรุปและนำเสนอเป็น กฎของบอยล์ (Boyle’s Low) วา่ “เม่อื อณุ หภมู แิ ละมวล ของแก๊สคงที่ ปริมาตรของแก๊สจะแปรผกผนั กับความดัน” ซงึ่ สามารถเขยี นแสดงความสมั พนั ธไ์ ด้ ดังน้ี ท่ีมา : https://scimath.org/กฎของบอยล์ เมือ่ P คอื ความดนั ของแก๊ส V คอื ปริมาตรของแก๊ส k คือ ค่าคงที่ จากสมการ เม่ืออุณหภูมิและมวลของแกส๊ มคี ่าคงที่ ผลคูณของความดันกบั ปริมาตรของแก๊ส (PV)จะมคี า่ คงทเี่ สมอ ดงั นนั้ จะไดว้ า่ P1V1 = P2V2 = P3V3 = PnVn = k เมอื่ นำขอ้ มูลของบอยล์ที่ได้มาเขียนกราฟแสดง ความสัมพันธ์ระหวา่ งความดัน(แกนY) และปรมิ าตร(แกน X)ของแกส๊ จะเห็นลกั ษณะกราฟเป็นเส้นโคง้ ไฮเพอร์โบลาร์ กราฟที่ได้น้ีเรียกว่าเส้นกราฟ ไอโซเทอรม์ (isoterm) ซง่ึ หมายถึง การทำการทดลองที่อุณหภมู ิคงท่ี จากกราฟจะ พบวา่ เมื่อความดันของแก๊สเพ่ิมขนึ้ ปรมิ าตรของแก๊สจะ ลดลง และถา้ มีการเปลี่ยนแปลงอณุ หภูมิ กราฟท่ีได้จะ เปน็ เส้นโค้งทมี่ ีลกั ษณะไฮเพอรโ์ บลาร์ที่เปล่ยี นไป ที่มา : https://scimath.org/กฎของบอยล์ ชุดที่ 1 เร่ือง กฎของบอยล์ กฎของชารล์ กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแก๊ส จันทิมา รอดพ้น ชดุ กจิ กรรมการเรยี นร้กู ารแก้โจทย์ปัญหาเคมโี ดยเทคนิคของโพลยา เร่อื ง กฎของแกส๊ 31 จากกราฟนี้เราสามารถหาพืน้ ทใี่ ต้กราฟ ณ จุดใดๆ บนเสน้ กราฟ เม่ือลากไปตดั แกนความดันและ แกนของปริมาตร พ้ืนทีใ่ ตก้ ราฟจะมคี ่าเท่ากันเสมอ เช่น พ้นื ที่ A และ B ดงั รูปดา้ นล่าง ถา้ แกส๊ แสดงสมบัติตามกฏของบอยล์ เราจะได้ ว่า พ้นื ที่ A = พื้นท่ี B ท่ีมา : https://scimath.org/กฎของบอยล์ นอกจากน้ี ยังสามารถเขยี นกราฟแสดง ความสัมพันธ์ระหว่างความดันและปรมิ าตรของแก๊สได้ อีกหลายรปู แบบ เชน่ เขยี นกราฟแสดงความสมั พันธ์ ระหวา่ งคา่ PV (แกน Y) กบั ความดนั (P)หรือปริมาตร (V)(แกน X)จะไดก้ ราฟเส้นตรง มีคา่ ความชนั เทา่ กบั ศูนย์ หรอื เขียนกราฟแสดงความสัมพันธ์ระหวา่ ง ความดัน(P) (แกน Y)กบั 1/V (แกน X) หรือปริมาตร (V)(แกน Y)กับ 1/P(แกน X) จะได้กราฟเส้นตรงผา่ น ที่มา : อกั ษรเจรญิ ทัศน์ อจท.จำกดั . จดุ กำเนิด ดังภาพ หนงั สือเรียนเคมีชัน้ มัธยมศกึ ษาปีที่ 5 เลม่ 1 : 10 ขอ้ สังเกต จากกราฟทสี่ ร้างจากกฎของบอยล์ นั่นคือ กราฟทอ่ี ยู่บนเสน้ เดยี วกนั จะเปน็ การทำการ ทดลองทีอ่ ุณหภูมิเดยี วกนั แต่เม่ือมกี ารทำการทดลองทอี่ ุณหภูมติ า่ งกนั ออกไปจะพบวา่ ไดผ้ ลคูณของคา่ ความดันและปรมิ าตรใหม่ โดยเมื่ออุณหภูมิของแกส๊ เพมิ่ ขึ้น ความชนั ของกราฟมากข้นึ ดังภาพ ทมี่ า : อกั ษรเจรญิ ทัศน์อจท.จำกดั . หนงั สือเรียนเคมี ชนั้ มธั ยมศกึ ษาปีท่ี 5 เล่ม 1 : 10 ชดุ ท่ี 1 เรื่อง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแก๊ส จันทมิ า รอดพ้น ชดุ กิจกรรมการเรียนรกู้ ารแกโ้ จทย์ปัญหาเคมีโดยเทคนคิ ของโพลยา เร่อื ง กฎของแก๊ส 32 ตัวอยา่ งโจทยป์ ญั หาเคมีโดยเทคนิคโพลยา ชดุ ท่ี 1 เรือ่ ง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแกส๊ : กฎของบอยล์ ตัวอย่าง 3 : แกส๊ X มปี ริมาตร 400 ลูกบาศกเ์ ซนตเิ มตร ภายใตค้ วามดนั 0.8 บรรยากาศ ถา้ ความดนั เพม่ิ ขึ้นเป็น 76 เซนตเิ มตรปรอท แก๊ส X จะมีปริมาตรเทา่ ใด ถา้ อณุ หภูมคิ งทตี่ ลอดการทดลอง 1. อา่ นสถานการณแ์ ละเขยี นรปู - ตามสถานการณ์ (ถ้าม)ี ขน้ั ท่ี 1 2. พิจารณาวา่ สถานการณ์กำหนดให้ P1 = 0.8 atm V1 = 400 cm3 ทำความเข้าใจปัญหา อะไรมา เขยี นออกมาในรูปของสัญลกั ษณ์ P2 = 76 cmHg = 760 mmHg = 1 atm ของค่านั้น 3. วเิ คราะห์ว่าต้องการหาอะไร (คำตอบ) V2 = ? cm3 เขียนออกมาในรปู ของสญั ลกั ษณข์ องค่า น้ัน ขน้ั ที่ 2 4. เลือกสมการทส่ี มั พนั ธก์ บั ส่ิงที่ P1V1 = P2V2 วางแผนการแกป้ ัญหา สถานการณใ์ หห้ าหรอื กำหนดเขียน ออกมาในรปู ของสัญลักษณข์ องค่านัน้ ขน้ั ท่ี 3 5. ดำเนินการตามแผนทว่ี างไว้เพอ่ื ให้ได้ จากสมการ P1V1 = P2V2 ดำเนินการแก้ปญั หา คำตอบของปัญหา โดยใช้ขนั้ ตอน ทาง แทนคา่ 0.8 atm x 400 cm3 = 1atmxV2 คณติ ศาสตร์ V2 = 0.8 atm x 400 cm3 1 atm จะได้ V2 = 320 cm3 ดังนน้ั ถา้ ความดนั เพ่ิมขึน้ เปน็ 76 cmHg แก๊ส X จะมปี รมิ าตร 320 cm3 6. ตรวจสอบความถกู ตอ้ งในขัน้ ตอนต่าง คำตอบ คอื V2 = 320 cm3 ๆ แลว้ ตอบคำถามทวนสถานการณ์ ตรวจคำตอบ จากสมการ P1V1 = P2V2 เม่ือ P1 = 0.8 atm , V1 = 400 cm3 ข้ันที่ 4 P2 = 76 cmHg = 760 mmHg = 1 atm ตรวจสอบคำตอบ จะได้ 0.8 atm x 400 cm3= 1atmx320cm3 ดงั นน้ั 320 = 320 ตอบ ถ้าความดนั เพ่ิมขึน้ เปน็ 76 เซนติเมตร ปรอท แกส๊ X จะมปี รมิ าตร 320 ลกู บาศก์ เซนติเมตร ชดุ ท่ี 1 เร่ือง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแก๊ส จันทมิ า รอดพ้น ชุดกิจกรรมการเรียนร้กู ารแก้โจทยป์ ญั หาเคมีโดยเทคนิคของโพลยา เรือ่ ง กฎของแกส๊ 33 ตวั อยา่ ง 4 : บอลลนู บรรจดุ ว้ ยแก๊สฮีเลียม บนพนื้ ดินท่ีความดัน 735 ทอร์ ปริมาตรบอลลนู เทา่ กบั 15 ลกู บาศก์ เมตร เมอ่ื บอลลูนลอยสงู ขึ้น 3,700 เมตร พบว่า ปรมิ าตรเปลยี่ นเปน็ 21.3 ลกู บาศก์เมตร จงหาความดนั ของ แก๊สฮีเลียมในบอลลูนที่ความสูง 3,700 เมตร 1. อา่ นสถานการณแ์ ละเขียนรูป - ตามสถานการณ์ (ถ้าม)ี 2. พจิ ารณาว่าสถานการณ์กำหนดให้ P1 = 735 torr V1 = 15 m3 อะไรมา เขียนออกมาในรปู ของ V2 = 21.3 m3 ขั้นท่ี 1 สัญลกั ษณข์ องค่านัน้ ทำความเข้าใจปัญหา 3. วิเคราะหว์ ่าตอ้ งการหาอะไร P2 = ? torr (คำตอบ) เขียนออกมาในรูปของ สัญลกั ษณข์ องค่านนั้ ขน้ั ที่ 2 4. เลือกสมการทีส่ ัมพนั ธ์กบั สิ่งที่ P1V1 = P2V2 วางแผนการแกป้ ัญหา สถานการณ์ใหห้ าหรือกำหนดเขยี น ออกมาในรูปของสัญลักษณ์ของคา่ น้ัน ขั้นท่ี 3 5. ดำเนินการตามแผนทีว่ างไว้เพื่อให้ จากสมการ P1V1 = P2V2 ดำเนินการแกป้ ญั หา ได้คำตอบของปัญหา โดยใชข้ ้นั ตอน แทนค่า 735 torr x 15 m3 = P2x21.3 m3 ทางคณิตศาสตร์ P2 = 735 torr x 15 m3 21.3 m3 จะได้ P2 = 517.61 torr ดังนั้น ท่คี วามสูง 3,700 เมตร แกส๊ ฮเี ลยี ม ในบอลลนู จะมีความดัน 517.61 ทอร์ ขนั้ ท่ี 4 6. ตรวจสอบความถูกต้องในขั้นตอน คำตอบ คอื P2 = 517.61 torr ตรวจสอบคำตอบ ตา่ ง ๆ แล้วตอบคำถามทวน ตรวจคำตอบ จากสมการ P1V1 = P2V2 สถานการณ์ เม่ือ P1 = 735 torr , V1 = 15 m3 V2 = 21.3 m3 จะได้ 735 torr x15 m3=517.61x21.3 m3 ดงั นั้น 11,025 = 11,025.09 ตอบ ทคี่ วามสูง 3,700 เมตร แก๊สฮเี ลียม ในบอลลนู จะมีความดนั 517.61 ทอร์ ชดุ ท่ี 1 เร่ือง กฎของบอยล์ กฎของชารล์ กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแก๊ส จันทมิ า รอดพน้ ชดุ กจิ กรรมการเรยี นรู้การแกโ้ จทยป์ ัญหาเคมีโดยเทคนคิ ของโพลยา เรอ่ื ง กฎของแกส๊ 34 ใบความรทู้ ่ี 1.4 กฎของชารล์ (Charles’s Low) ในปี พ.ศ. 2330 จาค อเลก็ ซองดร์ เซซา ชาร์ล (Jacques Alexandre Cesar Charles) ได้ ทำการศึกษาเรื่องความสัมพันธ์ของปรมิ าตรของแก๊ส เม่ืออุณหภูมเิ ปลีย่ นแปลงไป พบว่า ถา้ อุณหภูมขิ อง แก๊สเพ่มิ ขึน้ ปริมาตรของแก๊สจะเพ่ิมขน้ึ และถา้ อณุ หภูมขิ องแก๊สลดลง ปริมาตรของแกส๊ จะลดลง ด้วย ความสัมพนั ธ์ระหว่างอุณหภูมิ(T) กบั ปรมิ าตร(V) ของแกส๊ เมื่อความดันคงท่ี การทดลอง T T V V/T V/T ครงั้ ท่ี (°C) (K) (cm3) (cm3/°C) (cm3/K) 1 10 283 100 10.0 0.35 2 50 323 114 2.3 0.35 3 100 373 132 1.3 0.35 4 200 473 167 0.8 0.35 จากตารางจะเห็นวา่ เมอ่ื เปลี่ยนอุณหภมู ิในหนว่ ยเซลเซยี สเป็นหน่วยเคลวิน อตั ราส่วนระหวา่ ง ปรมิ าตรกบั อุณหภมู เิ คลวินจะมคี า่ คงที่ ผลการทดลองของชาร์ล อธิบายโดยทฤษฎจี ลน์ของแกส๊ การเพ่ิมอุณหภูมิ การลดอณุ หภมู ิ พลังงานจลนเ์ ฉลยี่ ของโมเลกุลของแกส๊ เพ่ิมขนึ้ พลังงานจลน์เฉลี่ยของโมเลกุลของแก๊สลดลง โมเลกุลของแก๊สเคล่ือนทีเ่ ร็วขนึ้ โมเลกุลของแก๊สเคลอ่ื นที่ชา้ ลง โมเลกลุ ของแก๊สชนผนงั ภาชนะบอ่ ยขนึ้ และแรงข้ึน โมเลกลุ ของแก๊สชนผนังภาชนะนอ้ ยลงและเบาลง ความดนั ของแก๊ส(แรงตอ่ พ้นื ที่)ในกระบอกฉดี ยาเพม่ิ ข้ึน ความดันของแกส๊ (แรงต่อพ้นื ท่ี)ในกระบอกฉดี ยาลดลง ความดนั ภายในกระบอกฉีดยามากกว่าความดันภายนอก ความดนั ภายในกระบอกฉดี ยาน้อยกวา่ ความดนั ภายนอก แกส๊ ดนั ก้านกระบอกฉดี ยา ปริมาตรเพิม่ ขนึ้ อากาศภายนอกดนั กา้ นกระบอกฉดี ยาลง ปริมาตรลดลง ความดันภายในกระบอกฉดี ยาเทา่ กับความดันภายนอก ความดนั ภายในกระบอกฉดี ยาเทา่ กบั ความดันภายนอก ดังน้ัน เขาจึงสรปุ และนำเสนอเปน็ กฎของชารล์ (Charles’s Low)ว่า “เมอ่ื ความดันและมวลของแก๊สคงที่ ปริมาตรของแกส๊ จะ แปรผนั ตรงกบั อุณหภูมิเคลวิน” ชุดท่ี 1 เรื่อง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแก๊ส จันทมิ า รอดพน้ ชุดกจิ กรรมการเรยี นรูก้ ารแก้โจทยป์ ัญหาเคมีโดยเทคนคิ ของโพลยา เรอ่ื ง กฎของแกส๊ 35 และสามารถเขียนแสดงความสมั พนั ธไ์ ด้ ดงั นี้ เมอื่ T คือ อุณหภมู (ิ เคลวนิ ) V คือ ปริมาตรของแกส๊ k คือ คา่ คงที่ จากสมการ เมื่อความดันและมวลของแก๊สคงที่ อัตราสว่ นระหวา่ งปริมาตรกบั อุณหภูมิของแก๊ส จะมคี ่าคงท่ีเสมอ ดังนัน้ จะได้วา่ V1 = V2 = V3 = ...Vn = k T1 T2 T3 Tn หมายเหตุ : V1 และ V2 หน่วยต้องเหมือนกัน T1 และ T2 ตอ้ งเป็นเคลวนิ ( ) จากความสมั พันธ์ สามารถเขียนกราฟแสดงความสมั พันธ์ ระหว่างปรมิ าตร (แกน Y) และอุณหภมู ิในหน่วยองศาเซลเซียส(แกน X) ได้ ดังภาพ และเมื่อต่อปลายกราฟออกไปกราฟจะตัดแกน Y ท่ปี ระมาณ -273 องศาเซลเซียส หมายความว่า เม่ืออุณหภมู ลิ ดลงถึง -273 องศา เซลเซยี ส แกส๊ จะมปี ริมาตรเป็น 0 แตใ่ นทางปฏิบตั ิ แก๊สไมม่ ีโอกาสมี ปรมิ าตรเป็น 0 เพราะเม่ืออณุ หภมู ิลดลง แก๊สจะเปลี่ยนเป็นของเหลวและ ของแขง็ ก่อนที่อุณหภูมจิ ะลดลงถึง -273 องศาเซลเซียส ดงั นนั้ นักวทิ ยาศาสตร์จงึ กำหนดให้อุณหภมู ิ -273 องศาเซลเซียส มคี า่ เทา่ กับ 0 เคลวนิ และเรยี กอุณหภมู ิ 0 เคลวนิ วา่ อุณหภมู ิศูนยส์ ัมบูรณ์ และ สามารถเขยี นกราฟแสดงความสมั พนั ธ์ระหว่างปริมาตร(แกน Y) และ อุณหภูมิหน่วยเคลวิน (แกน X) ได้ ดังภาพ ข้อสังเกต จากกราฟทส่ี รา้ งจากกฎของชารล์ นั่นคือ กราฟท่ีอย่บู น เส้นเดยี วกัน จะเปน็ การทำการทดลองที่ความดันเดียวกนั แต่เมอื่ มี การทำการทดลองทตี่ ่างความดนั ออกไป พบวา่ ได้ผลหารของ ปริมาตรและอณุ หภูมใิ หม่ โดยเมอ่ื ความดันเพ่ิมขน้ึ ความชันของ กราฟจะมากข้นึ ดว้ ย ซึง่ จะได้เส้นกราฟเส้นใหม่ ดังภาพ ท่ีมา : อกั ษรเจริญทัศน์อจท.จำกดั . หนังสือเรียนเคมี ชั้นมธั ยมศึกษาปีท่ี 5 เล่ม 1 : 14 ชุดที่ 1 เร่ือง กฎของบอยล์ กฎของชารล์ กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแก๊ส จันทิมา รอดพ้น ชุดกจิ กรรมการเรยี นรูก้ ารแกโ้ จทย์ปัญหาเคมโี ดยเทคนคิ ของโพลยา เร่ือง กฎของแก๊ส 36 ตวั อยา่ งโจทย์ปัญหาเคมโี ดยเทคนิคโพลยา ชดุ ท่ี 1 เร่ือง กฎของบอยล์ กฎของชารล์ กฎของเกย์-ลสู แซก และกฎรวมแกส๊ : กฎของชารล์ ตัวอย่าง 5 : แกส๊ ไนโตรเจนปรมิ าตร 20 ลติ ร ท่อี ุณหภูมิ 373 เคลวนิ เม่ือทำให้อณุ หภมู ิลดลงเปน็ 273 เคลวิน โดยความดนั ของแกส๊ ไมเ่ ปลย่ี นแปลง ปริมาตรสุดทา้ ยของแกส๊ เป็นเท่าใด 1. อ่านสถานการณ์และเขียนรูป - ตามสถานการณ์ (ถ้าม)ี ขน้ั ท่ี 1 2. พิจารณาว่าสถานการณ์กำหนดให้อะไร V1 = 20 L T1 = 373 K ทำความเขา้ ใจปัญหา มา เขียนออกมาในรูปของสญั ลกั ษณ์ของคา่ T2 = 273 K นัน้ 3. วิเคราะหว์ า่ ต้องการหาอะไร (คำตอบ) V2 = ? L เขียนออกมาในรูปของสัญลกั ษณ์ของค่านนั้ ขั้นที่ 2 4. เลอื กสมการท่สี ัมพันธ์กบั ส่งิ ท่ี V1 = V2 วางแผนการแก้ปญั หา สถานการณ์ให้หาหรือกำหนดเขียนออกมา T1 T2 ในรปู ของสัญลกั ษณ์ของคา่ น้นั 5. ดำเนนิ การตามแผนที่วางไวเ้ พอื่ ให้ได้ จากสมการ V1 = V2 คำตอบของปัญหา โดยใชข้ นั้ ตอน ทาง คณิตศาสตร์ T1 T2 ขั้นท่ี 3 แทนคา่ 20 L = V2 ดำเนนิ การแก้ปญั หา 373 K 273 K V2 = 20 L X 273 K 373 K จะได้ V2 = 14.6 L ดงั นน้ั ท่อี ุณหภมู ิ 273 เคลวนิ แก๊สไนโตรเจนมี ปรมิ าตร 14.6 ลติ ร 6. ตรวจสอบความถูกตอ้ งในขนั้ ตอนต่าง ๆ คำตอบคือ V2 = 14.6 L แล้วตอบคำถามทวนสถานการณ์ ตรวจคำตอบ จากสมการ V1 = V2 ขัน้ ท่ี 4 ตรวจสอบคำตอบ T1 T2 เม่ือ V1 = 20 L, T1 = 373 K ,T2 = 273 K จะได้ 20 L = 14.6 L 373 K 273 K ดงั น้ัน 0.053 = 0.053 ตอบ ท่ีอุณหภูมิ 273 เคลวนิ แก๊สไนโตรเจนมี ปรมิ าตร 14.6 ลิตร ชุดท่ี 1 เร่ือง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแกส๊ จันทมิ า รอดพน้ ชดุ กจิ กรรมการเรียนรกู้ ารแก้โจทยป์ ัญหาเคมีโดยเทคนคิ ของโพลยา เร่ือง กฎของแก๊ส 37 ตวั อยา่ ง 6 : แกส๊ ชนดิ หนึ่งมีความดัน 1 บรรยากาศ อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียส บรรจุไว้ในภาชนะทีย่ ืดหย่นุ ได้ เมอ่ื นำ ภาชนะบรรจแุ กส๊ นไ้ี ปจุ่มลงในของเหลวทีก่ ำลังเดอื ด ปริมาตรของแก๊สจะขยายตวั จาก 70.00 ลูกบาศก์เซนตเิ มตร เปน็ 90.00 ลกู บาศกเ์ ซนติเมตร โดยท่ีความดนั คงท่ี อุณหภมู สิ ดุ ทา้ ยของแกส๊ เป็นเท่าใด 1. อา่ นสถานการณแ์ ละเขยี นรปู - ตามสถานการณ์ (ถา้ ม)ี ขน้ั ท่ี 1 2. พิจารณาว่าสถานการณก์ ำหนดให้อะไร V1 = 70.00 cm3 T1= 0 C + 273 = 273 K ทำความเขา้ ใจปัญหา มา เขียนออกมาในรูปของสญั ลกั ษณข์ องคา่ V2 = 90.00 cm3 นนั้ 3. วเิ คราะหว์ ่าต้องการหาอะไร (คำตอบ) T2 = ? K เขียนออกมาในรูปของสญั ลกั ษณ์ของคา่ นน้ั ขั้นท่ี 2 4. เลือกสมการท่สี ัมพนั ธก์ บั สิ่งท่ี V1 = V2 วางแผนการแกป้ ัญหา สถานการณใ์ หห้ าหรือกำหนดเขียนออกมา T1 T2 ในรปู ของสญั ลกั ษณ์ของคา่ นน้ั 5. ดำเนินการตามแผนทวี่ างไว้เพอื่ ให้ได้ จากสมการ V1 = V2 คำตอบของปัญหา โดยใช้ข้นั ตอน ทาง คณติ ศาสตร์ T1 T2 ข้ันท่ี 3 แทนคา่ 70.00 cm3 = 90.00 cm3 ดำเนนิ การแก้ปญั หา 273 K T2 T2 = 90.00 cm3 x 273 K 70.00 cm3 จะได้ T2 = 351 K ดงั นั้น เมอื่ แก๊สขยายตัวมปี รมิ าตรเปน็ 90.00 ลูกบาศก์เซนตเิ มตร จะมอี ณุ หภมู ิ 351 เคลวิน 6. ตรวจสอบความถกู ต้องในข้ันตอนต่าง ๆ คำตอบคอื T2 = 351 K แลว้ ตอบคำถามทวนสถานการณ์ ตรวจคำตอบ จากสมการ V1 = V2 ขนั้ ท่ี 4 ตรวจสอบคำตอบ T1 T2 เม่อื V1 = 70.00 cm3 , V2 = 90.00 cm3 T1= 0 C + 273 = 273 K จะได้ 70.00 cm3 = 90.00 cm3 273 K 351 K ดังนน้ั 0.256 = 0.256 ตอบ เม่อื แก๊สขยายตวั มปี ริมาตรเปน็ 90.00 ลกู บาศก์เซนตเิ มตร จะมีอณุ หภูมิ 351 เคลวิน ชุดที่ 1 เรื่อง กฎของบอยล์ กฎของชารล์ กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแก๊ส จันทิมา รอดพน้ ชุดกิจกรรมการเรยี นรู้การแกโ้ จทย์ปญั หาเคมโี ดยเทคนคิ ของโพลยา เรื่อง กฎของแก๊ส 38 ใบความร้ทู ี่ 1.5 กฎของเกย์-ลสู แซก (Gay-Lussac’s Low) ในปี พ.ศ. 2345 โชแซฟ-ลยุ ส์ เกย์-ลสู แซก (Joseph-Loius Gay-Lussac) นักเคมชี าวฝรงั่ เศส ได้ศึกษาทดลองวดั ปริมาตรของแก๊สทที่ ำปฏกิ ิรยิ าและท่ีได้จากปฏิกิรยิ าจนสามารถสรปุ และต้งั เป็น กฎของเกย์-ลูสแซก (Gay-Lussac’s Low) ว่า “ทม่ี วลและปริมาตรของแก๊สคงท่ี ความดันจะ แปรผันตรงกับอณุ หภูมเิ คลวิน” และสามารถเขยี นความสัมพันธ์ได้ ดังน้ี เมื่อ P คือ ความดันของแก๊ส T คือ อุณหภูม(ิ เคลวนิ ) และ k คือ ค่าคงที่ จากสมการ เม่ือปริมาตรและมวลของแก๊สคงที่ อัตราส่วนระหว่างความดนั กับอุณหภมู ิของ แกส๊ จะมีคา่ คงที่เสมอ ดงั นน้ั จะไดว้ า่ P1 = P2 = P3 = ... Pn = k T1 T2 T3 Tn หมายเหตุ : P1 และ P2 หน่วยตอ้ งเหมือนกัน T1 และ T2 ต้องเป็นเคลวิน ( ) จากความสัมพันธ์ สามารถเขียนกราฟแสดงความสมั พันธร์ ะหวา่ งความดนั (แกน Y) กับอุณหภมู ิ หน่วยองศาเซลเซียส(แกน X) ไดด้ งั ภาพ (ซ้าย) และความดนั (แกน Y) กบั อุณหภมู หิ น่วยเคลวนิ (แกนY) ไดด้ งั ภาพ (ขวา) ทมี่ า : อักษรเจริญทัศนอ์ จท.จำกดั . หนังสอื เรียนเคมี ช้นั มธั ยมศึกษาปีท่ี 5 เล่ม 1 : 17 ชุดที่ 1 เร่ือง กฎของบอยล์ กฎของชารล์ กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแก๊ส จันทมิ า รอดพ้น ชุดกิจกรรมการเรียนรู้การแกโ้ จทย์ปัญหาเคมีโดยเทคนคิ ของโพลยา เร่อื ง กฎของแก๊ส 39 ข้อสังเกต จากกราฟที่สร้างจากกฎเกย์-ลูสแซก นัน่ คือ กราฟที่อยูบ่ นเส้นเดียวกัน จะเปน็ การ ทำการทดลองท่ีปรมิ าตรเดียวกัน แตเ่ มือ่ มีการทำการทดลองทต่ี า่ งปริมาตรออกไป พบว่า ไดผ้ ลหารของ ความดันและอุณหภูมิใหม่ โดยเมอื่ ปริมาตรเพิ่มขึ้น ความชนั ของกราฟจะนอ้ ยลง ซ่งึ จะไดเ้ สน้ กราฟเส้น ใหม่ ดังภาพ ท่ีมา : อกั ษรเจริญทศั น์อจท.จำกัด. หนงั สือเรียนเคมี ช้นั มธั ยมศึกษาปีท่ี 5 เลม่ 1 : 18 ชดุ ที่ 1 เร่ือง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแก๊ส จันทิมา รอดพ้น ชุดกจิ กรรมการเรยี นรกู้ ารแก้โจทย์ปญั หาเคมีโดยเทคนคิ ของโพลยา เรอ่ื ง กฎของแก๊ส 40 โจทย์ปญั หาเคมีโดยเทคนคิ โพลยา ชุดที่ 1 เรื่อง กฎของบอยล์ กฎของชารล์ กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแกส๊ : กฎของเกย์-ลูสแซก ตัวอยา่ ง 7 : แกส๊ X บรรจใุ นภาชนะปดิ ท่มี อี ณุ หภูมิ 37 องศาเซลเซียส ความดนั 1.5 บรรยากาศ จงหาความดนั ของ แกส๊ น้ี เมื่ออณุ หภูมเิ พม่ิ ข้นึ เป็น 376 เคลวนิ โดยแก๊สมปี รมิ าตรเทา่ เดมิ 1. อ่านสถานการณแ์ ละเขยี นรปู - ตามสถานการณ์ (ถา้ ม)ี ข้นั ที่ 1 2. พิจารณาว่าสถานการณก์ ำหนดให้อะไร P1 = 1.5 atm T1 = 37+273 = 310 K ทำความเขา้ ใจปัญหา มา เขยี นออกมาในรูปของสญั ลกั ษณข์ องคา่ นน้ั T2 = 376 K 3. วิเคราะหว์ ่าต้องการหาอะไร (คำตอบ) P2 = ? atm เขียนออกมาในรปู ของสญั ลกั ษณ์ของค่านั้น ข้นั ท่ี 2 4. เลือกสมการท่ีสมั พันธก์ ับส่ิงที่ P1 = P2 วางแผนการแกป้ ญั หา สถานการณใ์ หห้ าหรอื กำหนดเขยี นออกมา T1 T2 ในรูปของสญั ลักษณข์ องคา่ น้ัน 5. ดำเนนิ การตามแผนทวี่ างไวเ้ พื่อให้ได้ จากสมการ P1 = P2 คำตอบของปัญหา โดยใชข้ ้นั ตอน ทาง คณิตศาสตร์ T1 T2 ข้นั ที่ 3 แทนค่า 1.5 atm = P2 ดำเนินการแก้ปญั หา 310 K 376 K P2 = 1.5 atm X 376 K 310 K จะได้ P2 = 1.82 atm ดังนนั้ เมอื่ อุณหภูมิเพิ่มขน้ึ เป็น 376 เคลวนิ แกส๊ X จะมีความดัน 1.82 บรรยากาศ 6. ตรวจสอบความถูกตอ้ งในข้นั ตอนตา่ ง ๆ คำตอบคือ P2 = 1.82 atm แล้วตอบคำถามทวนสถานการณ์ ตรวจคำตอบ จากสมการ P1 = P2 ขัน้ ท่ี 4 ตรวจสอบคำตอบ T1 T2 เมอื่ P1 = 1.5 atm, T1 = 37+273 = 310 K T2 = 376 K จะได้ 1.5 atm = 1.82 atm 310 K 376 K ดังนั้น 0.0048 = 0.0048 ตอบ เม่อื อณุ หภูมิเพมิ่ ข้นึ เปน็ 376 เคลวิน แกส๊ X จะมคี วามดนั 1.82 บรรยากาศ ชุดที่ 1 เร่ือง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแก๊ส จันทิมา รอดพ้น ชุดกจิ กรรมการเรยี นรู้การแกโ้ จทยป์ ัญหาเคมีโดยเทคนคิ ของโพลยา เร่ือง กฎของแกส๊ 41 ตัวอย่าง 8 : แกส๊ ชนิดหนึง่ มีความดัน 1 บรรยากาศ อณุ หภมู ิ 0 องศาเซลเซยี ส บรรจุไว้ในภาชนะทย่ี ดื หย่นุ ได้ เมื่อนำ ภาชนะบรรจุแก๊สนไ้ี ปจุ่มลงในของเหลวท่ีกำลังเดือด ปริมาตรของแกส๊ จะขยายตัวจาก 70.00 ลูกบาศก์เซนติเมตร เปน็ 90.00 ลกู บาศกเ์ ซนตเิ มตร โดยที่ความดันคงที่ อุณหภูมสิ ุดทา้ ยของแกส๊ เปน็ เท่าใด 1. อา่ นสถานการณ์และเขียนรูป - ตามสถานการณ์ (ถา้ ม)ี ขัน้ ท่ี 1 2. พิจารณาวา่ สถานการณก์ ำหนดใหอ้ ะไร V1 = 70.00 cm3 T1= 0 C + 273 = 273 K ทำความเขา้ ใจปัญหา มา เขยี นออกมาในรปู ของสญั ลกั ษณข์ องคา่ V2 = 90.00 cm3 นนั้ 3. วิเคราะห์วา่ ต้องการหาอะไร (คำตอบ) T2 = ? K เขยี นออกมาในรปู ของสญั ลกั ษณ์ของคา่ น้นั ขน้ั ที่ 2 4. เลือกสมการท่ีสัมพนั ธ์กับสิ่งท่ี V1 = V2 วางแผนการแกป้ ัญหา สถานการณ์ใหห้ าหรือกำหนดเขยี นออกมา T1 T2 ในรูปของสญั ลักษณข์ องคา่ นน้ั 5. ดำเนนิ การตามแผนทวี่ างไว้เพ่อื ใหไ้ ด้ จากสมการ V1 = V2 คำตอบของปัญหา โดยใชข้ น้ั ตอน ทาง คณติ ศาสตร์ T1 T2 ข้นั ท่ี 3 แทนค่า 70.00 cm3 = 90.00 cm3 ดำเนินการแกป้ ญั หา 273 K T2 T2 = 90.00 cm3 x 273 K 70.00 cm3 จะได้ T2 = 351 K ดงั นน้ั เมอื่ แกส๊ ขยายตวั มปี รมิ าตรเปน็ 90.00 ลูกบาศก์เซนตเิ มตร จะมอี ุณหภมู ิ 351 เคลวนิ 6. ตรวจสอบความถกู ต้องในขน้ั ตอนต่าง ๆ คำตอบคอื T2 = 351 K แลว้ ตอบคำถามทวนสถานการณ์ ตรวจคำตอบ จากสมการ V1 = V2 ขั้นที่ 4 ตรวจสอบคำตอบ T1 T2 เม่อื V1 = 70.00 cm3 V2 = 90.00 cm3 T1= 0 C + 273 = 273 K จะได้ 70.00 cm3 = 90.00 cm3 273 K 351 K ดงั นั้น 0.256 = 0.256 ตอบ เมอ่ื แก๊สขยายตัวมีปริมาตรเป็น 90.00 ลูกบาศก์เซนตเิ มตร จะมีอุณหภูมิ 351 เคลวนิ ชุดท่ี 1 เรื่อง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแก๊ส จันทมิ า รอดพน้ ชดุ กจิ กรรมการเรียนรกู้ ารแก้โจทย์ปัญหาเคมีโดยเทคนคิ ของโพลยา เร่อื ง กฎของแกส๊ 42 ใบความรทู้ ี่ 1.6 กฎรวมแก๊ส (combined gas Low) เนอ่ื งจากกฎของบอยล์และชารล์ กลา่ วเฉพาะความสมั พนั ธร์ ะหว่างปริมาตรกับความดัน และ ปรมิ าตรกับอุณหภมู ิ แต่การเปล่ยี นแปลงในธรรมชาติอาจเกดิ ข้นึ พร้อมๆกนั ดงั นน้ั จึงมีการศึกษา ความสมั พันธ์ระหวา่ งปรมิ าตร ความดนั และอุณหภมู ิของแก๊สในขณะทีม่ วลมคี า่ คงท่ี และตงั้ ข้นึ เปน็ กฎรวมแก๊ส(combined gas Low) ดังนี้ จากกฎของบอยล์ เม่อื มวลและอุณหภูมิคงที่ จะได้ จากกฎของชาร์ล เม่ือมวลและความดนั คงท่ี จะได้ ถ้ารวมกฎของบอยล์และกฎของชาร์ล จะได้ความสมั พันธ์ ดังนี้ จงึ กลา่ วไดว้ า่ เมือ่ มวลคงท่ี จะได้วา่ P1V1 = P2V2 = P3V3 = ... PnVn = k T1 T2 T3 Tn เมอ่ื มวลมีค่าไมค่ งที่ P1V1 = P2V2 = P3V3 = ... PnVn = k n1T1 n2T2 n3T3 nnTn น่ารู้ STP : standard condition for temperature and pressure คือ อุณหภูมิและความดัน มาตรฐาน หมายถงึ สภาวะที่อุณหภูมิเท่ากบั 0 องศาเซลเซียส (273 เคลวิน) และความดนั เท่ากบั 1 บรรยากาศ(760 mmHg) ชดุ ท่ี 1 เร่ือง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแก๊ส จันทมิ า รอดพน้ ชดุ กจิ กรรมการเรียนรกู้ ารแกโ้ จทย์ปญั หาเคมีโดยเทคนคิ ของโพลยา เร่ือง กฎของแก๊ส 43 โจทย์ปญั หาเคมโี ดยเทคนคิ โพลยา ชุดที่ 1 เรอื่ ง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลสู แซก และกฎรวมแกส๊ : กฎรวมแก๊ส ตวั อยา่ ง 9 : แกส๊ อาร์กอนมีปรมิ าตร 100 ลิตร ภายใตค้ วามดนั 970 ทอร์ และอณุ หภมู ิ 30 องศาเซลเซยี ส จะมปี รมิ าตร เทา่ ใดที่ STP 1. อา่ นสถานการณ์และเขยี นรปู - ตามสถานการณ์ (ถ้าม)ี 2. พจิ ารณาวา่ สถานการณก์ ำหนดให้ STP คอื สภาวะท่มี อี ณุ หภมู ิ 0 C (273 K) ขั้นที่ 1 อะไรมา เขยี นออกมาในรปู ของสญั ลกั ษณข์ อง ความดัน 1 atm(760 torr) ทำความเข้าใจปัญหา คา่ น้ัน P1 = 970 torr T1 = 30+273 = 303 K V1 = 100 L , P2 = 760 torr T2 = 273 K 3. วเิ คราะหว์ า่ ต้องการหาอะไร (คำตอบ) V2 = ? L เขยี นออกมาในรูปของสญั ลกั ษณข์ องคา่ นน้ั ข้ันที่ 2 4. เลอื กสมการที่สัมพนั ธ์กบั สิ่งท่ี P1V1 = P2V2 วางแผนการแกป้ ญั หา สถานการณใ์ หห้ าหรือกำหนดเขยี น T1 T2 ออกมาในรปู ของสญั ลกั ษณข์ องคา่ นั้น ข้นั ท่ี 3 5. ดำเนินการตามแผนทว่ี างไวเ้ พอ่ื ให้ได้ จากสมการ P1V1 = P2V2 ดำเนินการแก้ปญั หา คำตอบของปัญหา โดยใช้ขน้ั ตอน ทาง คณิตศาสตร์ T1 T2 แทนค่า 970 torr x 100 L = 760 torr x V2 303 K 273 K V2 =970 torr x 100 L x 273 K 303 K x 760 torr จะได้ V2 = 115 L ดังนัน้ ที่สภาวะมาตรฐาน แกส๊ อาร์กอนจะมี ปรมิ าตร 115 ลติ ร 6. ตรวจสอบความถกู ตอ้ งในข้ันตอนตา่ ง คำตอบคือ V2 = 115 L ๆ แลว้ ตอบคำถามทวนสถานการณ์ ตรวจคำตอบ จากสมการ P1V1 = P2V2 ข้นั ท่ี 4 ตรวจสอบคำตอบ T1 T2 เมอื่ P1 = 970 torr ,T1 = 30+273 = 303 K V1 = 100 L , P2 = 760 torr T2 = 273 K จะได้ 970 torr x 100 L = 760 torr x 115 L 303 K 273 K ดงั นน้ั 320.13 = 320.15 ตอบทีส่ ภาวะมาตรฐานแก๊สอารก์ อนจะมปี รมิ าตร115 ลติ ร ตวั อยา่ ง 10 : แกส๊ ชนดิ หนงึ่ มีปรมิ าตร 100 ลูกบาศก์เซนตเิ มตร ท่ีอณุ หภมู ิ 27 องศาเซลเซียส และความดนั 78 กิโล ชุดท่ี 1 เรื่อง กฎของบอยล์ กฎของชารล์ กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแกส๊ จันทมิ า รอดพ้น ชดุ กจิ กรรมการเรยี นรกู้ ารแก้โจทยป์ ัญหาเคมีโดยเทคนิคของโพลยา เรือ่ ง กฎของแกส๊ 44 ปาสคาล ถ้าความดันเพม่ิ ขน้ึ อกี 22 กิโลปาสคาล ทีอ่ ณุ หภูมิกี่องศาเซลเซียส แกส๊ นีจ้ งึ จะมปี ริมาตรเทา่ กบั 150 ลกู บาศกเ์ ซนตเิ มตร 1. อา่ นสถานการณแ์ ละเขียนรปู - ตามสถานการณ์ (ถา้ ม)ี ขน้ั ที่ 1 2. พจิ ารณาวา่ สถานการณก์ ำหนดใหอ้ ะไร P1 = 78 kPa T1 = 27+273 = 300 K ทำความเข้าใจปัญหา มา เขียนออกมาในรูปของสญั ลกั ษณข์ องค่านน้ั V1 = 100 cm3 , P2 = 100 kPa, V2 =150 cm3 3. วเิ คราะหว์ า่ ตอ้ งการหาอะไร (คำตอบ) T2 = ? C เขยี นออกมาในรปู ของสญั ลักษณข์ องค่านนั้ ขัน้ ท่ี 2 4. เลอื กสมการท่สี ัมพนั ธ์กบั ส่ิงท่ี P1V1 = P2V2 วางแผนการแกป้ ัญหา สถานการณ์ใหห้ าหรอื กำหนดเขยี นออกมา T1 T2 ในรปู ของสญั ลักษณข์ องคา่ น้ัน 5. ดำเนนิ การตามแผนทว่ี างไวเ้ พอ่ื ให้ได้ จากสมการ P1V1 = P2V2 คำตอบของปัญหา โดยใชข้ ้ันตอน ทาง คณติ ศาสตร์ T1 T2 ขนั้ ที่ 3 แทนค่า 78 kPa x 100 cm3=100 kPa x150 cm3 ดำเนนิ การแกป้ ญั หา 300 K T2 T2 = 100 kPa x150 cm3x 300 K 78 kPa x 100 cm3 จะได้ T2 = 576.92 K หรือ 576.92-273 = 303.92 C 304 C ดังนนั้ แก๊สชนดิ นจ้ี ะมีปรมิ าตร 150 ลูกบาศก์ เซนตเิ มตร ทอ่ี ุณหภูมิ 304 องศาเซลเซียส 6. ตรวจสอบความถกู ต้องในขนั้ ตอนตา่ ง ๆ คำตอบคือ T2 = 576.92 K หรอื 304 C แล้วตอบคำถามทวนสถานการณ์ ตรวจคำตอบ จากสมการ P1V1 = P2V2 ขั้นท่ี 4 ตรวจสอบคำตอบ T1 T2 เมื่อ P1 = 78 kPa T1 = 27+273 = 300 K V1 = 100 cm3 , P2 = 100 kPa, V2 =150 cm3 จะได้ 78 kPa x 100 cm3= 100 kPa x150 cm3 300 K 576.92 K ดังนน้ั 26 = 26 ตอบ แก๊สชนิดน้จี ะมีปริมาตร 150 ลูกบาศก์ เซนตเิ มตร ทอี่ ณุ หภมู ิ 304 องศาเซลเซยี ส ชุดท่ี 1 เร่ือง กฎของบอยล์ กฎของชารล์ กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแกส๊ จันทิมา รอดพน้ ชุดกจิ กรรมการเรียนรู้การแก้โจทย์ปญั หาเคมีโดยเทคนิคของโพลยา เรือ่ ง กฎของแก๊ส 45 สรุปสาระสำคญั ความสัมพันธข์ องปรมิ าตร ความดนั และอณุ หภูมิ ปริมาตร (V) คือ ปรมิ าตรของภาชนะทบ่ี รรจุแกส๊ นัน้ ความดัน(P) คือ แรงที่กระทำตอ่ หนว่ ยพื้นท่ีตง้ั ฉากกับแรงนนั้ อณุ หภมู (ิ T) เป็นการวดั คา่ เฉลี่ยของพลงั งานจลน์ของอนุภาคในสสารใด ๆ ซึ่งสอดคลอ้ งกับความร้อน หรือเยน็ ของสสารนั้น อาจกล่าวไดว้ ่า อณุ หภูมิเปน็ มาตราส่วนที่ใชบ้ อกระดบั ความร้อน-เย็น ของสาร และเปน็ ตัวกำหนดสถานะของสาร กฎของบอยล์ (Boyle’s Low) กฎของชาร์ล (Charles’s Low) “เม่ืออณุ หภูมิและมวลของแก๊สคงที่ ปริมาตรของแก๊สจะแปรผกผันกบั ความดนั ” “เม่อื ความดันและมวลของแก๊สคงท่ี ปรมิ าตร ของแก๊สจะแปรผันตรงกบั อณุ หภูมเิ คลวนิ ” P1V1 = P2V2 = P3V3 = PnVn = k V1 = V2 = V3 = ...Vn = k T1 T2 T3 Tn กฎของเกย์-ลสู แซก (Gay-Lussac’s Low) “ที่มวลและปริมาตรของแกส๊ คงที่ ความดันจะแปรผนั ตรงกับอุณหภูมเิ คลวิน” P1 = P2 = P3 = ... Pn = k T1 T2 T3 Tn กฎรวมแกส๊ (combined gas Low) เป็นการศึกษาความสัมพนั ธ์ระหวา่ งปริมาตรกับความดัน และปริมาตรกบั อุณหภูมิ เมื่อมวลมีคา่ คงท่ี P1V1 = P2V2 = P3V3 = ... PnVn = k เม่ือมวลมีคา่ ไม่คงที่ T1 T2 T3 Tn P1V1 = P2V2 = P3V3 = ... PnVn = k n1T1 n2T2 n3T3 nnTn ชดุ ท่ี 1 เร่ือง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแก๊ส จันทมิ า รอดพ้น ชุดกิจกรรมการเรียนรกู้ ารแกโ้ จทย์ปัญหาเคมีโดยเทคนิคของโพลยา เรอื่ ง กฎของแก๊ส 46 แบบฝกึ ทกั ษะการแก้โจทย์ปัญหาเคมีโดยเทคนิคโพลยา ชุดท่ี 1 เร่อื ง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแกส๊ แบบฝึกทกั ษะท่ี 1 : อุณหภมู ิ 298 เคลวนิ คิดเป็นก่ีองศาเซลเซยี ส ข้นั ตอนการแกโ้ จทยป์ ญั หาเคมโี ดยเทคนิคโพลยา ผลทีไ่ ดจ้ ากการวเิ คราะห์ คะแนน คะแนนท่ี เต็ม ได้ 1. อ่านสถานการณแ์ ละเขียนรูปตาม สถานการณ์ (ถา้ มี) ขน้ั ท่ี 1 2. พจิ ารณาวา่ สถานการณก์ ำหนดให้ 1.0 ทำความเข้าใจ อะไรมา เขียนออกมาในรปู ของสญั ลักษณ์ 1.0 ของคา่ นน้ั 2.0 ปญั หา 3. วเิ คราะหว์ ่าต้องการหาอะไร (คำตอบ) เขียนออกมาในรูปของ ขั้นที่ 2 สัญลักษณ์ของคา่ นน้ั วางแผน 4. เลือกสมการทส่ี มั พันธก์ ับสง่ิ ท่ี การแก้ปัญหา สถานการณ์ให้หาหรือกำหนดเขียน ออกมาในรปู ของสัญลักษณ์ของค่าน้ัน ขั้นที่ 3 5. ดำเนนิ การตามแผนที่วางไว้เพื่อให้ ดำเนินการ ไดค้ ำตอบของปญั หา โดยใช้ขนั้ ตอน แก้ปญั หา ทางคณติ ศาสตร์ ขั้นท่ี 4 6. ตรวจสอบความถูกตอ้ งในขั้นตอน ตรวจสอบ ต่าง ๆ แล้วตอบคำถามทวน คำตอบ สถานการณ์ 1.0 คะแนนรวม 5.0 ชุดที่ 1 เร่ือง กฎของบอยล์ กฎของชารล์ กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแกส๊ จันทมิ า รอดพ้น ชดุ กิจกรรมการเรยี นรกู้ ารแกโ้ จทย์ปญั หาเคมโี ดยเทคนคิ ของโพลยา เร่ือง กฎของแกส๊ 47 แบบฝึกทกั ษะที่ 2 : แกส๊ A มปี ริมาตร 210 cm3 ที่อณุ หภมู ิ 27 C และความดัน 740 mmHg จงคำนวณหาปรมิ าตรของแก๊สทค่ี วามดัน 650 mmHg ขั้นตอนการแกโ้ จทยป์ ญั หาเคมโี ดยเทคนิคโพลยา ผลทไ่ี ดจ้ ากการวิเคราะห์ คะแนน คะแนนที่ เต็ม ได้ 1. อา่ นสถานการณ์และเขยี นรูปตาม สถานการณ์ (ถา้ มี) ขั้นที่ 1 2. พิจารณาวา่ สถานการณก์ ำหนดให้ 1.0 ทำความเข้าใจ อะไรมา เขียนออกมาในรปู ของสญั ลกั ษณ์ 1.0 ของคา่ นน้ั 2.0 ปญั หา 3. วิเคราะห์วา่ ต้องการหาอะไร (คำตอบ) เขยี นออกมาในรปู ของ ขั้นท่ี 2 สญั ลักษณข์ องค่านน้ั วางแผน 4. เลอื กสมการทส่ี มั พนั ธ์กบั ส่งิ ท่ี การแกป้ ัญหา สถานการณ์ให้หาหรือกำหนดเขียน ออกมาในรูปของสัญลักษณข์ องคา่ นัน้ ขั้นที่ 3 5. ดำเนนิ การตามแผนทว่ี างไวเ้ พื่อให้ ดำเนนิ การ ไดค้ ำตอบของปญั หา โดยใช้ขน้ั ตอน แก้ปัญหา ทางคณิตศาสตร์ ขนั้ ท่ี 4 6. ตรวจสอบความถูกตอ้ งในขน้ั ตอน ตรวจสอบ ต่าง ๆ แล้วตอบคำถามทวน คำตอบ สถานการณ์ 1.0 คะแนนรวม 5.0 ชุดท่ี 1 เรื่อง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแก๊ส จันทิมา รอดพน้ ชดุ กิจกรรมการเรียนรู้การแก้โจทยป์ ญั หาเคมีโดยเทคนคิ ของโพลยา เรื่อง กฎของแกส๊ 48 แบบฝกึ ทกั ษะที่ 3 : แก๊สคลอรีนจำนวนหนงึ่ บรรจใุ นถังปิด ท่ีอณุ หภมู ิ 30 องศาเซลเซยี ส วดั ความดนั ได้ 500 มิลลิเมตรปรอท ถา้ นำแก๊สคลอรีนท้ังหมดไปใส่ในถังอีกใบหนงึ่ ซ่ึงมีขนาด 2 ลติ ร ปรากฏว่าความดนั ลดลงเหลอื 250 มิลลิเมตรปรอท ถงั ที่บรรจุแกส๊ คลอรนี ในตอนแรกมีปริมาตรก่ีลูกบาศก์เซนติเมตร ขัน้ ตอนการแก้โจทย์ปัญหาเคมโี ดยเทคนิคโพลยา ผลทไ่ี ดจ้ ากการวเิ คราะห์ คะแนน คะแนนท่ี เต็ม ได้ ขน้ั ที่ 1 1. อ่านสถานการณ์และเขียนรูปตาม 1.0 ทำความเขา้ ใจ สถานการณ์ (ถา้ มี) 2. พจิ ารณาวา่ สถานการณก์ ำหนดให้ 1.0 ปญั หา อะไรมา เขียนออกมาในรูปของสญั ลักษณ์ ของคา่ นนั้ 2.0 ข้นั ที่ 2 3. วิเคราะห์ว่าต้องการหาอะไร วางแผน (คำตอบ) เขียนออกมาในรูปของ การแก้ปญั หา สัญลกั ษณ์ของค่านนั้ 4. เลือกสมการทสี่ มั พันธก์ ับส่ิงท่ี ขนั้ ที่ 3 สถานการณใ์ หห้ าหรอื กำหนดเขียน ดำเนนิ การ ออกมาในรูปของสัญลักษณ์ของค่านน้ั แก้ปัญหา 5. ดำเนินการตามแผนทวี่ างไวเ้ พือ่ ให้ ได้คำตอบของปญั หา โดยใช้ขนั้ ตอน ทางคณิตศาสตร์ ขนั้ ท่ี 4 6. ตรวจสอบความถูกตอ้ งในขั้นตอน 1.0 ตรวจสอบ ต่าง ๆ แลว้ ตอบคำถามทวน คำตอบ สถานการณ์ คะแนนรวม 5.0 ชดุ ที่ 1 เร่ือง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแก๊ส จันทมิ า รอดพ้น ชุดกิจกรรมการเรยี นรกู้ ารแก้โจทย์ปญั หาเคมโี ดยเทคนิคของโพลยา เรอ่ื ง กฎของแกส๊ 49 แบบฝกึ ทักษะที่ 4 : แกส๊ ออกซิเจนจำนวนหนง่ึ บรรจใุ นถงั ปดิ ทีป่ รับขนาดได้ จากการทดลอง พบว่า ทอ่ี ุณหภมู ิ 25 องศาเซลเซียส วดั ความดันได้ 480 มิลลิเมตรปรอท ในปริมาตร 500 ลูกบาศกเ์ ซนตเิ มตร ถ้าขยายปรมิ าตรให้เพ่ิมข้นึ อีก 200 ลูกบาศกเ์ ซนติเมตร ความดนั จะลดลงก่มี ลิ ลิเมตรปรอท ขัน้ ตอนการแกโ้ จทย์ปัญหาเคมโี ดยเทคนิคโพลยา ผลทีไ่ ดจ้ ากการวิเคราะห์ คะแนน คะแนนที่ เตม็ ได้ ขน้ั ที่ 1 1. อา่ นสถานการณ์และเขียนรปู ตาม 1.0 ทำความเข้าใจ สถานการณ์ (ถา้ มี) 2. พจิ ารณาว่าสถานการณก์ ำหนดให้ 1.0 ปญั หา อะไรมา เขยี นออกมาในรปู ของสญั ลักษณ์ ของคา่ นน้ั 2.0 ขนั้ ที่ 2 3. วเิ คราะหว์ ่าต้องการหาอะไร วางแผน (คำตอบ) เขยี นออกมาในรปู ของ การแก้ปญั หา สญั ลักษณ์ของค่านนั้ 4. เลือกสมการทีส่ มั พันธก์ ับสิง่ ที่ ขน้ั ที่ 3 สถานการณ์ให้หาหรือกำหนดเขยี น ดำเนินการ ออกมาในรูปของสัญลักษณข์ องคา่ นั้น แกป้ ญั หา 5. ดำเนินการตามแผนที่วางไว้เพ่ือให้ ได้คำตอบของปัญหา โดยใชข้ นั้ ตอน ทางคณติ ศาสตร์ ขน้ั ที่ 4 6. ตรวจสอบความถูกต้องในขน้ั ตอน ตรวจสอบ ตา่ ง ๆ แลว้ ตอบคำถามทวน คำตอบ สถานการณ์ 1.0 คะแนนรวม 5.0 ชดุ ที่ 1 เร่ือง กฎของบอยล์ กฎของชารล์ กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแกส๊ จันทมิ า รอดพน้ ชดุ กจิ กรรมการเรียนรู้การแก้โจทย์ปญั หาเคมโี ดยเทคนคิ ของโพลยา เร่อื ง กฎของแกส๊ 50 แบบฝึกทักษะที่ 5 : แก๊สไนโตรเจน 3.5 ลติ ร มีอณุ หภมู ิ -63 องศาเซลเซียส ทำใหร้ ้อนขน้ึ จนมี อณุ หภมู ิ 225 องศาเซลเซยี ส ปรมิ าตรจะขยายออกไปเป็นเทา่ ใด เม่ือความดนั คงทท่ี ี่ 700 มลิ ลเิ มตรปรอท ขนั้ ตอนการแก้โจทย์ปัญหาเคมโี ดยเทคนิคโพลยา ผลท่ีไดจ้ ากการวเิ คราะห์ คะแนน คะแนนที่ เต็ม ได้ ขั้นที่ 1 1. อ่านสถานการณ์และเขยี นรปู ตาม 1.0 ทำความเข้าใจ สถานการณ์ (ถา้ มี) 2. พจิ ารณาวา่ สถานการณ์กำหนดให้ 1.0 ปญั หา อะไรมา เขยี นออกมาในรูปของสญั ลักษณ์ ของค่านน้ั 2.0 ขัน้ ที่ 2 3. วเิ คราะหว์ า่ ตอ้ งการหาอะไร วางแผน (คำตอบ) เขยี นออกมาในรปู ของ การแก้ปญั หา สัญลกั ษณข์ องคา่ นนั้ 4. เลอื กสมการท่ีสัมพันธ์กับสง่ิ ท่ี ข้ันท่ี 3 สถานการณใ์ ห้หาหรือกำหนดเขยี น ดำเนนิ การ ออกมาในรูปของสญั ลักษณข์ องค่านัน้ แกป้ ัญหา 5. ดำเนนิ การตามแผนทว่ี างไวเ้ พอื่ ให้ ไดค้ ำตอบของปญั หา โดยใชข้ น้ั ตอน ทางคณิตศาสตร์ ขนั้ ที่ 4 6. ตรวจสอบความถูกตอ้ งในขน้ั ตอน ตรวจสอบ ตา่ ง ๆ แลว้ ตอบคำถามทวน คำตอบ สถานการณ์ 1.0 คะแนนรวม 5.0 ชุดที่ 1 เรื่อง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแก๊ส จันทมิ า รอดพ้น ชุดกิจกรรมการเรยี นรกู้ ารแกโ้ จทย์ปัญหาเคมโี ดยเทคนิคของโพลยา เร่อื ง กฎของแกส๊ 51 แบบฝกึ ทักษะที่ 6 : แกส๊ ฮีเลียมจำนวนหนึ่งวัดปริมาตรได้ 300 ลกู บาศกเ์ ซนติเมตร ทีอ่ ุณหภมู ิ 27 องศาเซลเซียส ความดนั 750 มิลลิเมตรปรอท ถ้าต้องการใหเ้ หลือปริมาตรเพยี ง 180 ลูกบาศก์เซนตเิ มตร ที่ 750 มลิ ลิเมตรปรอท จะต้องทำทีอ่ ุณหภูมิก่ี องศาเซลเซยี ส ขนั้ ตอนการแกโ้ จทย์ปัญหาเคมโี ดยเทคนิคโพลยา ผลที่ไดจ้ ากการวิเคราะห์ คะแนน คะแนนที่ เต็ม ได้ ขน้ั ท่ี 1 1. อ่านสถานการณแ์ ละเขยี นรปู ตาม 1.0 ทำความเข้าใจ สถานการณ์ (ถา้ มี) 2. พิจารณาวา่ สถานการณก์ ำหนดให้ 1.0 ปัญหา อะไรมา เขียนออกมาในรูปของสญั ลกั ษณ์ ของคา่ นนั้ 2.0 ขน้ั ที่ 2 3. วิเคราะหว์ า่ ตอ้ งการหาอะไร วางแผน (คำตอบ) เขียนออกมาในรปู ของ การแก้ปญั หา สญั ลกั ษณ์ของค่านน้ั 4. เลอื กสมการท่สี มั พนั ธก์ ับส่ิงที่ ขนั้ ที่ 3 สถานการณใ์ ห้หาหรอื กำหนดเขยี น ดำเนนิ การ ออกมาในรปู ของสัญลักษณข์ องคา่ นัน้ แก้ปญั หา 5. ดำเนินการตามแผนทว่ี างไวเ้ พ่ือให้ ไดค้ ำตอบของปัญหา โดยใช้ขน้ั ตอน ทางคณติ ศาสตร์ ข้ันท่ี 4 6. ตรวจสอบความถกู ต้องในข้นั ตอน ตรวจสอบ ต่าง ๆ แลว้ ตอบคำถามทวน คำตอบ สถานการณ์ 1.0 คะแนนรวม 5.0 ชดุ ที่ 1 เรื่อง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแกส๊ จันทมิ า รอดพ้น ชดุ กิจกรรมการเรียนรูก้ ารแก้โจทยป์ ัญหาเคมโี ดยเทคนิคของโพลยา เรอ่ื ง กฎของแกส๊ 52 แบบฝกึ ทกั ษะท่ี 7 : บรรจุอากาศในถังที่อุณหภมู ิ 40 องศาเซลเซียส ความดัน 380 มลิ ลิเมตรปรอท มปี ริมาตร 10 ลกู บาศกเ์ ซนตเิ มตร เมื่อความดันลดลง 100 มลิ ลเิ มตรปรอท จะตอ้ งลดอณุ หภมู ิกเ่ี คลวิน อากาศในถังจึงจะมปี ริมาตรเทา่ เดิม ขั้นตอนการแกโ้ จทย์ปัญหาเคมโี ดยเทคนิคโพลยา ผลทีไ่ ดจ้ ากการวิเคราะห์ คะแนน คะแนนท่ี เต็ม ได้ ขน้ั ท่ี 1 1. อา่ นสถานการณแ์ ละเขยี นรปู ตาม 1.0 ทำความเขา้ ใจ สถานการณ์ (ถา้ มี) 2. พจิ ารณาวา่ สถานการณ์กำหนดให้ 1.0 ปัญหา อะไรมา เขยี นออกมาในรูปของสญั ลกั ษณ์ ของคา่ นนั้ 2.0 ขนั้ ที่ 2 3. วเิ คราะหว์ า่ ตอ้ งการหาอะไร วางแผน (คำตอบ) เขียนออกมาในรปู ของ การแก้ปัญหา สญั ลกั ษณ์ของค่านน้ั 4. เลอื กสมการท่ีสมั พนั ธ์กบั สง่ิ ท่ี ข้นั ที่ 3 สถานการณใ์ หห้ าหรือกำหนดเขียน ดำเนินการ ออกมาในรูปของสญั ลักษณข์ องคา่ น้นั แก้ปัญหา 5. ดำเนนิ การตามแผนที่วางไว้เพอ่ื ให้ ไดค้ ำตอบของปญั หา โดยใชข้ น้ั ตอน ทางคณติ ศาสตร์ ขนั้ ท่ี 4 6. ตรวจสอบความถกู ต้องในขั้นตอน ตรวจสอบ ต่าง ๆ แลว้ ตอบคำถามทวน คำตอบ สถานการณ์ 1.0 คะแนนรวม 5.0 ชดุ ที่ 1 เร่ือง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแก๊ส จันทมิ า รอดพน้ ชดุ กจิ กรรมการเรียนรู้การแก้โจทย์ปญั หาเคมโี ดยเทคนิคของโพลยา เร่ือง กฎของแก๊ส 53 แบบฝึกทกั ษะท่ี 8 : แก๊สชนิดหนง่ึ บรรจุในภาชนะท่มี ีปริมาตรคงท่ี มีความดัน 750 ทอร์ ท่ีอุณหภูมิ 450 องศาเซลเซยี ส เมื่ออุณหภมู ิของแกส๊ น้เี ปลี่ยนแปลงไป ทำให้ความดนั เพ่ิมขึน้ เปน็ 900 ทอร์ จงคำนวณหาอณุ หภมู ใิ หม่ของแก๊สนี้ ขนั้ ตอนการแกโ้ จทย์ปญั หาเคมโี ดยเทคนิคโพลยา ผลท่ีไดจ้ ากการวิเคราะห์ คะแนน คะแนนที่ เตม็ ได้ ข้ันท่ี 1 1. อา่ นสถานการณ์และเขยี นรูปตาม 1.0 ทำความเขา้ ใจ สถานการณ์ (ถา้ มี) 2. พจิ ารณาวา่ สถานการณก์ ำหนดให้ 1.0 ปญั หา อะไรมา เขยี นออกมาในรูปของสญั ลกั ษณ์ ของคา่ นนั้ 2.0 ขั้นท่ี 2 3. วเิ คราะหว์ ่าต้องการหาอะไร วางแผน (คำตอบ) เขยี นออกมาในรูปของ การแก้ปญั หา สญั ลกั ษณ์ของคา่ นนั้ 4. เลอื กสมการท่สี มั พันธก์ ับสิ่งท่ี ข้ันท่ี 3 สถานการณ์ให้หาหรอื กำหนดเขียน ดำเนนิ การ ออกมาในรูปของสญั ลักษณ์ของค่านนั้ แกป้ ญั หา 5. ดำเนินการตามแผนที่วางไวเ้ พ่ือให้ ไดค้ ำตอบของปัญหา โดยใช้ขนั้ ตอน ทางคณิตศาสตร์ ขน้ั ที่ 4 6. ตรวจสอบความถกู ต้องในขั้นตอน ตรวจสอบ ตา่ ง ๆ แล้วตอบคำถามทวน คำตอบ สถานการณ์ 1.0 คะแนนรวม 5.0 ชุดท่ี 1 เร่ือง กฎของบอยล์ กฎของชารล์ กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแก๊ส จันทมิ า รอดพน้ ชุดกิจกรรมการเรียนร้กู ารแก้โจทยป์ ัญหาเคมีโดยเทคนคิ ของโพลยา เรือ่ ง กฎของแกส๊ 54 แบบฝึกทกั ษะท่ี 9 : แก๊สชนิดหน่ึงมีปริมาตร 860 ลกู บาศก์เซนตเิ มตร ที่อุณหภมู ิ 37 องศาเซลเซยี ส และความดัน 760 มลิ ลเิ มตรปรอท ปรมิ าตรแกส๊ น้ีจะเปน็ เทา่ ใด ท่ีอุณหภูมิ 24 องศาเซลเซียส และความดนั 650 มลิ ลิเมตรปรอท ขัน้ ตอนการแก้โจทย์ปญั หาเคมโี ดยเทคนิคโพลยา ผลทีไ่ ดจ้ ากการวเิ คราะห์ คะแนน คะแนนที่ เตม็ ได้ ขน้ั ท่ี 1 1. อ่านสถานการณแ์ ละเขยี นรปู ตาม 1.0 ทำความเข้าใจ สถานการณ์ (ถา้ มี) 2. พิจารณาวา่ สถานการณ์กำหนดให้ 1.0 ปญั หา อะไรมา เขียนออกมาในรูปของสญั ลกั ษณ์ ของคา่ นน้ั 2.0 ขั้นท่ี 2 3. วเิ คราะหว์ า่ ต้องการหาอะไร วางแผน (คำตอบ) เขียนออกมาในรปู ของ การแกป้ ัญหา สญั ลักษณข์ องคา่ นนั้ 4. เลอื กสมการทส่ี ัมพนั ธ์กบั ส่งิ ที่ ขั้นที่ 3 สถานการณใ์ ห้หาหรอื กำหนดเขียน ดำเนนิ การ ออกมาในรูปของสัญลักษณ์ของค่าน้นั แกป้ ัญหา 5. ดำเนนิ การตามแผนทว่ี างไวเ้ พ่อื ให้ ไดค้ ำตอบของปัญหา โดยใช้ขน้ั ตอน ทางคณติ ศาสตร์ ขน้ั ที่ 4 6. ตรวจสอบความถกู ตอ้ งในข้ันตอน ตรวจสอบ ต่าง ๆ แล้วตอบคำถามทวน คำตอบ สถานการณ์ 1.0 คะแนนรวม 5.0 ชุดที่ 1 เร่ือง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแก๊ส จันทิมา รอดพน้ ชดุ กจิ กรรมการเรียนรูก้ ารแก้โจทยป์ ัญหาเคมีโดยเทคนิคของโพลยา เร่อื ง กฎของแก๊ส 55 แบบฝกึ ทักษะที่ 10 : แก๊สไนโตรเจนจำนวนหนึ่งที่อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียส บรรจอุ ยู่ในถงั ขนาด 2 ลติ ร วัดความดันได้ 0.5 บรรยากาศ ถา้ นำแกส๊ ไนโตรเจนท้ังหมดนี้ไปใส่ในถัง อีกใบหนึ่งขนาด 3 ลิตร เมื่ออุณหภูมิของแกส๊ นเ้ี ปลยี่ นแปลงไปเป็น 27 องศาเซลเซียส จะอา่ นคา่ ความดนั ได้เท่าใด ขัน้ ตอนการแกโ้ จทยป์ ัญหาเคมโี ดยเทคนิคโพลยา ผลที่ไดจ้ ากการวเิ คราะห์ คะแนน คะแนนท่ี เต็ม ได้ ขัน้ ท่ี 1 1. อา่ นสถานการณ์และเขียนรูปตาม 1.0 ทำความเข้าใจ สถานการณ์ (ถา้ มี) 2. พจิ ารณาว่าสถานการณก์ ำหนดให้ 1.0 ปัญหา อะไรมา เขียนออกมาในรูปของสญั ลักษณ์ ของคา่ นน้ั 2.0 ขนั้ ท่ี 2 3. วิเคราะหว์ ่าต้องการหาอะไร วางแผน (คำตอบ) เขียนออกมาในรูปของ การแกป้ ญั หา สัญลกั ษณข์ องค่านนั้ 4. เลอื กสมการท่ีสมั พนั ธ์กบั สงิ่ ท่ี ขนั้ ท่ี 3 สถานการณ์ใหห้ าหรือกำหนดเขียน ดำเนินการ ออกมาในรูปของสญั ลกั ษณข์ องค่านน้ั แก้ปัญหา 5. ดำเนินการตามแผนทีว่ างไว้เพื่อให้ ได้คำตอบของปญั หา โดยใช้ขนั้ ตอน ทางคณิตศาสตร์ ขน้ั ท่ี 4 6. ตรวจสอบความถูกตอ้ งในขนั้ ตอน 1.0 ตรวจสอบ ตา่ ง ๆ แล้วตอบคำถามทวน 5.0 คำตอบ สถานการณ์ คะแนนรวม ชุดที่ 1 เร่ือง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแก๊ส จันทมิ า รอดพน้ ชุดกิจกรรมการเรียนรู้การแก้โจทย์ปัญหาเคมโี ดยเทคนิคของโพลยา เร่ือง กฎของแกส๊ 56 แบบทดสอบหลงั เรยี น เร่อื ง กฎของบอยล์ กฎของชารล์ กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแกส๊ คำชแ้ี จง 1. ขอ้ สอบชดุ นมี้ ีจำนวน 20 ข้อ เป็นข้อสอบปรนัย 4 ตัวเลือก แบง่ เปน็ 2 ตอน ตอนท่ี 1 ทฤษฎี จำนวน 10 ขอ้ ตอนที่ 2 การแก้โจทย์ปญั หา จำนวน 10 ขอ้ 2. ให้นักเรยี นเลอื กคำตอบที่ถูกต้องเพียงตวั เลอื กเดยี ว แลว้ ทำเครอื่ งหมาย (X) ลงใน กระดาษคำตอบ 3. คะแนน 20 คะแนน ตอนที่ 1 ทฤษฎี 1. ข้อความใดต่อไปน้ี ไมใ่ ช่ขอ้ ความของทฤษฎจี ลน์ของแกส๊ 1. เมื่อโมเลกลุ แก๊สชนกนั หรือชนกับผนังภาชนะอาจมีการถ่ายเทพลงั งาน แตไ่ ม่สญู เสียพลังงาน 2. แกส๊ ประกอบดว้ ยโมเลกลุ ท่มี ขี นาดเล็กมาก อยหู่ า่ งกนั และไม่มีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างกนั 3. แต่ละโมเลกุลเคล่อื นทเี่ ป็นเส้นตรงอยู่ตลอดเวลาด้วยอตั ราเรว็ ทีเ่ ท่ากัน 4. โมเลกุลของแก๊สมีคา่ พลังงานจลนค์ ่าหนง่ึ 2. ขอ้ ความใดต่อไปน้ี เปน็ ปรากฏการณ์ท่ีสามารถอธิบายได้โดยทฤษฎจี ลน์ของแก๊ส 1. แก๊สทม่ี ีปริมาตรเทา่ กนั ทส่ี ภาวะเดยี วกันจะมีจำนวนโมลเทา่ กัน 2. โมเลกุลขอองแก๊สไม่มีแรงยดึ เหน่ียวระหว่างกนั และกนั 3. การลดปรมิ าตรของแกส๊ ความดนั จะเพม่ิ ขนึ้ 4. โมเลกลุ ของแกส๊ เคล่ือนทอ่ี ย่ตู ลอดเวลา 3. ข้อใดเป็นคุณสมบตั ทิ ่ีเหมอื นกันระหว่างแก๊สจริงและแกส๊ อุดมคติ 1. ปรมิ าตรของแก๊ส 2. แรงยึดเหนี่ยวระหวา่ งโมเลกลุ 3. ลกั ษณะการชนระหวา่ งโมเลกลุ 4. รปู ร่างเหมือนภาชนะท่ีบรรจุ 4. เมอื่ ใดทแ่ี กส๊ จริงจะประพฤติตัวเหมอื นแก๊สอดุ มคติ 1. อุณหภมู ติ ่ำ ความดันตำ่ 2. อุณหภูมสิ งู ความดันสงู 3. อุณหภมู ิต่ำ ความดนั สูง 4. อุณหภูมิสูง ความดันต่ำ 5. กราฟความสัมพนั ธร์ ะหว่างปริมาตรกับความดนั เมือ่ อณุ หภมู ิคงที่ ข้อใดถกู ต้อง ชดุ ท่ี 1 เร่ือง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแกส๊ จันทิมา รอดพน้ ชุดกจิ กรรมการเรยี นรู้การแกโ้ จทยป์ ญั หาเคมีโดยเทคนิคของโพลยา เรอ่ื ง กฎของแก๊ส 57 2. V 2. PP 3. V 4. V 1/P P 6. แกส๊ จำนวนหนึ่งทีอ่ ุณหภูมคิ งที่ ถ้าเขยี นกราฟความสมั พันธร์ ะหวา่ งผลคณู ของความดนั กับ ปริมาตร(PV) เม่ือปรมิ าตรแก๊สเปล่ยี นแปลงจะได้กราฟตามข้อใด 2. PV 2. PV V V PV 3. PV 4. V V 7. การทดลองนี้สนบั สนนุ กฎใด น้ำอุณหภูมิ น้ำอุณหภมู ิ 70 °C 20 °C 1. กฎของชาร์ล 2. กฎของบอยล์ 3. กฎของเกย-์ ลูสแซก 4. กฎของดอลตนั ขอ้ มลู ต่อไปนี้ใชต้ อบคำถาม ข้อ 8 ชดุ ท่ี 1 เรื่อง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแก๊ส จันทมิ า รอดพ้น ชุดกจิ กรรมการเรยี นรูก้ ารแกโ้ จทยป์ ญั หาเคมโี ดยเทคนคิ ของโพลยา เรอ่ื ง กฎของแก๊ส 58 หลอดแก้วปลายด้านหน่ึงปิด ภายในมีพลาสติกทำหนา้ ทเี่ ป็นจกุ ปดิ ดา้ นทเ่ี หลือ พลาสติกน้ีแนบสนทิ กับผนังด้านในของหลอดพอทจ่ี ะป้องกันแกส๊ ภายในหลอดไมใ่ หเ้ ล็ดลอด ออกมาได้ แตก่ ส็ ามารถเคลือ่ นทขี่ ึน้ ลงได้สะดวก เมื่อนำปลายด้านปิดของหลอดน้จี มุ่ ลงใน ภาชนะท่มี ีน้ำและน้ำแข็ง ปริมาตรนับจากปลายหลอดดา้ นปิดขึ้นมาถึงแผ่นพลาสติกอา่ นได้ 25 ลูกบาศก์เซนตเิ มตร เมื่อตั้งทิ้งไว้ที่อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส อ่านปรมิ าตรได้ 27.3 ลกู บาศก์เซนติเมตร และเม่ือนำไปจุ่มในนำ้ เดือด อ่านปริมาตรได้ 34.2 ลกู บาศก์เซนติเมตร 8. ขอ้ มูลในการทดลองนี้ พอสรุปไดว้ า่ อย่างไร 2. ปรมิ าตร α 1/ความดัน 1. ปรมิ าตร α ความดัน 4. ปรมิ าตร α อุณหภูมิ 3. ความดนั α อณุ หภูมิ 9. ถ้าบรรจแุ กส๊ ชนดิ หนึ่งลงในกระบอกฉดี ยาปลายปิดท่อี ุณหภมู หิ อ้ ง เมื่อเพิ่มอุณหภูมขิ องแก๊ส โดย ปรมิ าตรของแกส๊ ยังคงท่ี ข้อความใดกล่าวถูกต้อง 1. โมเลกุลแก๊สจะชนผนงั ภาชนะดว้ ยความแรงและความถ่ีเพิม่ ขึ้น 2. โมเลกลุ แกส๊ จะชนผนังภาชนะด้วยความแรงและความถี่เท่าเดิม 3. โมเลกลุ แก๊สจะชนผนงั ภาชนะด้วยความแรงเทา่ เดิม แต่ความถเ่ี พมิ่ ข้ึน 4. โมเลกุลแก๊สจะชนผนงั ภาชนะด้วยความแรงมากข้นึ แต่ความถเ่ี ทา่ เดิม 10. ถา้ นำกระบอกฉีดยาปลายปิด บรรจแุ ก๊สปรมิ าตร 10 ลกู บาศก์เซนติเมตร ณ อุณหภูมิห้อง ไปแชใ่ นน้ำรอ้ นท่ีอุณหภมู ิ 90 องศาเซลเซยี ส โดยควบคุมปรมิ าตรของแกส๊ ใหค้ งท่ี ข้อใดผดิ 1. ความดันของแกส๊ ในกระบอกฉดี ยาเทา่ เดิม 2. พลังงานจลนเ์ ฉลยี่ ของโมเลกุลแกส๊ เพิ่มขนึ้ 3. โมเลกุลของแก๊สเคล่ือนท่ีด้วยอตั ราเรว็ มากกว่าเดิม 4. โมเลกลุ ของแกส๊ ชนผนังหลอดฉดี ยาบ่อยคร้ัง และแรงเท่าเดิม ตอนที่ 2 การแก้โจทย์ปญั หา 11. แกส๊ ชนิดหนงึ่ มีความดนั a บรรยากาศ ท่ีอณุ หภูมเิ ดยี วกนั แต่มีปริมาตรเพมิ่ เปน็ 2 เท่าของ ปริมาตรเดิม แกส๊ นจ้ี ะมีความดนั เป็นก่บี รรยากาศ 1. 2a 2. a 3. a/2 4. a/4 ชุดท่ี 1 เร่ือง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแก๊ส จันทมิ า รอดพน้ ชดุ กิจกรรมการเรยี นรู้การแกโ้ จทย์ปญั หาเคมโี ดยเทคนิคของโพลยา เรือ่ ง กฎของแกส๊ 59 12. บรรจุแกส๊ ชนิดหนงึ่ ปริมาตร 10 ลูกบาศกเ์ ซนติเมตร ในกระบอกฉีดยาท่คี วามดนั 1 บรรยากาศ ถ้าปดิ ปลายกระบอกฉดี ยาไว้แล้วกดกา้ นหลอดฉีดยาจนปริมาตรแก๊สเหลอื เพยี ง 5 ลูกบาศก์ เซนติเมตร ความดันในกระบอกฉดี ยาจะเป็นเท่าใด 1. 50 atm 2. 2 atm 3. 1 atm 4. 0.5 atm 13. เมือ่ นำของเหลว A 10 กรัม มาทำใหเ้ ป็นไอท้งั หมดท่ีอุณหภมู ิ 40 องศาเซลเซียส ความดัน 380 มิลลิเมตรปรอท ในถังพลาสติกซึง่ ไมม่ กี ารขยายตัวขนาด 20 ลูกบาศกเ์ ดซิเมตร ถา้ ตอ้ งการใหค้ วามดนั ลดลง 120 มิลลิเมตรปรอท จะต้องทำที่อณุ หภมู เิ ทา่ ใด 1. 457.46 K 2. 315.65 K 3. 214.16 K 4. 27.37 K 14. แก๊ส x จำนวนหนึ่งบรรจุในถงั ซ่งึ มปี รมิ าตร 2 ลิตร วัดความดนั ทอี่ ุณหภูมิ 27 องศาเซลเซียส ได้ เท่ากับ 800 มิลลิเมตรปรอท ถา้ ต้องการให้ความดนั ของแกส๊ X ภายในถงั เพิ่มขึ้นอีก 200 มลิ ลเิ มตรปรอท จะตอ้ งเพ่มิ อณุ หภมู ิอกี กี่องศาเซลเซยี ส 1. 33.75 C 2. 75 C 3. 102 C 4. 273 C 15. ที่อุณหภมู ิ 35 องศาเซลเซียส แกส๊ ออกซเิ จนจำนวนหนง่ึ มีปรมิ าตร 250 ลูกบาศก์เซนติเมตร ถ้าอุณหภมู ิลดลงเปน็ 20 องศาเซลเซยี ส โดยควบคมุ ความดนั ใหค้ งที่ ปรมิ าตรของแก๊สจะเปน็ เท่าใด 1. 437.50 cm3 2. 262.80 cm3 3. 237.82 cm3 4. 142.86 cm3 16. แก๊ส A มีปรมิ าตร 210 ลกู บาศกเ์ ซนตเิ มตร ทอ่ี ุณหภมู ิ 27 องศาเซลเซยี ส และความดัน 740 มลิ ลเิ มตรปรอท จงหาปริมาตรของแก๊สท่ีอณุ หภูมิ 150 องศาเซลเซียส 1. 1,166.67 cm3 2. 296.10 cm3 3. 288.31 cm3 4. 37.80 cm3 17. ถา้ ควบคมุ ให้ความดันคงที่ อุณหภมู ขิ องแก๊สจะเปลี่ยนจาก 22 องศาเซลเซียส ไปเป็นเท่าใด จงึ จะทำใหป้ ริมาตรเพม่ิ ขึน้ เป็น 2 เท่าของปริมาตรเดิม 1. 44 °C 2. 317 °C 3. 590 °C 4. 863 °C ชุดท่ี 1 เร่ือง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแก๊ส จันทมิ า รอดพน้ ชดุ กจิ กรรมการเรียนรู้การแก้โจทยป์ ญั หาเคมโี ดยเทคนิคของโพลยา เรือ่ ง กฎของแก๊ส 60 18. แก๊สออกซิเจนปริมาตร 235 ลูกบาศก์เซนตเิ มตร ท่ีอุณหภมู ิ 15 องศาเซลเซยี ส และความดนั 1.5 บรรยากาศ ที่ STP แกส๊ นจี้ ะมีปรมิ าตรเท่าใด 1. 12.24 cm3 2. 23.5 cm3 3. 235 cm3 4. 334.14 cm3 19. บอลลูนลูกหนึง่ ถูกอัดด้วยแก๊สไฮโดรเจน แล้วมปี รมิ าตร 50 ลกู บาศกเ์ ดซเิ มตร ณ ความดัน 1 บรรยากาศ อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส ถ้าบอลลูนนล้ี อยขึ้นไปบนท้องฟา้ ในบริเวณท่ีมอี ุณหภูมิ -15 องศาเซลเซยี ส ความดนั ภายในบอลลนู ลดลงเหลือ 0.3 บรรยากาศ บอลลนู ลกู น้จี ะมี ปริมาตรกี่ลกู บาศกเ์ ดซิเมตร 1. 160 dm3 2. 146 dm3 3. 120 dm3 4. 100 dm3 20. แก๊ส X บรรจุในถังขนาด 600 ลกู บาศกเ์ ซนติเมตร ท่ี STP ถา้ ต้องการใหแ้ ก๊สน้ีมีอุณหภูมิ 91 องศาเซลเซยี ส ที่ความดัน 0.2 บรรยากาศ จะต้องถ่ายใสถ่ งั ใหม่ท่ีมขี นาดเท่าไร 1. 2,200 cm3 2. 4,000 cm3 3. 5,600 cm3 4. 8,000 cm3 ชุดท่ี 1 เร่ือง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแกส๊ จันทมิ า รอดพ้น ชดุ กจิ กรรมการเรยี นรู้การแกโ้ จทยป์ ัญหาเคมโี ดยเทคนิคของโพลยา เรอ่ื ง กฎของแก๊ส 61 กระดาษคำตอบหลังเรยี น ชุดกิจกรรมการเรียนรกู้ ารแกโ้ จทยป์ ญั หาเคมโี ดยเทคนิคโพลยา ชดุ ท่ี 1 เรอื่ ง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแก๊ส ชอ่ื - นามสกุล...........................................................เลขท.ี่ ............ชัน้ มธั ยมศึกษาปีที่ 5/......... กระดาษทดสอบหลงั เรยี น 1. เกณฑก์ ารประเมนิ ข้อที่ 1 2 3 4 1. ตอบถูกต้อง ให้ขอ้ ละ 1 คะแนน 1 2. ตอบไม่ถูกต้อง ให้ขอ้ ละ 0 คะแนน 2 2. สรุปการประเมนิ 3 คะแนนเต็ม 20 คะแนน ไดค้ ะแนน.......คะแนน 4 ได้คะแนน 14 คะแนนข้ึนไป ถือวา่ ผ่านเกณฑ์ 5 ไดค้ ะแนนตำ่ กว่า 14 คะแนน ถอื ว่า ไม่ผา่ นเกณฑ์ 6 หมายเหตุ 7 1. ถ้านกั เรียนผ่านเกณฑใ์ ห้ศึกษาชดุ ต่อไป 8 2. ถา้ นักเรยี นไมผ่ า่ นเกณฑใ์ ห้กลบั ไปศึกษา 9 10 บทเรียนนั้นใหม่ แลว้ ทำแบบทดสอบหลงั เรียนอกี 11 12 ครัง้ จนกวา่ จะผ่านเกณฑท์ กี่ ำหนด 13 14 แบบบนั ทึกคะแนน 15 16 แบบทดสอบ คะแนนเตม็ คะแนนทไี่ ด้ 17 หลังเรียน ตอนท่ี 1 10 18 หลงั เรียน ตอนที่ 2 10 19 20 ชุดท่ี 1 เร่ือง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแกส๊ จันทิมา รอดพ้น ชุดกจิ กรรมการเรยี นร้กู ารแกโ้ จทยป์ ญั หาเคมโี ดยเทคนคิ ของโพลยา เร่ือง กฎของแก๊ส 62 บรรณานกุ รม นพิ นธ์ ต้งั คณานุรักษ.์ ว 036 เสริมทกั ษะเคมี เล่ม 2. กรงุ เทพฯ : แมค็ , 2542 นิพนธ์ ต้งั คณานรุ ักษ.์ FOCUS ON CHEMISTRY : เคมีบรรยาย. กรงุ เทพฯ : แม็ค, 2544 นิพนธ์ ตัง้ คณานรุ ักษ์. FOCUS ON CHEMISTRY : สมบตั ิของก๊าซ. กรงุ เทพฯ : แม็ค, 2543 พงศธร นันทธเนศ และคณะ. หนงั สอื เรยี น เคมี ม.5 เล่ม 1 พมิ พ์ครั้งท่ี 1 ; กรุงเทพฯ : อกั ษรเจริญทัศน์ อจท. สง่ เสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี, สถาบนั คูม่ ือวชิ าเคมี เล่ม 2 พิมพค์ ร้งั ที่ 1 ; กรงุ เทพฯ : โรงพิมพ์ครุ ุสภาลาดพรา้ ว, 2546. ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลย,ี สถาบัน หนังสอื เรยี น วชิ าเคมี เล่ม 2 พิมพ์คร้งั ที่ 4 ; กรุงเทพฯ : โรงพิมพ์คุรุสภาลาดพรา้ ว, 2550. ชดุ ที่ 1 เรื่อง กฎของบอยล์ กฎของชารล์ กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแก๊ส จันทิมา รอดพน้ ชดุ กิจกรรมการเรียนรกู้ ารแก้โจทยป์ ัญหาเคมีโดยเทคนิคของโพลยา เรอ่ื ง กฎของแกส๊ 63 แบบบันทึกผลสัมฤทธ์ทิ างการเรยี นจากชดุ กิจกรรมการแก้โจทยป์ ัญหาโดยเทคนิคโพลยา เรอื่ ง กฎของแกส๊ ชุดท่ี 1 เร่อื ง กฎของบอยล์ กฎของชารล์ กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแก๊ส ชอ่ื - สกลุ ...................................................................ชั้น..............เลขท.่ี ............... คำชแี้ จง : นำคะแนนที่ได้จากการทำแบบทดสอบก่อนเรียน – หลังเรียน กจิ กรรมการทดลองและแบบฝึก ทักษะการแก้โจทย์ปญั หามากรอกลงในตาราง 1. แบบทดสอบ แบบทดสอบ คะแนนเต็ม คะแนนที่ได้ ร้อยละ ผลการพฒั นา ก่อนเรยี น 20 หลังเรยี น 20 หมายเหตุ : ผลการพัฒนา = คะแนนหลงั เรียน – คะแนนก่อนเรยี น x 100 คะแนนเต็ม 2. กจิ กรรมการทดลอง รายการ คะแนนเตม็ คะแนนที่ได้ จุดประสงค์การทดลอง 1 โฟรชารจ์ การทดลอง 2 สมมุติฐานและตัวแปร 8 บันทึกผลการทดลอง 12 คำถามท้ายกิจกรรม 3 อภปิ รายผลการทดลอง 2 สรุปผลการทดลอง 2 รวม 30 รอ้ ยละผลการพฒั นา 100 สรุปผลการประเมนิ (ผา่ นเกณฑ์ อยา่ งตำ่ ร้อยละ 70) □ ผ่าน □ ศึกษาเพ่ิมเตมิ ชดุ ที่ 1 เรื่อง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแก๊ส จันทมิ า รอดพ้น ชดุ กิจกรรมการเรยี นรู้การแก้โจทยป์ ญั หาเคมโี ดยเทคนิคของโพลยา เร่อื ง กฎของแกส๊ 64 3. แบบฝกึ ทักษะการแก้โจทย์ปัญหา ครัง้ ท่ี 1 คะแนนทไ่ี ด้ ครั้งที่ 3 ครัง้ ท่ี 2 แบบฝึกทกั ษะท่ี คะแนนเตม็ □ ผา่ น □ ผา่ น □ ศึกษาเพิ่มเตมิ □ ผา่ น □ ศกึ ษาเพิ่มเติม 15 □ ศกึ ษาเพิ่มเตมิ 25 35 45 55 65 75 85 95 10 5 รวม 50 ร้อยละผลการพฒั นา สรุปผลการประเมิน (ผ่านเกณฑ์ อย่างต่ำรอ้ ยละ 70) ตรวจสอบแล้ว หากคะแนนที่ทำได้เกิน รอ้ ยละ 70 ศึกษาเล่มต่อไปไดเ้ ลย แตถ่ า้ ต่ำกวา่ ร้อยละ 70 กลับไปศึกษาเพิม่ เตมิ อีกรอบนะคะ สู้ๆ ชดุ ที่ 1 เร่ือง กฎของบอยล์ กฎของชารล์ กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแก๊ส จันทมิ า รอดพ้น ชดุ กิจกรรมการเรยี นรูก้ ารแก้โจทยป์ ัญหาเคมีโดยเทคนิคของโพลยา เรอ่ื ง กฎของแกส๊ 65 ภาคผนวก ชดุ ท่ี 1 เร่ือง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแกส๊ จันทมิ า รอดพ้น ชดุ กจิ กรรมการเรยี นรกู้ ารแก้โจทย์ปญั หาเคมีโดยเทคนคิ ของโพลยา เรอ่ื ง กฎของแกส๊ 66 เฉลยแบบทดสอบก่อนเรียน-หลังเรียน ชดุ กิจกรรมการเรยี นรู้การแกโ้ จทยป์ ัญหาเคมีโดยเทคนคิ โพลยา ชุดท่ี 1 เร่ือง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแกส๊ เฉลยแบบทดสอบก่อนเรียน เฉลยแบบทดสอบหลงั เรียน ข้อท่ี 1 2 3 4 ข้อท่ี 1 2 3 4 1X 1X 2X 2X 3X 3X 4X 4X 5X 5X 6X 6X 7X 7X 8X 8X 9X 9X 10 x 10 X 11 X 11 X 12 X 12 X 13 X 13 X 14 X 14 X 15 x 15 X 16 X 16 x 17 X 17 X 18 X 18 X 19 X 19 X 20 X 20 x ชุดท่ี 1 เร่ือง กฎของบอยล์ กฎของชารล์ กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแกส๊ จันทิมา รอดพ้น ชุดกจิ กรรมการเรียนรูก้ ารแก้โจทย์ปญั หาเคมีโดยเทคนคิ ของโพลยา เรอื่ ง กฎของแก๊ส 67 แนวคำตอบแบบบันทึกการปฏบิ ตั กิ ิจกรรมท่ี 1.1 เร่ือง ผลของความดันและอุณหภมู ติ ่อปรมิ าตรของแก๊ส กล่มุ ท่ี ................ สมาชกิ ในกลุ่ม 1. …………………………………………….......... 2. …………………………………………………. 3. …………………………………………….......... 4. ……………………………………………….… 5. ……………………………………………………. 6. …………………………………………………. จุดประสงค์ของกิจกรรม (1 คะแนน) 1. ทำการทดลองเพ่อื ศกึ ษาผลของความดันและอณุ หภูมติ ่อปริมาตรของแกส๊ ได้ 2. อธบิ ายผลของความดนั ที่มตี ่อปริมาตรของแก๊สเมอ่ื อณุ หภมู ิและมวลของแกส๊ คงที่ได้ 3. อธบิ ายผลของอุณหภูมิทีม่ ตี ่อปรมิ าตรของแก๊สเมอ่ื ความดนั และมวลของแกส๊ คงที่ได้ โฟรชาร์จการทดลอง (2 คะแนน) ........................................................................... ........................................................................................ .... ............................................................................................................................... ........................................ ....................................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................... ................................ ........................................................................................... ............................................................................ ........................................................................................... ............................................................................ ............................................................................................................................................... ........................ ................................................................................................... .................................................................... ................................................................................................... .................................................................... สมมุติฐานและตวั แปร (8 คะแนน) รายการ ตอนท่ี 1 ผลของความดันตอ่ ตอนที่ 2 ผลของอณุ หภมู ติ อ่ ปรมิ าตรของแก๊ส ปริมาตรของแก๊ส ถา้ อณุ หภมู มิ ผี ลตอ่ ปริมาตรของแก๊ส สมมติฐาน ถา้ ความดนั มผี ลตอ่ ปริมาตรของแก๊ส ดังนั้นเมอื่ เพิ่มอุณหภูมปิ ริมาตรจะเพมิ่ ข้ึน อุณหภูมิ ดังนน้ั เมอื่ เพมิ่ ความดนั ปรมิ าตรจะลดลง ปริมาตร ความดัน, มวล, เวลา ตวั แปรตน้ ความดัน ตัวแปรตาม ปริมาตร ตวั แปรควบคุม อุณหภมู ,ิ มวล ชดุ ที่ 1 เร่ือง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแกส๊ จันทมิ า รอดพน้ ชดุ กิจกรรมการเรียนรู้การแกโ้ จทย์ปัญหาเคมโี ดยเทคนคิ ของโพลยา เรื่อง กฎของแก๊ส 68 ตารางบันทกึ ผลการทดลอง (12 คะแนน) การทดลอง การเปล่ยี นแปลงของแกส๊ ในกระบอกฉดี ยา อณุ หภมู ิ ความดนั ปริมาตร ตอนที่ 1 ผลของความดนั ต่อปรมิ าตรของแก๊ส ขณะกดก้านหลอดฉีดยา คงท่ี เพ่ิมขึ้น ลดลง ขณะดึงกา้ นหลอดฉีดยา คงที่ ลดลง เพมิ่ ขึ้น ตอนที่ 2 ผลของอณุ หภมู ติ ่อปรมิ าตรของแกส๊ เม่อื จุ่มกระบอกฉดี ยาในน้ำร้อน เพม่ิ ข้นึ คงท่ี เพิ่มขนึ้ เมอ่ื จุม่ กระบอกฉีดยาในน้ำเย็น ลดลง คงท่ี ลดลง คำถามท้ายกิจกรรม (3 คะแนน) 1. เพราะเหตุใด ก่อนอา่ นปริมาตรของแกส๊ จึงปรับระดบั น้ำภายในกระบอกฉีดยาให้เท่ากับ ระดบั นำ้ ภายนอก แนวคำตอบ เปน็ การปรับความดนั อากาศในกระบอกฉดี ยาใหเ้ ท่ากับความดันบรรยากาศ ความดันของอากาศในกระบอกฉดี ยาท้ังแช่ในน้ำรอ้ นและน้ำเยน็ จึงคงที่ คือ เทา่ กบั ความดันบรรยากาศ 2. เม่อื มวลของแกส๊ ที่อยูใ่ นกระบอกฉดี ยาคงที่ ปรมิ าตร ความดนั และอุณหภมู ขิ องแก๊สมี ความสัมพันธ์กนั อยา่ งไร แนวคำตอบ ปรมิ าตรแปรผกผนั กบั ความดัน แตแ่ ปรผนั ตรงกบั อุณหภมู ิ 3. จากการทดลองน้ี มีปัจจยั ใดบ้างทม่ี ผี ลต่อการเปล่ียนแปลงปรมิ าตรของแก๊ส แนวคำตอบ ความดันและอุณหภูมิ อภิปรายหลังการทดลอง (2 คะแนน) 1. ในการทดลองแต่ละตอน มวลของอากาศคงทเี่ พราะอากาศในกระบอกฉีดยามปี ริมาณคงที่ 2. การทดลองตอนท่ี 1 อากาศมีอณุ หภมู ิคงท่ีเทา่ กบั อณุ หภมู หิ ้อง เมอื่ เพิม่ ความดันให้กับอากาศใน กกระบอกฉดี ยา ปริมาตรของอากาศลดลง แตเ่ มื่อลดความดนั ลง ปริมาตรของอากาศเพิม่ ขนึ้ แสดงวา่ ความดนั มผี ลต่อปริมาตรของแกส๊ เม่ืออณุ หภูมิคงท่ี 3. การทดลองตอนท่ี 2 การเลือ่ นกระบอกฉีดยาขนึ้ ลงเพอื่ ให้ระดบั นำ้ ในกระบอกฉดี ยาเท่ากับระดับ น้ำในบีกเกอร์ เปน็ การปรบั ความดันอากาศในกระบอกฉีดยาให้เทา่ กบั ความดนั บรรยากาศ ความดันของอากาศในกระบอกฉดี ยาท้ังแช่ในน้ำร้อนและน้ำเย็นจึงคงที่ คือเท่ากบั ความดัน บรรยากาศ ชดุ ที่ 1 เรื่อง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแกส๊ จันทิมา รอดพ้น ชดุ กจิ กรรมการเรยี นรู้การแกโ้ จทย์ปญั หาเคมโี ดยเทคนคิ ของโพลยา เรื่อง กฎของแกส๊ 69 4. จากผลการทดลองตอนที่ 2 พบวา่ เมื่ออุณหภมู สิ งู ขึน้ ปริมาตรของอากาศจะเพ่ิมขน้ึ และเมื่อ อณุ หภมู ติ ่ำลงปริมาตรจะลดลง ซ่งึ สงั เกตได้จากการเปล่ยี นแปลงระดบั ของนำ้ ในกระบอกฉีดยา แสดงวา่ อุณหภูมิมีผลต่อปริมาตรของแก๊สเมื่อความดนั คงท่ี สรุปผลการทดลอง (2 คะแนน) 1. ความดันมีผลตอ่ ปริมาตรของแกส๊ เมื่ออุณหภมู คิ งท่ี โดยปริมาตรแปรผกผันกบั ความดนั 2. อณุ หภูมมิ ีผลต่อปรมิ าตรของแกส๊ เม่ือความดันคงที่ โดยปริมาตรแปรผนั ตรงกบั อณุ หภมู ิ ชดุ ท่ี 1 เร่ือง กฎของบอยล์ กฎของชารล์ กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแกส๊ จันทิมา รอดพ้น ชุดกิจกรรมการเรยี นร้กู ารแก้โจทยป์ ัญหาเคมีโดยเทคนคิ ของโพลยา เร่ือง กฎของแก๊ส 70 แนวคำตอบแบบฝึกทกั ษะการแก้โจทย์ปญั หาเคมีโดยเทคนิคโพลยา ชดุ ที่ 1 เรอ่ื ง กฎของบอยล์ กฎของชารล์ กฎของเกย์-ลสู แซก และกฎรวมแกส๊ แบบฝึกทักษะท่ี 1 : อุณหภูมิ 298 เคลวิน คดิ เป็นก่ีองศาเซลเซยี ส ขัน้ ตอนการแก้โจทยป์ ญั หาเคมีโดยเทคนิคโพลยา ผลทไ่ี ด้จากการวเิ คราะห์ 1. อ่านสถานการณ์และเขยี นรปู - ตามสถานการณ์ (ถ้าม)ี ขัน้ ท่ี 1 2. พจิ ารณาว่าสถานการณ์ K = 298 K ทำความเขา้ ใจ กำหนดให้อะไรมา เขียนออกมาใน รปู ของสัญลกั ษณ์ของคา่ น้นั C=? C ปัญหา 3. วิเคราะหว์ ่าต้องการหาอะไร (คำตอบ) เขยี นออกมาในรูปของ C = K – 273 ขั้นท่ี 2 สัญลกั ษณ์ของค่าน้ัน วางแผน 4. เลือกสมการที่สมั พันธ์กับสิง่ ท่ี จากสมการ C = K - 273 การแก้ปญั หา สถานการณ์ให้หาหรือกำหนด แทนคา่ C = 298 - 273 ขน้ั ที่ 3 เขยี นออกมาในรปู ของสัญลกั ษณ์ จะได้ C = 25 C ดำเนินการ ของคา่ นน้ั ดงั น้ัน อุณหภมู ิ 298 เคลวิน คดิ เปน็ 25 องศาเซลเซียส แกป้ ญั หา 5. ดำเนนิ การตามแผนท่วี างไว้ คำตอบคือ C = 25 C เพื่อให้ได้คำตอบของปญั หา โดย ตรวจคำตอบ จากสมการ C = K - 273 ขัน้ ท่ี 4 ใชข้ ้ันตอน ทางคณิตศาสตร์ เมอ่ื K = 298 K ตรวจสอบ จะได้ 25 = 298 - 273 คำตอบ 6. ตรวจสอบความถูกต้องใน ดังนน้ั 25 = 25 ข้นั ตอนตา่ ง ๆ แล้วตอบคำถาม ตอบ อุณหภมู ิ 298 เคลวนิ คดิ เปน็ 25 องศาเซลเซยี ส ทวนสถานการณ์ ชุดที่ 1 เร่ือง กฎของบอยล์ กฎของชารล์ กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแก๊ส จันทิมา รอดพ้น ชุดกจิ กรรมการเรยี นรู้การแกโ้ จทย์ปัญหาเคมโี ดยเทคนิคของโพลยา เรอ่ื ง กฎของแกส๊ 71 แบบฝกึ ทักษะท่ี 2 : แกส๊ A มปี ริมาตร 210 cm3 ที่อณุ หภมู ิ 27 C และความดนั 740 mmHg จงคำนวณหาปรมิ าตรของแก๊สท่ีความดนั 650 mmHg ขั้นตอนการแก้โจทยป์ ัญหาเคมีโดยเทคนิคโพลยา ผลที่ไดจ้ ากการวเิ คราะห์ 1. อ่านสถานการณ์และเขยี นรปู ตามสถานการณ์ (ถ้าม)ี ขน้ั ที่ 1 2. พจิ ารณาว่าสถานการณ์ P1 = 740 mmHg V1 = 210 cm3 ทำความเขา้ ใจ กำหนดใหอ้ ะไรมา เขียนออกมาใน P2 = 650 mmHg รูปของสัญลักษณข์ องคา่ นน้ั ปญั หา 3. วเิ คราะหว์ า่ ตอ้ งการหาอะไร V2 = ? cm3 (คำตอบ) เขยี นออกมาในรูปของ ขน้ั ท่ี 2 สญั ลกั ษณ์ของค่านัน้ P1V1 = P2V2 วางแผน 4. เลือกสมการท่ีสมั พันธ์กบั สิง่ ท่ี การแก้ปญั หา สถานการณ์ให้หาหรอื กำหนด จากสมการ P1V1 = P2V2 เขียนออกมาในรูปของสัญลกั ษณ์ แทนค่า 740 mmHg x 210 cm3= 650 mmHg x V2 ขน้ั ท่ี 3 ของค่านั้น ดำเนินการ 5. ดำเนนิ การตามแผนทว่ี างไว้ V2 = 740 mmHg x 210 cm3 แกป้ ัญหา เพอื่ ให้ได้คำตอบของปญั หา โดย 650 mmHg ใชข้ ั้นตอน ทางคณิตศาสตร์ ขน้ั ท่ี 4 จะได้ V2 = 239.08 cm3 ตรวจสอบ 6. ตรวจสอบความถกู ต้องใน ดงั น้นั ความดัน 650 mmHg แกส๊ A มปี ริมาตร คำตอบ ข้ันตอนตา่ ง ๆ แล้วตอบคำถาม 239.08 ลูกบาศก์เซนติเมตร ทวนสถานการณ์ คำตอบ คอื V2 = 239 cm3 ตรวจคำตอบ จากสมการ P1V1 = P2V2 เมอื่ P1 = 740 mmHg V1 = 210 cm3 P2 = 650 mmHg จะได้ 740mmHg x 210cm3= 650mmHg x 239.08cm3 ดงั นน้ั 155,400 = 155,402 ตอบ ความดัน 650 mmHg แกส๊ A มีปริมาตร 239.08 ลกู บาศก์เซนตเิ มตร ชดุ ที่ 1 เร่ือง กฎของบอยล์ กฎของชารล์ กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแกส๊ จันทิมา รอดพ้น ชดุ กิจกรรมการเรียนรู้การแก้โจทยป์ ัญหาเคมีโดยเทคนคิ ของโพลยา เรอ่ื ง กฎของแกส๊ 72 แบบฝกึ ทักษะที่ 3 : แก๊สคลอรีนจำนวนหนึ่งบรรจใุ นถังปิด ทอ่ี ณุ หภมู ิ 30 องศาเซลเซยี ส วัดความดัน ได้ 500 มิลลิเมตรปรอท ถ้านำแก๊สคลอรีนทงั้ หมดไปใสใ่ นถังอีกใบหนงึ่ ซ่ึงมีขนาด 2 ลิตร ปรากฏวา่ ความดันลดลงเหลือ 250 มิลลเิ มตรปรอท ถงั ท่ีบรรจุแกส๊ คลอรีนในตอนแรกมปี ริมาตรก่ีลกู บาศกเ์ ซนตเิ มตร ข้ันตอนการแก้โจทย์ปัญหาเคมีโดยเทคนิคโพลยา ผลทไี่ ด้จากการวิเคราะห์ 1. อ่านสถานการณ์และเขียนรูป ตามสถานการณ์ (ถ้าม)ี ขน้ั ที่ 1 2. พิจารณาวา่ สถานการณ์ P1 = 500 mmHg, P2 = 250 mmHg ทำความเข้าใจ กำหนดใหอ้ ะไรมา เขยี นออกมาใน V2 = 2 L = 2,000 cm3 รปู ของสัญลกั ษณ์ของค่านั้น ปญั หา 3. วิเคราะหว์ า่ ตอ้ งการหาอะไร V1 = ? cm3 (คำตอบ) เขียนออกมาในรปู ของ สญั ลกั ษณข์ องค่าน้ัน ขน้ั ท่ี 2 4. เลอื กสมการท่สี มั พนั ธ์กับสง่ิ ที่ P1V1 = P2V2 วางแผน สถานการณ์ให้หาหรอื กำหนด การแก้ปญั หา เขยี นออกมาในรปู ของสัญลักษณ์ ของค่านน้ั ขัน้ ท่ี 3 5. ดำเนนิ การตามแผนที่วางไว้ จากสมการ P1V1 = P2V2 P1V1 = P2V2 ดำเนนิ การ เพ่ือให้ได้คำตอบของปัญหา โดย แทนคา่ 500 mmHg x V1 = 250 mmHg x 2,000 cm3 แก้ปัญหา ใช้ขนั้ ตอน ทางคณิตศาสตร์ V1 = 250 mmHg x 2,000 cm3 500 mmHg จะได้ V1 = 1,000 cm3 ดงั นนั้ ถังทีบ่ รรจแุ ก๊สคลอรีนในตอนแรกมปี ริมาตร 1,000 ลกู บาศกเ์ ซนตเิ มตร ขั้นท่ี 4 6. ตรวจสอบความถกู ต้องใน คำตอบ คือ V1 = 1,000 cm3 ตรวจสอบ ขน้ั ตอนต่าง ๆ แล้วตอบคำถาม ตรวจคำตอบ จากสมการ P1V1 = P2V2 คำตอบ ทวนสถานการณ์ เมื่อ P1 = 500 mmHg, P2 = 250 mmHg V2 = 2 L = 2,000 cm3 จะได้ 500mmHg x 1,000cm3=250mmHg x2,000 cm3 ดงั นนั้ 5,000,000 = 5,000,000 ตอบ ถังท่บี รรจแุ ก๊สคลอรนี ในตอนแรกมปี รมิ าตร 1,000 ลกู บาศกเ์ ซนติเมตร ชุดที่ 1 เร่ือง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแกส๊ จันทมิ า รอดพน้ ชดุ กจิ กรรมการเรียนร้กู ารแกโ้ จทย์ปัญหาเคมีโดยเทคนิคของโพลยา เร่อื ง กฎของแก๊ส 73 แบบฝกึ ทักษะท่ี 4 : แก๊สออกซิเจนจำนวนหนึง่ บรรจุในถังปิดท่ปี รับขนาดได้ จากการทดลอง พบว่า ทอี่ ุณหภมู ิ 25 องศาเซลเซยี ส วดั ความดันได้ 480 มิลลเิ มตรปรอท ในปริมาตร 500 ลกู บาศกเ์ ซนตเิ มตร ถา้ ขยายปริมาตรใหเ้ พิม่ ขน้ึ อีก 200 ลูกบาศกเ์ ซนติเมตร ความดนั จะลดลงก่ีมลิ ลิเมตรปรอท ข้นั ตอนการแกโ้ จทยป์ ัญหาเคมีโดยเทคนิคโพลยา ผลท่ีได้จากการวิเคราะห์ 1. อา่ นสถานการณแ์ ละเขียนรูป ตามสถานการณ์ (ถ้าม)ี ข้ันท่ี 1 2. พจิ ารณาว่าสถานการณ์ P1 = 480 mmHg, V1 = 500 cm3 ทำความเขา้ ใจ กำหนดใหอ้ ะไรมา เขยี นออกมาใน V2 = 500 + 200 = 700 cm3 รปู ของสญั ลักษณ์ของค่านัน้ ปญั หา 3. วเิ คราะห์วา่ ตอ้ งการหาอะไร P2 = ? mmHg (คำตอบ) เขียนออกมาในรปู ของ สัญลกั ษณข์ องคา่ นั้น ขน้ั ที่ 2 4. เลอื กสมการทส่ี ัมพันธ์กับสิ่งที่ P1V1 = P2V2 วางแผน สถานการณ์ให้หาหรือกำหนด การแกป้ ัญหา เขียนออกมาในรปู ของสัญลักษณ์ ของค่าน้ัน ขน้ั ที่ 3 5. ดำเนินการตามแผนท่วี างไว้ จากสมการ P1V1 = P2V2 ดำเนินการ เพื่อให้ได้คำตอบของปัญหา โดย แทนคา่ 480 mmHg x 500cm3= P2 x 700 cm3 แกป้ ญั หา ใชข้ นั้ ตอน ทางคณิตศาสตร์ P2 = 480 mmHg x 500 cm3 700 cm3 จะได้ P2 = 342.86 mmHg ดังนน้ั ความดันจะลดลง 480 – 342.86 = 137.14 มลิ ลิเมตรปรอท ขั้นท่ี 4 6. ตรวจสอบความถกู ต้องใน คำตอบ คือ P2 = 342.86 mmHg ตรวจสอบ ขน้ั ตอนตา่ ง ๆ แลว้ ตอบคำถาม ตรวจคำตอบ จากสมการ P1V1 = P2V2 คำตอบ ทวนสถานการณ์ เมื่อ P1 = 480 mmHg, V1 = 500 cm3 V2 = 500 + 200 = 700 cm3 จะได้ 480mmHg x 500cm3=342.86 mmHg x700cm3 ดงั น้ัน 240,000 = 240,002 ตอบ ความดนั จะลดลง 480 – 342.86 = 137.14 มลิ ลเิ มตรปรอท ชุดท่ี 1 เรื่อง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแกส๊ จันทมิ า รอดพ้น ชดุ กจิ กรรมการเรยี นรกู้ ารแก้โจทย์ปัญหาเคมโี ดยเทคนคิ ของโพลยา เรอ่ื ง กฎของแกส๊ 74 แบบฝกึ ทกั ษะท่ี 5 : แก๊สไนโตรเจน 3.5 ลิตร มอี ณุ หภมู ิ -63 องศาเซลเซียส ทำใหร้ ้อนข้นึ จนมี อณุ หภูมิ 225 องศาเซลเซียส ปรมิ าตรจะขยายออกไปเป็นเท่าใด เม่ือความดนั คงทีท่ ี่ 700 มลิ ลเิ มตรปรอท ข้ันตอนการแกโ้ จทยป์ ญั หาเคมีโดยเทคนิคโพลยา ผลทไี่ ด้จากการวิเคราะห์ 1. อา่ นสถานการณ์และเขียนรูปตาม ขัน้ ที่ 1 สถานการณ์ (ถา้ มี) V1 = 3.5 L T1= -63 + 273 = 210 K ทำความเขา้ ใจ 2. พจิ ารณาว่าสถานการณ์กำหนดใหอ้ ะไร T2 = 225+273 = 498 K มา เขียนออกมาในรปู ของสัญลักษณ์ของคา่ น้นั ปัญหา 3. วิเคราะห์ว่าตอ้ งการหาอะไร (คำตอบ) V2 = ? L เขียนออกมาในรูปของสัญลกั ษณ์ของคา่ นัน้ ข้ันที่ 2 4. เลอื กสมการทส่ี ัมพนั ธ์กับสิง่ ท่ี V1 = V2 วางแผน สถานการณ์ใหห้ าหรอื กำหนดเขยี นออกมา T1 T2 การแกป้ ัญหา ในรปู ของสัญลักษณ์ของคา่ นั้น ขนั้ ที่ 3 5. ดำเนินการตามแผนทว่ี างไวเ้ พ่ือให้ได้ จากสมการ V1 = V2 ดำเนินการ คำตอบของปญั หา โดยใชข้ ั้นตอน ทาง แกป้ ัญหา คณติ ศาสตร์ T1 T2 แทนค่า 3.5 L = V2 210 K 498 K V2 = 3.5 L x 498 K 210 K จะได้ V2 = 8.3 L ดังน้นั แกส๊ ไนโตรเจนจะมปี รมิ าตร 8.3 ลิตร 6. ตรวจสอบความถูกต้องในขั้นตอนต่าง คำตอบคอื V2 = 8.3 L ๆ แล้วตอบคำถามทวนสถานการณ์ ตรวจคำตอบ จากสมการ V1 = V2 ข้นั ท่ี 4 T1 T2 ตรวจสอบ คำตอบ เม่ือ V1 = 3.5 L T1= -63 + 273 = 210 K T2 = 225+273 = 498 K จะได้ 3.5 L = 8.3 L 210 K 498 K ดังนั้น 0.017 = 0.017 ตอบ แกส๊ ไนโตรเจนจะมปี ริมาตร 8.3 ลติ ร ชดุ ท่ี 1 เร่ือง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแก๊ส จันทิมา รอดพน้ ชุดกจิ กรรมการเรียนรกู้ ารแกโ้ จทยป์ ญั หาเคมีโดยเทคนิคของโพลยา เรอ่ื ง กฎของแก๊ส 75 แบบฝึกทกั ษะที่ 6 : แกส๊ ฮีเลยี มจำนวนหนงึ่ วดั ปรมิ าตรได้ 300 ลูกบาศกเ์ ซนตเิ มตร ทอี่ ุณหภูมิ 27 องศาเซลเซียส ความดนั 750 มิลลิเมตรปรอท ถ้าตอ้ งการให้เหลอื ปริมาตรเพยี ง 180 ลูกบาศก์เซนตเิ มตร ที่ 750 มลิ ลิเมตรปรอท จะต้องทำท่ีอุณหภมู กิ ี่ องศาเซลเซียส ข้ันตอนการแก้โจทย์ปญั หาเคมีโดยเทคนิคโพลยา ผลทีไ่ ดจ้ ากการวิเคราะห์ 1. อา่ นสถานการณแ์ ละเขียนรูปตาม ขน้ั ที่ 1 สถานการณ์ (ถา้ มี) V1 = 300 cm3 T1= 27 + 273 = 300 K ทำความเขา้ ใจ 2. พจิ ารณาว่าสถานการณก์ ำหนดใหอ้ ะไร V2 = 180 cm3 มา เขยี นออกมาในรูปของสัญลักษณ์ของคา่ น้ัน ปัญหา 3. วิเคราะห์วา่ ตอ้ งการหาอะไร (คำตอบ) T2 = ? K หรือ = ? C เขียนออกมาในรูปของสัญลักษณข์ องค่านัน้ ขน้ั ท่ี 2 4. เลอื กสมการที่สัมพันธ์กับส่งิ ท่ี V1 = V2 วางแผน สถานการณ์ใหห้ าหรอื กำหนดเขียนออกมา T1 T2 การแก้ปัญหา ในรูปของสญั ลักษณ์ของคา่ นั้น ขน้ั ที่ 3 5. ดำเนนิ การตามแผนที่วางไว้เพอ่ื ให้ได้ จากสมการ V1 = V2 ดำเนนิ การ คำตอบของปญั หา โดยใชข้ ั้นตอน ทาง แก้ปัญหา คณติ ศาสตร์ T1 T2 แทนคา่ 300 cm3 = 180 cm3 300 K T2 T2 = 180 cm3 x 300 K 300 cm3 จะได้ T2 = 180 K ดังน้นั จะตอ้ งทำทอี่ ุณหภมู ิ 180 – 273 = -93 องศาเซลเซียส 6. ตรวจสอบความถกู ต้องในข้ันตอนต่าง คำตอบคือ T2 = 180 K ๆ แล้วตอบคำถามทวนสถานการณ์ ตรวจคำตอบ จากสมการ V1 = V2 ขั้นที่ 4 T1 T2 ตรวจสอบ คำตอบ เม่อื V1 = 300 cm3 T1= 27 + 273 = 300 K V2 = 180 cm3 จะได้ 300 cm3 = 180 cm3 300 K 180 ดงั นนั้ 1 = 1 ตอบ จะต้องทำทอี่ ุณหภูมิ -93 องศาเซลเซยี ส ชดุ ท่ี 1 เร่ือง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแกส๊ จันทิมา รอดพน้ ชุดกิจกรรมการเรียนรกู้ ารแกโ้ จทย์ปญั หาเคมีโดยเทคนิคของโพลยา เรอื่ ง กฎของแกส๊ 76 แบบฝึกทักษะท่ี 7 : บรรจุอากาศในถงั ที่อณุ หภมู ิ 40 องศาเซลเซยี ส ความดัน 380 มิลลิเมตรปรอท มปี ริมาตร 10 ลูกบาศก์เซนติเมตร เมอื่ ความดนั ลดลง 100 มลิ ลิเมตรปรอท จะต้องลดอุณหภูมิกี่เคลวิน อากาศในถังจึงจะมปี ริมาตรเท่าเดิม ขน้ั ตอนการแกโ้ จทยป์ ญั หาเคมีโดยเทคนิคโพลยา ผลทีไ่ ดจ้ ากการวเิ คราะห์ 1. อา่ นสถานการณแ์ ละเขียนรปู ตาม ขนั้ ท่ี 1 สถานการณ์ (ถา้ มี) P1 = 380 mmHg T1 = 40+273 = 313 K ทำความเขา้ ใจ 2. พจิ ารณาว่าสถานการณ์กำหนดใหอ้ ะไร P2 = 280 mmHg มา เขยี นออกมาในรูปของสัญลกั ษณ์ของค่านัน้ ปญั หา 3. วิเคราะห์ว่าต้องการหาอะไร (คำตอบ) T2 = ? K เขยี นออกมาในรปู ของสญั ลกั ษณ์ของคา่ น้ัน ขน้ั ท่ี 2 4. เลอื กสมการทีส่ มั พันธ์กับสิง่ ท่ี P1 = P2 วางแผน สถานการณ์ให้หาหรือกำหนดเขียนออกมา T1 T2 การแก้ปญั หา ในรปู ของสัญลักษณ์ของคา่ นั้น ข้ันท่ี 3 5. ดำเนินการตามแผนท่วี างไวเ้ พื่อให้ได้ จากสมการ P1 = P2 ดำเนินการ คำตอบของปัญหา โดยใช้ขน้ั ตอน ทาง แกป้ ัญหา คณิตศาสตร์ T1 T2 แทนค่า 380 mmHg = 280 mmHg 313 K T2 T2 = 280 mmHg X 313 K 380 mmHg จะได้ T2 = 230.63 K ดังนัน้ ต้องลดอณุ หภูมิลงประมาณ 313-230.63 = 82.37เคลวนิ อากาศในถังจงึ จะมปี ริมาตรเทา่ เดมิ 6. ตรวจสอบความถกู ต้องในขั้นตอนตา่ ง คำตอบคอื T2 = 230.63 K ๆ แล้วตอบคำถามทวนสถานการณ์ ตรวจคำตอบ จากสมการ P1 = P2 ขั้นที่ 4 T1 T2 ตรวจสอบ คำตอบ เมอื่ P1 = 380 mmHg, T1 = 40+273 = 313 K P2 = 280 mmHg จะได้ 380 mmHg = 280 mmHg 313 K 230.63 K ดังนัน้ 1.21 = 1.21 ตอบ ตอ้ งลดอุณหภูมิลงประมาณ 82.37 เคลวนิ อากาศในถังจึงจะมปี ริมาตรเท่าเดิม ชดุ ท่ี 1 เรื่อง กฎของบอยล์ กฎของชารล์ กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแกส๊ จันทมิ า รอดพ้น ชุดกจิ กรรมการเรียนรู้การแกโ้ จทย์ปญั หาเคมโี ดยเทคนคิ ของโพลยา เรื่อง กฎของแกส๊ 77 แบบฝึกทกั ษะที่ 8 : แก๊สชนิดหนงึ่ บรรจใุ นภาชนะท่ีมปี ริมาตรคงที่ มีความดนั 750 ทอร์ ทีอ่ ณุ หภูมิ 450 องศาเซลเซยี ส เมื่ออุณหภูมิของแกส๊ นี้เปล่ียนแปลงไป ทำให้ความดันเพม่ิ ขึน้ เปน็ 900 ทอร์ จงคำนวณหาอุณหภูมใิ หม่ของแก๊สน้ี ขน้ั ตอนการแกโ้ จทยป์ ญั หาเคมโี ดยเทคนิคโพลยา ผลที่ไดจ้ ากการวิเคราะห์ 1. อา่ นสถานการณ์และเขียนรูปตาม ขัน้ ที่ 1 สถานการณ์ (ถา้ มี) P1 = 750 torr T1 = 450+273 = 723 K ทำความเข้าใจ 2. พจิ ารณาว่าสถานการณ์กำหนดให้อะไรมา P2 = 900 torr เขยี นออกมาในรปู ของสัญลกั ษณข์ องคา่ นน้ั T2 = ? K ปัญหา 3. วิเคราะห์ว่าต้องการหาอะไร (คำตอบ) เขยี นออกมาในรูปของสัญลกั ษณข์ องคา่ นนั้ ขน้ั ที่ 2 4. เลือกสมการทสี่ มั พันธก์ ับสิ่งที่สถานการณ์ P1 = P2 T1 T2 วางแผน ให้หาหรือกำหนดเขียนออกมาในรูปของ การแกป้ ญั หา สัญลกั ษณ์ของคา่ นน้ั 5. ดำเนินการตามแผนที่วางไวเ้ พอ่ื ให้ได้ จากสมการ P1 = P2 คำตอบของปัญหา โดยใช้ขนั้ ตอน ทาง T1 T2 ข้ันท่ี 3 คณติ ศาสตร์ แทนคา่ 750 torr = 900 torr ดำเนนิ การ 723 K T2 T2 = 900 torr X 723 K แก้ปัญหา 750 torr จะได้ T2 = 867.6 K ดงั นน้ั อณุ หภมู ิใหม่ของแก๊สน้ี คือ 867.6 เคลวนิ 6. ตรวจสอบความถกู ตอ้ งในขั้นตอนตา่ ง ๆ คำตอบคือ T2 = 867.6 K แลว้ ตอบคำถามทวนสถานการณ์ ตรวจคำตอบ จากสมการ P1 = P2 ข้ันท่ี 4 ตรวจสอบ T1 T2 คำตอบ เมื่อ P1 = 750 torr , T1 = 450+273 = 723 K P2 = 900 torr จะ 750 torr = 900 torr 723 K 867.6 K ดังน้ัน 1.037 = 1.037 ตอบ อุณหภูมใิ หมข่ องแกส๊ นี้ คอื 867.6 เคลวนิ ชดุ ที่ 1 เร่ือง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแกส๊ จันทิมา รอดพ้น ชดุ กิจกรรมการเรียนรูก้ ารแก้โจทย์ปัญหาเคมโี ดยเทคนิคของโพลยา เร่ือง กฎของแกส๊ 78 แบบฝกึ ทักษะที่ 9 : แก๊สชนิดหนึง่ มีปริมาตร 860 ลกู บาศก์เซนติเมตร ท่ีอุณหภูมิ 37 องศาเซลเซยี ส และความดัน 760 มลิ ลเิ มตรปรอท ปริมาตรแกส๊ น้ีจะเปน็ เท่าใด ทอ่ี ุณหภูมิ 24 องศาเซลเซียส และความดัน 650 มิลลิเมตรปรอท ขนั้ ตอนการแก้โจทยป์ ัญหาเคมโี ดยเทคนิคโพลยา ผลทีไ่ ดจ้ ากการวิเคราะห์ 1. อา่ นสถานการณแ์ ละเขยี นรูปตาม สถานการณ์ (ถา้ มี) P1 = 760 mmHg T1 = 37+273 = 310 K V1 = 860 cm3 , P2 = 650 mmHg, ข้นั ที่ 1 2. พจิ ารณาว่าสถานการณก์ ำหนดให้ T2 = 24+273 = 297 K ทำความเขา้ ใจ อะไรมา เขียนออกมาในรูปของสญั ลักษณ์ของ V2 = ? cm3 ปัญหา คา่ นนั้ P1V1 = P2V2 3. วิเคราะหว์ ่าต้องการหาอะไร (คำตอบ) T1 T2 เขียนออกมาในรปู ของสญั ลกั ษณข์ องค่านน้ั จากสมการ P1V1 = P2V2 ข้ันท่ี 2 4. เลอื กสมการท่ีสมั พันธ์กับส่ิงที่ วางแผนการ สถานการณ์ใหห้ าหรือกำหนดเขยี น T1 T2 แกป้ ญั หา ออกมาในรปู ของสญั ลักษณข์ องค่านั้น แทนคา่ 760 mmHg x 860 cm3=650 mmHg xV2 5. ดำเนินการตามแผนทว่ี างไวเ้ พือ่ ให้ได้ 310 K 297 K คำตอบของปญั หา โดยใชข้ นั้ ตอน ทาง ขน้ั ที่ 3 คณติ ศาสตร์ V2 = 760 mmHg x 860 cm3x 297 K ดำเนินการ 650 mmHg x 310 K แกป้ ญั หา จะได้ V2 = 963.37 cm3 6. ตรวจสอบความถูกต้องในข้ันตอนต่าง ดังนั้น ปริมาตรของแกส๊ นี้มีค่า 963.37 ลูกบาศก์ ๆ แล้วตอบคำถามทวนสถานการณ์ เซนตเิ มตร คำตอบคือ V2 = 963.37 cm3 ข้นั ท่ี 4 ตรวจคำตอบ จากสมการ P1V1 = P2V2 ตรวจสอบ คำตอบ T1 T2 เมือ่ P1 = 760 mmHg T1 = 37+273 = 310 K V1 = 860 cm3 , P2 = 650 mmHg, T2 = 24+273 = 297 K จะได้ 760mmHgx860cm3=650mmHg x963.37cm3 310 K 297 K ดังน้นั 2,108.39 = 2,108.39 ตอบ ปรมิ าตรของแกส๊ น้ีมคี า่ 963.37ลกู บาศกเ์ ซนตเิ มตร ชดุ ที่ 1 เร่ือง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแกส๊ จันทมิ า รอดพ้น ชุดกิจกรรมการเรยี นรู้การแก้โจทย์ปญั หาเคมโี ดยเทคนคิ ของโพลยา เร่ือง กฎของแกส๊ 79 แบบฝึกทกั ษะที่ 10 : แก๊สไนโตรเจนจำนวนหนงึ่ ท่ีอุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียส บรรจอุ ยู่ในถงั ขนาด 2 ลิตร วัดความดันได้ 0.5 บรรยากาศ ถ้านำแกส๊ ไนโตรเจนทง้ั หมดนไ้ี ปใสใ่ นถัง อกี ใบหนึ่งขนาด 3 ลติ ร เมื่ออุณหภูมิของแก๊สน้ีเปลยี่ นแปลงไปเป็น 27 องศา เซลเซียส จะอ่านค่าความดนั ได้เท่าใด ขั้นตอนการแกโ้ จทย์ปัญหาเคมโี ดยเทคนิคโพลยา ผลท่ีไดจ้ ากการวิเคราะห์ 1. อ่านสถานการณแ์ ละเขียนรูปตาม P1 = 0.5 atm T1 = 0+273 = 273 K V1 = 2 L , T2 = 27+273 = 300 K, V2 =3 L ขั้นท่ี 1 สถานการณ์ (ถา้ มี) P2 = ? atm ทำความเข้าใจ 2. พจิ ารณาวา่ สถานการณก์ ำหนดให้อะไรมา เขยี นออกมาในรปู ของสัญลกั ษณ์ของค่านนั้ P1V1 = P2V2 ปัญหา 3. วิเคราะห์ว่าตอ้ งการหาอะไร (คำตอบ) T1 T2 เขยี นออกมาในรูปของสญั ลักษณข์ องค่านน้ั จากสมการ P1V1 = P2V2 ขัน้ ท่ี 2 4. เลือกสมการท่ีสมั พันธ์กับสิง่ ทีส่ ถานการณ์ T1 T2 วางแผนการ ให้หาหรือกำหนดเขียนออกมาในรูปของ แทนคา่ 0.5 atm x 2 L = P2 x 3 L 273 K 300 K แกป้ ญั หา สัญลักษณ์ของคา่ นน้ั P2 = 0.5 atm x 2 L x 300 K 5. ดำเนินการตามแผนท่ีวางไว้เพ่ือให้ได้ 273 K x 3 L คำตอบของปัญหา โดยใช้ขน้ั ตอน ทาง จะได้ P2 = 0.37 atm ดังนน้ั จะอ่านคา่ ความดนั ได้ 0.37 บรรยากาศ ขั้นท่ี 3 คณิตศาสตร์ ดำเนินการ แกป้ ัญหา 6. ตรวจสอบความถูกตอ้ งในขั้นตอนตา่ ง ๆ คำตอบคือ P2 = 0.37 atm แล้วตอบคำถามทวนสถานการณ์ ตรวจคำตอบ จากสมการ P1V1 = P2V2 ขน้ั ท่ี 4 ตรวจสอบ T1 T2 คำตอบ เมอื่ P1 = 0.5 atm T1 = 0+273 = 273 K V1 = 2 L , T2 = 27+273 = 300 K, V2 =3 L จะได้ 0.5 atm x 2 L = 0.37 x 3 L 273 K 300 K ดงั น้ัน 0.0037 = 0.0037 ตอบ จะอ่านคา่ ความดนั ได้ 0.37 บรรยากาศ ชุดท่ี 1 เรื่อง กฎของบอยล์ กฎของชารล์ กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแกส๊ จันทมิ า รอดพน้ ชดุ กิจกรรมการเรยี นรกู้ ารแก้โจทยป์ ัญหาเคมโี ดยเทคนคิ ของโพลยา เรื่อง กฎของแก๊ส 80 ชุดท่ี 1 เร่ือง กฎของบอยล์ กฎของชาร์ล กฎของเกย์-ลูสแซก และกฎรวมแกส๊ จันทมิ า รอดพน้ |
กฎของเกย ล สแซก แก ส ปร มาตร อ ณหภ ม
ลิขสิทธิ์ © 2024 th.ketiadaan Inc.
