กิจกรรม 7.3 กราฟความสัมพันธ์ระหว่างปริมาตรและอุณหภูมิของแก๊ส

100% found this document useful (2 votes)

1K views

54 pages

Description:

ครูวนิดา ศิริเขียว

Copyright

© © All Rights Reserved

Available Formats

DOC, PDF, TXT or read online from Scribd

Share this document

Did you find this document useful?

100% found this document useful (2 votes)

1K views54 pages

ชุดกิจกรรมที่1 เรื่อง ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาตร ความดัน และอุณหภูมิของแก๊ส

You're Reading a Free Preview
Pages 9 to 11 are not shown in this preview.

You're Reading a Free Preview
Pages 18 to 24 are not shown in this preview.

You're Reading a Free Preview
Pages 28 to 50 are not shown in this preview.

บทท่ี 7 แกส๊ และสมบตั ขิ องแกส๊

แกส๊ และสมบัติของแก๊ส

ตรวจสอบความร้กู ่อนเรียน

2

แก๊สและสมบัตขิ องแก๊ส

ตรวจสอบความรูก้ ่อนเรยี น
(เฉลย)

3

แก๊สและสมบัติของแก๊ส

สารในสถานะแก๊สมแี รงยึดเหน่ยี วระหวา่ งอนภุ าคนอ้ ยมาก อนภุ าคอยู่หา่ งกัน และฟงุ้ กระจายเตม็ ภาชนะทบี่ รรจุ ดังนน้ั ปริมาตรของสารใน
สถานะแกส๊ จึงเทา่ กบั ปรมิ าตรของภาชนะทีบ่ รรจุ
เม่อื เปรยี บเทยี บปรมิ าตรของสารทัง้ 3 สถานะที่มจี านวนโมลเท่ากัน พบว่า สารในสถานะแกส๊ จะมปี ริมาตรมากกวา่ ของเหลวและของแข็ง
ทาให้ความหนาแน่นของสารในสถานะแก๊สมีคา่ น้อยกว่า นอกจากนี้สามารถบบี อัดแก๊สให้มปี รมิ าตรลดลงได้ เพราะมที ่วี า่ งระหว่างอนภุ าค
มาก

4

แกส๊ และสมบัตขิ องแกส๊

เม่อื อนภุ าคแกส๊ เคลอื่ นที่ชนผนงั ภาชนะจะทาใหเ้ กิดแรงกระทาต่อพื้นผิวภายในของภาชนะบรรจุ ซ่ึงผลรวมของแรงทงั้ หมดท่อี นุภาคแกส๊
กระทาต่อพ้นื ที่ เรียกวา่ ความดัน (pressure) และหน่วยของความดนั ในระบบ SI คอื ปาสคาล (pascal; Pa)

1 atm = 1.01325x105 Pa = 760 mmHg = 760 torr = 1 bar = 14.7 psi

5

แกส๊ และสมบัตขิ องแก๊ส

ความดันของแก๊สสามารถวดั ได้โดยใชอ้ ุปกรณ์ เชน่ บารอมิเตอร์ (barometer) แมนอมิเตอร์ (manometer)

บารอมเิ ตอร์อยา่ งง่าย เปน็ อปุ กรณท์ ี่ใชว้ ัดความดนั บรรยากาศ
ประกอบด้วย หลอดแก้วยาวท่ีมปี ลายปิดดา้ นหนง่ึ ซ่ึงบรรจปุ รอทไว้เต็ม
ควา่ อยใู่ นภาชนะท่ีบรรจปุ รอท ปรอทในหลอดแกว้ บางส่วนจะไหลออกมา
สภู่ าชนะ จึงทาให้ระดับของปรอทลดลง และเกดิ สุญญากาศบริเวณปลาย
ปดิ ของหลอดแก้ว และปรอทจะหยุดไหลออกจากหลอดแกว้ เมอื่ ความ
ดันของปรอทในหลอดแก้วเทา่ กบั ความดนั ของบรรยากาศทีก่ ระทาต่อ
ผวิ หนา้ ของปรอททอ่ี ยใู่ นภาชนะ จงึ ใช้ความสูงของระดบั ปรอทใน
หลอดแกว้ ระบคุ วามดนั บรรยากาศ ในหน่วยมิลลเิ มตรปรอท (mmHg)

บารอมเิ ตอร์ 6

แก๊สและสมบัติของแก๊ส แมนอมิเตอร์

แมนอมิเตอร์ เปน็ อุปกรณ์ท่ใี ชว้ ัดความดันของแก๊สอนื่ ๆ นอกจาก
ความดนั บรรยากาศ มลี กั ษณะเปน็ หลอดแกว้ รูปตวั ยสู าหรับบรรจุ
ของเหลว ซ่งึ นยิ มใชป้ รอท

แมนอมิเตอร์อยา่ งงา่ ย มปี ลายเปดิ ทง้ั สองดา้ น เมอื่ เรมิ่ ต้นระดับของเหลว
ในหลอดแก้วรูปตวั ยทู ง้ั สองดา้ นจะเทา่ กนั เม่อื ต่อแมนอมเิ ตอรเ์ ขา้ กบั
ภาชนะบรรจุแก๊ส ระดบั ของเหลวในหลอดแกว้ รูปตวั ยจู ะเปล่ียนแปลงไป
ผลต่างของระดบั ความสงู ของปรอทระหวา่ งสองด้านสามารถใชค้ านวณ
ความดันของแกส๊ (Pgas) โดยเปรียบเทียบกบั ความดนั บรรยากาศ
(Patm)

7

7.1 ความสมั พนั ธ์ระหวา่ งปริมาตร ความดนั อณุ หภมู ิ และจานวนโมลของแกส๊

7.1.1 ความสัมพนั ธร์ ะหวา่ งปรมิ าตรและความดนั ของแก๊ส
กจิ กรรม 7.1 การทดลองศึกษาความสมั พนั ธร์ ะหวา่ งความดนั และปรมิ าตรของอากาศ

ดึงก้านกระบอกฉีด ใชป้ ลายนว้ิ อดุ ปลาย กดก้านกระบอกฉดี ยา ปลอ่ ยมอื ทกี่ ดกระบอก
ยาให้มปี ริมาตร กระบอกฉดี ยาไว้ ช้าๆ จนมปี ริมาตร ฉีดยา และสังเกตการ
อากาศ 10mL อากาศเป็น 5 mL
เปลย่ี นแปลง

8

7.1 ความสมั พันธร์ ะหว่างปริมาตร ความดนั อณุ หภูมิ และจานวนโมลของแกส๊

7.1.1 ความสมั พนั ธ์ระหวา่ งปรมิ าตรและความดันของแกส๊
กิจกรรม 7.1 การทดลองศกึ ษาความสมั พนั ธร์ ะหวา่ งความดนั และปรมิ าตรของอากาศ

ดงึ กา้ นกระบอกฉีด ใชป้ ลายนิ้วอดุ ปลาย ดึงก้านกระบอกฉดี ยา ปล่อยมอื ทด่ี งึ ก้าน
ยาใหม้ ปี ริมาตร กระบอกฉีดยาไว้ ขน้ึ ชา้ ๆ จนมปี รมิ าตร กระบอกฉดี ยา และ
อากาศ 10mL อากาศเป็น 20 mL สังเกตการเปล่ยี นแปลง

9

7.1 ความสัมพนั ธ์ระหวา่ งปรมิ าตร ความดนั อุณหภูมิ และจานวนโมลของแก๊ส

7.1.1 ความสัมพันธร์ ะหวา่ งปรมิ าตรและความดนั ของแก๊ส
กจิ กรรม 7.1 การทดลองศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างความดันและปริมาตรของอากาศ
ผลการทดลอง

10

7.1 ความสมั พันธร์ ะหวา่ งปริมาตร ความดนั อณุ หภูมิ และจานวนโมลของแกส๊

7.1.1 ความสัมพันธ์ระหวา่ งปริมาตรและความดนั ของแก๊ส
กจิ กรรม 7.1 การทดลองศึกษาความสมั พันธร์ ะหวา่ งความดนั และปริมาตรของอากาศ
อภิปรายผลการทดลอง

11

7.1 ความสัมพนั ธ์ระหวา่ งปริมาตร ความดนั อุณหภมู ิ และจานวนโมลของแก๊ส

7.1.1 ความสัมพันธร์ ะหว่างปรมิ าตรและความดันของแกส๊
กจิ กรรม 7.1 การทดลองศกึ ษาความสมั พันธ์ระหว่างความดนั และปริมาตรของอากาศ
สรปุ ผลการทดลอง

12

7.1 ความสัมพนั ธ์ระหวา่ งปรมิ าตร ความดัน อณุ หภมู ิ และจานวนโมลของแกส๊

7.1.1 ความสัมพันธร์ ะหว่างปริมาตรและความดันของแก๊ส

กจิ กรรม 7.1 การทดลองศกึ ษาความสมั พนั ธร์ ะหวา่ งความดันและปริมาตรของอากาศ

คาถามทา้ ยการทดลอง
1. อุณหภูมแิ ละจานวนโมลของอากาศภายในกระบอกฉดี ยา กอ่ นและหลังการทดลองมีการเปลย่ี นแปลงหรือไม่ อยา่ งไร
2. ความดันของอากาศในกระบอกฉีดยาเม่ือเรม่ิ ทาการทดลองมีคา่ เทา่ กับความดันบรรยากาศภายนอกหรือไม่
3. เม่อื กดกา้ นกระบอกฉีดยาจนปรมิ าตรของอากาศเปน็ 5 mL ความดันของอากาศภายในกระบอกฉดี ยา

มากกวา่ หรอื นอ้ ยกวา่ ความดนั บรรยากาศ ทราบไดอ้ ยา่ งไร
4. เมือ่ ดงึ ก้านกระบอกฉดี ยาจนปริมาตรของอากาศเป็น 20 mL ความดนั ของอากาศภายในกระบอกฉีดยา

มากกว่าหรือน้อยกวา่ ความดนั บรรยากาศ ทราบไดอ้ ย่างไร

13

7.1 ความสมั พนั ธร์ ะหวา่ งปรมิ าตร ความดนั อณุ หภมู ิ และจานวนโมลของแก๊ส

7.1.1 ความสัมพนั ธร์ ะหวา่ งปริมาตรและความดันของแก๊ส
รอเบริ ์ต บอยล์ (Robert Boyle) ได้ทาการทดลองเพื่อศึกษาความสมั พนั ธ์ระหวา่ งปรมิ าตรและความดันของแก๊ส ท่ีอณุ หภมู ิและ

จานวนโมลคงท่ี โดยใช้หลอดแกว้ รูปตวั เจ ที่มปี ลายเปดิ ดา้ นบน
เมื่อเรม่ิ ทาการทดลองได้เติมปรอทลงไปจนระดบั ของปรอทในหลอดแก้วท้งั สองดา้ นเท่ากัน ดังรปู ก

แสดงวา่ แก๊สที่อยูใ่ นหลอดแกว้ ดา้ นปลายปิดในตอนเริม่ ตน้ มีความดนั 760 mmHg หรือ 1 atm

14

7.1 ความสมั พนั ธร์ ะหว่างปรมิ าตร ความดนั อณุ หภมู ิ และจานวนโมลของแก๊ส

7.1.1 ความสมั พันธร์ ะหวา่ งปรมิ าตรและความดนั ของแก๊ส
จากนนั้ เติมปรอทลงในหลอดแกว้ เพม่ิ อีกจนระดบั ปรอทในหลอดแกว้ ด้านปลายเปดิ สงู กวา่ ด้านปลายปดิ 760 mmHg

ซ่ึงทาใหแ้ ก๊สทอ่ี ยู่ในหลอดแกว้ ดา้ นปลายปดิ มีความดันเพ่มิ ขึ้นเปน็ 2 atm หรือ 1,520 mmHg และพบวา่ ปริมาตรของแก๊ส
จะลดลงจากเดมิ ครึง่ หน่ึง ดงั รูป ข

15

7.1 ความสมั พันธร์ ะหว่างปริมาตร ความดัน อุณหภมู ิ และจานวนโมลของแก๊ส

7.1.1 ความสัมพนั ธ์ระหว่างปริมาตรและความดันของแกส๊
ตาราง 7.1 ข้อมลู ความดัน ปริมาตร และการคานวณจากการทดลองของรอเบิรต์ บอยล์

เม่อื อุณหภมู ิและจานวนโมลของแกส๊ คงที่ ปริมาตร (V) จะแปรผกผนั กับความดัน (P) เรียกวา่ กฎของบอยล์ (Boyle’s law) 16

7.1 ความสมั พันธร์ ะหว่างปรมิ าตร ความดัน อณุ หภมู ิ และจานวนโมลของแก๊ส

7.1.1 ความสัมพนั ธร์ ะหว่างปรมิ าตรและความดันของแก๊ส
กฎของบอยล์ (Boyle’s law) สามารถเขยี นแทนดว้ ยสมการคณติ ศาสตร์ไดด้ งั น้ี

ความสมั พันธ์ตามกฎของบอยล์ (Boyle’s law) อาจเขียนในรปู ทีใ่ ช้คานวณปรมิ าตรหรอื ความดนั ของแกส๊ ท่ีสองสภาวะ ดงั น้ี
17

7.1 ความสัมพนั ธ์ระหวา่ งปริมาตร ความดนั อณุ หภมู ิ และจานวนโมลของแก๊ส

7.1.1 ความสัมพนั ธ์ระหวา่ งปรมิ าตรและความดันของแกส๊
ตัวอยา่ ง 1

18

7.1 ความสัมพนั ธ์ระหวา่ งปริมาตร ความดนั อณุ หภมู ิ และจานวนโมลของแก๊ส

7.1.1 ความสัมพนั ธ์ระหวา่ งปรมิ าตรและความดันของแกส๊
ตัวอยา่ ง 2

19

7.1 ความสัมพันธร์ ะหวา่ งปรมิ าตร ความดนั อณุ หภูมิ และจานวนโมลของแก๊ส

7.1.1 ความสมั พนั ธร์ ะหวา่ งปริมาตรและความดนั ของแกส๊
ตรวจสอบความเขา้ ใจ

20

7.1 ความสมั พันธ์ระหว่างปรมิ าตร ความดนั อุณหภมู ิ และจานวนโมลของแก๊ส

7.1.2 ความสมั พันธ์ระหว่างปรมิ าตรอณุ หภมู ิของแกส๊
กิจกรรม 7.2 การทดลองศึกษาความสัมพนั ธร์ ะหวา่ งปริมาตรและอณุ หภมู ิของอากาศ

ผสมนา้ กบั น้ายาลา้ งจาน จุม่ ปากขวดพลาสติกลงในบกี สังเกตลกั ษณะฟิล์มของน้ายา
อัตราส่วน 2:1 ใสบ่ กี เกอรใ์ บ เกอร์ใบท่ี 1 ดังรูป ล้างจานที่ปากขวด

ที่ 1 เพอื่ ใหเ้ กิดแผน่ ฟลิ ม์ บางๆ ปดิ
ท่ปี ากขวด

21

7.1 ความสัมพนั ธ์ระหว่างปรมิ าตร ความดัน อุณหภูมิ และจานวนโมลของแก๊ส

7.1.2 ความสมั พันธ์ระหวา่ งปริมาตรอุณหภมู ขิ องแก๊ส
กิจกรรม 7.2 การทดลองศกึ ษาความสัมพนั ธ์ระหว่างปรมิ าตรและอุณหภูมขิ องอากาศ

เทน้าร้อนใส่บกี เกอร์ วางขวดพลาสตกิ ที่ สังเกตการ ทาการทดลองซ้า แต่
ใบท่ี 2 โดยให้น้าร้อน เตรียมไวล้ งในบีก เปล่ียนแปลง และ เปลี่ยนจากนา้ ร้อน
มรี ะดบั ความสงู 2 เกอร์ โดยหงายปาก บันทึกผลโดยการ เป็นนา้ ผสมน้าแขง็
ขวดข้ึน ดังรูป
cm วาดรูป แทน

22

7.1 ความสมั พนั ธ์ระหว่างปรมิ าตร ความดัน อณุ หภูมิ และจานวนโมลของแก๊ส

7.1.2 ความสมั พันธ์ระหว่างปรมิ าตรอุณหภูมิของแก๊ส
กจิ กรรม 7.2 การทดลองศกึ ษาความสมั พันธ์ระหวา่ งปริมาตรและอณุ หภูมขิ องอากาศ
ผลการทดลอง

23

7.1 ความสมั พันธร์ ะหว่างปรมิ าตร ความดนั อณุ หภมู ิ และจานวนโมลของแกส๊

7.1.2 ความสมั พันธร์ ะหวา่ งปรมิ าตรอุณหภมู ขิ องแกส๊
กิจกรรม 7.2 การทดลองศึกษาความสมั พันธร์ ะหวา่ งปริมาตรและอุณหภมู ิของอากาศ
อภิปรายผลการทดลอง

24

7.1 ความสมั พนั ธร์ ะหว่างปรมิ าตร ความดนั อณุ หภมู ิ และจานวนโมลของแกส๊

7.1.2 ความสมั พนั ธ์ระหวา่ งปรมิ าตรอุณหภูมขิ องแกส๊
กิจกรรม 7.2 การทดลองศกึ ษาความสัมพันธ์ระหวา่ งปริมาตรและอุณหภมู ิของอากาศ
สรปุ ผลการทดลอง

25

7.1 ความสัมพนั ธ์ระหวา่ งปริมาตร ความดัน อณุ หภมู ิ และจานวนโมลของแก๊ส

7.1.2 ความสัมพันธร์ ะหวา่ งปริมาตรอุณหภมู ขิ องแกส๊

กจิ กรรม 7.2 การทดลองศึกษาความสัมพนั ธ์ระหวา่ งปรมิ าตรและอุณหภมู ขิ องอากาศ
คาถามทา้ ยการทดลอง

1. จานวนโมลและความดันของอากาศในขวดพลาสติกก่อนทาการทดลองและหลังการทดลองเสรจ็ สน้ิ มีการเปลย่ี นแปลงหรอื ไม่
อย่างไร

2. เมอ่ื วางขวดพลาสตกิ ลงในบีกเกอรท์ ี่มีนา้ ร้อนและน้าผสมน้าแข็ง ปริมาตรและอุณหภูมขิ องอากาศในขวดพลาสตกิ เปล่ียนแปลง
หรือไม่ อยา่ งไร

26

7.1 ความสัมพันธ์ระหวา่ งปริมาตร ความดนั อณุ หภมู ิ และจานวนโมลของแก๊ส

7.1.2 ความสัมพนั ธร์ ะหว่างปริมาตรอณุ หภูมขิ องแกส๊
จากการทดลองจะเห็นว่า ปริมาตรของแกส๊ และอณุ หภมู มิ ีความสมั พนั ธ์กัน โดย ชาก-อาแลกซองดร์-เซซา ชาร์ล (Jacques-

Alexandre-César Charles) โดยทาการทดลองกับบอลลูนและพบวา่ ปรมิ าตรของแกส๊ เพ่มิ ขน้ึ ตามอณุ หภูมทิ เ่ี พ่มิ ขนึ้ ซ่งึ ตอ่ มาได้รับการ
ยนื ยันโดยผลการทดลองของ โชเซฟ-ลยุ เก-ลูซกั (Joseph-Louis Gay-Lussac)

27

7.1 ความสัมพนั ธ์ระหว่างปรมิ าตร ความดัน อุณหภมู ิ และจานวนโมลของแกส๊

7.1.2 ความสัมพนั ธ์ระหว่างปรมิ าตรอุณหภมู ขิ องแกส๊
กิจกรรม 7.3 กราฟความสัมพันธ์ระหว่างปริมาตรและอณุ หภมู ิของแกส๊

เขียนกราฟแสดงความสัมพันธร์ ะหวา่ งปริมาตร (แกนy) และอุณหภูมิของแกส๊ (แกนX) จากขอ้ มูลการทดลองวัดปรมิ าตรของ
แกส๊ ชนิดหนงึ่ ณ อณุ หภูมิตา่ งๆ ทีค่ วามดนั และจานวนโมลคงท่ี

28

7.1 ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาตร ความดัน อณุ หภูมิ และจานวนโมลของแก๊ส

7.1.2 ความสัมพนั ธร์ ะหวา่ งปริมาตรอุณหภมู ิของแก๊ส
กิจกรรม 7.3 กราฟความสมั พนั ธ์ระหว่างปรมิ าตรและอณุ หภมู ขิ องแก๊ส
ผลการทดลอง

กราฟแสดงความสมั พันธร์ ะหวา่ งปริมาตร (แกนy)
และอณุ หภมู ขิ องแก๊ส (แกนx)

29

7.1 ความสมั พันธ์ระหว่างปริมาตร ความดัน อณุ หภูมิ และจานวนโมลของแกส๊

7.1.2 ความสมั พันธร์ ะหว่างปรมิ าตรอุณหภมู ิของแก๊ส
กิจกรรม 7.3 กราฟความสมั พนั ธ์ระหว่างปรมิ าตรและอุณหภูมขิ องแกส๊
อภิปรายผลการทดลอง

30

7.1 ความสมั พันธ์ระหว่างปรมิ าตร ความดัน อุณหภูมิ และจานวนโมลของแก๊ส

7.1.2 ความสมั พันธร์ ะหวา่ งปริมาตรอณุ หภูมิของแกส๊
กจิ กรรม 7.3 กราฟความสัมพันธร์ ะหว่างปรมิ าตรและอุณหภมู ขิ องแกส๊
สรุปผลการทดลอง

31

7.1 ความสัมพันธ์ระหวา่ งปริมาตร ความดนั อณุ หภูมิ และจานวนโมลของแกส๊

7.1.2 ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาตรอุณหภมู ิของแก๊ส
กจิ กรรม 7.3 กราฟความสมั พนั ธ์ระหว่างปรมิ าตรและอุณหภมู ิของแก๊ส
คาถามทา้ ยการทดลอง

1. กราฟที่ไดม้ ีลกั ษณะอยา่ งไร
2. สมการแสดงความสัมพันธร์ ะหวา่ งปริมาตรและอุณหภมู ขิ องแกส๊ เปน็ อย่างไร
3. จุดตดั แกน x เปน็ เทา่ ใด และที่จุดนีแ้ กส๊ มปี รมิ าตรเท่าใด

32

7.1 ความสัมพนั ธ์ระหวา่ งปริมาตร ความดัน อุณหภมู ิ และจานวนโมลของแก๊ส

7.1.2 ความสัมพนั ธ์ระหวา่ งปริมาตรอุณหภมู ิของแกส๊
จากกจิ กรรมจะเหน็ ว่า สามารถหาอณุ หภมู ทิ ่ีแกส๊ มปี ริมาตรเปน็ ศนู ยไ์ ด้จากจดุ ที่เสน้ กราฟตดั แกนx ซง่ึ สอดคลอ้ งกับอณุ หภูมศิ นู ย์

สมั บรู ณ์ (absolute zero) หรือ 0 เคลวิน (K) ท่ีเสนอโดยวลิ เลียม ทอมสัน (William Thomson) หรือลอรด์ เคลวนิ (Lord Kelvin)
และมคี ่าเทา่ กบั -273.15 องศาเซลเซยี ส ความสัมพันธ์ระหวา่ งอณุ หภูมใิ นหนว่ ยองศาเซลเซียสและเคลวนิ เป็นดงั นี้

T(K) = 273.15 + T(˚C)

33

7.1 ความสมั พนั ธ์ระหวา่ งปริมาตร ความดัน อุณหภูมิ และจานวนโมลของแกส๊

7.1.2 ความสมั พันธร์ ะหว่างปริมาตรอณุ หภมู ขิ องแกส๊
คาถามชวนคิด

จากตารางขอ้ มูลในกจิ กรรม 7.3 นกั เรยี นคิดวา่ อัตราสว่ นระหว่างปริมาตรและอณุ หภูมิ
ของแก๊สในหน่วยองศาเซลเซยี สหรือเคลวินแตกต่างกนั อย่างไร

34

7.1 ความสัมพนั ธร์ ะหวา่ งปรมิ าตร ความดัน อณุ หภูมิ และจานวนโมลของแก๊ส

7.1.2 ความสมั พนั ธร์ ะหวา่ งปรมิ าตรอณุ หภมู ิของแก๊ส

ถา้ เขียนกราฟความสมั พันธร์ ะหวา่ งปริมาตรกับอุณหภูมิในหนว่ ยเคลวินในหน่วยเคลวนิ จะได้จุดตดั แกน x ของกราฟที่ 0 เคลวนิ
และเมอื่ หาอตั ราส่วนระหวา่ งปริมาตรและอณุ หภูมขิ องแก๊สในหน่วยเคลวนิ จะพบว่าไดค้ ่าคงท่ี

ดงั น้นั ปรมิ าตร (V) แปรผันตรงกับอณุ หภมู ิ (T) ในหน่วยเคลวนิ เรยี กความสัมพันธน์ วี้ ่า กฎของชารล์ (Charles’ law)

ซง่ึ อาจเขียนในรูปที่สามารถใช้คานวณปรมิ าตรหรอื อุณหภูมขิ องแกส๊ ที่สองสภาวะ ดังนี้

35

7.1 ความสัมพนั ธ์ระหวา่ งปรมิ าตร ความดัน อณุ หภูมิ และจานวนโมลของแกส๊

7.1.2 ความสัมพนั ธ์ระหวา่ งปรมิ าตรอุณหภูมขิ องแกส๊
ตัวอยา่ ง 3

36

7.1 ความสัมพนั ธ์ระหวา่ งปรมิ าตร ความดัน อณุ หภูมิ และจานวนโมลของแกส๊

7.1.2 ความสัมพนั ธ์ระหวา่ งปรมิ าตรอุณหภูมขิ องแกส๊
ตัวอยา่ ง 4

37

7.1 ความสมั พนั ธ์ระหวา่ งปริมาตร ความดัน อณุ หภูมิ และจานวนโมลของแก๊ส

7.1.2 ความสมั พนั ธร์ ะหว่างปริมาตรอณุ หภมู ขิ องแกส๊
ตรวจสอบความเข้าใจ

38

7.1 ความสมั พนั ธ์ระหวา่ งปริมาตร ความดัน อณุ หภูมิ และจานวนโมลของแก๊ส

7.1.2 ความสมั พนั ธร์ ะหว่างปริมาตรอณุ หภมู ขิ องแกส๊
ตรวจสอบความเข้าใจ

39

7.1 ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาตร ความดนั อุณหภมู ิ และจานวนโมลของแก๊ส

7.1.3 ความสมั พนั ธร์ ะหว่างความดนั และอณุ หภมู ขิ องแก๊ส

นกั เรยี นคิดว่า ความดันภายในกระปอ๋ งสเปรย์ก่อนการระเบิดเปน็ อย่างไร ?

หากนากระป๋องสเปรยซ์ ง่ึ มแี กส๊ บรรจุอย่วู างไว้ใกล้เปลวไฟจะทา
ให้อุณหภมู ขิ องแก๊สภายในกระปอ๋ งสงู ขน้ึ ซงึ่ ตามกฎของชารล์ แกส๊
ควรมปี รมิ าตรเพมิ่ ขน้ึ แตเ่ น่อื งจากผนังกระป๋องสเปรย์ไมส่ ามารถ
ขยายตัวได้

ดงั น้นั ความดันภายในกระปอ๋ งจงึ เพิ่มข้ึน จนอาจทาให้เกดิ การ
ระเบิดได้ เนอื่ งจากจานวนโมลของแกส๊ ภายในกระปอ๋ งคงที่ ดังน้นั
ความดันและอณุ หภมู ิของแก๊สจงึ มีความสมั พันธ์กนั

40

7.1 ความสัมพันธร์ ะหวา่ งปริมาตร ความดนั อณุ หภมู ิ และจานวนโมลของแก๊ส

7.1.3 ความสัมพนั ธ์ระหวา่ งความดันและอณุ หภมู ิของแก๊ส
จากตาราง 7.2 สรปุ ได้วา่ เมอื่ ปรมิ าตรและจานวนโมลของแกส๊ คงท่ี อัตราส่วนความดนั ตอ่ อุณหภมู ใิ นหน่วยเคลวินเป็นค่าคงที่

ดังน้ัน ความดนั (P) แปรผันตรงกับอณุ หภมู ิ (T) ในหน่วยเคลวิน ความสัมพนั ธน์ ้ีเรียกวา่ กฎของเกย์-ลูสแซก (Gay-Lussac’s law)

ซึง่ สามารถเขยี นในรูปท่ใี ชค้ านวณหาความดันหรืออุณหภมู ขิ องแก๊สที่สองสภาวะไดด้ ังนี้

41

7.1 ความสมั พนั ธ์ระหวา่ งปรมิ าตร ความดัน อณุ หภมู ิ และจานวนโมลของแก๊ส

7.1.3 ความสมั พนั ธร์ ะหวา่ งความดันและอณุ หภูมิของแก๊ส
ตวั อย่าง 5

42

7.1 ความสมั พนั ธ์ระหวา่ งปรมิ าตร ความดัน อณุ หภมู ิ และจานวนโมลของแก๊ส

7.1.3 ความสมั พนั ธร์ ะหวา่ งความดันและอณุ หภูมิของแก๊ส
ตวั อย่าง 6

43

7.1 ความสมั พันธ์ระหว่างปริมาตร ความดัน อณุ หภูมิ และจานวนโมลของแก๊ส

7.1.3 ความสมั พันธร์ ะหวา่ งความดนั และอุณหภมู ิของแกส๊
ตรวจสอบความเข้าใจ

44

7.1 ความสมั พนั ธ์ระหวา่ งปรมิ าตร ความดัน อณุ หภมู ิ และจานวนโมลของแก๊ส

7.1.4 ความสมั พนั ธ์ระหว่างปรมิ าตร ความดนั และอณุ หภมู ขิ องแก๊ส
เมื่อจานวนโมล (n)ของแก๊สคงท่ี ความสัมพันธ์ระหวา่ งปรมิ าตร (V) ความดัน (P) และอณุ หภมู ิ (T) ในหน่วยเคลวนิ สามารถ

พจิ ารณาได้ดงั นี้

45

7.1 ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาตร ความดนั อณุ หภมู ิ และจานวนโมลของแกส๊

7.1.4 ความสัมพันธ์ระหว่างปรมิ าตร ความดนั และอุณหภูมิของแก๊ส
ความสมั พนั ธร์ ะหว่างปรมิ าตร ความดนั และอุณหภมู ิน้ี เรียกว่า กฎรวมแก๊ส (combined gas law) ซ่ึงอาจเขยี นอยู่ในรูปท่ี

สามารถใช้คานวณปริมาตร ความดนั หรอื อณุ หภมู ขิ องแกส๊ ท่สี องสภาวะได้ดังนี้

46

7.1 ความสัมพนั ธ์ระหวา่ งปรมิ าตร ความดนั อณุ หภมู ิ และจานวนโมลของแก๊ส

7.1.4 ความสมั พนั ธร์ ะหวา่ งปรมิ าตร ความดันและอณุ หภูมขิ องแก๊ส
ตัวอยา่ ง 7
ลกู โป่งบรรจุแกส๊ ฮีเลียมปริมาตร 30 ลิตร ท่คี วามดนั 1.5 บรรยากาศ ณ อุณหภมู ิ 40˚C ปริมาตรของลกู โปง่ นี้จะเปน็ เท่าใดท่ี STP

47

7.1 ความสมั พันธร์ ะหวา่ งปรมิ าตร ความดัน อุณหภมู ิ และจานวนโมลของแก๊ส

7.1.4 ความสัมพนั ธ์ระหว่างปริมาตร ความดนั และอณุ หภูมขิ องแกส๊
ตัวอย่าง 8
แก๊สชนิดหนึง่ มปี รมิ าตร 1000 cm3 ทคี่ วามดนั 1 atm อุณหภูมิ 0˚C ถา้ แกส๊ ชนดิ นม้ี ีปริมาตรและความดันเปลย่ี นเปน็ 1150 cm3

และ 900 mmHg ตามลาดบั จงหาอณุ หภูมิท่ีเปลี่ยนแปลงไปในหนว่ ย ˚C

48

7.1 ความสัมพันธร์ ะหวา่ งปรมิ าตร ความดนั อณุ หภูมิ และจานวนโมลของแก๊ส

7.1.4 ความสมั พนั ธ์ระหวา่ งปรมิ าตร ความดันและอุณหภูมิของแก๊ส
ตรวจสอบความเข้าใจ

49

7.1 ความสมั พนั ธ์ระหวา่ งปรมิ าตร ความดัน อณุ หภมู ิ และจานวนโมลของแกส๊

7.1.5 ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาตร และจานวนโมลของแกส๊
กิจกรรม 7.4 การทดลองศกึ ษาความสมั พันธ์ระหวา่ งปรมิ าตรและจานวนโมลของแก๊ส

นาลกู โป่งที่ ช่งั เท NaHCO3 ใส่ HCl 0.5 ไล่อากาศใน เขย่าลูกโป่งให้ สังเกตและ
ไม่รวั่ จานวน NaHCO3 ใสล่ งในลกู โป่ง mol/L ลูกโปง่ ออกแลว้ NaHCO3 ตกลง เปรยี บเทียบ
บนกระดาษ มาทาปฏกิ ิริยา ปริมาตรของ
3 ลูกมา ช่งั สาร แตล่ ะ ปริมาตร 50 ครอบปาก ลกู โปง่ ท้งั 3 ลกู
เขียน ปริมาณ หมายเลขผ่าน mL ลงใน ลกู โปง่ เขา้ กับ กบั HCl บันทึกผล
หมายเลข ตามตาราง กรวยกรองจน ขวดรูปกรวย ขวดรปู กรวย
1-3 กาหนด แตล่ ะขวด
หมด

50