หน่วย3_วัสดุและสถานะของสาร

3หน่วยการเรียนรทู้ ่ี วสั ดุและสถานะของสาร ตวั ชว้ี ัด • เปรียบเทยี บสมบตั ิทางกายภาพด้านความแขง็ สภาพยดื หยุ่น การนาความรอ้ น และการนาไฟฟา้ ของวสั ดุโดยใชห้ ลกั ฐานเชงิ ประจักษ์ จากการทดลองและระบกุ ารนา สมบตั ิเร่อื งความแขง็ สภาพยดื หยุน่ การนาความรอ้ น และการนาไฟฟ้าของวสั ดุไปใช้ในชีวิตประจาวัน ผ่านกระบวนการออกแบบชนิ้ งาน • แลกเปลย่ี นความคดิ กบั ผ้อู ื่นโดยการอภิปรายเก่ียวกบั สมบตั ิทางกายภาพของวัสดุอย่างมีเหตผุ ลจากการทดลอง • เปรยี บเทียบสมบัติของสสารทัง้ 3 สถานะ จากข้อมลู ทีไ่ ด้จากการสงั เกต มวล การตอ้ งการท่ีอยู่ รูปร่างและปริมาตรของสสาร • ใช้เครอื่ งมอื เพือ่ วัดมวล และปริมาตรของสสารท้งั 3 สถานะ

ประเภทของวสั ดุ ตัวอย่างวสั ดทุ นี่ ามาใชท้ าวตั ถุหรอื สิง่ ของตา่ งๆ ไม้ ดิน ยางพารา พลาสตกิ โลหะตา่ งๆ ฝ้าย เส้นใยสังเคราะห์ หิน

สมบัตทิ างกายภาพของวสั ดุ ความแขง็ ของวัสดุ เปน็ สมบตั ิของวสั ดทุ ี่มีความทนทานต่อแรงขดู ขีด วัสดมุ ีความแขง็ แรงมาก เมื่อขูดขดี กบั วสั ดุอ่นื จะไม่เกิดรอยบนวสั ดหุ รอื เกดิ รอยน้อย ทดสอบโดย นาวสั ดมุ าขดู ขดี กันและสงั เกตรอยทเ่ี กิดข้นึ บนเนอ้ื วัสดุท่ีถกู ขดู ขดี วัตถุหรอื สง่ิ ของทีท่ าจากวสั ดทุ ีม่ ีสมบัติทางกายภาพดา้ นความแข็ง เชน่ รถยนต์ โตะ๊ โลหะ กระเบ้อื งมงุ หลังคา

สภาพยดื หยุ่นของวัสดุ เปน็ สมบตั ขิ องวสั ดุเมอ่ื ถกู แรงกระทา เช่น ดงึ บีบ กระแทก แลว้ ทาให้วัสดุเปลย่ี นขนาดหรอื เปลีย่ นรูปรา่ งไป แต่สามารถกลบั คนื สู่สภาพเดมิ หรอื ใกล้เคียงสภาพเดิมได้เม่ือหยดุ แรงกระทาตอ่ วัสดุนน้ั ทดสอบโดย ออกแรงดงึ วสั ดุและสังเกตการเปลย่ี นแปลงของวสั ดุ วัตถหุ รือสง่ิ ของทท่ี าจากวสั ดทุ ่ีมีสมบัตทิ างกายภาพดา้ นสภาพยืดหยุ่น เชน่ ลกู โปง่ ลกู บอลยาง ยางลบ หนังยาง สายยาง ยางรถยนต์

การนาความร้อนของวสั ดุ เป็นสมบัตขิ องวัสดุท่พี ลงั งานความร้อนสามารถถ่ายโอนผ่านวสั ดุน้ีได้ เม่ือวัสดุได้รับความร้อนจากปลายด้านหนึง่ ความร้อนจะถา่ ยโอนไปสู่ปลายอกี ด้านหนง่ึ ทดสอบโดย การให้ความรอ้ นที่ปลายด้านหน่งึ ของวัสดุและสังเกตอณุ หภูมอิ กี ดา้ นหนึง่ ของวัสดุ เราจงึ นาสมบัติการนาความรอ้ นของวัสดุจาแนกวสั ดไุ ด้เปน็ 2 ประเภท ดังน้ี 1 วัสดุที่นาความร้อน เรียกว่า ตัวนาความร้อน คือ วัสดุที่ ความรอ้ นนั้นผา่ นได้ดี 2 วัสดุทีไ่ มน่ าความรอ้ น เรียกว่า ฉนวนความร้อน คอื วัสดทุ ี่ ความรอ้ นนน้ั ผา่ นไดไ้ มด่ ีหรือผา่ นไมไ่ ด้

การนาไฟฟ้าของวัสดุ เปน็ สมบตั ขิ องวัสดุทพี่ ลงั งานไฟฟ้าสามารถถา่ ยโอนผา่ นวัสดชุ นดิ น้ันได้ ทดสอบโดย การนาวัสดไุ ปตอ่ วงจรไฟฟ้าอยา่ ง่ายทมี่ หี ลอดไฟและ สงั เกตความสวา่ งของหลอดไฟ หากใช้สมบตั กิ ารนาไฟฟา้ ของวสั ดเุ ป็นเกณฑ์ จะจาแนกวัสดุเป็น 2 ประเภท ดังน้ี 1๑) วสั วดสั ทุ ด่ีนทุ าี่นไาฟไฟฟ้าฟ้าเรเียรยีกกวว่า่าตตัววั นนาาไไฟฟฟฟ้า้าคคอื ือวสั วดัสุทดย่ี ุ อมใหก้ ระแสไฟฟ้าไหลผา่ นได้ ที่ให้กเรชะ่นแไสมไ้ พฟลฟา้าสไตดกิ ้ ผได้า้แเปก็น่ ตว้นัสดุประเภทโลหะ ต่ า ง ๆ เ ช่ น เ งิ น ท อ ง แ ด ง อ ะ ลู มิ เ นี ย ม เป็นต้น 2 วสั ดทุ ไ่ี ม่นาไฟฟา้ เรยี กวา่ ฉนวนไฟฟ้า คือ วัสดทุ กี่ ระแสไฟฟา้ ไหลผ่านไมไ่ ด้ เชน่ เหล็ก ทองเหลอื ง อลูมเิ นียม

1. หนิ มสี มบตั ิอย่างไร และนามาใชป้ ระโยชนอ์ ย่างไร ?  หินมสี มบัติความแข็ง และนามาใชป้ ระโยชน์ เช่น กอ่ สร้างอาคาร บา้ นเรอื น เข่อื น ถนน กาแพง 2. ความแขง็ ของวสั ดคุ ืออะไร ?  คือความทนทานตอ่ การขูดขีด เกิดรอยไดย้ าก

1. สมบัตขิ องยางคอื อะไร ?  สภาพยดื หยนุ่ 2. สภาพยืดหยุ่นคืออะไร ?  คือสภาพทวี่ ัสดุเปลี่ยนแปลงรปู รา่ งเมื่อไดร้ ับแรงกระทาและกลบั คนื สรู่ ูปร่างเดิมได้ เมือ่ หยุดแรงกระทา 3. วัสดทุ ม่ี สี ภาพยดื หยุน่ นามาใชป้ ระโยชนอ์ ะไรได้บา้ ง ?  นามาทาของเล่นของใช้ เชน่ ลูกบอล ยางรถยนต์ รองเทา้ ยางลบ

1. การถ่ายโอนความร้อนเกดิ ขึ้นได้อยา่ งไร ?  เกิดจากส่งิ ต่าง ๆ รอบตัวเรามีอุณหภมู แิ ตกตา่ งกนั ความร้อนจะถ่าย โอนจากบรเิ วณที่มอี ุณหภมู ิสงู กว่าไปยงั บริเวณท่ีมีอณุ หภมู ิตา่ กว่า 2. การนาความร้อนคอื อะไร ?  คอื การที่ความรอ้ นถา่ ยโอนผา่ นวสั ดุจากบรเิ วณทีม่ ีอณุ หภูมสิ งู กวา่ ไปยงั บริเวณท่ีมอี ุณหภมู ิต่ากว่า 3. เพราะเหตุใดเราจึงรสู้ ึกร้อนเท้า เมอ่ื เดินดว้ ยเท้าเปล่ากลางแสงแดด ?  เพราะมีการถา่ ยโอนความร้อนจากพน้ื มาสเู่ ทา้ เรา

1. รถยนตไ์ ฟฟา้ ใชพ้ ลังงานจากอะไร ?  แบตเตอร่ที มี่ ปี ระจไุ ฟฟา้ 2. วสั ดุทีน่ าไฟฟา้ ไดม้ ีสมบัตเิ ปน็ อย่างไร ?  ยอมให้กระแสไฟฟา้ ไหลผ่านได้

คอื วัสดทุ ม่ี ีความทนทานต่อแรงขูดขีด คอื วัสดทุ ีถ่ กู แรงกระทา แตส่ ามารถกลบั สู่สภาพเดิมได้ ทดสอบโดย นาวัสดมุ าขดู ขดี กนั และสงั เกตรอยทเี่ กิดขึ้น เม่ือหยุดแรงกระทา บนเน้ือวัสดทุ ถ่ี ูกขดู ขีด ทดสอบโดย ออกแรงดึงวสั ดแุ ละสังเกตการเปล่ียนแปลง ของวสั ดุ ความแข็ง สมบตั ิทางกายภาพของวัสดุ สภาพยดื หยุ่น การนาความรอ้ น การนาไฟฟ้า คอื วัสดทุ ีพ่ ลังงานความรอ้ นสามารถถา่ ยโอนผา่ นได้ คอื วสั ดุท่ีพลังงานไฟฟา้ สามารถถา่ ยโอนผา่ นวัสดชุ นิด ทดสอบโดย การให้ความรอ้ นทป่ี ลายดา้ นหนึ่งของวสั ดุ นัน้ ได้ และสงั เกตอณุ หภูมอิ ีกด้านหนึ่งของวสั ดุ ทดสอบโดย การนาวสั ดไุ ปตอ่ วงจรไฟฟา้ อย่าง่ายทีม่ ี หลอดไฟและสังเกตความสว่างของหลอดไฟ

สถานะของแขง็ สถานะของสสาร • มีมวล ต้องการทอ่ี ยู่ สามารถสมั ผัสได้ ตัวอยา่ งสสารทีอ่ ยใู่ นสถานะของแขง็ • มรี ูปร่างและปรมิ าตรคงท่ี • มีอนภุ าคยดึ กนั อย่างหนาแน่นเรียงตัว โคมไฟ หนังสือ กระดาษ โทรทัศน์ ชดิ กัน ไม่สามารถเคล่อื นทีไ่ ด้

การหามวลและการหาปริมาตรของของแข็ง การหามวลของของแข็ง 1) เตรยี มอปุ กรณ์ที่ใชใ้ นการชง่ั 2) นาของแข็งไปช่ังมวล จากนน้ั อ่านคา่ และบันทึกผล แอปเปิล เคร่อื งชงั่ การหาปรมิ าตรของของแข็ง 2) ใช้การแทนทนี่ า้ หาปริมาตรของแข็ง ทม่ี รี ปู ทรงไม่แนน่ อน 1) ใชส้ ตู รหาปรมิ าตรของของแข็ง ทรงสี่เหลีย่ ม ปริมาตรของวตั ถุ = กว้าง x ยาว x สูง

สถานะของเหลว ตวั อย่างสสารท่ีอยใู่ นสถานะของเหลว • มมี วล ต้องการทอี่ ยู่ สามารถสัมผัสได้ น้าทะเล นา้ ฝน • มีรูปรา่ งเปลยี่ นแปลงตามภาชนะท่ีบรรจุ น้าผลไม้ • มปี ริมาตรคงที่ • มอี นภุ าคอยูห่ า่ งกันมากกวา่ ของแข็ง ทาใหเ้ คลอ่ื นท่ีได้มากข้นึ • ระดบั ผิวหนา้ ของของเหลว จะอยู่ในแนวราบเสมอ

การหามวลของของเหลว การหาปรมิ าตรของของเหลว 1) เตรยี มอุปกรณท์ ่ใี ช้ในการชั่ง ใช้การตวง 2) นาบีกเกอร์เปล่าไปช่ังหามวลและบันทกึ ค่ามวล จากนั้นเตมิ ของเหลวที่จะชั่งลงในกระบอกตวงบกี เกอร์แลว้ นาไปชง่ั มวล อีกครั้ง และบันทึกคา่ 3) นาคา่ ท่ีได้จากการชัง่ ของเหลวในบีกเกอร์ ลบกับคา่ ทไี่ ดจ้ ากการ ชั่งบีกเกอร์เปล่า จะไดม้ วลของของเหลว

สถานะของแก๊ส ตวั อย่างสสารที่อยใู่ นสถานะแก๊ส • มมี วล ต้องการท่ีอยู่ สามารถสัมผสั ได้ แก๊สรอ้ นในบอลลนู • มรี ปู ร่างและปรมิ าตรเปล่ยี นแปลงตามภาชนะที่บรรจุ อากาศในลกู โปง่ • มีอนุภาคกระจายอยู่ห่างจากกนั มากกวา่ ของเหลว ทาใหเ้ คลอ่ื นทไ่ี ดท้ ุกทศิ ทาง ลมหายใจ

การหามวลและการหาปรมิ าตรของแก๊ส การหามวลของแก๊ส 2) ชง่ั มวลลกู โปง่ ที่ยงั ไม่ไดเ้ ปา่ ลม แล้วบนั ทกึ ค่ามวล จากน้ัน 3) นาคา่ ทีไ่ ดจ้ ากการช่งั ลกู โป่งที่ 1) เตรียมอปุ กรณท์ ี่ใชใ้ นการชง่ั เปา่ ลม ลูกโปง่ แลว้ มดั ปากใหแ้ น่น แล้วนาไปชงั่ หามวล และ เป่าลม ลบกับค่าทีไ่ ดจ้ ากการ บันทึกค่ามวล ชงั่ ลูกโป่งทไ่ี ม่ไดเ้ ปา่ ลม การหาปรมิ าตรของแกส๊ ใชก้ ารแทนทีน่ ้าของแกส๊

สรุปสถานะของแข็ง สถานะของสสาร 1. มมี วล ตวั อยา่ งสสารท่อี ยู่ในสถานะของแขง็ 2. ต้องการทอ่ี ยู่ โคมไฟ หนงั สอื 3. มีรปู ร่างคงท่ี 4. มปี รมิ าตรคงที่ กระดาษ โทรทัศน์

สรุปสถานะของเหลว ตัวอย่างสสารทอ่ี ยู่ในสถานะของเหลว 1. มีมวล 2. ต้องการที่อยู่ น้าฝน 3. มีรูปรา่ งเปลี่ยนแปลงตามภาชนะที่บรรจุ น้าทะเล 4. มีปริมาตรคงที่ น้าผลไม้

สรุปสถานะของแกส๊ ตวั อยา่ งสสารทีอ่ ย่ใู นสถานะแก๊ส 1. มีมวล แกส๊ ร้อนในบอลลูน 2. ตอ้ งการท่ีอยู่ 3. มีรูปร่างเปลีย่ นแปลงตามภาชนะที่บรรจุ อากาศในลกู โป่ง 4. มีปรมิ าตรเปลย่ี นแปลงตามภาชนะที่บรรจุ ลมหายใจ