8 thermounit 3

หน่วยท่ี 3 อณุ หภมู แิ ละความรอ้ น

59 หน่วยท่ี 3 อุณหภูมิและความร้อน คาชีแ้ จงการจดั การเรียนการสอนของหน่วยที่ 3 1. หน่วยท่ี 3 เรื่องอุณหภูมิและความร้อน 2. แบ่งเน้ือหาในการเรียนเป็น 2 คร้ัง ๆ ละ 3 ชว่ั โมง 3. คร้ังที่ 1 ใชแ้ ผนการจดั การเรียนรู้ท่ี 4 โดยมีกิจกรรมหลกั ๆ ดงั น้ี 3.1 ทดสอบความรู้ก่อนเรียนหน่วยที่ 3 3.2 จดั กิจกรรมการเรียนการสอนตามแผนการจดั การเรียนรู้ที่ 4 ในหัวข้อเร่ือง อณุ หภูมิ สเกลอณุ หภูมิ ค่าความร้อนจาเพาะและกฎขอ้ ที่ศูนยข์ องอณุ หพลศาสตร์ 3.3 ผเู้ รียนทาบตั รกิจกรรมที่ 3.1 3.4 ผเู้ รียนทาแบบฝึกหดั หน่วยที่ 3 ขอ้ 1 ถึง ขอ้ 5 4. คร้ังท่ี 2 ใชแ้ ผนการจดั การเรียนรู้ที่ 5 โดยมกี ิจกรรมหลกั ๆ ดงั น้ี 4.1 จดั กิจกรรมการเรียนการสอนตามแผนการจดั การเรียนรู้ที่ 5ในหวั ขอ้ เรื่อง ความร้อน และการหาค่าปริมาณความร้อนท่ีถา่ ยเท 4.2 ผเู้ รียนทาบตั รกิจกรรมที่ 3.2 4.3 ผเู้ รียนทาแบบฝึกหดั หน่วยท่ี 3 ขอ้ 6 และขอ้ 7 4.4 สรุปบทเรียนหน่วยท่ี 3 โดยใชส้ ่ือคอมพิวเตอร์ PowerPoint หน่วยท่ี 3 เรื่อง อณุ หภูมแิ ละความร้อน 4.5 ทดสอบความรู้หลงั เรียนหน่วยที่ 3

60 รหสั วชิ า 3100-0111 จานวน 3 ช่ัวโมง แผนการจดั การเรียนรู้ท่ี 4 ชื่อวชิ า เทอร์โมไดนามกิ ส์ หน่วยที่ 3 เรื่อง อุณหภูมแิ ละความร้อน หวั ข้อเร่ือง 1. อุณหภูมแิ ละสเกลอุณหภูมิ 2. ค่าความร้อนจาเพาะ 3. กฎขอ้ ที่ศนู ยข์ องอุณหพลศาสตร์ สาระสาคญั อุณหภูมิ หมายถึง สมบตั ิของระบบเพื่อแสดงถึงระดบั พลงั งานความร้อน เป็ นการแทน ความรู้สึกทว่ั ไปของคาว่าร้อนและเยน็ โดยส่ิงที่อุณหภูมิสูงกว่าจะถูกกล่าวว่าร้อนกวา่ สิ่งท่ีอณุ หภูมิ ต่ากว่า โดยปกติความร้อนจะมีการถ่ายเทจากอณุ หภูมิสูงสู่อณุ หภูมิต่า ซ่ึงเป็นไปตามกฎขอ้ ท่ีศูนย์ ของอณุ หพลศาสตร์ จุดประสงค์เชิงพฤตกิ รรม 1. บอกความหมายของอุณหภูมไิ ด้ 2. เปรียบเทียบสเกลอณุ หภูมชิ นิดต่างๆได้ 3. อธิบายนิยามของความร้อนจาเพาะได้ 4. หาค่าความร้อนจาเพาะของสารได้ 5. อธิบายกฎขอ้ ท่ีศนู ยข์ องอณุ หพลศาสตร์ได้ กจิ กรรมการเรียนการสอน ข้ันนาเข้าสู่บทเรียน 1. ทบทวนความรู้ในหน่วยที่ 2 และแจง้ ผลสมั ฤทธ์ิการทาแบบทดสอบหน่วยท่ี 2 2. ทดสอบความรู้ก่อนเรียนหน่วยท่ี 3 3. ผสู้ อนสนทนาซกั ถามเกี่ยวกบั เน้ือหาที่ใหค้ น้ ควา้ เร่ืองอณุ หภูมแิ ละนาเขา้ สู่บทเรียน ดว้ ยคาถามเกี่ยวกบั อุณหภูมิและความรู้สึกต่อสิ่งท่ีร้อนและเยน็

61 ข้ันดาเนนิ การสอน 1. แจง้ จุดประสงคเ์ ชิงพฤติกรรมแก่ผเู้ รียน 2. ครูผูส้ อนนาเสนอเน้ือหาดว้ ยสื่อของจริง คือ เทอร์โมมิเตอร์และสื่อแผนภาพที่ 3.1 ในหน่วยท่ี 3 หัวขอ้ 3.1 อุณหภูมิ 3.2 สเกลอุณหภูมิ 3.3 ค่าความร้อนจาเพาะ และ 3.4 กฎขอ้ ท่ีศูนย์ ของอณุ หพลศาสตร์ 3. ใหผ้ ูเ้ รียนท้งั หมดร่วมกนั สรุปเน้ือหาท่ีไปคน้ ควา้ กบั เน้ือหาท่ีศกึ ษาจากใบความรู้และ ร่วมกนั อภิปราย 4. ผเู้ รียนทากิจกรรมในบตั รกจิ กรรมที่ 3.1 5. ผสู้ อนและผเู้ รียนร่วมสรุปจากการทาบตั รกิจกรรมโดยผสู้ อนสงั เกตพฤติกรรมการ แสดงออกและการมีส่วนร่วม 6. ผเู้ รียนสลบั กนั ตรวจและใหค้ ะแนนบตั รกิจกรรมท่ี 3.1 7. ผเู้ รียนทาแบบฝึกหดั หน่วยที่ 3 ขอ้ 1 ถงึ ขอ้ 5 ร่วมกนั เฉลยและใหค้ ะแนนตามเกณฑ์ ที่กาหนด ข้ันสรุป 1. ผสู้ อนสรุปบทเรียนร่วมกบั ผเู้ รียน 2. ผสู้ อนมอบหมายงานใหศ้ ึกษาเน้ือหาหน่วยท่ี 3 หวั ขอ้ 3.5 ความร้อน 3.6 การหาค่า ปริมาณความร้อนที่ถ่ายเท และคน้ ควา้ ทางอนิ เตอร์เน็ตเก่ียวกบั เร่ืองความร้อน คนละ 1 website ส่ือ/โสต/นวตั กรรม 1. ใบความรู้หน่วยที่ 3 2. สื่อแผน่ ภาพที่ 3.1 3. ส่ือเทอร์โมมเิ ตอร์ 4. บตั รกิจกรรมที่ 3.1 5. เครื่องเสียง 6. เคร่ืองคอมพวิ เตอร์ 6. เครื่องฉายทึบแสง 7. เคร่ืองฉายภาพ การวดั ผลประเมนิ ผล 1. คะแนนจากแบบฝึกหดั 2. คะแนนจากบตั รกิจกรรม 3. คะแนนจากแบบสงั เกตพฤติกรรม

62 บนั ทกึ การสอน ผลการใช้แผนการจดั การเรียนรู้ ระยะท่ีใชส้ อน  พอดี  มาก  นอ้ ย เน้ือหา  เหมาะสม  มาก  นอ้ ย  ยาก  ง่าย ผลการเรียนของผู้เรียน การมสี ่วนร่วม  มาก  ปานกลาง  นอ้ ย ความเขา้ ใจเน้ือหา  มาก  ปานกลาง  นอ้ ย ผลสมั ฤทธ์ิทางการเรียน  สูง  ปานกลาง  ต่า ผลการสอนของครู กิจกรรมการสอน  เป็นไปตามกิจกรรม  ไมเ่ ป็นไปตามกิจกรรม ผลสมั ฤทธ์ิทางการสอน  สูง  ปานกลาง  ต่า ปัญหา/อุปสรรคและข้อเสนอแนะ ควรจดั ทาชุดสาธิตการถา่ ยเทความร้อนเพื่อนาเสนอผเู้ รียนใหเ้ ขา้ ใจบทเรียนเพิม่ ข้ึน

แผนการจดั การเรียนรู้ที่ 5 63 ช่ือวชิ า เทอร์โมไดนามกิ ส์ รหสั วชิ า 3100-0111 หน่วยท่ี 3 เร่ือง อุณหภูมแิ ละความร้อน จานวน 3 ชั่วโมง หวั ข้อเร่ือง 1. ความร้อน 2. การหาค่าปริมาณความร้อนท่ีถา่ ยเท สาระสาคญั ความร้อน หมายถึง พลงั งานท่ีถ่ายเทจากสสารหรือระบบหน่ึงไปยงั สสารหรือระบบอ่ืน โดยอาศยั ความแตกต่างของอุณหภูมิ โดยเม่ือนาสสารสองชนิดท่ีมีอุณหภูมิต่างกนั มาไวด้ ว้ ยกัน จะมีการถ่ายเทความร้อน อุณหภูมิของสสารท่ีเยน็ กว่าจะสูงข้ึน และอุณหภูมิของสสารท่ีร้อนกว่า จะต่าลง ปริมาณความร้อนท่ีถ่ายเทข้ึนอยกู่ บั ขนาดและชนิดของสสารรวมถึงผลต่างของอณุ หภูมิ จุดประสงค์เชิงพฤตกิ รรม 1. บอกความหมายของความร้อนได้ 2. อธิบายลกั ษณะการถ่ายเทความร้อนได้ 3. คานวณหาค่าปริมาณความร้อนท่ีถ่ายเทได้ กจิ กรรมการเรียนการสอน ข้ันนาเข้าสู่บทเรียน 1. ทบทวนความรู้เก่ียวกบั เรื่องอณุ หภูมิ 2. ผสู้ อนสนทนาซกั ถามเก่ียวกบั เน้ือหาที่ใหค้ น้ ควา้ ทางอินเตอร์เน็ตเร่ืองความร้อนและ สุ่มดูเพ่ือตรวจสอบวา่ ไดไ้ ปคน้ ควา้ หรือไม่ 3. ผูส้ อนนาเข้าสู่บทเรี ยนด้วยคาถามเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิและ ความร้อน ข้ันดาเนนิ การสอน 1. แจง้ จุดประสงคเ์ ชิงพฤติกรรมแก่ผเู้ รียน 2. ผเู้ รียนนาเน้ือหาที่ไดค้ น้ ควา้ สรุปลงในบตั รกิจกรรมท่ี 3.2 3. คดั เลือกผเู้ รียนท่ียงั ไมไ่ ดน้ าเสนอหนา้ ช้นั เรียนใหน้ าเสนอเน้ือหาท่ีไดไ้ ปคน้ ควา้ ประมาณ 5 คนและร่วมกนั อภิปราย

64 ข้ันดาเนินการสอน (ต่อ) 4. ผเู้ รียนสลบั กนั ตรวจและใหค้ ะแนนบตั รกิจกรรมที่ 3.2 5. ผูส้ อนสรุปเน้ือหาของหน่วยที่ 3 ในหัวข้อ 3.5 ความร้อน 3.6 หน่วยของความร้อน และหัวขอ้ 3.7 การคานวณหาค่าปริมาณความร้อนท่ีถ่ายเท โดยแสดงตัวอย่างและแสดงวิธีทา ร่วมกบั ผเู้ รียน โดยผสู้ อนสงั เกตพฤติกรรมการแสดงออกและการมสี ่วนร่วม 6. ผเู้ รียนทาแบบฝึกหดั หน่วยที่ 3 ขอ้ 6 และขอ้ 7 ร่วมกนั เฉลยและใหค้ ะแนนตามเกณฑ์ ที่กาหนด ข้ันสรุป 1. ผสู้ อนสรุปบทเรียนโดยใชส้ ่ือคอมพิวเตอร์ PowerPoint หน่วยที่ 3 เร่ือง อุณหภูมิและ ความร้อน 2. ผเู้ รียนทาแบบทดสอบหลงั เรียนหน่วยที่ 3 3. ผสู้ อนมอบหมายงานใหศ้ ึกษาเน้ือหาหน่วยที่ 4 เร่ือง พลงั งานทางอณุ หพลศาสตร์ สื่อ/โสต/นวตั กรรม 1. ใบความรู้หน่วยท่ี 3 2. ส่ือคอมพวิ เตอร์ PowerPoint หน่วยท่ี 3 3. บตั รกิจกรรมท่ี 3.2 4. เครื่องเสียง 5. เคร่ืองคอมพิวเตอร์ 6. เคร่ืองฉายทึบแสง 7. เคร่ืองฉายภาพ การวดั ผลประเมนิ ผล 1. คะแนนจากแบบฝึกหดั 2. คะแนนจากบตั รกิจกรรม 3. คะแนนจากแบบทดสอบ 4. คะแนนจากแบบสงั เกตพฤติกรรม บนั ทึกการสอน ผลการใช้แผนการจดั การเรียนรู้ ระยะท่ีใชส้ อน  พอดี  มาก  นอ้ ย เน้ือหา  เหมาะสม  มาก  นอ้ ย  ยาก  ง่าย

65 ผลการเรียนของผ้เู รียน การมสี ่วนร่วม  มาก  ปานกลาง  นอ้ ย ความเขา้ ใจเน้ือหา  มาก  ปานกลาง  นอ้ ย ผลสมั ฤทธ์ิทางการเรียน  สูง  ปานกลาง  ต่า ผลการสอนของครู กิจกรรมการสอน  เป็นไปตามกิจกรรม  ไม่เป็นไปตามกิจกรรม ผลสมั ฤทธ์ิทางการสอน  สูง  ปานกลาง  ต่า ปัญหา/อุปสรรคและข้อเสนอแนะ ผูเ้ รียนส่วนหน่ึงยงั คานวณหาค่าความร้อนผิดพลาดในเบ้ืองตน้ โดยเฉพาะเก่ียวกบั เร่ืองสเกลอุณหภูมิท่ีตอ้ งเปลี่ยนหน่วยเป็ นองศาเคลวินทุกคร้ังเพ่ือนาไปคานวณหาค่าปริมาณ ความร้อน ไดเ้ นน้ เพิ่มเติมเร่ืองหน่วยและแนะนาใหไ้ ปศึกษาเก่ียวกบั หน่วยวดั ทางอุณหพลศาสตร์ เพม่ิ เติม

66 แบบทดสอบก่อนเรียน หน่วยที่ 3 อุณหภมู ิและความร้อน คาชี้แจง ใหเ้ ลือกคาตอบท่ีถกู ตอ้ งท่ีสุดแลว้ ทาเครื่องหมาย  ลงในกระดาษคาตอบ 1. ขอ้ ใดคือลกั ษณะของอณุ หภูมิ ก. สิ่งท่ีร้อน ข. สิ่งท่ีเยน็ ค. ความรู้สึกร้อนหรือเยน็ ง. ปริมาณของความร้อน 2. อุณหภูมิ 150 ºC มคี ่าเท่ากบั กี่องศาเคลวนิ ก. 273 K ข. 273.15 K ค. 413.15 K ง. 423.15 K 3. ปริมาณความร้อนที่ทาใหส้ ารมวล 1 kg อุณหภูมิเปลย่ี นไป 1 K เป็นนิยามของค่าอะไร ก. ค่าความร้อนจาเพาะ ข. ค่าปริมาณความร้อนที่ถ่ายเท ค. ค่าอุณหภูมิที่ถ่ายเท ง. ค่าความร้อนของสาร 4. การถ่ายเทความร้อนระหวา่ งกระบวนการเมือ่ สารอยใู่ นลกั ษณะของผสมสองสถานะมชี ื่อ เรียกว่าอยา่ งไร ก. การนาความร้อน ข. ความร้อนแฝง ค. การพาความร้อน ง. การแผร่ ังสีความร้อน 5. น้าอณุ หภูมิ 50 ºC ค่าความร้อนจาเพาะ 4187 J/kg.K และท่ีอุณหภูมิ 70ºC ค่าความร้อนจาเพาะ 4191 J/kg.K ค่าความร้อนจาเพาะที่นาไปคานวณในการเปลย่ี นแปลงสถานะของน้ามีค่าเท่ากบั เท่าไร ก. 4187 J/kg.K ข. 4188 J/kg.K ค. 4189 J/kg.K ง. 4191 J/kg.K 6. หลกั การสมดุลทางดา้ นความร้อนเป็นไปตามกฎขอ้ ใดของอณุ หพลศาสตร์ ก. กฎขอ้ ท่ีศนู ย์ ข. กฎขอ้ ท่ีหน่ึง ค. กฎขอ้ ที่สอง ง. กฎขอ้ ที่สาม 7. เทอร์โมมเิ ตอร์สร้างตามหลกั การอะไร ก. ความร้อน ข. อณุ หภูมิ ค. การสมดุลทางความร้อน ง. ความรู้สึกร้อนหรือเยน็

67 8. ขอ้ ใดคือความหมายของความร้อน ก. พลงั งานท่ีถา่ ยเทขา้ มขอบเขตระบบกบั ส่ิงแวดลอ้ มเมอ่ื อณุ หภูมติ ่างกนั ข. พลงั งานท่ีไมม่ ีการถ่ายเทความร้อนเม่ืออุณหภูมติ ่างกนั ค. พลงั งานท่ีสร้างข้ึนและทาลายได้ ง. ถกู ทุกขอ้ 9. สมการการหาค่าปริมาณความร้อนท่ีถา่ ยเทคือขอ้ ใด ก. Q = mC(T2 − T1) ข. Q = T2 − T1 ค. Q = mC ง. Q = m(T2 − T1) 10. ปริมาณความร้อนจานวนหน่ึงถ่ายเทให้กับวัตถุมวล 2 kg ค่าความร้อนจาเพาะของวตั ถุ มคี ่า 950 J/kg.K และอณุ หภูมเิ ปลย่ี นไป 1 K ค่าความร้อนที่ถ่ายเทมีค่าเท่าไร ก. 2000 J ข. 1900 J ค. 475 J ง. 400 J 11. ปริมาณความร้อนที่ถ่ายเทใหก้ บั สารทางานข้นึ อยกู่ บั สมบตั ิขอ้ ใดบา้ ง ก. ความดนั ปริมาตร อณุ หภูมิ ข. ปริมาตร อณุ หภูมิ มวล ค. มวล ความร้อนจาเพาะ น้าหนกั ง. อุณหภูมิ มวล ความร้อนจาเพาะ

68 ใบความรู้ หน่วยท่ี 3 อุณหภมู ิและความร้อน 3.1 อณุ หภูมิ (Temperature) อุณหภูมิ หมายถึง สมบัติของระบบเพื่อแสดงถึงระดับพลงั งานความร้อน เป็ นการแทน ความรู้สึกท่ัวไปของคาว่าร้อนและเย็น โดยส่ิงท่ีมีอุณหภูมิสูงกว่าจะถูกกล่าวว่าร้อนกว่าส่ิงที่มี อุณหภูมิต่ากว่า และโดยปกติความร้อนจะมีการถ่ายเทจากแหล่งอุณหภูมิสูงสู่แหล่งอุณหภูมิต่า ดงั รูปท่ี 3-1 และถา้ ตอ้ งการให้ถ่ายเทจากแหล่งอุณหภูมิต่าสู่แหล่งอุณหภูมิสูงจะตอ้ งใส่งานเขา้ สู่ระบบจึงจะมกี ารถ่ายเทได้ ความรอ้ นถา่ ย เทจากแหลง่ ที่ อณุ หภมู ิสงู กวา่ สแู่ หลง่ ที่ อณุ หภมู ิตา่ กวา่ รูปท่ี 3-1 แสดงการถา่ ยเทของความร้อน ที่มา : http://www.geo4va.vt.edu/A3/A3.htm 3.2 สเกลอณุ หภูมิ (Temperature scale) การวดั ค่าอุณหภูมิจะใช้อุปกรณ์ท่ีเรี ยกว่า เทอร์โมมิเตอร์และสเกลของอุณหภูมิใน หน่วยต่างๆ มีดงั น้ี คือ ระบบเอสไอ วดั เป็ นเคลวิน (K) ระบบเมตริก วดั เป็ นองศาเซลเซียส ( ºC) ระบบองั กฤษ วดั เป็นองศาฟาเรนไฮต์ ( º F) และแรงคิน (R) โดยสามารถเปรียบเทียบไดด้ งั น้ี T (K) = T (ºC) + 273.15 (3-1) T (R) = T (ºF) + 459.67 (3-2) T (R) = 1.8 T (K) (3-3) T (ºF) = 1.8T (ºC) + 32 (3-4)

69 ถา้ เราสามารถลดอุณหภูมิของแก๊สออกซิเจน และแก๊สไนโตรเจน จนกระทงั่ โมเลกลุ ของ แก๊สท้งั สองหยุดการเคลื่อนที่ (หรือเกือบหยดุ ) จะไดอ้ อกซิเจนแข็ง และไนโตรเจนแข็ง อุณหภูมิที่ จุดน้ีเรียกวา่ อณุ หภูมิศนู ยส์ มั บูรณ์ ซ่ึงสามารถเปรียบเทียบสเกลอุณหภูมไิ ดด้ งั รูปท่ี 3-2 รูปท่ี 3-2 แสดงการเปรียบเทียบสเกลอณุ หภูมิในระบบต่างๆ ที่มา : ดดั แปลงจาก http://www.thetipsbank.com จากรูปเมือ่ เปรียบเทียบสเกลอุณหภูมิของเทอร์โมมิเตอร์ในระบบต่างๆจะเห็นวา่ ท่ีอุณหภูมิ ศูนยส์ ัมบูรณ์จะมีค่าเท่ากับ −273.15ºC , 0 K , −459.67ºF และ 0 R สาหรับจุดเดือดเท่ากบั 100ºC , 373.15 K , 212 ºF และ 671.67 R ตามลาดบั โดยปกติในการคานวณเม่ือต้องการเปล่ียนจากองศาเซนเซียสเป็ นองศาเคลวินให้ บวกดว้ ยค่า 273 โดยไมต่ อ้ งใส่ทศนิยม ตวั อย่างที่ 3−1 วตั ถชุ ิ้นหน่ึงมีอณุ หภูมิเท่ากบั 40 K มคี ่าเท่ากบั กี่องศาเซลเซียส วธิ ที า จากสมการ T (K) = T (ºC) + 273 ดงั น้นั T (ºC) = T (K) − 273 แทนค่า = 40 (K) − 273 = −233 ºC ตอบ

70 ตอบ ตวั อย่างท่ี 3-2 วตั ถุช้ินหน่ึงมอี ณุ หภูมิ 20 ºC มีค่าเท่ากบั กี่องศาฟาเรนไฮต์ วธิ ที า จากสมการ T (ºF) = 1.8T (ºC) + 32 = 1.8 x 20 (ºC) + 32 = 68 ºF ตวั อย่างที่ 3-3 วตั ถุชิ้นหน่ึงมอี ณุ หภูมิ 60 K มีค่าเท่ากบั ก่ีองศาแรงคิน ตอบ วธิ ที า จากสมการ T (R) = 1.8T (K) = 1.8 x 60 (K) = 108 R 3.3 ค่าความร้อนจาเพาะ (Specific heat) ค่าความร้อนจาเพาะ หมายถึง พลงั งานท่ีให้กบั สารหน่ึงหน่วยมวลแลว้ ส่งผลให้อุณหภูมิ ของสารน้นั เพม่ิ ข้ึน 1 หน่วยอณุ หภูมิ ดงั ตวั อยา่ งจากรูปที่ 3-3 ถา้ ใหค้ วามร้อนแก่สาร 2 ชนิดท่ีมวลเท่ากนั เช่น ปรอทกบั น้าโดย ทาให้อุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงไปเท่ากนั คือ 1 องศาเซนเซียส ปรอทตอ้ งถ่ายเทความร้อน 0.15 kJ ขณะที่น้าตอ้ งถา่ ยเทความร้อน 4.2 kJ นนั่ แสดงว่าสารท้งั 2 ชนิดมีค่าความร้อนจาเพาะต่างกนั ปริมาณความ อุณหภูมิ ปริมาณความ อุณหภูมิ ร้อน 0.15 kJ เปลีย่ นแปลง ร้อน 4.2 kJ เปลี่ยนแปลง 1 ºC 1 ºC ปรอท นา้ รูปที่ 3-3 แสดงความสมั พนั ธร์ ะหวา่ งค่าความร้อนและค่าความร้อนจาเพาะ ที่มา : ดดั แปลงจาก http://www.physchem.co.za/Heat/Specific.htm

71 ค่าความร้อนจาเพาะแบ่งไดเ้ ป็ น 2 ลกั ษณะ คือ ความร้อนจาเพาะโดยปริมาตรคงที่ (Cv) และความร้อนจาเพาะโดยความดนั คงท่ี (Cp) ความร้อนจาเพาะโดยปริมาตรคงท่ี (Cv) หมายถึง พลงั งานท่ีให้กบั สารหน่ึงหน่วยมวล แลว้ ส่งผลใหอ้ ุณหภูมขิ องสารน้นั เพิ่มข้ึน 1 หน่วยอุณหภูมิ ตามกระบวนการปริมาตรคงท่ี ความร้อนจาเพาะโดยความดนั คงท่ี (Cp) หมายถึง พลงั งานที่ใหก้ บั สารหน่ึงหน่วยมวลแลว้ ส่งผลใหอ้ ณุ หภูมิของสารน้นั เพิม่ ข้ึน 1 หน่วยอุณหภูมิ ตามกระบวนการความดนั คงท่ี ความสมั พนั ธร์ ะหว่าง Cp และ Cv ของแก๊สอุดมคติหาไดจ้ ากความสมั พนั ธ์ (3-5) Cp = Cv + R เมอื่ R คือ ค่าคงที่ของแกส๊ อุดมคติ (J/kg.K) หน่วยเอสไอของความร้อนจาเพาะ คือ จูลต่อกิโลกรัมต่อเคลวิน (J/kg.K) และอาจใช้ พหุคูณ เช่น kJ/kg.K = 103 J/kg.K ไดอ้ กี ดว้ ย สาหรับการหาค่าความร้อนจาเพาะ สามารถหาได้จากตารางหรื อการทดลองจาก แคลอร่ีมเิ ตอร์กไ็ ด้ สาหรับการหาค่าจากตารางของสารบางชนิด รายละเอยี ดดงั ตารางที่ 3-1 ตารางท่ี 3-1 แสดงค่าความร้อนจาเพาะเฉล่ยี ของสารบางชนิด ท่ีมา : ธนกาญจน์ ภทั รากาญจน์ และบรรเลง ศรนิล , 2524 : 20 ของแข็ง ของเหลว ความร้อนจาเพาะ สาร 1 J /kg.K สาร ความร้อนจาเพาะ 674 1 J/ kg.K แกว้ คราวน์ 230 ดีบุก 130 กลีเซอรีน 2429 ตะกวั่ 394 ทองแดง 385 เบนซิล 1718 ทองเหลือง 460 นิเกิล 394 ปรอท 138 สงั กะสี 480 เหลก็ กลา้ 477 อเี ธอร์ 2219 เหลก็ หล่อ 917 อลูมเิ นียม เอธิลแอลกอฮอล์ 2303

72 สาหรับค่าความร้อนจาเพาะของน้าจะแปรผนั ตามอุณหภูมิดังน้ันเวลาจะนามาคานวณ จาเป็นตอ้ งใชค้ ่าเฉลยี่ เช่น ที่อณุ หภูมิ 40 ºC ค่าความร้อนจาเพาะ 4185 J/kg.K และท่ีอุณหภูมิ 60 ºC ค่าความร้อน จาเพาะ 4190 J/kg.K เพราะฉะน้นั ค่าความร้อนจาเพาะเฉลย่ี = 4185 +2 4190 = 4187.5 J/kg.K 3.4 กฎข้อที่ศูนย์ของอณุ หพลศาสตร์ ( The zeroth law of thermodynamics) เพอ่ื ใหก้ ารศึกษาเก่ียวกบั การเปล่ียนแปลงของพลงั งานที่เกี่ยวขอ้ งทางอณุ หพลศาสตร์เขา้ ใจ ยง่ิ ข้ึนจึงสมควรศกึ ษาเก่ียวกบั กฎของอุณหพลศาสตร์ โดยกฎขอ้ ที่ศูนยจ์ ะเกี่ยวขอ้ งกบั อุณหภูมิและ ความร้อน กฎขอ้ ท่ีหน่ึงจะเก่ียวขอ้ งกบั พลงั งาน และกฎขอ้ ท่ีสองจะเก่ียวขอ้ งกบั กลวตั รเคร่ืองจกั ร ทางความร้อน ซ่ึงจะแยกศกึ ษารายละเอียดในแต่หน่วยการเรียนรู้ที่สมั พนั ธก์ นั กฎขอ้ ท่ีศูนยข์ องอุณหพลศาสตร์ กล่าวไวว้ ่า เม่ือวตั ถุสองช้ินอยใู่ นสมดุลกบั วตั ถุชิ้นท่ี 3 แสดงว่า วตั ถสุ องชิ้นอยู่ในสมดุลความร้อนต่อกนั ดว้ ย กฎขอ้ น้ีเป็นกฎท่ีไดจ้ ากการทดลองและเป็ น หลกั การในการวดั อุณหภูมิของวตั ถุต่างๆ ดว้ ยเคร่ื องมือวดั อุณหภูมิหรือเทอร์โมมิเตอร์ โดยการ แทนวตั ถุช้ินที่สามเป็ นเทอร์โมมเิ ตอร์ โดยเมื่อใชเ้ ทอร์โมมิเตอร์วดั ระดบั อุณหภูมิของวตั ถสุ องช้ิน แลว้ พบว่ามีค่าเท่ากนั จากหลกั การในกฎขอ้ ท่ีศูนยข์ องอุณหพลศาสตร์สามารถระบุไดว้ ่าวตั ถสุ อง ช้ินอยใู่ นสมดุลความร้อนต่อกนั ได้ แมว้ ่าวตั ถุสองชิ้นน้ันจะไม่ได้สัมผสั กนั โดยตรงก็ตาม เช่น วตั ถุ ก มีอุณหภูมิ 50 ºC ซ่ึงเท่ากบั วตั ถุ ค ซ่ึงมีอุณหภูมิ 50 ºC และวตั ถุ ข ก็มีอุณหภูมเิ ท่ากบั วตั ถุ ค ดงั น้นั อุณหภูมิของวตั ถุ ก กจ็ ะเท่ากบั วตั ถุ ข คือ 50 ºC เช่นกนั ดงั รูปที่ 3-4 รูปท่ี 3-4 แสดงความสมั พนั ธท์ างอณุ หภูมขิ องวตั ถุตามกฎขอ้ ท่ีศูนยข์ องอณุ หพลศาสตร์

73 และในขณะเดียวกันถา้ วตั ถุ 2 อย่างมีอุณหภูมิต่างกันเม่ือนามาวางสัมผสั กนั ก็จะถ่ายเท ความร้อนจนทาใหอ้ ณุ หภูมิเท่ากนั ดงั รูปท่ี 3-5 รูปท่ี 3-5 แสดงหลกั การสมดุลทางดา้ นความร้อน 3.5 ความร้อน (Heat) ความร้อน หมายถึง พลงั งานที่ถ่ายเทจากสสารหรือระบบหน่ึงไปยงั สสารหรือระบบอื่น โดยอาศยั ความแตกต่างของอุณหภูมิ โดยเมื่อนาสสารสองชนิดท่ีมีอุณหภูมิต่างกันมาไวด้ ว้ ยกัน จะมีการถ่ายเทความร้อน อุณหภูมิของสสารที่เยน็ กวา่ จะสูงข้ึน เช่น เม่ือเรานาน้าอดั ลมจากตูเ้ ยน็ มา วางไวบ้ นโตะ๊ จะสงั เกตเห็นวา่ อณุ หภูมขิ องน้าอดั ลมเริ่มสูงข้ึนเพราะการไหลของพลงั งานมายงั ขวด น้าอดั ลมจากอากาศท่ีร้อนกว่ารอบๆ ขวดน้าอดั ลมน้นั เมื่อเวลาผ่านไประยะหน่ึง จานวนพลงั งาน ก็จะถ่ายเทมายงั น้าอดั ลมจนหมดกระทง่ั เรารู้ไดโ้ ดยการสมั ผสั ว่าอุณหภูมิของน้าอดั ลมเพ่ิมข้ึน เราจะสังเกตได้ว่าอุณหภูมิของน้าอดั ลมน้ันเพิ่มข้ึนจนกระทงั่ อุณหภูมิของอากาศและน้าอดั ลม เท่ากนั จึงสรุปไดว้ ่าถา้ มีอณุ หภูมทิ ่ีแตกต่างกนั พลงั งานก็จะมีการถ่ายเท ความร้อนสามารถถ่ายเทระหว่างวตั ถุได้ 3 วิธี คือ การนาความร้อน การพาความร้อนและ การแผ่รังสีความร้อน นอกจากน้ียงั มีกระบวนการถ่ายเทความร้อนอีกแบบหน่ึง คือ ความร้อนแฝง ซ่ึงเกิดข้ึนในกระบวนการเปลี่ยนแปลงสถานะในกรณีที่อยูใ่ นลกั ษณะของผสมสองสถานะ เช่น จากของแขง็ เป็นของเหลว หรือจากของเหลวเป็นแก๊ส ดงั น้นั จึงสรุปไดว้ า่ “ความร้อนเป็ นพลงั งานที่ถ่ายเทขา้ มขอบเขตของระบบท่ีมีอณุ หภูมิสูงไปสู่ระบบอื่นหรือ ส่ิงแวดลอ้ มท่ีมีอุณหภูมิต่ากว่า” ซ่ึงแทนด้วยสัญลกั ษณ์ Q โดยกาหนดลกั ษณะการถ่ายเทของ ความร้อนดงั รูปที่ 3-6

74 ระบบทม่ี ี สิ่งแวดลอ้ มอณุ หภูมติ ่า (T2) Q- สิ่งแวดลอ้ มอณุ หภูมิต่า(T2) อณุ หภมู สิ งู Q- (T1) สิ่งแวดลอ้ มอณุ หภูมสิ ูง(T2) ระบบท่มี ี ส่ิงแวดลอ้ มอุณหภูมิสูง (T2) Q+ Q+ อณุ หภมู ิตา่ (T1) Q+ รูปที่ 3-6 แสดงการถ่ายเทของความร้อนระหวา่ งระบบกบั ส่ิงแวดลอ้ ม จากรูปที่ 3-6 จะเห็นว่าหากอุณหภูมิของระบบมีค่ามากกว่าอุณหภูมิของส่ิงแวดลอ้ ม ความร้อนจะถ่ายเทออกจากระบบ (เคร่ืองหมายของ Q เป็ นลบ , −) แต่ถา้ อุณหภูมิของระบบมีค่า นอ้ ยกว่าอุณหภูมิของสิ่งแวดลอ้ ม ความร้อนจะถ่ายเทเขา้ สู่ระบบ (เครื่องหมายของ Q เป็ นบวก , +) ดงั น้นั ความร้อนจึงเป็ นปรากฏการณ์ที่เกิดข้ึนเป็ นชวั่ ขณะเมื่อไหลขา้ มขอบเขตของระบบเท่าน้ัน การถ่ายเทหรือการไหลของความร้อนจะสิ้นสุดลงเมื่อระบบดงั กล่าวอยู่ในสภาวะสมดุลของ ความร้อนกับสิ่งแวดลอ้ ม หรือเม่ืออุณหภูมิเท่ากัน ดังน้ันจะเห็นว่าค่าความร้อนจะข้ึนอยู่กับ ความแตกต่างของอุณหภูมิ นอกจากน้ันยงั ข้ึนอยกู่ บั วตั ถุหรือสารทางานแต่ละชนิดดว้ ยเน่ืองจาก วตั ถุแต่ละชนิดจะมีค่าความร้อนจาเพาะไม่เท่ากนั นน่ั เอง 3.6 หน่วยของความร้อน เน่ืองจากความร้อน เป็ นรูปหน่ึงของพลงั งาน จึงมีหน่วยเดียวกบั พลงั งาน ซ่ึงหน่วยเอสไอ ของความร้อน คือ จูล (J) และยงั ไดก้ าหนดในเรื่องการวดั ปริมาตรของความร้อน คือ แคลอร่ี ตวั ย่อ คือ Cal ซ่ึงนิยามว่า เป็นปริมาณความร้อนท่ีทาใหน้ ้า 1 กรัม อุณหภูมิสูงข้ึน 1 องศาเซลเซียส

75 3.7 การหาค่าปริมาณความร้อนท่ีถ่ายเท จากท่ีกล่าวมาแลว้ ว่าปริมาณความร้อนท่ีถ่ายเทข้ึนอย่กู บั ขนาดและชนิดของวตั ถุรวมถึง ผลต่างของอุณหภูมจิ ึงสามารถหาค่าความร้อนไดจ้ ากสมการ Q = mC (T2 − T1) (3-6) เมอ่ื C คือ ความร้อนจาเพาะของสาร (J/kg.K) m คือ มวลของสาร (kg) T2 คือ อุณหภูมสิ ุดทา้ ยของสาร (K) T1 คือ อณุ หภูมิเดิมของสาร (K) Q คือ ปริมาณความร้อนถ่ายเท (J) ตวั อย่างท่ี 3 − 4 อลมู เิ นียม 20 kg ร้อนจาก 30 ºC ถงึ 95 ºC ตอ้ งใชค้ วามร้อนถ่ายเทเท่าไร วธิ ที า อลูมิเนียมมวล = 20 kg ค่าความร้อนจาเพาะโจทยไ์ ม่ไดก้ าหนดใหแ้ ต่เมื่อดูจากตารางซ่ึงเป็นอลูมเิ นียม จะมคี ่าความร้อนจาเพาะ = 917 J/kg.K อุณภูมิเริ่มตน้ T1 = 30 + 273 = 303 K อุณภูมสิ ุดทา้ ย T2 = 95 + 273 = 368 K จากสมการ Q = mC (T2 − T1) = 20 x 917 x (368 − 303) = 1192100 J ถ่ายเทความร้อนเขา้ 1192.1 kJ ตอบ ตวั อย่างท่ี 3 − 5 เหล็ก 4 kg ให้ความร้อนถ่ายเทเขา้ ไป 204 J ซ่ึงทาใหเ้ หลก็ ร้อนจาก 15 ºC ถึง 100 ºC ค่าความร้อนจาเพาะของเหลก็ เท่ากบั เท่าไหร่ วธิ ที า จากสมการ Q = mC(T2−T1) ดงั น้นั Q เมือ่ C = m(T2 −T1 ) Q = 204 J (เคร่ืองหมายเป็นบวกเมอ่ื ถ่ายเทเขา้ ) m = 4 kg T2 = 100 + 273 = 373 K T1 = 15 + 273 = 288 K

76 แทนค่าได้ C = 204 4(373 −288) = 0.6 J/kg.K ค่าความร้อนจาเพาะของเหลก็ 0.6 J/kg.K ตอบ ตัวอย่างที่ 3−6 ให้ความร้อนน้ามวล 2 kg จากอุณหภูมิ 50 ºC ถึง 100 ºC เมื่อค่าความร้อนจาเพาะ ของน้าที่อุณหภูมิ 50 ºC เท่ากับ 4187 J/kg.K และที่อุณหภูมิ 100ºC เท่ากับ 4195 J/kg.K จงหาค่า ปริมาณความร้อนท่ีถ่ายเทใหก้ บั น้าจานวนน้ี วธิ ีทา จากสมการ Q = mC (T2 − T1) มวลของน้า = 2 kg ค่าความร้อนจาเพาะเฉล่ีย = 4187 2+ 4195 = 4191 J/kg.K อณุ ภูมเิ ริ่มตน้ T1 = 50 + 273 = 323 K อณุ ภูมสิ ุดทา้ ย T2 = 100 + 273 = 373 K จากสมการ Q = mC (T2 − T1) = 2 x 4191 x (373 − 323 ) = 419100 J ปริมาณความร้อนถา่ ยเทเขา้ 419.1 kJ ตอบ สาหรับกรณีที่ของไหลบรรจุอยใู่ นภาชนะ เมอ่ื ของไหลบรรจุในภาชนะความร้อนที่ถา่ ยเทจะตอ้ งถ่ายเทใหก้ บั ภาชนะและของไหลน้นั ดงั น้นั จึงตอ้ งหาค่าความร้อนแต่ละอยา่ งแลว้ นามารวมกนั ปริมาณความร้อนที่เกิดข้ึนท้งั หมด = ปริมาณความร้อนท่ีถ่ายเทให้กบั ภาชนะ + ปริมาณ ความร้อนท่ีถ่ายเทใหก้ บั ของไหล + ปริมาณความร้อนที่ถ่ายเทใหก้ บั วตั ถใุ นระบบ Qnet = Q1+ Q2 + Q3 (3-7) เม่ือ Q1 คือ ปริมาณความร้อนท่ีถา่ ยเทใหก้ บั ภาชนะ (J) Q2 คือ ปริมาณความร้อนที่ถ่ายเทใหก้ บั ของไหล (J) Q3 คือ ปริมาณความร้อนที่ถ่ายเทใหก้ บั วตั ถุในระบบ (J)

77 ตวั อย่างท่ี 3 −7 อีเธอร์มวล 9 kg บรรจุในภาชนะสงั กะสีมวล 5 kg อณุ หภูมิเร่ิมตน้ 80 ºC ทาใหร้ ้อน ถงึ 100 ºC จงหาค่าปริมาณความร้อนท่ีถา่ ยเท วธิ ที า จากสมการ Q = mC (T2 − T1) ความร้อนที่ถ่ายเทใหก้ บั อีเธอร์ = 9 x 2219 x (373 − 353) Qอีเธอร์ = 399420 J ความร้อนที่ถา่ ยเทใหก้ บั สงั กะสี = 5 x 394 x (373 − 353) และจากสมการ Qสงั กะสี = 39400 J Qnet = Q1+ Q2 = 399420 + 39400 J = 438820 J ปริมาณความร้อนท่ีถา่ ยเทท้งั หมด 438.820 kJ ตอบ

78 บัตรกิจกรรมที่ 3.1 หน่วยที่ 3 อุณหภมู ิและความร้อน คาชี้แจง 1. ใหน้ กั ศึกษาเปลี่ยนหน่วยวดั อณุ หภูมิจากท่กี าหนดใหม้ าเป็นหน่วยตามกาหนด 30 องศาเซนเซียส ..............องศาฟาเรนไฮด์ ................เคลวิน ...............แรงคิน 2. จากรูปเมอ่ื ทาใหโ้ ลหะท้งั 4 ช้ินซ่ึงมมี วลเท่ากนั ร้อนจนอณุ หภูมิเท่ากนั คือ 100 องศาเซนเซียส เมอื่ วางลงบนข้ีผ้งึ เกิดปรากฏการดงั รูป จงทาการวิเคราะหส์ าเหตุของปรากฏการณ์ดงั กลา่ ว ขีผ้ งึ้ รูปที่ 3-7 การทดลองเก่ียวกบั ค่าความร้อนจาเพาะ ท่ีมา : http://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/85/heat.com ช่ือ.........................................................................รหสั ประจาตวั .............................หอ้ ง....................

79 บัตรกจิ กรรมท่ี 3.2 หน่วยที่ 3 อุณหภมู แิ ละความร้อน คาชี้แจง ให้นักศึกษาคน้ ควา้ เกี่ยวกบั เรื่องความร้อนทางอินเตอร์เน็ตคนละ 1 website โดยสรุป เน้ือหาคนละ 1 หนา้ และเลือกตวั แทนนาเสนอหนา้ ช้นั เรียน Website ทค่ี ้นคว้า................................................................................................................................ เนื้อหาทส่ี รุปและรูป ประกอบ เนอ้ื หาทสี่ รปุ และรปู ประกอบ รปู ประกอบ เนือ้ หา............................................................................................................................................ ............................................................................................................................. ............................. .......................................................................................................................................................... ............................................................................................................................. ............................. ............................................................................................................................. ............................. .......................................................................................................................................................... ............................................................................................................................. ............................. คน้ ควา้ จาก Website.....................................................เม่ือวนั ท่/ี เดอื น/ปี ............................ ชื่อ.........................................................................รหสั ประจาตวั .............................หอ้ ง....................

80 แบบฝึ กหัดหน่วยท่ี 3 อุณหภูมิและความร้อน คาชีแ้ จง ตอนท่ี 1 จงเลอื กจบั คู่ตวั อกั ษรด้านขวาให้สัมพนั ธ์กบั ตวั เลขด้านซ้าย ............1. อณุ หภูมิ ก. วตั ถุ ก อณุ หภูมิ 400ºC วตั ถุ ข อุณหภูมิ 240 ºC วาง ............2. 50 K สมั ผสั กนั ............3. ความร้อนจาเพาะ ข. ถา่ ยเทจากแหลง่ อณุ หภูมิ 35 ºC สู่แหลง่ อุณหภูมิ 45 ºC ............4. วตั ถถุ ่ายเทความร้อนจนมี ค. 409.67 ºF อุณหภูมิ 320 ºC ง. ถา่ ยเทจากแหล่งอณุ หภูมิ 45 ºC สู่แหลง่ อณุ หภูมิ 35 ºC .............5. ลกั ษณะการถ่ายเทความร้อนจ. −223.15 ºC ฉ. ปริมาณความร้อนท่ีทาใหส้ ารมวล 1 kg อณุ หภูมิ 20 ºC เปลี่ยนแปลงเป็น 30 ºC ช. ปริมาณความร้อนท่ีทาใหส้ ารมวล 1 kg อณุ หภูมิ 20 K เปลย่ี นแปลงเป็น 21 K ซ. วตั ถุ ก อุณหภูมิ 300ºC วตั ถุ ข อณุ หภูมิ 20 ºC วาง สมั ผสั กนั ฌ. วตั ถุ ก อณุ หภูมิ 100 ºC จบั แลว้ รู้สึกร้อนวตั ถุ ข อณุ หภูมิ 10 ºC จบั แลว้ รู้สึกเยน็ ตอนท่ี 2 จงแสดงวธิ ที าเพ่ือให้ได้คาตอบท่ีต้องการ 6. เหลก็ 20 kg ความร้อนถ่ายเทเขา้ 384000 J จนอุณหภูมิเปลี่ยนจาก 50 ºC ถึง 90 ºC ค่าความร้อน จาเพาะของเหลก็ มีค่าเท่าไหร่ ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………

81 7. กลีเซอรีนมวล 10 kg บรรจุในภาชนะทองแดงมวล 3 kg อณุ หภูมิเริ่มตน้ 50 ºC ทาใหร้ ้อนจนถึง 100 ºC จงหาค่าปริมาณความร้อนที่ถ่ายเท ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................

82 ส่ือแผ่นภาพท่ี 3.1 ภาพเปรียบเทียบสเกลอุณหภมู ิ ภาพการหาค่าความร้อนจาเพาะ รูปแสดงการสมดุลทางความร้อนตามกฎข้อที่ศูนย์ของอุณหพลศาสตร์

83 ส่ือคอมพวิ เตอร์ PowerPoint หน่วยท่ี 3 อุณหภมู ิและความร้อน คาชีแ้ จง 1. ใส่แผน่ ซีดีในเครื่องคอมพิวเตอร์จะปรากฏเมนูหลกั ใหท้ าการคลกิ เลอื กหวั ขอ้ 3. อณุ หภูมแิ ละความร้อน 3. อุณหภมู แิ ละความร้อน 2. โปรแกรมจะนาเสนอรายละเอียดในการสรุปหน่วยท่ี 3 จานวน 13 เฟรม การนาเสนอ ภาพโดยการคลิกเมาท์ ส่ือคอมพวิ เตอร์ PowerPoint วชิ าเทอร์โมไดนามิกส์ 3100-0111 หน่วยท่ี 3 อณุ หภมู ิและความร้อน นายธวชั ไชย ลมิ้ สุวรรณ วทิ ยาลยั เทคนิคสุราษฎร์ธานี 3. รายละเอยี ดท้งั 13 เฟรม ปรากฏอยใู่ นภาคผนวก ค−3

84 แบบทดสอบหลังเรียน หน่วยที่ 3 อุณหภมู ิและความร้อน คาชี้แจง ใหเ้ ลอื กคาตอบท่ีถกู ตอ้ งท่ีสุดแลว้ ทาเครื่องหมาย  ลงในกระดาษคาตอบ 1. เทอร์โมมเิ ตอร์สร้างตามหลกั การอะไร ก. อุณหภูมิ ข. ความร้อน ค. การสมดุลทางความร้อน ง. ความรู้สึกร้อนหรือเยน็ 2. ขอ้ ใดคือลกั ษณะของอณุ หภูมิ ก. สิ่งท่ีร้อน ข. สิ่งที่เยน็ ค. ความรู้สึกร้อนหรือเยน็ ง. ปริมาณของความร้อน 3. อณุ หภูมิ 150ºC มคี ่าเท่ากบั ก่ีองศาเคลวิน ก. 273.15 K ข. 423.15 K ค. 273 K ง. 413.15 K 4. การถา่ ยเทความร้อนระหวา่ งกระบวนการเม่อื สารอยใู่ นลกั ษณะของผสมสองสถานะมชี ื่อ เรียกวา่ อยา่ งไร ก. การนาความร้อน ข. ความร้อนแฝง ค. การพาความร้อน ง. การแผร่ ังสีความร้อน 5. ปริมาณความร้อนท่ีทาใหส้ ารมวล 1 kg อุณหภูมิเปล่ียนไป 1 K เป็นนิยามของค่าอะไร ก. ค่าความร้อนจาเพาะ ข. ค่าปริมาณความร้อนท่ีถ่ายเท ค. ค่าอุณหภูมทิ ี่ถ่ายเท ง. ค่าความร้อนของสาร 6. หลกั การสมดุลทางดา้ นความร้อนเป็นไปตามกฎขอ้ ใดของอณุ หพลศาสตร์ ก. กฎขอ้ ที่ศูนย์ ข. กฎขอ้ ที่หน่ึง ค. กฎขอ้ ท่ีสอง ง. กฎขอ้ ท่ีสาม 7. น้าอุณหภูมิ 50ºC ค่าความร้อนจาเพาะ 4187 J/kg.K และท่ีอุณหภูมิ 70ºC ค่าความร้อนจาเพาะ 4191 J/kg.K ค่าความร้อนจาเพาะท่ีนาไปคานวณในการเปล่ยี นแปลงสถานะของน้ามคี ่าเท่ากบั เท่าไร ก. 4187 J/kg.K ข. 4188 J/kg.K ค. 4189 J/kg.K ง. 4191 J/kg.K

85 8. สมการการหาค่าปริมาณความร้อนที่ถ่ายเทคือขอ้ ใด ก. Q = m(T2 − T1) ข. Q = (T2 − T1) ค. Q = mC ง. Q = mC(T2−T1) 9. ขอ้ ใดคือความหมายของความร้อน ก. พลงั งานท่ีถ่ายเทขา้ มขอบเขตระบบกบั สิ่งแวดลอ้ มเมื่ออุณหภูมิต่างกนั ข. พลงั งานที่ไมม่ กี ารถา่ ยเทความร้อนเม่อื อุณหภูมติ ่างกนั ค. พลงั งานท่ีสร้างข้ึนและทาลายได้ ง. ถกู ทุกขอ้ 10. ปริมาณความร้อนที่ถ่ายเทใหก้ บั สารทางานข้นึ อยกู่ บั สมบตั ิขอ้ ใดบา้ ง ก. ความดนั ปริมาตร อุณหภูมิ ข. อุณหภูมิ มวล ความร้อนจาเพาะ ค. ปริมาตร อุณหภูมิ มวล ง. มวล ความร้อนจาเพาะ น้าหนกั 11. ปริมาณความร้อนจานวนหน่ึงถ่ายเทให้กบั วตั ถุมวล 2 kg ค่าความร้อนจาเพาะของวตั ถุมีค่า 950 J/kg.K และอุณหภูมิเปล่ียนไป 1 K ค่าความร้อนที่ถ่ายเทมีค่าเท่าไร ก. 400 J ข. 475 J ค. 2000 J ง. 1900 J

86 แบบเฉลยแบบฝึ กหัด หน่วยที่ 3 อุณหภมู ิและความร้อน ตอนที่ 1 …ฌ…1. อุณหภูมิ ....จ.....2. 50 K ....ช.....3. ความร้อนจาเพาะ .....ก....4. วตั ถถุ ่ายเทความร้อนจนมอี ุณหภูมิ 320 ºC ....ง.....5. ลกั ษณะการถ่ายความร้อน (ข้อละ 1 คะแนน) ตอนท่ี 2 6. เหล็ก 20 kg ความร้อนถ่ายเทเขา้ 384000 J จนอุณหภูมิเปลี่ยนจาก 50 ºC ถึง 90 ºC ค่าความร้อน จาเพาะของเหลก็ มคี ่าเท่าไหร่ คาตอบ โจทยใ์ หห้ าค่าความร้อนจาเพาะของเหลก็ โจทยก์ าหนดให้ Q = 384000 J T1 = 50 + 273 = 323 K T2 = 90 + 273 = 363 K จากสมการ Q = mC(T2 − T1) Q C = m(T2 −T1 ) (1 คะแนน) = 384000 20(363 −323) = 480 J/kg.K ค่าความร้อนจาเพาะของเหลก็ 480 J/kg.K ตอบ (1 คะแนน)

87 7. กลีเซอรีนมวล 10 kg บรรจุในภาชนะทองแดงมวล 3 kg อุณหภูมเิ ริ่มตน้ 50 ºC ทาใหร้ ้อนจนถึง 100 ºC จงหาค่าปริมาณความร้อนท่ีถา่ ยเท คาตอบ โจทยใ์ หห้ าค่าปริมาณความร้อน (ตอ้ งหาค่าปริมาณความร้อนที่ถ่ายเทใหก้ บั กลเี ซอรีนและ ทองแดงแลว้ นามารวมกนั ) โจทยก์ าหนดให้ mกลีเซอรีน = 10 kg mทองแดง = 3 kg Cกลเี ซอรีน = 2429 J/ kg.K จากตารางค่าความร้อนจาเพาะของ กลีเซอรีน Cทองแดง = 394 J/ kg.K จากตารางค่าความร้อนจาเพาะของ ทองแดง จากสมการ T1 = 50 + 273 = 323 K กลเี ซอรีน T2 = 100 + 273 = 373 K Q = mC(T2 − T1) Q = 10 x 2429 x (373 −323) Q = 1214500 J (1 คะแนน) ทองแดง Q = 3 x 394 x (373 − 323) Q = 59100 J (1 คะแนน) ปริมาณความร้อนที่ถ่ายเท = Q + Qกลีเซอรีน ทองแดง = 1214500 + 59100 = 1273600 J ปริมาณความร้อนท่ีถา่ ยเทท้งั หมด 1273.6 kJ ตอบ (1 คะแนน)

88 หน่วยที่ 3 อุณหภมู ิและความร้อน แบบเฉลยแบบทดสอบก่อนเรียน แบบเฉลยแบบทดสอบหลงั เรียน ข้อ ก ข ค ง ข้อ ก ข ค ง 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10  10  11  11 