ความร้อนกับการขยายตัวหรือหดตัวของสสาร

เรอื่ งท่ี 3 ความรอ้ นกับการขยายตวั หรือหดตัวของสสาร

สงั เกตการเคลื่อนท่ขี องบอลลนู

00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 0000000000000000000000000000000000000000000000000000000

คาถามชวนคดิ เพราะเหตใุ ด บอลลนู จงึ พองตวั และลอยอยู่บนทอ้ งฟา้ ได้

การเป่าแกว้

รางรถไฟ

การขยายตัวของสสาร เม่อื สสารไดร้ ับความร้อน จะขยายตัว โดยความร้อนทาให้อนุภาคเคลอ่ื นท่เี รว็ ขนึ้ ระยะห่างระหว่างอนุภาคมากขน้ึ และมีปริมาตรเพม่ิ ข้นึ สง่ ผลให้ สสารขยายตวั

การหดตวั ของสสาร เม่ือสสารสญู เสียความรอ้ น จะหดตวั โดยความรอ้ นที่สูญเสยี ไปทาใหอ้ นุภาค เคลือ่ นทชี่ า้ ลง มรี ะยะห่างระหวา่ ง อนภุ าคลดลง และมีปริมาตรลดลง สง่ ผลให้ สสารหดตัว

เมื่อสสารไดร้ ับความรอ้ น อนุภาคภายในจะเคล่ือนทเ่ี รว็ ขน้ึ แรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาคลดลง ปรมิ าตร มากขน้ึ

เมื่ออณุ หภูมขิ องสสารลดลง อนภุ าคของสสารจะเคลอ่ื นทชี่ ้าลง แรงยึดเหน่ยี วระหว่างอนภุ าคเพ่ิมขึ้น ปริมาตรลดลง

กจิ กรรมท่ี 5.3 ความร้อนสง่ ผลตอ่ สสารแตล่ ะสถานะอยา่ งไร

ความรอ้ นส่งผลต่อสสาร แตล่ ะสถานะอย่างไร https://www.scimath.org/video- science/item/8070-2018-05-02-04-16-21

ตอนที่ 1 การขยายตวั และหดตวั ของอากาศ ผลการทากจิ กรรม ผลการทดลอง การทดลอง อณุ หภมู ิปกติ แชน่ ้ารอ้ น แชน่ ้าเย็น

ตอนท่ี 1 การขยายตวั และหดตัวของอากาศ ผลการทากจิ กรรม ผลการทดลอง การทดลอง อณุ หภูมปิ กติ ลกู โปง่ พองตัวเล็กนอ้ ย อยู่นิ่ง ไมเ่ คล่ือนที่ แชน่ ้ารอ้ น ลูกโปง่ พองตวั มากข้ึน แช่น้าเย็น ลูกโปง่ หดตวั ลง

ตอนที่ 1 การขยายตวั และหดตัวของอากาศ ผลการทากจิ กรรม แชน่ า้ รอ้ น แชน่ า้ เยน็ อุณหภมู ิปกติ ลกู โป่งพองตัวเลก็ น้อย ลูกโปง่ พองตวั มากขน้ึ ลกู โปง่ หดตวั ลง อย่นู ิ่ง ไม่เคลื่อนท่ี

ตอนที่ 1 การขยายตวั และหดตวั ของอากาศ สรปุ เม่ืออากาศได้รับความร้อน อากาศจะมีปริมาตร เพ่ิมขึ้นและขยายตัว เนื่องจากอนุภาคของอากาศเคลื่อนท่ีเร็ว ข้นึ และอยู่หา่ งกันมากขน้ึ เม่ืออากาศสญู เสียความร้อน อากาศ จะมีปริมาตรลดลงและหดตัว เนื่องจากอนุภาคของอากาศ เคล่อื นที่ช้าลงและอยใู่ กล้กันมากข้ึน

ภาพแสดงการเปลย่ี นแปลงของการ จัดเรยี งอนุภาคของอากาศ น้าปกติ น้ารอ้ น นา้ เยน็

ภาพแสดงการเปลย่ี นแปลงของการ จัดเรยี งอนุภาคของอากาศ น้าปกติ น้ารอ้ น นา้ เยน็

ความร้อนกบั การเคลือ่ นทข่ี อง อนภุ าคของสสารในสถานะ “แกส๊ ” อณุ หภมู หิ ้อง เมื่อไดร้ ับความรอ้ น ไดร้ บั ความร้อน กา้ หนดให้ สูญเสยี ความรอ้ น แทน อนุภาคของสสาร แทน ขนาดและทศิ ทางความเรว็ ของอนภุ าค

ตอนท่ี 2 การขยายตัวและหดตัวของนา้ สี ผลการทากจิ กรรม ผลการทดลอง การทดลอง อุณหภมู ิปกติ ไดร้ บั ความรอ้ น ได้รับความเยน็

ตอนที่ 2 การขยายตวั และหดตัวของนา้ สี ผลการทากจิ กรรม ผลการทดลอง การทดลอง ระดับความสงู ของน้าสี 4.2 เซนติเมตร อณุ หภมู ิปกติ ได้รับความรอ้ น ระดับความสงู ของนา้ สี 6.7 เซนติเมตร ไดร้ บั ความเยน็ ระดับความสูงของน้าสี 3.0 เซนตเิ มตร

ตอนที่ 2 การขยายตัวและหดตวั ของนา้ สี ผลการทากิจกรรม ไดร้ ับความรอ้ น ไดร้ บั ความเย็น อณุ หภูมปิ กติ มนี า้ สใี น ระดบั ของน้าสใี นหลอดแก้ว ระดบั ของน้าสใี นหลอดแกว้ หลอดแก้วน้าแก๊ส นา้ แก๊สสูงขึน้ น้าแกส๊ ตา้่ ลง

ตอนท่ี 2 การขยายตวั และหดตวั ของนา้ สี สรปุ เม่ือน้าสีได้รับความร้อน น้าสีจะมีปริมาตรมากขึ้นและ ขยายตัว เนื่องจากอนุภาคของน้าสีเคล่ือนท่ีเร็วข้ึนและอยู่ห่าง กันมากขึ้น เม่ือน้าสีสีสูญเสียความร้อน น้าสีจะมีปริมาตร ลดลงและหดตัว เน่ืองจากอนุภาคของน้าสีเคล่ือนที่ช้าลงและ อยู่ใกลก้ ันมากข้ึน

ภาพแสดงการเปลี่ยนแปลงของการ จัดเรียงอนภุ าคของ น้าสี น้าปกติ น้าร้อน นา้ เย็น

ภาพแสดงการเปลี่ยนแปลงของการ จัดเรียงอนภุ าคของ น้าสี น้าปกติ น้าร้อน นา้ เย็น

ความรอ้ นกับการเคลือ่ นทข่ี อง อนุภาคของสสารในสถานะ “ของเหลว” อณุ หภมู หิ ้อง เมือ่ ไดร้ ับความรอ้ น ไดร้ บั ความรอ้ น กา้ หนดให้ สูญเสยี ความรอ้ น แทน อนุภาคของสสาร แทน ขนาดและทิศทางความเร็วของอนภุ าค

ตอนที่ 3 การขยายตวั และหดตวั ของเหลก็ ผลการทากิจกรรม การทดลอง ผลการทดลอง

ตอนที่ 3 การขยายตวั และหดตัวของเหล็ก ใหค้ วามร้อนแกล่ ูกกลมเหล็ก นา้ ลกู กลมเหลก็ ทีไ่ ด้รับความรอ้ นแลว้ ลอดผา่ นวงแหวนเหลก็

ตอนที่ 3 การขยายตวั และหดตัวของเหล็ก น้าลกู กลมเหล็กแช่นา้ แข็ง นา้ ลูกกลมเหลก็ ที่แชน่ า้ แขง็ แล้ว ลอดผา่ นวงแหวนเหล็ก

ตอนที่ 3 การขยายตัวและหดตวั ของเหลก็ ผลการทากจิ กรรม การทดลอง ผลการทดลอง น้าลูกกลมเหลก็ ลอดผา่ นวงแหวน สามารถลอดผ่านวงแหวนเหล็กได้ เหล็ก ไม่สามารถลอดผา่ นวงแหวนเหลก็ ได้ น้าลกู กลมเหลก็ ทไ่ี ดร้ บั ความร้อน สามารถลอดผา่ นวงแหวนเหลก็ ได้ แล้วลอดผ่านวงแหวนเหลก็ น้าลูกกลมเหล็กที่แช่น้าแข็งแล้ว ลอดผ่านวงแหวนเหลก็

ตอนท่ี 3 การขยายตัวและหดตัวของเหลก็ สรุป เม่ือลูกกลมเหล็กได้รับความร้อน ลูกกลมเหล็กจะมี ปริมาตรมากข้ึนและขยายตัว เน่ืองจากอนุภาคของลูกกลม เหล็กส่ันเร็วขึ้นและอยู่ห่างกันมากขึ้น เม่ือลูกกลมเหล็กสูญเสีย ความร้อน ลูกกลมเหล็กจะมีปริมาตรลดลงและหดตัวเน่ืองจาก อนภุ าคของลูกกลมเหลก็ สั่นชา้ ลงและอย่ใู กล้กันมากขึ้น

ภาพแสดงการเปลีย่ นแปลงของการ จัดเรยี งอนภุ าคของ เหล็ก น้าปกติ น้ารอ้ น นา้ เยน็

ภาพแสดงการเปลีย่ นแปลงของการ จัดเรยี งอนภุ าคของ เหล็ก น้าปกติ น้ารอ้ น นา้ เยน็

ความรอ้ นกบั การเคลือ่ นทีข่ อง อนภุ าคของสสารในสถานะ “ของแขง็ ” อุณหภมู หิ อ้ ง เมอื่ ได้รบั ความรอ้ น ได้รับความร้อน ก้าหนดให้ สญู เสยี ความรอ้ น แทน อนภุ าคของสสาร แทน การสน่ั ของอนภุ าค

สรปุ กจิ กรรม เมือ่ ไดร้ ับความร้อน อากาศ นา้ สี และลกู กลมเหล็ก จะมปี รมิ าตรมากขน้ึ และขยายตัว เมื่อสญู เสียความรอ้ น อากาศ น้าสี และลูกกลมเหลก็ จะมปี ริมาตรลดลงและหดตัว

ภาพแสดงการเปรยี บเทียบการจดั เรยี ง อนภุ าคของสารเม่อื ได้รับบวามร้อน ของแข็ง ของเหลว แกส๊

ภาพแสดงการเปรียบเทยี บการจดั เรยี ง อนุภาคของสารเมือ่ สูญเสียความร้อน ของแขง็ ของเหลว แกส๊

การขยายหรอื หดตัวของสสาร ทั้ง 3 สถานะ ในชีวิตประจาวนั

การเว้นรอยต่อ ของแข็งการเว้นรอยต่อของถนน ของรางรถไฟ การเปดิ ฝาขวดเกลียว

การสร้าง ของเหลว เทอรม์ อมเิ ตอร์

การเคลอื่ นทขี่ อง แก๊ส โคมลอย

สรุปท้ายเรอ่ื ง เมื่อสสารไดร้ บั ความรอ้ น ระดบั พลังงานความรอ้ นหรอื อุณหภมู จิ ะเพม่ิ ขึ้น อนุภาคของสสารจะสนั่ ในสถานะของแข็ง และเคลอื่ นท่ีเร็วขน้ึ ในสถานะของเหลวและแก๊ส ส่งผลใหส้ สารเกิดการขยายตัว

สรุปทา้ ยเรอ่ื ง เมอ่ื สสารสูญเสียความร้อน ระดบั พลังงานความรอ้ นหรอื อุณหภมู ิจะลดลง อนุภาคของสสารจะสั่นในสถานะของแข็ง และเคล่อื นทชี่ ้าลงในสถานะของเหลวและแกส๊ ส่งผลใหส้ สารเกดิ การหดตัว