การประยุกต์ใช้ความรู้เกี่ยวกับแก๊ส

การประยกุ ต์ใช้ความรู้เกี่ยวกบั แก๊สและสมบตั ขิ องแก๊ส จดั ทาโดย น.ส วรินทร โพธิรุกข์ ม.5/2 เลขท่ี15 เสนอ คณุ ครู กาญจนา แก้วคง โรงเรียนโพธิสมั พนั ธ์พิทยาคาร

คานา สอื่ การเรียนการสอนE-book รายวชิ าเคมีเร่ืองการประยกุ ต์ใช้ความรู้เกี่ยวกบั แก๊สและสมบตั ิของแก๊สจดั ทาเพื่อใช้ประกอบในการเรียนการสอนวิชาเคมี (ว.30223)ซงึ่ ผ้จู ดั ทาได้ศกึ ษาค้นคว้าเรื่องการประยกุ ต์ใช้ความรู้เก่ียวกบั แก๊สและ สมบตั ขิ องแก๊สเพื่มเติมในหนงั สือและอนิ เทอร์เน็ตโดยมีจดุ ประสงค์เพ่ือให้ได้เรียนรู้ การประยกุ ต์ใช้ความรู้วชิ าเคมีในชีวติ ประจาวนั และทาเป็นสอื เพื่อการเผยแพร่และเป็นประโยชน์ตอ่ การเรียนการสอนของผ้ทู ี่สนใจ ผ้จู ดั ทาได้ศกึ ษารวบรวมข้อมลู รวมมาเป็นสอ่ื การเรียนE-book ซงึ่ ประกอบด้วยเนือ้ หา แบบทดสอบกอ่ นเรียน แบบทดสอบหลงั เรียนและเฉลย เก่ียวกบั การประยกุ ต์ใช้ความรู้เก่ียวกบั แก๊สและสมบตั ิของแก๊ส ซ่ึงผ้จู ดั ทาหวงั เป็น อยา่ งย่ิงวา่ E-book เลน่ นี่จะเป็นประโยชน์ไมม่ ากก็น้อย มีข้อผิดพลาดประการใด ผ้จู ดั ทาขออภยั มา ณที่นี ้ จดั ทาโดย นางสาว วรินทร โพธิรุกข์

สารบญั หน้า เนือ้ หา 1 2 แบบทดสอบกอ่ นเรียน 3 รูขนาดเลก็ บนฝาถ้วยกาแฟ 4 นา้ แขง็ แห้ง 5 การแยกไอโซโทปยเู รเนียน 6 การสกดั สารโดยใช้ C������2 รูปของของไหล 7 การพน่ สารออกจากกระป๋ องสเปรย์ 8 ป๊ อบคอร์นจากเมลด็ ข้าวโพด 9 ไนโตรเจนเหลว 10 การตรวจสภาพอากาศ 11 อาการหอู ือ้ เม่ือขนึ ้ ไปอยบู่ นท่ีสงู 12 เครื่องยนต์เจต็ 13-14 เครื่องจกั รไอนา้ 15-19 ความรู้เพ่มิ เติม 20 แบบทดสอบหลงั เรียน เฉลยแบบทดสอบกอ่ น-หลงั เรียน

1 แบบทดสอบก่อนเรียน ใสเ่ คร่ืองหมาย หน้าข้อความที่ถกู ต้อง และเคื่องหมาย หน้าข้อความที่ไมถ่ กู ต้อง .......1. ความดนั ภายในถ้วยลดลงจนเท่ากบั หรือน้อยกวา่ ความดนั ภายในปาก กาแฟการแฟไหลยแบบตอ่ เนื่อง .......2. ไนโตรเจนเหลวแชแ่ ข็งอาหารแระเภทตา่ งๆในโรงงานอตุ สาหกรรมและใน การขนสง่ .......3. ยเู รเนียน-235ใช้ในการผลติ กระแสไฟฟ้ าในโรงงานไฟฟ้ านิวเครียร์ .......4.การทางานของกระป๋ องสเปรย์จะใช้หลกั การเคลื่อนที่ของแก๊สจากบริเวณท่ีมี ความดนั ต่าไปยงั บริเวณที่มีความดนั สงู ....... 5. ความร้อนอบเเป้ งท่ีอยถู่ ายในเมลด็ ข้าวโพดเกิดเป็นปยุ สีเหลื่อง .......6. C������2 ในรูปของของไหลสกดั คาเฟอีนออกจากเมลด็ กาแฟดบิ แทน

2 ความรู้นามาประยกุ ต์ใช้ในการอธิบายปรากฏการณ์หรือนามาใช้ประโยชน์ใน ชีวติ ประจาวนั หรือในอตุ สาหกรรมได้ตวั อย่างการประยกุ ต์ใช้ความรู้ เก่ียวกบั แก๊ส มีดงั รูขนาดเลก็ บนฝาถ้วยกาแฟทาให้กาแฟไหลออกจากช่องสาหรับดื่มได้อย่างตอ่ เน่ืองทา ให้อากาศสามารถเข้าไปแทนท่ีกาแฟได้หากไมม่ ีรูบนฝาเม่ือกาแฟไหลออกจากชอ่ ง สาหรับดม่ื อากาศภายนอกไมส่ ามารถเข้ามาแทนท่ีได้จงึ ทาให้ความดนั ภายในถ้วย ลดลง เมื่อความดนั ภายในถ้วยลดลงจนเทา่ กบั หรือน้อยกวา่ ความดนั ภายในปาก กาแฟจะหยดุ ไหล

3 นา้ แข็งแห้ง ได้จากการนาแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์มาผา่ นกระบวนการอดั และทา ให้เยน็ ลงภายใต้ความดนั สงู กลายเป็นคาร์บอนไดออกไซด์เหลว แล้ว ลดความดนั ลงอยา่ งรวดเร็วโดยการพน่ คาร์บอนไดออกไซด์เหลวสู่ ความดนั บรรยากาศ ผลท่ีได้คือเกลด็ นา้ แข็งคล้ายเกลด็ หิมะ การประยกุ ต์ใช้เช่น ในอตุ สาหกรรม อาหารประเภทไอศกรีม นม เบเกอร่ี ไส้กรอก และเนือ้ สตั ว์ เพอ่ื ถนอมอาหารในขนั้ ตอนการผลิตหรือในการ ขนสง่ หรือเก็บอาหารสาหรับเสริ ์ฟบนเคร่ืองบนิ ใช้ในการขนสง่ เวชภณั ฑ์ใช้ในการ ทาความสะอาดเครื่องจกั ร แบบหลอ่ หรือแมพ่ ิมพ์ หรือใช้ในการบดเย็นวสั ดุ สงั เคราะห์ที่แตกยากนอกจากนีย้ งั ใช้ในการทาหมอก ควนั ในการ แสดงตา่ ง ๆ และอาจใช้ผสมในเคร่ืองดื่มเพอื่ ให้เกิดฟองปดุ และให้เกิดความเย็น

4 การแยกไอโซโทปยเู รเนียน ยเู รเนียน-235ใช้ในการผลติ กระแสไฟฟ้ าในโรงงานไฟฟ้ านิวเครียร์ ยเู รเนียนท่ีพบนธรรมชาตคิ ือยเู รเนียน-238มีร้อยละ99สว่ น การใช้หลกั การแพร่ผา่ นเพ่ือแยก235������ออกจาก238������ทาได้โดยการ เปลย่ี นยเู รเนียนให้เป็นสารประกอบยเู รีเนียนเฮกซะฟลอู อไรด์ซ่ึงอยใู่ น สถานะแก๊ส เมื่อให้แก๊สทงั้ สองเคล่อื นผา่ นแผน่ กนั้ ที่มีรูพรุนซงึ่ อยใู่ นถงั ขนาดใหญ่235������������6 อตั ราการเคลือ่ นท่ีมากกวา่ 238������������6เลก็ น้อย เนื่องจากมีมวลตอ่ โมลน้อยกวา่ การแยกไอโซโทปทงั้ สองออกจากกันได้ อย่างสมบรู ณ์ต้องทากระบวนการเช่นนีซ้ า้ นบั พนั ครั่ง

5 การสกดั สารโดยใช้ C������2 รูปของของไหล การสกดั สารโดยใช้ CO2 ท่ีอยใู่ นรูปของของไหล (CO2-Fluid) เป็ นเทคโนโลยีชนั ้ สงู เทคนิคการสกดั แบบนีจ้ ะ ใช้แก๊ส คาร์บอนไดออกไซด์ในรูปของของไหลแทนตวั ทาละลาย อินทรีย์ตา่ งๆ เชน่ แอซีโตน เฮกเซน หรือ เมทิลนี คลอไรด์ การประยกุ ต์ใช้CO2 ในรูปของของไหลสกดั คาเฟอนี ออกจากเมลด็ กาแฟดบิ แทน ตวั ทาละลายที่ใช้อย่คู อื เมทิลนี คลอไรด์ โดยไมท่ าให้ รสหรือกล่นิ ของกาแฟเปล่ียนไป เพราะวา่ CO2 ท่ีปะปนอยจู่ ะอยใู่ น รูปแก๊สสามารถแพร่ออกจากเมลด็ กาแฟได้ นอกจากนีย้ งั มี การประยกุ ต์ใช้เทคนิคนีใ้ น อตุ สาหกรรมอืน่ ๆ อีก เชน่ การสกดั นา้ มนั เรซนิ และสารจากสมนุ ไพร เครื่องเทศ หรือพืช

6 การพน่ สารออกจากกระป๋ องสเปรย์ การทางานของกระป๋ องสเปรยจ์ ะใชห้ ลกั การเคล่ือนท่ีของแก๊สจากบริเวณ ที่มีความดนั สูงไปยงั บริเวณที่มีความดนั ต่ากวา่ โดยภายในกระป๋ องสเปรย์ ประกอบดว้ ยสาร 2 ชนิดคือสารท่ีตอ้ งการฉีดพน่ และแก๊สท่ีมีความดนั สูง ซ่ึงทาหนา้ ที่เป็นสารผลกั ดนั (propellant) เม่ือกดหวั ฉีดของ กระป๋ องสเปรยจ์ ะทาใหแ้ ก๊สซ่ึงมีความดนั สูงเคลื่อนที่ ออกมาสู่ภายนอกพร้อมกบั พาสารที่ตอ้ งการฉีดพน่ ออกมาดว้ ยส่งผลใหค้ วามดนั ภายในกระป๋ องสเปรยล์ ด ลงจนเมื่อความดนั เท่ากบั ความดนั บรรยากาศ จึงไม่สามารถฉีดพน่ สารออกมาไดอ้ ีกดงั น้นั จึง ไม่ควรทิ้งกระป๋ องสเปรยท์ ่ีไม่ใชแ้ ลว้ รวมกบั ขยะชนิดอ่ืนเพราะอาจถกู นาไปเผาซ่ึงจะ ทาใหแ้ ก๊สที่ยงั คงเหลืออยขู่ ยายตวั และเกิดการระเบิดได้

7 ป๊ อบคอร์นจากเมลด็ ข้าวโพด เม่ือให้ความร้อนกบั เมลด็ ข้าวโพด นา้ ในเมลด็ ข้าวโพดกลายเป็นไอ ทาให้จานวนโมเลกลุ ของแก๊สภายในช่องวา่ งของเมลด็ ข้าวโพเพ่ิมขนึ ้ รวมทงั้ ความร้อนทาให้โมเลกลุ ของแก๊สมีพลงั งานจลน์มากขึน้ สง่ ผลให้ความดนั เพ่ิมขนึ ้ จนเปลือกเมลด็ ข้าวโพดระเบิดออก นอกจากนีค้ วามร้อนยงั อบเเป้ งที่อยถู่ ายในเมลด็ ข้าวโพดเกิดเป็นปยุ สี ขาวออกมา

8 ไนโตรเจนเหลว ไนโตรเจนในรูปของของเหลว ทาได้โดยการลดอณุ หภมู แิ ละเพ่ิมความดนั ไป พร้อมๆ กนั ตามสตู รของแก๊ส ทีนีถ้ ้าปลดปลอ่ ยสบู่ รรยากาศซงึ่ มีความดนั ปกตไิ นโตรเจนเหลวจะเปล่ียนเป็นแก๊สอย่างรวดเร็ว (กลายเป็นไอ)ในขณะ นนั้ มนั จะดดู ความร้อนจากรอบๆ ตวั เพ่ือเปล่ียนสถานะเป็นแก๊สพอความ ร้อนถกู ดดู ไปบริเวณรอบๆก็จะเยน็ ลงอย่างรวดเร็ว ความชืน้ ก็จะถกู ดดู ไป ด้วย การประยกุ ต์ใช้ -แชแ่ ขง็ อาหารแระเภทตา่ งๆในโรงงานอตุ สาหกรรมและในการขนสง่ - แช่แข็งเลือด - แชแ่ ข็งเซลล์ไขกระดกู - แช่แข็งเอ็มบริโอ - แช่เข็งนา้ เชือ้ อสจุ ิ - แชแ่ ขง็ สว่ นตา่ งๆของร่างกาย

9 การตรวจสภาพอากาศ ตงั้ แตห่ ลงั สงครามโลกครัง้ ท่ี 2 นกั อตุ นุ ิยมวทิ ยาใช้บอลลนู ในการตรวจ สภาพอากาศชนั้ บนโดยบรรจแุ ก๊สฮีเลยี มหรือแก๊สไฮโดรเจนลงในบอลลนู จนมีเส้นผา่ นศนู ย์กลางประมาณ 2 เมตรซงึ่ ตดิ อปุ กรณ์วิทยหุ ยงั่ อากาศ พร้อมกบั ร่มชชู ีพเพอื่ เกบ็ ข้อมลู อากาศชนั้ บนเม่ือปลอ่ ยบอลลนู ขนึ ้ ไป ความดนั บรรยากาศท่ีลดลงเร่ือย ๆ ทาให้บอลลนู ขยายใหญ่ขนึ ้ จนถงึ ความสงู ประมาณ 30 กิโลเมตรแก๊สจะขยายตวั มากจนทาให้บอลลนู แตก ร่มชชู ีพจะกางออกเพอ่ื ชว่ ยให้วทิ ยหุ ยง่ั อากาศตกลงบนพนื ้ โดยไมไ่ ด้รับ ความเสยี หายจากนนั้ นกั อตุ นุ ิยมวิทยาจะเก็บวิทยหุ ยง่ั อากาศและนา ข้อมลู ไปแปลผลตอ่ ไป

10 อาการหอู ือ้ เม่อื ขนึ ้ ไปอย่บู นทสี่ งู การจาลองการโกง่ งอของแก้วหเู ม่ือความดนั บรรยากาศ เปล่ยี นแปลงการหาวการเคีย้ วหมากฝร่ังหรือการกลืนนา้ ลายจะ ทาให้สว่ นลา่ งของทอ่ ยสู เตเซยี นเปิ ดออกสง่ ผลให้อากาศภายใน ทอ่ ถกู ระบายออกสภู่ ายนอกจนกระทง่ั ความดนั ภายในเทา่ กบั ความดนั บรรยากาศภายนอกจงึ ทาให้แก้วหกู ลบั มาสสู่ ภาพตรง เหมือนเพมิ่ ความเจ็บปวดจงึ หายไปและการได้ยินจะกลบั มาเป็น ปกติ

11 เคร่ืองยนต์เจต็ (Jet engine) เคร่ืองยนต์ซ่งึ พ่นอากาศออกไปด้วยความเร็วสูง เคร่ืองบินสว่ นมากใช้เคร่ืองบนต์แบบเจต็ เครื่องยนต์เจ็ตคือกงั หนั ก๊าซซงึ่ ใช้ พาราฟินเป็นเชือ้ เพลิงและขบั ดนั เฉพาะเครื่องอดั เทา่ นนั้ ในขณะที่เคร่ืองยนต์ เผาผลาญเชือ้ เพลิงจะมีพวยอากาศร้อนและก๊าซอื่น ๆ ถกู ขบั ออกจากท่อไอเสีย ของเครื่องยนต์และผลกั ดนั เคร่ืองยนต์ไปข้างหน้า เทอร์โป แฟน (turbofan) คือเครื่องยนต์เจต็ ที่มีพดั ลมอนั ใหญ่อยขู่ ้างหน้าพดั ลมจะ พดั ให้อากาศท่ีอยรู่ อบ ๆ กงั หนั ก๊าซเข้ามารวมกบั พวยอากาศทางด้านหลงั เป็น การเพ่มิ แรงผลกั ดนั ของเคร่ืองยนต์

12 เคร่ืองจักรไอนา้ (Steam engine) เคร่ืองจกั รท่ที างานโดยใช้ไอนา้ ร้อนขับดนั รถไฟสมยั โบราณได้กาลงั จากเคร่ืองจกั รไอนา้ ในเคร่ืองจกั รไอนา้ ลกู สบู เคลอ่ื นท่ีขนึ ้ ลง (หรือเดนิ หน้าและถอยหลงั ) อย่ใู นกระบอกสบู เช่นเดียวกบั ลกู สบู ในเคร่ืองยนต์ของรถยนต์ ไอนา้ ร้อนที่มีความดนั สงู จะไหลจากหม้อต้ม นา้ ไปยงั กระบอกสบู แล้วไอนา้ นีจ้ ะขยายตวั ดนั ลกู สบู ทาให้ได้กาลงั งาน ออกมา ในกงั หนั ไอนา้ (steam turbine) ไอนา้ ท่ีขยายตวั จะผลกั ให้ ใบพดั หมนุ และโดยเหตทุ ี่กงั หนั ไอนา้ มีใบพดั หลายชดุ สาหรับทางานท่ีความ ดนั ไอสงู ปานกลาง และตา่ กงั หนั จงึ ได้กาลงั จากไอนา้ เตม็ ที่

13

14

15 แบบทดสอบหลงั เรียน 1.กระป๋ องสเปรย์ลกั ษณะการเคลื่อนที่ของแก๊สเป็นไปตามข้อใด ก.เคลือ่ นที่จารบริเวณความดนั ตา่ ไปยงั บริเวฌความดนั ต่า ข. เคลื่อนที่จารบริเวณความดนั สงู ไปยงั บริเวฌความดนั ต่า ค. เคลือ่ นที่จารบริเวณความดนั ต่าไปยงั บริเวฌความดนั สงู ง. เคล่ือนท่ีจารบริเวณความดนั สงู ไปยงั บริเวฌความดนั สงู 2.นา้ แขง็ แห้งได้จากก๊าสชนิดใด ก.������2 ข.������2 ������6 ค.������������2 ง.������2 ������ 3.ไนโตรเจนเหลวสามารถแชอ่ ะไรได้บ้าง ก.แช่นา้ อสจุ ิ ข.แชแ่ ข็งเลือด ค.แช่เอม็ บริโอ ง.ถกู ทกุ ข้อ

16 4.ไนโตเจนเหลวเม่ือปลอ่ ยสบู่ รรยากาศมีสมบตั ิเป็นข้อใด ก.สมบตั ิของแขง็ ข.สมบตั ขิ องแก๊ส ค.สมบตั ขิ องเหลว ง.สมบตั ริ ะเหดิ 5.ยเู รเนียนข้อใดตอ่ ไปนีน้ ามาผลติ กระแสไฟฟ้ า ก.235������ ข.238������ ค.279������ ง.288������ 6.หากทิง้ กระป๋ องสเปร์ผิดท่ีจะเกิดอะไรขนึ่ ก.เกิดการระเบดิ ข.เกิดการระเหย ค.เกิดการหลอมเหลว ง.เกิดการแขฃ็ ตวั

17 7.นกั อตุ นุ ิยมวิทยาหลงั สงครามโลกคร่ังท2่ี ใช้อปุ กรณ์ใดนาเครื่อง วิทยหุ ยง่ั อากาศเพื่อตรวจสภาพอากาศ ก.บมู เมอแรง ข.บอลลนู ค.นก ง.โคลมลอบ 8.เคร่ือยนต์เจต็ ใช้พลงั งานใด ก.นิวเคลียส์ ข.พล้าสมา อาร์ค ค.เลเซอร์ ง.พาลาฟิ น 9.การให้ความร้อนในเมลด็ ข้าวโพดทาให้โมเลกลุ ของแก๊สเกิด พลงั งานใด ก.พลงั งานทดแทนฃ ข.พลงั งานศกั ย์ ค.พลงั งานจลน์ ง.พลงั งานแสงอาทติ ย์

18 10.การบรรจบุ อลลนู ใช้แก๊ส ก.แก๊สLPG ข.แก๊สฮีเลียม ค.ออกซเิ จน ง.อาร์กอน 11.รูขนาดเลก็ บนฝาถ้วยกาแฟทาหน้าที่อะไร ก.ตกฝาแตง่ กาแฟ ข.ทาให้การแฟไหลออกจากรูได้อยา่ งตอ่ เนื่อฃ ค.ลดความร้ อน ง.ลดอากาศในแก้ว 12.ข้อตอ่ ไปนีเ้ป็นการประยกุ ต์ใช้นา้ แห้ง ก.ทาความสะอาดห้อฃนา้ ข.ทาความสะอาด้คลื่องจกั ร ค.ทาความสะอาดเสือ้ ผ้า ง.ทาความสะอาดคาบนา้ มนั

19 เฉลยแบบทดสอบก่อน-หลงั เรียน แบบทดสอบก่อนเรียน 1.ผดิ เพราะความดนั ภายในถ้วยลดลงจนเทา่ กบั หรือน้อยกวา่ ความดนั ภายในปากกาแฟจะหยดุ ไหล 2.ถกู 3.ถกู 4.ผิด เพราะการทางานของกระป๋ องสเปรย์จะใช้หลกั การ เคล่อื นท่ีของแก๊สจากบริเวณท่ีมีความดนั สงู ไปยงั บริเวณท่ีมี ความดนั ต่า 5.ผิด เพราะความร้อนอบเเป้ งที่อยถู่ ายในเมลด็ ข้าวโพดเกิดเป็น ปยุ สีขาว 6.ถกู แบบทดสอบหลงั เรียน 1.ข 7.ข 2.ค 8.ง 3.ง 9.ค 4.ข 10.ค 5.ก 11.ข 6.ก 12.ข