วิทยาศาสตร์ พว31001 ระดับ ม.ปลาย

196 9. รบั ประทานขา วกระเพราไก 1 จาน ไดรับสารอาหารอะไร ก. คารโ บไเดรต, โปรตนี , ไขมัน ข. ไขมนั , วติ ามนิ , คารโบไฮเดรต ค. โปรตีน, ไขมัน, นํ้า ง. โปรตีน, ไขมัน 10. การรบั ประทานอาหารถกู หลกั โภชนาการรางกายจะไดร ับประโยชนจากขอ ใดมากท่สี ดุ ก. อายยุ ืนมากขน้ึ ข. รา งกายเจริญเติบโต มีความตา นทานโรคสูง ค. สขุ ภาพจิตดี สดชน่ื แจมใส ง. มีประสทิ ธภิ าพในการทาํ งานสูง วอ งไว 11. หนวยยอ ยของไขมนั คืออะไร ก. กรดไขมนั ข. กลูโคส ค. ไลปด ง. กรดไขมัน และกลีเซอรอล 12. วิตามินทีล่ ะลายในไขมนั คือ ก. C และ D ข. A D E และ K ค. A และ C ง. K และ B2

197 บทที่ 10 ปโ ตรเลยี มและพอลิเมอร สาระสาํ คญั การเกิดปโตรเลียม แหลงปโตรเลียม การกลั่นปโตรเลียมและผลิตภัณฑปโตรเลียม ประโยชน และผลจากการใชปโตรเลียม การเกดิ และสมบตั ิของพอลเิ มอร พอลิเมอรในชีวิตประจําวนั การเกิด และผลกระทบจากการใชพลาสติก ยางธรรมชาติ ยางสังเคราะห เสนใย ธรรมชาตแิ ละเสน ใยสังเคราะห ผลการเรยี นรทู ีค่ าดหวัง 1. อธิบายหลักการกล่ันปโตรเลียมโดยวิธีการกล่ันแบบลําดับสวน ผลิตภัณฑและ ประโยชนข องผลิตภัณฑปโตรเลยี ม ผลกระทบจากการใชผลิตภัณฑป โ ตรเลยี ม 2. อธิบาย ความหมาย ประเภท ชนิดการเกิดและสมบัติของพอลิเมอร พอลิเมอร ในชวี ติ ประจําวัน ผลกระทบจากการใชพ ลาสติก ยางธรรมชาติ ยางสังเคราะห เสนใยธรรมชาติ และเสน ใยสงั เคราะห ขอบขายเน้ือหา เร่ืองที 1 ปโ ตรเลยี ม เรอื่ งที 2 พอลิเมอร

198 บทที่ 10 ปโตรเลียมและพอลิเมอร เร่ืองที่ 1 ปโตรเลียม ปโตรเลียม (Petroleum) มาจากรากศัพทภาษาละติน 2 คํา คือ เพทรา (Petra) แปลวาหนิ และโอลิอุม(Oleum) แปลวานาํ้ มนั รวมกันแลวมีความหมายวา นํ้ามันท่ีไดจากหิน ปโตรเลียมเปนสารผสมของสารประกอบไฮโดรคารบอนและสารอินทรียห ลายชนิดท่ีเกิด ตามธรรมชาติท้งั ในสถานะของเหลวและแกส ไดแก นํ้ามันดิบ (Crude oil) และแกสธรรมชาติ (Natural gas) น้ํามนั ดิบ (Crude oil) เปนของเหลว ประกอบดว ยสารไฮโดรคารบอนชนิดระเหยงาย เปน สว นใหญ ท่ีเหลอื เปนสารกํามะถนั ไนโตรเจน และสารประกอบออกไซดชนิดอื่น น้ํามันดิบ จากแหลงกําเนิดตางกันอาจมีสมบัติทางกายภาพแตกตางกัน อาจมีลักษณะขนเหนียวจนถึง หนืดคลายยางมะตอย มีสีเหลอื ง เขียว นํา้ ตาลจนถงึ ดํา มีความหนาแนน 0.79-0.97 g/cm3 แกสธรรมชาติ (Natural gas) เปนปโตรเลียมท่ีอยูในรูปของแกส ณ อุณหภูมิและ ความกดดนั ทผี่ วิ โลก แกส ธรรมชาติประกอบดวยสารไฮโดรคารบอนเปนหลัก อาจมีสัดสวนสูง ถงึ รอ ยละ 95 สว นที่เหลือ ไดแก ไนโตรเจนและคารบอนไดออกไซด บางคร้ังจะพบไฮโดรเจน ซัลไฟดปะปนอยูดวยแกสธรรมชาติอาจมีสถานะเปนของเหลว เรียกวา แกสธรรมชาติเหลว (Condensate) ประกอบดวยไฮโดรคารบอนเชนเดียวกับแกสธรรมชาติ แตมีจํานวนอะตอม คารบ อนมากกวา เมื่ออยูในแหลงกักเก็บใตผิวโลกท่ีลึกและมีอุณหภูมิสูงมาก จะมีสถานะเปน แกส แตเมื่อนําข้ึนมาท่ีระดับผิวดินซึ่ง มีอุณหภูมิตํ่ากวา ไฮโดรคารบอนจะกลายสภาพเปน ของเหลว

199 ตารางที่ 1.1 แสดงปริมาณธาตอุ งคป ระกอบของนํา้ มนั ดบิ และแกส ธรรมชาติ ชนดิ ของปโ ตรเลยี ม ปริมาณเปน รอ ยละโดยมวล นา้ํ มนั ดบิ CHS N แกส ธรรมชาติ 0.1-1 82-87 12-15 0.1-1.5 1-15 65-80 1-25 0.2 การกาํ เนดิ ปโ ตรเลยี ม ปโตรเลยี มเกดิ จากการทับถมและสลายตัวของอินทรียสารจากพืชและสัตวท่ีคลุกเคลา อยูก บั ตะกอนในช้นั กรวดทรายและโคลนตมใตพื้นดิน เมื่อเวลาผานไปนับลานปตะกอนเหลาน้ี จะจมตวั ลงเน่อื งจากการเปลย่ี นแปลงของผวิ โลก การถูกอัดแนนดวยความดันและความรอนสูง และมีปริมาณออกซิเจนจํากัด จึงสลายตัวกลายเปนแกสธรรมชาติและนํ้ามันดิบแทรกอยู ระหวางช้นั หนิ ทีม่ รี พู รนุ ป โ ต ร เ ลี ย ม จ า ก แ ห ล ง กํ า เ นิ ด ต า ง กั น จ ะ มี ป ริ ม า ณ ส า ร ป ร ะ ก อ บ ไ ฮ โ ด ร ค า ร บ อ น สารประกอบกาํ มะถนั ไนโตรเจน และออกซิเจนแตกตา งกนั โดยข้ึนอยูกับชนิดของซากพืชและ สตั วท่ีเปนตนกําเนิดอทิ ธิพลของแรงทีท่ ับถมอยบู นตะกอน แหลง กกั เกบ็ ปโ ตรเลยี ม ปโตรเลียมที่เกิดอยูในชั้นหินจะมีการเคล่ือนตัวออกไปตามรอยแตกและรูพรุนของหิน ไปสูร ะดบั ความลกึ ทนี่ อยกวา แลวสะสมตัวอยใู นโครงสรา งหนิ ทีม่ รี พู รนุ มีโพรง หรอื รอยแตกใน เนื้อหิน ที่สามารถใหปโตรเลียมสะสมตัวอยูได ดานบนเปนหินตะกอนหรือหินดินดาน เน้ือแนนละเอียดปดก้ันไมใหปโตรเลียมไหลลอดออกไปได โครงสรางปดกั้นดังกลาวเรียกวา แหลง กักเกบ็ ปโตรเลยี ม

200 รปู ภาพที่ 1.1 แสดงแหลง กกั เกบ็ ปโตรเลียม การสํารวจปโตรเลียม การสํารวจปโ ตรเลียมทาํ ไดหลายวิธี ดังนี้ 1) การสาํ รวจทางธรณีวทิ ยา (Geology) โดยการทําแผนทีภ่ าพถา ยทางอากาศ 2) การสํารวจทางธรณีวิทยาพ้ืนผิว โดยการเก็บตัวอยางหิน ศึกษาลักษณะของหิน วเิ คราะหซ ากพชื ซากสัตวท อี่ ยูใ นหิน ผลจากการสํารวจทาํ ใหส ามารถทราบโครงสรางและชนิด ของหนิ ทีเ่ อ้ืออาํ นวยตอ การกกั เก็บปโ ตรเลยี มในบริเวณนน้ั 3) การสํารวจทางธรณีฟสิกส (Geophysics) โดยการวัดความเขมสนามแมเหล็กโลก ทาํ ใหท ราบถึงขอบเขต ความหนา ความกวางใหญของแอง และความลึกของช้ันหนิ การวัดคาความโนมถว งของโลก ทําใหทราบถึงชนิดของช้ันหินใตผิวโลกในระดับตาง ๆ ชวยในการกาํ หนดขอบเขตและรูปรางของแอง ใตผวิ ดิน การวัดคาความไหวสะเทือน (Seismic wave) ทําใหทราบตําแหนง รูปราง ลักษณะ และโครงสรา งของหนิ ใตด นิ 4) การเจาะสํารวจ เพ่ือใหทราบถึงความยากงายของการขุดเจาะปโตรเลียม และเพ่ือให ทราบวามีองคประกอบเปนนํ้ามันดิบ แกสธรรมชาติ สารเจือปนตางๆ เทาใด มีความคุมทุน ในเชงิ พาณชิ ยหรือไม นาํ มาใชประกอบการตัดสินใจในการขดุ เจาะปโ ตรเลียมขน้ึ มาใชต อไป

201 การสํารวจนา้ํ มนั ดิบในประเทศไทย มีการสํารวจน้ํามันดบิ คร้ังแรกใน พ.ศ. 2464 พบท่ี อาํ เภอฝาง จังหวดั เชยี งใหม และพบ แกสธรรมชาติทีม่ ีปริมาณมากพอในเชิงพาณชิ ย ทบ่ี ริเวณอา วไทยเมือ่ พ.ศ. 2516 แหลง น้าํ มันดบิ ใหญท ี่สุดของประเทศไทย ไดแก นํ้ามันดิบเพชร จากแหลงนํ้ามันสิริกิต์ิ ก่ิงอําเภอลานกระบอื จังหวดั กําแพงเพชร สวนแหลงผลิตแกสธรรมชาตทิ ใ่ี หญท ่สี ุดอยูในบริเวณ อา วไทย ช่ือวา แหลงบงกช เจาะสํารวจพบเมอื่ พ.ศ. 2523 แหลง สะสมปโตรเลยี มใหญที่สุดของโลกอยูที่บริเวณอาวเปอรเซีย รองลงมาคือบริเวณ อเมริกากลาง อเมริกาเหนือ และรัสเซีย สวนปโตรเลียมท่ีมีคุณภาพดีพบที่บริเวณประเทศ ไนจเี รียเพราะมปี ริมาณสารประกอบกาํ มะถนั ปะปนอยนู อยทีส่ ดุ หนวยวัดปริมาณปโ ตรเลียม หนว ยที่ใชว ดั ปรมิ าณน้าํ มันดิบคือบารเรล (barrel) โดยมีมาตราวดั ดังน้ี 1 บารเ รล มี 42 แกลลอน หรือ 158.987 ลิตร หนว ยท่ีใชว ัดปรมิ าตรของแกส ธรรมชาติ นยิ มใชหนวยวัดเปน ลูกบาศกฟ ตุ ทอ่ี ณุ หภมู ิ 60 องศาฟาเรนไฮด (15.56 องศาเซลเซียส) และความดนั 30 นวิ้ ของปรอท ข้นั ตอนการกล่นั นาํ้ มนั ดบิ น้ํามันดิบเปนของผสมของสารประกอบไฮโดรคารบอนหลายชนิด ดังนั้น การกลั่น น้ํามันดิบจึงใชวิธีการกล่ันแบบลําดับสวน (Fractional distillation) โดยการกลั่นแบบลําดับ สว นเปนวิธกี ารแยกสารผสมออกจากกันใหอยูใ นรูปขององคประกอบยอย อาศัยความแตกตาง กันของจดุ เดือด (Boiling point) ดวยการใหค วามรอนกับสารประกอบน้ัน สารประกอบแตละ ตวั จะถกู แยกออกมาทค่ี วามดนั ไอแตกตางกนั ซ่ึงมขี ั้นตอนดังตอ ไปนี้ 1) กอ นการกลน่ั ลาํ ดับสวน ตองแยกนาํ้ และสารประกอบตาง ๆ ออกจากนํ้ามันดิบกอน จนเหลอื แตสารประกอบไฮโดรคารบ อนเปน สวนใหญ 2) สงสารประกอบไฮโดรคารบอนผานทอเขาไปในเตาเผาที่มีอุณหภูมิระหวาง 320 – 385 oC น้ํามันดบิ ทีผ่ านเตาเผาจะมีอุณหภูมิสูง จนบางสวนเปลี่ยนสถานะเปนไอปนไป กบั ของเหลว 3) สงสารประกอบไฮโดรคารบ อนทั้งท่ีเปนของเหลว และไอผา นเขาไปในหอกลั่น ซึ่งหอ กล่นั เปน หอสูงประมาณ 30 เมตร รปู รา งทรงกระบอก และมขี นาดเสน ผานศนู ยกลางประมาณ

202 2.5 - 8 เมตร ภายในหอกล่ันประกอบดวยชน้ั เรียงกันหลายสิบช้ัน แตละช้ันมีอุณหภูมิแตกตาง กัน ช้ันบนจะมีอุณหภูมิตํ่า สวนช้ันลางจะมีอุณหภูมิสูง ดังน้ันสารประกอบไฮโดรคารบอนท่ีมี มวลโมเลกลุ ตํ่าและจุดเดือดตํ่าจะระเหยข้ึนไปและควบแนนเปนของเหลว บริเวณสวนบนของ หอกล่ัน สว นสารประกอบไฮโดรคารบ อนทม่ี มี วลโมเลกุลสงู และจดุ เดอื ดสูงกวาจะควบแนนเปน ของเหลวอยใู นช้ันตํ่าลงมาตามชว งอณุ หภูมิของจดุ เดือด สารประกอบไฮโดรคารบอนบางชนิดที่ มีจุดเดือดใกลเคียงกันจะควบแนนปนออกมาชั้นเดียวกัน ดังนั้น การเลือกชวงอุณหภูมิในการ เกบ็ ผลิตภัณฑจ งึ ขนึ้ ยกู บั วตั ถปุ ระสงคของการใชงานผลติ ภัณฑนนั้ สารประกอบไฮโดรคารบ อนที่มมี วลโมเลกุลสงู มาก เชน น้าํ มันเตา นา้ํ มันหลอ ล่นื และ ยางมะตอย ซ่ึงมจี ดุ เดือดสงู จงึ ยังคงเปนของเหลวในชว งอุณหภูมิของการกล่นั และจะถกู แยกอยู ในชน้ั ตอนลา งของหอกล่นั รปู ภาพท่ี 1.2 แสดงกระบวนการกลนั่ แบบลําดับสวนทนี่ าํ มาใชใ นอุตสาหกรรมปโตรเลยี ม

203 รปู ภาพที่ 1.3 แสดงภาพจาํ ลองหอกลน่ั ของกระบวนการกลน่ั ปโ ตรเลยี ม ผลติ ภณั ฑท ่ีไดจากการกลนั่ ปโตรเลยี ม ผลิตภัณฑจากการกลั่นน้ํามันปโตรเลียม เรียกวา สารประกอบไฮโดรคารบอน ซ่ึงประกอบดวยธาตุไฮโดรเจน และคารบอน จํานวนแตกตางกัน มีต้ังแตโมเลกุลท่ีมีคารบอน 1 อะตอมข้ึนไป จนถึงโมเลกุลท่ีมีคารบอน 50 อะตอม ถาโมเลกุลท่ีมีจํานวนคารบอน 1-4 อะตอมจะมสี ถานะเปน แกส เม่ือจาํ นวนคารบอนเพิ่มขน้ึ สถานะจะเปน ของเหลวและมีความขน เหนียวมากข้ึนตามลําดับ ซ่ึงโมเลกุลเหลาน้ีนํามาใชประโยชนในทางอุตสาหกรรมแตกตางกัน ดังตารางตอไปนี้

204 ตารางท่ี 1.2 แสดงผลติ ภัณฑทไ่ี ดจากการกลัน่ ปโตรเลียม คณุ สมบัตแิ ละการใชประโยชน ผลติ ภณั ฑท ี่ได จุดเดอื ด (OC) สถานะ จาํ นวน C การใชประโยชน 1 – 4 ทาํ สารเคมี วัสดสุ ังเคราะห แกสปโ ตรเลยี ม < 30 แกส เชอ้ื เพลิงแกสหงุ ตม แนฟทาเบา 30 – 110 ของเหลว 5 – 7 นาํ้ มันเบนซิน ตวั ทาํ ละลาย แนฟทาหนกั 65 – 170 ของเหลว 6 – 12 นา้ํ มนั เบนซิน แนฟทาหนกั นา้ํ มันกา ด 170 – 250 ของเหลว 10 – 19 น้ํามันกาด เชอื้ เพลิง นํา้ มนั ดเี ซล 250 – 340 ของเหลว เครอ่ื งยนตไ อพน และ นํ้ามันหลอ ลนื่ > 350 ของเหลว ตะเกียง ไข > 500 ของแขง็ 14– 19 เชื้อเพลิงเคร่ืองยนตดเี ซล 19 – 35 นํา้ มันหลอ ลนื่ นาํ้ มนั เคร่อื ง นาํ้ มันเตา > 500 ของเหลว > 35 ใชทําเทียนไข เครอ่ื งสาํ อาง ยางมะตอย > 500 หนืด ยาขดั มนั ผลิตผงซกั ฟอก ของเหลว > 35 เชือ้ เพลงิ เครอ่ื งจกั ร หนดื > 35 ยางมะตอย เปน ของแข็งท่ี ออ นตัวและเหนียวหนืดเม่ือ ถูกความรอ น ใชเ ปนวัสดุ กันซึม

205 ผลกระทบของการใชปโตรเลยี ม การเผาไหมปโ ตรเลยี มจะกอ ใหเ กิดมลภาวะทางอากาศ โดยการปลอยไอเสยี ออกมาจาก ปลองควันของโรงงานอุตสาหกรรม โรงจักรไฟฟาและจากรถยนต สารมลพิษดังกลาวคือ กาซซัลเฟอรไดออกไซด(SO2) กาซไนโตรเจนออกไซด (NO) กาซคารบอนมอนอกไซด (CO) สารไฮโดรคารบอนและฝนุ ละออง เขมาตางๆ ภาวะมลพษิ ทเี่ กิดจากการผลิตและการใชผลิตภัณฑปโตรเลยี ม สาเหตุการเกดิ มลพษิ มลพษิ จะเกิดไดใ นหลายรปู แบบ สว นใหญม ีสาเหตมุ าจาก 2 ประการคือ 1) การเพ่ิมของจํานวนประชากร 2) เทคโนโลยี ซ่ึงจากสาเหตุดังกลาวจะกอใหเกิดภาวะมลพิษในหลายดาน เชน ภาวะมลพิษทางนํ้า ภาวะมลพษิ ทางอากาศ เปน ตน การเกิดภาวะมลพษิ ทางนํา้ สาเหตกุ ารเกดิ ภาวะมลพษิ ทางนํา้ ท่สี าํ คญั มี 4 ประการ ไดแก 1. เกดิ จากสารแขวนลอย สารแขวนลอย คอื สารผสมของสสารตา งชนิดกันทีไ่ มเปนเนื้อ เดยี วกันและมอี นภุ าคใหญก วา 1 ไมโครเมตร (1000 นาโนเมตร) 2. เกิดจากเชอื้ โรคที่มากับนํา้ เชน โรคฉห่ี นู โรคเทาเปอ ย 3. เกิดจากปริมาณ O2 ในนํ้า ออกซิเจนในนํ้ามีความสําคัญตอการดํารงชีวิตของสัตว และพชื ในน้ํา ปริมาณการละลายของออกซิเจนในนํ้าเปนตัวบงบอกคุณภาพของนํ้าในแหลงนํ้า นั้น ถาหากปริมาณออกซิเจนนอยผิดปกติ แสดงวานํ้าเสียสงผลใหส่ิงมีชีวิตตาง ๆ ไมสามารถ อาศัยอยูในแหลงนํา้ น้ันได ออกซเิ จนทีล่ ะลายอยูในนํ้ามาจากอากาศเปน แหลง สาํ คัญ 4. เกิดจากสารเคมีในนํ้าจําพวกสารโลหะหนัก เชน เหล็ก ตะก่ัว ปรอท แคดเมียม เปน ตน

206 การเกดิ ภาวะมลพษิ ทางอากาศ สาเหตุการเกดิ ภาวะมลพษิ ทางอากาศท่ีสําคญั มี 4 ประการ ไดแ ก 1. เกิดจากกาซหรือไอของสารอินทรีย เชน ไอระเหยของนํ้ามันเบนซินจะทําลาย ไขกระดูกเมด็ เลอื ดแดงแตก ทาํ ใหเ กิดภาวะโรคโลหิตจาง และโรคทางประสาทสวนกลาง 2. เกิดจากสารโลหะหนกั ผลของความเปนพิษของโลหะหนักในส่ิงมีชีวิตเกิดจากกลไก ระดับเซลล 5 แบบ คอื 2.1 ทาํ ใหเ ซลลตาย 2.2 เปลย่ี นแปลงโครงสรา งและการทาํ งานของเซลล 2.3 เปนตวั การชกั นําใหเกดิ มะเร็ง 2.4 เปน ตัวการทําใหเ กิดความผดิ ปกตทิ างพันธุกรรม 2.5 ทาํ ความเสยี หายตอโครโมโซมซ่งึ เปน ปจจัยทางพันธกุ รรม 3. เกิดจากฝุนละออง ฝุนละอองขนาดเล็กจะมีผลกระทบตอสุขภาพเปนอยางมาก เม่ือหายใจเขาไปในปอดจะเขาไปอยูในระบบทางเดินหายใจสวนลาง โดยเฉพาะผูปวยสูงอายุ ผปู วยโรคหวั ใจ โรคหดื หอบ 4. เกดิ จากสารกัมมันตรงั สี กา ซที่กอ ใหเ กดิ มลพษิ ทางอากาศมีหลายชนิด เชน CO CO2 SO2 NO NO2 เปนตน นอกจากน้ีอาจเปนพวกสารประกอบไฮโดรคารบอนที่มีพันธะคูรวมกับ O2 ในอากาศไดส ารพวกที่มีกลิ่นเหม็น จําพวกสารประกอบอัลดีไฮด แตถามี NO2 รวมอยูดวย จะเกิดสารประกอบ Proxy acyl nitrate (PAN) ทาํ ใหเ กดิ การระคายเคืองตอระบบหายใจ

207 เร่อื งที่ 2 พอลเิ มอร พอลิเมอร (Polymer) เปนสารที่สามารถพบไดในส่ิงมีชีวิตทุกชนิด มีลักษณะเปน โมเลกุลขนาดใหญ ซึ่งเกิดจากโมเลกุลพ้ืนฐานท่ีเรียกวา มอนอเมอร (Monomer) จํานวนมาก มาสรา งพนั ธะเชอ่ื มตอ กนั ดว ยพนั ธะโคเวเลนต1 โดยพอลิเมอรบางชนิดอาจเกิดจากมอนอเมอร ที่เปนชนิดเดียวกันท้ังหมดมาเช่ือมตอกัน เชน แปง และพอลิเอทิลีน เปนตน แตในบางชนิดก็ อาจเกิดขึ้นจากมอนอเมอรท่ีแตกตางกันมาเชื่อมตอกันก็ได ตัวอยางเชน พอลิเอสเทอร และ โปรตีน เปนตน ในปจจุบันพอลิเมอรไดเขามามีบทบาทตอการดําเนินชีวิตของมนุษยและกระบวนการ อุตสาหกรรมตาง ๆ อยางมาก โดยตัวอยางของพอลิเมอรท่ีเปนท่ีรูจักอยางกวางขวางและมี การใชป ระโยชนกันมาก ไดแ ก พลาสตกิ เสนใยสังเคราะห และยางพารา เปนตน ประเภทของพอลเิ มอร 1. พิจารณาตามแหลง กําเนิด สามารถแบง ออกเปน 2 ชนิด คือ 1.1 พอลิเมอรธรรมชาติ (Natural Polymers) เปนพอลิเมอรท่ีเกิดขึ้นเองตาม ธรรมชาติ สามารถพบไดในสง่ิ มีชวี ติ ทุกชนดิ ไดแ ก โปรตนี แปง เซลลโู ลส ไกลโคเจน กรดนิวคลีอิกและยางธรรมชาติ เปน ตน 1.2 พอลิเมอรสังเคราะห (Synthetic Polymers) เกิดจากการสังเคราะหขึ้น โดยมนุษย ดวยวิธีการนําสารมอนอเมอรจํานวนมากมาทําปฏิกิริยาเคมีภายใตสภาวะท่ี เหมาะสม ไดแก พลาสติก ไนลอน ดาครอน และลูไซต เปนตน 2. พิจารณาตามชนิดของมอนอเมอรท่ีเปนองคประกอบ สามารถแบงออกเปน 2 ชนดิ คอื 2.1 โฮมอพอลเิ มอร (Homopolymer) คอื พอลเิ มอรที่ประกอบดวยมอนอ- เมอรชนิดเดียวกัน เชน แปง ประกอบดวยมอนอเมอรท ี่เปนกลูโคสท้งั หมด พอลเิ อทิลีน หรือ PVC ประกอบดวยมอนอเมอรท เี่ ปนเอทลิ นี ทง้ั หมด เปน ตน 1 พนั ธะโคเวเลนต คอื พนั ธะท่ีเกิดขนึ้ อันเนอ่ื งมาจากอะตอม 2 อะตอม นําอิเล็คตรอนมาใชรว มกัน

208 2.2 โคพอลิเมอร (Copolymer) คือ พอลเิ มอรท่เี กดิ จากมอนอเมอรม ากกวา 1 ชนดิ ขึ้นไป เชน โปรตนี ซึ่งเกิดจากกรดอะมิโนทม่ี ีลกั ษณะตาง ๆ มาเช่อื มตอ กนั และพอลเิ อส เทอร เปน ตน 3. พจิ ารณาตามโครงสรางของพอลิเมอร สามารถแบง ออกเปน 3 ชนิด คือ 3.1 พอลิเมอรแบบเสน (Chain length polymer) เปน พอลเิ มอรท ่ีเกดิ จาก มอนอเมอรส รางพันธะตอ กนั เปน สายยาว โซพอลิเมอรเรียงชิดกันมากกวาโครงสรางแบบอื่น ๆ จึงมีความหนาแนน และจุดหลอมเหลวสูง มีลักษณะแข็ง ขุนเหนียวกวาโครงสรางแบบอื่น ๆ ตวั อยางเชน PVC พอลสิ ไตรีน พอลเิ อทิลีน เปนตน แสดงดงั ภาพ 3.2 พอลิเมอรแบบก่ิง (Branched polymer) เปนพอลิเมอรที่เกิดจากมอนอ เมอรมายึดกันแตกก่ิงกานสาขา มีทั้งโซส้ัน และโซยาว กิ่งที่แตกจากพอลิเมอรของโซหลักไม สามารถจัดเรยี งโซพ อลิเมอรใ หชิดกันไดมาก จึงมีความหนาแนนและจุดหลอมเหลวตํ่ายืดหยุน ได ความเหนยี วต่ํา โครงสรา งเปลย่ี นรปู ไดง า ยเมอื่ อณุ หภูมิเพม่ิ ข้ึน แสดงดงั ภาพ

209 3.3 พอลเิ มอรแ บบรางแห (Croos -linking polymer) เปน พอลิเมอรท่ีเกิดจาก มอนอเมอรมาตอเช่ือมกันเปนรางแห พอลิเมอรชนิดน้ีมีความแข็งแกรง และเปราะหักงาย ตวั อยางเชน เบกาไลต เมลามนี ทใ่ี ชท ําถว ยชาม แสดงดงั ภาพ ชนิดของพอลเิ มอร เม่ือพจิ ารณาการเชอ่ื มโยงระหวางสายโซโ มเลกลุ (crosslinking) เราสามารถแบง ชนิด ของพอลเิ มอรไดเ ปน 3 ชนดิ ดังน้ี 1. Thermoplastic polymers เปน พอลเิ มอรสายตรงหรือก่ิง ไมมีการเช่ือมโยงระหวางสาย โซโ มเลกุล สง ผลใหสายโซโมเลกุลขยับตัวงายเมื่อไดรับแรงหรือความรอน สามารถหลอมและ ไหลไดเม่ือไดรับความรอน เปนสวนประกอบหลักในพลาสติกออน เชน Polyethylene ในถุงพลาสติก 2. Elastomers เปนพอลเิ มอรท ม่ี กี ารเช่ือมโยงระหวางสายโซโ มเลกลุ เลก็ นอ ย ซึง่ ทาํ หนา ท่ดี งึ สายโซโ มเลกุลกลับมาใหอ ยูในสภาพเดมิ เมื่อปลอ ยแรงกระทาํ 3. Thermosetting polymers เปนพอลิเมอรที่มีการเช่ือมโยงระหวางสายโซโมเลกุล อยางหนาแนน สงผลใหสายโซโมเลกุลขยับตัวยากเมื่อไดรับแรงหรือความรอน วัสดุที่มี พอลิเมอรชนิดนี้เปนองคประกอบหลัก จึงรับแรงไดดี และไมหลอมเหลวเม่ือไดรับความรอน อยางไรก็ตาม เม่ือความรอนสูงถึงอุณหภูมิสลายตัว (Degradation temperature) วัสดุ จะสลายตัวไปเน่ืองจากพันธะเคมีแตกหัก พอลิเมอรชนิดน้ีเปนสวนประกอบหลักใน พลาสตกิ แข็ง เชน ถว ยชามเมลามนี หลังคาไฟเบอร เปนตน

210 พอลเิ มอรท ใ่ี ชในชวี ิตประจาํ วัน 1. พลาสตกิ พลาสติก (Plastic) คือ สารประกอบอินทรียที่สังเคราะหขึ้นเพ่ือใชแทนวัสดุจาก ธรรมชาติสามารถทําใหเปนรูปตาง ๆ ไดดวยความรอน พลาสติกเปนพอลิเมอรขนาดใหญ มวลโมเลกุลมาก บางชนดิ เมื่อเยน็ ก็แขง็ ตวั เม่อื ถกู ความรอ นก็ออ นตัว บางชนิดแข็งตัวถาวร สมบตั ทิ ่ัวไปของพลาสติก 1) มคี วามเสถียรมากในธรรมชาติ สลายตวั ยาก มมี วลนอย และเบา 2) เปนฉนวนความรอนและไฟฟาทีด่ ี 3) สว นมากออ นตัวและหลอมเหลวเมื่อไดรับความรอน จึงเปล่ียนเปนรูปตางๆ ไดตาม ประสงค ประเภทของพลาสตกิ พลาสติกแบงออกเปน 2 ประเภท คือ เทอรโมพลาสติก และ เทอรโมเซตติงพลาสติก 1) เทอรโมพลาสติก (Thermoplastic) หรือเรซิน เปนพลาสติกที่ใชกันแพรหลายท่ีสุด เมือ่ ไดรบั ความรอ นจะออนตวั และเมื่อเยน็ ลงจะแข็งตัว สามารถเปล่ียนรูปได พลาสติกประเภทน้ี มีโครงสรางโมเลกุลเปนโซตรงยาว มีการเช่ือมตอระหวางโซพอลิเมอรนอยมาก จึงสามารถ หลอมเหลวใหมไ ด หรอื เม่ือผา นการอัดแรงมากจะไมสามารถทาํ ลายโครงสรางเดิม ตัวอยางเชน พอลิเอทลิ ีน โพลโิ พรพิลีน พอลสิ ไตรีน โครงสรางของเทอรโ มพลาสตกิ (Thermoplastic)

211 2) เทอรโมเซตตงิ พลาสติก (Thermosetting plastic) เปน พลาสตกิ ทีม่ ีสมบัติพิเศษ คือ ทนทานตอการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิและทนปฏิกิริยาเคมีไดดี เกิดคราบและรอยเปอนไดยาก คงรปู หลังการผา นความรอ นหรอื แรงดนั เพยี งครัง้ เดยี ว เมอ่ื เย็นลงจะแข็งมาก ทนความรอนและ ความดัน ไมออนตัวและเปลี่ยนรูปรางไมได แตถาอุณหภูมิสูงก็จะแตกและไหมเปนข้ีเถาสีดํา พลาสติกประเภทนโี้ มเลกลุ จะเชื่อมโยงกันเปนรา งแหจับกนั แนน แรงยึดเหน่ียวระหวางโมเลกุล แข็งแรงมาก จงึ ไมส ามารถนํามาหลอมเหลวใหมไ ด โครงสรา งของเทอรโมเซตตงิ พลาสตกิ (Thermosetting plastic) ตารางท่ี 2.1 แสดงสมบตั บิ างประการของพลาสตกิ บางชนดิ ชนดิ ของ ประเภทของ สมบัตบิ างประการ ตวั อยางการ พลาสตกิ พลาสตกิ สภาพการไหมไฟ ขอสงั เกตอนื่ นําไปใชประโยชน พอลิเอทลิ ีน เทอรโม เปลวไฟสนี ํ้าเงินขอบ เล็บขีดเปน ถุง ภาชนะ ฟล ม พลาสติก เหลือง กลิ่นเหมอื น รอย ไมละลาย ถายภาพ พาราฟน เปลวไฟไม ในสารละลาย ของเลน เดก็ ดบั เอง ทั่วไปลอยนํา้ ดอกไม พลาสตกิ พอลโิ พรพลิ ีน เทอรโ ม เปลวไฟสีนํา้ เงินขอบ ขีดดวยเล็บ โตะ เกา อี้ เชอื ก พลาสติก เหลอื ง ควนั ขาว ไมเ ปน รอย พรม บรรจภุ ัณฑ กล่นิ เหมอื นพาราฟน ไมแตก อาหาร ช้นิ สว น รถยนต พอลิสไตรีน เทอรโม เปลวไฟสีเหลอื ง เปราะ ละลาย โฟม พลาสติก เขมามาก ไดในคารบอน อุปกรณไ ฟฟา

212 ชนิดของ ประเภทของ สมบตั บิ างประการ ตัวอยา งการ พลาสตกิ พลาสตกิ สภาพการไหมไ ฟ ขอ สงั เกตอื่น นําไปใชประโยชน กล่ินเหมือนกา ซจดุ เตตระคลอไรด เลนส ของเลนเด็ก และโทลอู นี อปุ กรณกฬี า ตะเกยี ง ลอยนาํ้ เครื่องมอื ส่อื สาร พอลวิ นิ ิลคลอ เทอรโ ม ติดไฟยาก เปลวสี ออ นตัวได กระดาษตดิ ผนัง ไรด พลาสตกิ เหลือง ขอบเขียว คลา ยยาง ภาชนะบรรจุ ควันขาว กลิ่นคลาย ลอยนํ้า สารเคมี รองเทา กรดเกลอื กระเบ้อื งปูพน้ื ฉนวนหุม สายไฟ ทอพีวีซี ไนลอน เทอรโม เปลวไฟสนี าํ้ เงินขอบ เหนียว เครอ่ื งนุงหม พลาสติก เหลือง กลิน่ คลาย ยดื หยุน ถงุ นองสตรี เขาสัตวต ดิ ไฟ ไมแตก จมนํ้า พรม อวน แห ตารางที่ 2.1 แสดงสมบตั ิบางประการของพลาสติกบางชนดิ ชนิดของ ประเภทของ สมบัตบิ างประการ ตวั อยางการ พลาสตกิ พลาสตกิ สภาพการไหมไฟ ขอสงั เกตอนื่ นาํ ไปใชประโยชน พอลยิ เู รีย เทอรโมเซต ตดิ ไฟยากเปลวสี แตกรา ว เตาเสยี บไฟฟา ฟอรมาลดไี ฮด ตงิ พลาสตกิ เหลอื งออ น ขอบฟา จมน้ํา วสั ดเุ ชิงวิศวกรรม แกมเขียวกลิน่ แอมโมเนยี อีพอกซี เทอรโ มเซต ตดิ ไฟงาย เปลวสี ไมละลายใน กาว สี สารเคลอื บ ตงิ พลาสตกิ เหลือง ควนั ดํา กลน่ิ สาร ผวิ หนาวตั ถุ คลายขาวคว่ั ไฮโดรคารบอน และน้ํา

213 ชนิดของ ประเภทของ สมบตั บิ างประการ ตวั อยางการ พลาสตกิ พลาสตกิ สภาพการไหมไ ฟ ขอ สังเกตอืน่ นาํ ไปใชป ระโยชน เทอรโ มเซต ตดิ ไฟยาก เปลวสี ออ นตวั เสน ใยผา ติงพลาสตกิ เหลือง ควนั กลน่ิ ฉุน ยดื หยุน พอลเิ อสเทอร เทอรโ มเซต ติดไฟยาก เปลวสี เปราะ หรือ ตัวถังรถยนต ตงิ พลาสตกิ เหลือง ควนั ดาํ กลน่ิ แขง็ เหนียว ตวั ถงั เรอื ใชบุภายใน ฉุน เครอื่ งบนิ 2. ยางธรรมชาตแิ ละยางสงั เคราะห 2.1 ยางธรรมชาติ คือวัสดุพอลิเมอรที่มีตนกําเนิดจากของเหลวของพืชบางชนิด ซ่ึงมีลักษณะเปนของเหลวสีขาว คลายน้ํานม มีสมบัติเปนคอลลอยด2 อนุภาคเล็ก มีตัวกลาง เปนน้าํ ประวตั ิยางธรรมชาติ ยางธรรมชาติเปนน้ํายางจากตนไมยืนตน มีชื่อเรียกอีกชื่อหนึ่งคือยางพารา หรอื ตนยางพารา ยางพารามถี ่ินกําเนิดบริเวณลุมแมนํ้าอเมซอน ประเทศบราซิล และประเทศ เปรู ในทวปี อเมริกาใต ซึ่งชาวอินเดียนแดงเผามายัน ในอเมริกากลาง เปนผูนํายางพารามาใช กอ นป พ.ศ. 2000 โดยการจมุ เทา ลงในน้าํ ยางดิบเพื่อทําเปนรองเทา สวนเผาอ่ืน ๆ ก็นํายางไป ใชประโยชน ในการทําผากันฝน ทาํ ขวดใสนา้ํ และทําลูกบอลยาง เพื่อใชเลนเกมสตางๆ เปนตน จนกระท่งั ครสิ โตเฟอร โคลมั บัสไดเดินทางมาสํารวจทวีปอเมริกาใต ในระหวางป พ.ศ. 2036 - 2 สารคอลลอยด (Colloid) เปนสารท่ีประกอบดวยอนุภาคท่ีกระจายในตัวกลางโดยมีขนาด เสนผาศูนยกลางระหวาง 10 - 10 เซนติเมตร ซ่ึงมีขนาดอนุภาคใหญกวาสารละลายจึงมีลักษณะขุน ในขณะท่ีสารละลายมีลักษณะใส อนภุ าคในคอลลอยด เปรียบเสมือนตัวถกู ละลาย และตวั กลาง ในคอลลอยดเปรียบเสมอื นตวั ทาํ ละลายในสารละลาย ลักษณะของคอลลอยด จะมีลักษณะขุนคลายกาว เชน นํา้ นม ฝุนละอองในอากาศ เปนตน

214 2039 และไดพ บกับชาวพ้ืนเมอื งเกาะเฮตทิ กี่ ําลงั เลนลูกบอลยางซึ่งสามารถกระดอนได ทําใหคณะ ผเู ดนิ ทางสาํ รวจประหลาดใจจงึ เรียกวา \"ลูกบอลผสี งิ \" การผลิตยางธรรมชาติ แหลงผลิตยางธรรมชาติที่ใหญท่ีสุดในโลกคือ แถบเอเชียตะวันออกเฉียงใต คดิ เปนรอ ยละ 90 ของแหลง ผลิตท้ังหมด สวนทเ่ี หลือมาจากแอฟริกากลาง นา้ํ ยางที่กรีดไดจาก ตนจะเรียกวานํ้ายางสด (field latex) น้ํายางที่ไดจากตนยางมีลักษณะเปนเม็ดยางเล็ก ๆ กระจายอยูในนํ้า มีลักษณะเปนของเหลวสีขาว มีสภาพเปนคอลลอยด มีปริมาณของแข็ง ประมาณรอยละ 30-40 มีคา pH 6.5-7 มีความหนาแนนประมาณ 0.975-0.980 กรัมตอ มลิ ลิลิตร มคี วามหนดื 12-15 เซนตพิ อยส สว นประกอบในนาํ้ ยางสด แบงออกไดเ ปน 2 สวนคอื 1) สว นทเ่ี ปนเนอ้ื ยาง 35% 2) สว นท่ีไมใชย าง 65% โดยแบงออกเปน สวนท่ีเปน นํา้ 55% และสวนของ ลทู อยด 10% คณุ สมบตั ิของยางธรรมชาติ ยางธรรมชาติมีความยืดหยุนสูง มีสมบัติเย่ียมในดานการเหนียวติดกัน มีคา ความทนทานตอแรงดึงสูงมากโดยไมตองเติมสารเสริมแรงมีความทนตอการฉีกขาดสูงมากท้ัง ที่อุณหภูมิหองและอุณหภูมิสูง มีความตานทานตอการลาและการขัดถูสูง มีความเปนฉนวน ไฟฟา สูงมาก ยางดิบละลายไดด ใี นตวั ทาํ ละลายที่ไมมีขวั้ เชน เบนซิน เนื่องจากยางดิบไมมีขั้ว และไมทนตอน้ํามันปโตรเลียม แตทนตอของเหลวที่มี ข้ัว เชน อะซิโตน หรือแอลกอฮอล นอกจากน้ียังทนตอกรด และดางออนๆ แตไมทนตอกรด และดางเขมขน ไวตอการทําปฏิกิริยากับออกซิเจน ไมทนตอโอโซน การกระเดงกระดอนสูง อุณหภูมิใชงาน ตั้งแต 55 - 70 องศาเซลเซียส แตหากเก็บไวนานจะทําใหยางสูญเสีย ความยดื หยุนได 2.2 ยางสงั เคราะห ยางสังเคราะหไดมีการผลิตมานานแลว ตั้งแต ค.ศ. 1940 สาเหตุท่ีทําใหมีการ ผลิตยางสังเคราะหขึ้นในอดีต เนื่องจากการขาดแคลนยางธรรมชาติที่ใชในการผลิตอาวุธ ยุทโธปกรณและปญหาในการขนสง จากแหลงผลติ ในชว งสงครามโลกครง้ั ที่ 2 จนถึงปจจุบันไดมี

215 การพัฒนาการผลิตยางสังเคราะห เพือ่ ใหไดย างทมี่ ีคณุ สมบตั ติ ามตองการในการใชง านที่สภาวะ ตา ง ๆ เชน ที่สภาวะทนตอ น้าํ มนั ทนความรอ น ทนความเย็น เปน ตน การใชง านยางสงั เคราะหสามารถแบง ออกเปน 2 ประเภทคอื 1) ยางสําหรับงานทั่วไป (Commodity rubbers) เชน IR (Isoprene Rubber) BR (Butadiene Rubber) 2) ยางสําหรับงานสภาวะพิเศษ (Specialty rubbers) เชน การใชงานในสภาวะ อากาศรอนจัด หนาวจัด หรือสภาวะที่มีสัมผัสกับนํ้ามัน ไดแก Silicone, Acrylate rubber เปนตน การใชงานยางสังเคราะห ยางสังเคราะหนั้นเม่ือเทียบสมบัติเฉพาะตัวทาง ดานเทคนคิ กับยางธรรมชาตแิ ลว ยางสังเคราะหจ ะมีคุณสมบตั ิท่ีมคี วามทนทานตอการขัดถูและ การสึกกรอน (Abrasion Resistance) ท่ีดีกวามีความเสถียรทางความรอน (Thermal Stability) ที่สูงกวาทําใหยางสังเคราะหเส่ือมสภาพไดชากวายางธรรมชาติ ทั้งยังมียาง สังเคราะหอีกหลายชนิดท่ีสามารถคงความยืดหยุนไดแมอยูในอุณหภูมิท่ีต่ํา สามารถทนตอ น้ํามันและจาระบี รวมทั้งยังทนเปลวไฟไดดีซ่ึงเหมาะกับการนําไปใชทําเปนฉนวนในอุปกรณ อิเลก็ ทรอนิกสไ ดดว ย ดงั นนั้ ในปจจุบันยางสงั เคราะหจึงไดรับความนิยมมากกวายางธรรมชาติ ทั้งยังมีหลายชนิดใหเลือกเหมาะกับการใชงาน หลากหลายประเภท ตั้งแตการนํามาใชใน อตุ สาหกรรมยางรถยนต ใชผลติ เปน เคร่อื งมือแพทย หรือใชทาํ ชิ้นสว นแมพ มิ พ และสายพานใน เครอ่ื งจักร เปน ตน 3. เสน ใยธรรมชาติและเสน ใยสังเคราะห เสน ใย (Fibers) คอื พอลิเมอรชนิดหนึ่งที่มีโครงสรางของโมเลกุลสามารถนํามา เปนเสน ดา ยหรอื เสนใย จําแนกตามลักษณะการเกิดได ดงั น้ี ประเภทของเสน ใย 3.1 เสนใยธรรมชาติ ที่รูจกั กนั ดแี ละใกลตวั คอื เสนใยเซลลโู ลส เชน ลนิ ิน ปอ เสนใยสับปะรด เสนใยโปรตีน จากขนสตั ว เชน ขนแกะ ขนแพะ และ เสน ใยไหม เปน เสน ใย จากรังไหม

216 3.2 เสน ใยสังเคราะห มีหลายชนิดทใ่ี ชก นั ทัว่ ไป คอื เซลลโู ลสแอซีเตด เปนพอลิเมอรท เ่ี ตรียมไดจ ากการใชเ ซลลูโลสทาํ ปฏกิ ริ ยิ ากับกรดอซติ ิกเขม ขน โดยมีกรดซลั ฟรู ิก เปน ตวั เรง ปฏกิ ิรยิ า การใชประโยชนจ ากเซลลโู ลสอะซเี ตด เชน ผลิตเปน เสนใยอารแ นล 60 ผลิตเปน แผน พลาสติกทใ่ี ชท าํ แผงสวิตชแ ละทห่ี มุ สายไฟ ผลกระทบของการใชพ อลิเมอร ปจจบุ ันมกี ารใชผลติ ภณั ฑจ ากพอลเิ มอรอยา งมากมาย ทงั้ ในดานยานยนต การกอสราง เคร่ืองใช เฟอรนิเจอร ของเลน รวมทั้งวงการแพทย และยังมีแนวโนมท่ีใชผลิตภัณฑจาก พอลิเมอรมากย่ิงข้ึน เน่ืองจากวัสดุ สิ่งของเคร่ืองใชตางๆ ท่ีผลิตจากพอลิเมอรไมวาจะเปน พลาสติก ยาง หรอื เสนใย เม่ือใชแ ลว มกั จะสลายตัวยาก ท้งั ยังเกิดสงิ่ ตกคา งมากขึน้ เรอ่ื ย ๆ และ สารต้ังตนของพอลิเมอรสวนใหญเปนสารประกอบไฮโดรคารบอน ซึ่งเม่ือทําปฏิกิริยากับ ออกซิเจนและไนโตรเจนไดออกไซดจะเกิดเปนสารประกอบเปอรออกซีแอซิติลไนเตรต (PAN) ซ่งึ เปน พิษ ทําใหเกดิ การระคายเคืองตาและระบบทางเดินหายใจ และยังทําใหไฮโดรเจนในช้ัน บรรยากาศลดลงดวย จะเห็นไดว า ผลิตภัณฑพอลิเมอรแมจะมีประโยชนมากมาย แตกอใหเกิด มลภาวะทางสงิ่ แวดลอมไดม ากมายเชนกนั ท้ังทางอากาศ ทางนํา้ และทางดนิ ผลกระทบจากการใชพ อลเิ มอรส ามารถสรปุ ไดด งั น้ี 1) โรงงานอตุ สาหกรรมทผี่ ลิตผลิตภัณฑพ อลเิ มอรต างๆ มกี ารเผาไหมเ ชอื้ เพลิง เกิดหมอกควันและกาซคารบอนไดออกไซดซ่ึงเปนกาซพิษ นอกจากน้ีไฮโดรคารบอนยังทําให เกดิ สารประกอบออกซแี อวิตลิ ไนเตรต ซึง่ เปนพิษกระจายไปในอากาศ ทําใหสัดสวนของอากาศ เปลี่ยนแปลงไป และอุณหภูมิของอากาศเปลี่ยนแปลงไปดวย นอกจากเกิดมลภาวะทางอากาศ แลวในกระบวนการผลิตของโรงงานอุตสาหกรรม มักปลอยสารพิษลงสูแหลงนํ้า เชน อุตสาหกรรมพลาสติกปลอยสารพีซีบี (PCB polychlorinated biphenyls) ซึ่งทําใหเกิด ผมรวง ผิวหนังพุพอง ออนเพลีย และสารเคมีบางอยางละลายลงในนํ้า ทําใหนํ้ามีสมบัติเปน กรด ปริมาณออกซเิ จนในนาํ้ ลดลง เปน อนั ตรายกบั ส่งิ มีชวี ิตในน้าํ 2) การใชผลิตภัณฑพอลิเมอรของผูบริโภค เปนที่ทราบกันวาผลิตภัณฑพอลิเมอร สวนใหญสลายตัวยาก และมีการนํามาใชมากข้ึนทุกวัน ทําใหมีซากเศษผลิตภัณฑมากย่ิงขึ้น เกิดจากการทบั ถม หมกั หมมบนดนิ เกดิ กลิน่ กา ซฟุงกระจาย เพิ่มมลภาวะในอากาศ พื้นดินถูก ใชไปในการจัดเก็บซากผลิตภัณฑมากข้ึน ทําใหพ้ืนท่ีสําหรับใชสอยลดลง และดินไมเหมาะตอ การใชประโยชน เปนมลภาวะทางดินมากข้ึน นอกจากน้ีซากผลิตภัณฑบางสวนถูกทิ้งลงใน

217 แหลงนํ้า นอกจากทําใหนํ้าเสียเพิ่มมลภาวะทางนํ้าแลว ยังทับถมปดก้ันการไหลของนํ้า ทําให การไหลถายเทของนํา้ ไมสะดวก อาจทําใหนา้ํ ทวมได ผลิตภณั ฑท ่ีผลิตจากพอลเิ มอรส วนใหญเ ปน พลาสตกิ หลังจากใชง านพลาสติกเหลานี้ไป ชวงเวลาหน่ึง มักถูกทิ้งเปนขยะพลาสติก ซ่ึงสวนหนึ่งถูกนํากลับมาใชอีกในลักษณะตางๆ กัน และอกี สวนหนึ่งถูกนําไปกําจัดท้ิงโดยวิธีการตางๆ การนําขยะพลาสติกไปกําจัดท้ิงโดยการฝง กลบเปนวิธีท่ีสะดวกแตมีผลเสียตอสิ่งแวดลอม ท้ังน้ีเพราะโดยธรรมชาติพลาสติกจะถูกยอย สลายไดยากจึงทับถมอยูในดิน และนับวันยิ่งมีปริมาณมากขึ้นตามปริมาณการใชพลาสติก สวนการเผาขยะพลาสติกก็กอใหเกิดมลพิษและเปนอันตรายอยางมาก วิธีการแกปญหาขยะ พลาสตกิ ท่ไี ดผลดที ี่สุดคือ การนําขยะพลาสตกิ กลับมาใชประโยชนใ หม การนาํ ขยะพลาสตกิ ใชแลว กลบั มาใชประโยชนใหมม หี ลายวธิ ี ดังน้ี 1) การนํากลับมาใชซํ้า ผลิตภัณฑพลาสติกที่ใชแลว สามารถนํากลับมาทําความสะอาด เพ่ือใชซาํ้ ไดหลายครงั้ แตภ าชนะเหลา นน้ั จะเสอ่ื มคุณภาพและลดความสวยงามลง นอกจากน้ียัง ตอ งคาํ นึงถึงความสะอาดและความปลอดภยั ดว ย 2) การหลอมขึ้นรูปผลิตภัณฑใหม การนําขยะพลาสติกกลับมาใชใหม โดยวิธีขึ้นรูป เปน ผลติ ภัณฑใ หม เปน วธิ ที ี่นยิ มกนั มาก แตเม่ือเทียบกับปริมาณของขยะพลาสติกท้ังหมดก็ยัง เปนเพียงสวนนอย การนําพลาสติกใชแลวมาหลอมขึ้นรูปใหมเชนน้ี สามารถทําไดจํากัดเพียง ไมกี่คร้ัง ท้ังน้ีเพราะพลาสติกดังกลาวจะมีคุณภาพลดลงตามลําดับ และตองผสมกับพลาสติก ใหมในอัตราสว นทเ่ี หมาะสมทกุ ครัง้ อกี ทัง้ คุณภาพของผลิตภัณฑที่ไดจากพลาสติกที่นํากลับมา ใชใหมจะตํ่ากวาผลติ ภณั ฑท ี่ไดจากพลาสติกใหมทัง้ หมด 3) การเปล่ียนเปนผลิตภัณฑของเหลวและกาซ การเปล่ียนขยะพลาสติกเปน ผลติ ภณั ฑข องเหลวและกา ซเปน วิธกี ารท่ีที่ทําใหไดสารไฮโดรคารบอนท่ีเปนขยะเหลวและกาซ หรือเปนสารผสมไฮโดรคารบอนหลายชนิด ซึ่งอาจใชเปนเช้ือเพลิงโดยตรง หรือกลั่นแยกเปน สารบรสิ ุทธิ์ เพ่ือใชเปน วัตถุดิบสาํ หรับการผลิตพลาสตกิ เรซินไดเชนเดียวกันกับวัตถุดิบที่ไดจาก ปโตรเลียม กระบวนการน้ีจะไดพลาสติกเรซินที่ที่มีคุณภาพสูงเชนเดียวกัน วิธีการเปล่ียน ผลิตภัณฑพลาสติกท่ีใชแลวใหเปนของเหลวน้ีเรียกวา ลิควิแฟกชัน (Liquefaction) ซ่ึงเปนวิธี ไพโรไลซิสโดยใชความรอนสูง ภายใตบรรยากาศไนโตรเจนหรือกาซเฉ่ือยชนิดอื่น นอกจาก ของเหลวแลวยังมผี ลิตภัณฑข างเคียงเปนกากคารบอนซ่ึงเปนของแข็ง สามารถใชเปนเชื้อเพลิง ได สําหรับกาซท่ีเกิดขึ้นจากกระบวนการไพโรไลซิส คือกาซไฮโดรคารบอน สามารถใชเปน

218 เช้ือเพลิงไดเชนกัน นอกจากนี้ยังอาจมีกาซอื่น ๆ เกิดขึ้นดวย เชน กาซไฮโดรเจนคลอไรด ซึ่งใชประโยชนในอุตสาหกรรมบางประเภทได 4) การใชเ ปน เชื้อเพลงิ โดยตรง พลาสตกิ ประเภทเทอรโมพลาสตกิ สว นมากมีสมบัติ เปน สารทีต่ ดิ ไฟและลกุ ไหมไดด ีจงึ ใชเ ปนเชอ้ื เพลงิ ไดโ ดยตรง 5) การใชเ ปน วสั ดปุ ระกอบ อาจนําพลาสติกใชแ ลว ผสมกับวสั ดุอยา งอ่ืน เพื่อผลิตเปน ผลติ ภณั ฑวสั ดปุ ระกอบทีเ่ ปน ประโยชนไ ด เชน ไมเ ทียม หนิ ออ นเทยี ม แตผลิตภณั ฑเหลา น้ีอาจ มีคณุ ภาพไมสูงนัก

219 กิจกรรมทา ยบทที่ 10 คาํ ส่ัง จงทําเครอื่ งหมาย X ลงในขอ ท่ีถูกตอ ง 1. วิธีการกล่ันแบบใดนํามาใชใ นการกลัน่ นํา้ มนั ดิบ ก. การกล่ันแบบงา ย ข. การกลั่นแบบธรรมดา ค. การกลัน่ ลําดับสว น ง. การกลน่ั แบบสกัดโดยไอนํา้ 2. การกลน่ั นํ้ามนั ดบิ จะไดผ ลิตภัณฑใดออกมาเปนอนั ดับแรก ก. แกสหงุ ตม ข. น้ํามนั เบนซนิ ค. นา้ํ มนั ดเี ซล ง. นํ้ามนั เตา 3. ผลิตภณั ฑท่ีไดจากการกลน่ั นา้ํ มนั ดบิ จะมีองคประกอบมากหรือนอ ยขน้ึ อยูกบั อะไร ก. แหลงนํ้ามนั ดิบ ข. ความรอน ค. ความดนั อากาศ ง. การขนสง 4. ยางมะตอยเปน ผลติ ภณั ฑที่ไดจ ากการกล่นั นา้ํ มนั ดบิ ทีอ่ ุณหภูมิเทา ใด ก. < 30 oC ข. 170-250 oC ค. > 350 oC ง. > 500 oC

220 5. ผลกระทบทีเ่ กิดจากการใชป โตรเลียมจะทําใหเ กิดกา ซพิษชนิดใด ก. กาซซัลเฟอรไดออกไซด (SO2) ข. กา ซออกซิเจน (O2) ค. กาซมเี ทน (CH4) ง. กาซโพรเพน (C3H8) 6. ขอใดอธิบายความหมายของพอลเิ มอรไ มถ ูกตอ ง ก. พอลิเมอรเ ปนสารที่สามารถพบไดในสิ่งมีชีวติ ทกุ ชนิด ข. พอลิเมอรแ บบก่งิ มคี วามหนาแนนและจดุ หลอมเหลวสูง ค. พอลิเมอรอาจเกดิ จากมอนอเมอรชนดิ เดียวกันหรือตา งชนิดกนั มาเช่อื มตอ กัน ง. พอลเิ มอรเกิดจากมอนอเมอรจํานวนมากมาสรางพนั ธะเชือ่ มตอ กนั ดวยพนั ธะโคเวเลนต 7. เทอรโ มพลาสตกิ คอื พลาสตกิ ประเภทใด ก. มโี ครงสรางโมเลกุลเปน โซต รงยาว สามารถเปลย่ี นรปู ไดเ มือ่ ไดรบั ความรอน ข. ทนทานตอการเปลยี่ นแปลงอุณหภมู ิและปฏกิ ริ ิยาเคมี ค. โมเลกุลเชือ่ มตอกนั เปนรา งแห ไมส ามารถหลอมเหลวใหมไ ด ง. คงรปู หลังการผานความรอนหรอื แรงดันเพียงคร้ังเดียว 8. ขอใดจัดเปน พอลิเมอรธรรมชาติ ก. ไนลอน ข. โปรตีน ค. ดาครอน ง. พลาสตกิ

221 9. ขอใดจดั เปนพอลเิ มอรแบบรา งแห ก. PVC ข. พอลิสไตรีน ค. พอลิเอทิลีน ง. เมลามีน 10. ขอ ใดกลา วถงึ ผลกระทบจากการใชพ อลเิ มอรไ มถ ูกตอ ง ก. ทาํ ใหน ํ้ามีสมบตั ิเปน กรด ข. ทําใหเกิดผมรว ง ผวิ หนงั พพุ อง ค. ทาํ ใหป ริมาณออกซเิ จนในแหลง นาํ้ ลดลง ง. ทําใหไดผลติ ภัณฑท ท่ี นทานตอ ความรอนสูง

222 บทที่ 11 สารเคมีกบั ชีวิตและสิ่งแวดลอม สาระสําคญั ชีวิตประจําวันของมนุษยท่ีจะดํารงชีวิตใหมีความสุขน้ัน รางกายตองสมบูรณแข็งแรง สิ่งที่จะมาบั่นทอนความสุขของมนุษย คือสารเคมีท่ีเขาสูรางกายจึงจําเปนตองรูถึงการใช สารเคมี ผลกระทบจากการใชส ารเคมี ผลการเรียนรูทค่ี าดหวงั 1. อธบิ ายความสาํ คญั และความจําเปนทีต่ อ งใชส ารเคมีได 2. อธบิ ายวธิ ีการใชส ารเคมีบางชนิดไดถกู ตอง 3. อธบิ ายผลกระทบทเ่ี กดิ จากการใชส ารเคมไี ด ขอบขายเนื้อหา เร่อื งท่ี 1 ความสําคัญของสารกับชวี ติ และส่งิ แวดลอม เรื่องที่ 2 ความจาํ เปนทีต่ อ งใชสารเคมี เรอ่ื งท่ี 3 การใชส ารเคมที ีถ่ ูกตอ งและปลอดภยั เรอื่ งท่ี 4 ผลกระทบทเ่ี กิดขน้ึ จากการใชสารเคมี

223 บทที่ 11 สารเคมกี บั ชีวติ และส่ิงแวดลอ ม เรื่องที่ 1 ความสําคัญของสารเคมีกับชีวิตและสิง่ แวดลอม ส่ิงแวดลอม คือ ทุกสิ่งท่ีอยูรอบตัวเราทั้งที่มีชีวิตและไมมีชีวิต ทั้งที่เปนรูปธรรม (จับตองมองเห็นได) และนามธรรม (วัฒนธรรม ประเพณี ความเช่ือ) มีอิทธิพลเกี่ยวโยง ถึงกันเปน ปจจัยในการเกือ้ หนนุ ซง่ึ กนั และกนั ผลกระทบจากปจจัยหน่ึงจะมีสวนเสริมสรางหรือ ทําลาย อกี สว นหนึ่งอยางหลีกเล่ียงมิได ส ิ่งแวดลอมเปนวงจร และวัฏจักรที่เกี่ยวของกันไปทั้ง ระบบ สิ่งแวดลอ ม แบง ออกเปน ลักษณะกวา ง ๆ ได 2 สว น คือ 1. สิ่งแวดลอมทีเ่ กดิ ขน้ึ เองตามธรรมชาติ เชน ปาไม ภเู ขา ดิน น้ํา อากาศ ทรพั ยากร 2. สิ่งแวดลอมท่ีมนุษยสรางข้ึน เชน ชุมชนเมือง สิ่งกอสรางโบราณสถาน ศิลปกรรม ขนบธรรมเนียม ประเพณี และวัฒนธรรม มนษุ ยก ับส่งิ แวดลอม มนุษยมีความสัมพันธกับสิ่งแวดลอมอยางแนบแนน ในอดีตปญหาเรื่องความสมดุล ของธรรมชาติตามระบบนิเวศยังไมเกิดขึ้นมากนัก เน่ืองจากผูคนในยุคนั้นมีชีวิตอยูภายใต อิทธพิ ลของธรรมชาติ ความเปลี่ยนแปลงทางดานธรรมชาติ และสภาวะแวดลอมเปนไปอยาง คอยเปนคอยไป จึงทําใหธรรมชาติสามารถปรับสมดุลของตัวเองได แตปจจุบันน้ีไดมีปญหา อยางรนุ แรงดา นส่งิ แวดลอ มข้นึ ในบางสวนของโลก และปญหาดังกลา วก็มีลกั ษณะคลายคลึงกัน ในทุกประเทศ ดังนี้ 1. ปญ หาทางดา นภาวะมลพษิ ทางนํา้ 2. ปญหาทรัพยากรธรรมชาติที่เส่ือมสลายและหมดส้ินไปอยางรวดเร็ว เชน นํ้ามัน แรธ าตุ พืชสตั ว ทง้ั ท่เี ปน อาหารและการอนุรักษไวเ พื่อการศกึ ษา 3.ปญหาท่ีเก่ียวกับการตั้งถ่ินฐานของชุมชนมนุษย เชน การวางผังเมือง และชุมชน ไมถูกตองทําใหเกดิ การแออัด การใชท รพั ยากรผดิ ประเภทและเกิดปญหาจากของเหลือทิ้งพวก ขยะมลู ฝอย

224 สสาร หมายถึง สิ่งที่มีมวล ตองการที่อยู และสามารถสัมผัสได หรืออาจหมายถึง ส่ิงตางๆที่อยูรอบตัวเรา มีตัวตนตองการที่อยูสัมผัสได อาจมองเห็นหรือมองไมเห็นก็ได เชน อากาศ ดิน นํา้ เปนตน สาร หมายถงึ สสารท่ที ราบสมบัติ หรอื สสารทจ่ี ะศกึ ษาเปน สสารท่เี ฉพาะเจาะจง สมบัติของสาร หมายถึง ลักษณะเฉพาะตัวของสาร เชน เนื้อสาร สี กลิ่น รส การนําไฟฟา การละลายนํ้า จุดเดือด จุดหลอมเหลว ความเปนกรด – เบส เปน ตน สมบัติของสารจําแนกได 2 ประเภท คอื 1. สมบัติทางกายภาพ เปนสมบัติที่สังเกตไดจากลักษณะภายนอก หรือใช เคร่ืองมืองายๆในการสังเกต ซ่ึงเปนสมบัติทีไมเก่ียวของกับปฏิกิริยาเคมี เชน สี กลิ่น รส สถานะ จดุ เดอื ด ลักษณะ รูปผลึก ความหนาแนน การนาํ ไฟฟา การละลาย จุดหลอมเหลว 2. สมบตั ทิ างเคมเี ปน สมบัติท่ีเกี่ยวของกับโครงสรางภายในของสาร เปนสมบัติ ทส่ี ังเกตไดเ มื่อมปี ฏกิ ิรยิ าเคมเี กิดข้ึน เชน ความเปน กรด- เบส การเกดิ สนมิ เปนตน ในชวี ติ ประจําวันของเราจงึ มคี วามจําเปนตอ งใชส ารตางๆ ทง้ั เปนปจจัยในการดํารงชีวิต ในรูปปจจัยส่ี คือ สารเปนแหลงอาหาร เราใชสารเปนเครื่องใชไมสอยในการสรางท่ีอยูอาศัย และเครื่องอํานวยความสะดวกเราใชสารพวกเสนใยมาผลิตสิ่งทอใชเปนเส้ือผา เคร่ืองนุงหม และยารักษาโรค อุปกรณ เวชภัณฑที่ใชเพื่อการปองกันโรค บําบัดรักษาโรค ลวนแตเปนสาร ท้ังส้นิ เรอ่ื งท่ี 2 ความจําเปน ที่ตอ งใชส ารเคมี สารในชีวิตประจาํ วัน ในชีวิตประจําวัน เราจะตองเกี่ยวของกับสารหลายชนิด ซ่ึงมีลักษณะแตกตางกัน สารท่ีใชในชีวิตประจําวันจะมีสารเคมีเปนองคประกอบ สารแตละชนิดมีสมบัติหลายประการ และนํามาใชประโยชนแตกตางกันเราตองจําแนกประเภทของสาร เพื่อความสะดวกใน การศกึ ษาและการนาํ ไปใช

225 ประเภทของสารในชีวิตประจําวนั 1. สารปรุงแตงอาหาร หมายถึง สารที่เติมลงไปในอาหารเพ่ือใหนารับประทาน สาร เหลานั้นจะไปเพิ่มสี รส กลิ่นของอาหาร รวมไปถึงการใสวิตามินใสผงชูรสใสเคร่ืองเทศดวย เชน นาํ้ ตาลใหรสหวาน เกลอื นํา้ ปลา ใหรสเค็ม นํา้ สม สายชู น้าํ มะนาว ใหรสเปรย้ี ว 2. สารที่ใชทําความสะอาด หมายถึง สารที่มีคุณสมบัติในการชําระส่ิงสกปรก ใชในการการดูแลรักษาสภาพของรางกาย เส้ือผา นอกจากนั้นยังชวยใหเคร่ืองใชและเคร่ือง สุขภัณฑอยใู นสภาพดมี คี วามทนทาน 3. สารท่ใี ชเ ปน เครื่องสําอาง หมายถงึ วตั ถุที่มุงหมายเอาไวทา ถู นวด โรย พน หยอด ใส อบ หรือกระทาํ ดวยวิธอี ่ืนใดตอ สว นหนง่ึ สว นใดของรางกายเพ่ือความสะอาด ความสวยงาม หรือสงเสริมใหเกิดความสวยงาม ตลอดท้ังเคร่ืองประทินผิวตาง ๆ ดวยรวมท้ังวัตถุท่ีใชเปน สวนผสมในการผลิตเคร่ืองสําอางโดยเฉพาะ แตไมรวมถึงเครื่องประดับและเคร่ืองแตงตัว ซึ่งเปน อปุ กรณรางกายภายนอก

226 4. สารที่ใชเ ปนยา หมายถึง สารหรือผลติ ภณั ฑที่มีวัตถปุ ระสงคใ นการใช เพ่อื ใหเ กิดการ เปล่ียนแปลงทางสรีรวิทยาของรางกาย หรือทําใหเกิดการเปลี่ยนแปลงของขบวนการ ทางพยาธิวิทยา ซ่งึ ทาํ ใหเ กดิ โรคท้ังน้ีเพอ่ื กอ ใหเ กิดประโยชนแ กผรู ับยานั้น สารทถ่ี ูกจัดใหเ ปนยาควรมีประโยชนในการใชโ ดยมีหลกั ใหญ 3 ประการ คือ 1. ใชประโยชนในการรกั ษาโรคใหห ายขาด 2. ใชประโยชนในการควบคมุ โรคหรอื บรรเทาอาการ 3. ใชป ระโยชนในการปอ งกันโรค นอกจากน้ียายังมีประโยชนในการวินิจฉัยโรค เชน การทดสอบภาวการณตั้งครรภ โดยการใช วิธีการตรวจสอบฮอรโมนที่ช่ือวาเอสโตรเจน (Estrogens) และการทดสอบการทํางานของ ระบบควบคุมการหล่ังฮอรโมนของตอมใตสมองและตอมหมวกไตโดยใชยาชื่อคอรติซอล (Cortisol) 5.สารเคมีท่ีใชในการเกษตร แบงเปน 2 ประเภท คือ สารเคมีท่ีใชในการเพิ่มผลผลิต และสารเคมีท่ใี ชใ นการกาํ จดั แมลงศัตรูพืช 5.1 สารเคมีท่ีใชในการเพิ่มผลผลิต สารเคมีท่ีใชในการเพ่ิมผลผลิต คือ วัสดุใดก็ตามท่ี เราใสลงไปในดินไมวาในทางใด โดยวัสดุนั้นมีธาตุอาหารจําเปนสําหรับพืช ซึ่งพืชสามารถ นําไปใชป ระโยชนไดเ ราเรียกวา “ปุย”

227 5.2 สารเคมที ่ใี ชในการกาํ จัดแมลงศัตรูพืช หมายถึง สารเคมีหรือสวนผสมของสารใดๆ กต็ ามท่ใี ชป องกนั กาํ จดั ทาํ ลาย หรือขับไลศ ตั รพู ืช คณุ สมบัตขิ องสารเคมที ี่ใชในชีวิตประจาํ วัน แบงตามคุณสมบัติได 3 ประเภทไดแก 1.สารทม่ี คี วามเปนกลาง เชน นํา้ นํ้าเชอ่ื ม 2.สารทมี่ คี วามเปนกรด เชน นาํ้ มะนาว นา้ํ สมสายชู นาํ้ อัดลม น้ํายาลางหอ งน้ํา 3.สารทม่ี สี มบัตเิ ปน เบส เชน นาํ้ ปูนใส นํ้าสบู น้ํายาเชด็ กระจก การหาคา ความเปน กรด-เบส (Potential of Hydrogen ion : pH) การหาคา ความเปนกรดความเปนเบสของสารเคมที ใี่ ชใ นชีวิตประจําวันสามารถทดสอบ การเปล่ียนสีของ กระดาษลิตมัส ยูนิเวอรซัลอินดิเคเตอร และสารละลายฟนอลฟธาลีน ดงั แสดงในตาราง

228 ผลการเปลยี่ นแปลงเม่อื ทดสอบความเปน กรด-เบสของสารเคมใี นชวี ิตประจาํ วนั กระดาษลติ มัส ยนู ิเวอรซลั อินดิเคเตอร สารละลายฟน อลฟ ธาลนี กรด (acid) การตรวจสอบดว ยยูนิ กรด (acid) สารละลายฟนอลฟ ธาลนี เมือ่ ทดสอบดวยกระดาษ เวอรซลั อนิ ดิเคเตอร จะ ลิตมัสสีนํ้าเงินจะเปล่ยี นจากสี สามารถบอกคา ความเปน เปนสีใสหรือไมเปลีย่ นสี นา้ํ เงนิ เปนสีแดง กรด-เบส (pH) ไดดังนี้ เบส Base เมอ่ื ทดสอบดวยกระดาษ -คา pH นอ ยกวา 7 สารละลายฟน อลฟ ธาลีน ลติ มัสสแี ดงจะไมเ ปล่ียนสี เปนกรด เปลยี่ นเปนสชี มพูมวง เบส Base -คา pH มากกวา 7 เม่ือทดสอบดว ยกระดาษ เปนเบส ลติ มสั สีแดงจะเปลย่ี นจากสแี ดง -คา pH เทา กบั 7 เปน กลาง เปนสีนาํ้ เงิน เมือ่ ทดสอบดว ยกระดาษ ลติ มสั สีนาํ้ เงินจะไมเ ปลยี่ นสี กลาง กระดาษลติ มัสท้ังสองสี ไมเ ปลย่ี นแปลง

229 เรอื่ งที่ 3 การใชสารเคมีท่ีถกู ตอ งและปลอดภัย หลกั สําคญั ที่ตอ งคาํ นงึ ถงึ ในการใชส ารเคมีอยา งปลอดภัย มหี ลกั สําคญั ดังนี้ 1. การจัดเก็บ ตองจัดเก็บใหถูกตอ งเหมาะสมกบั สมบตั ิของสารนั้น การจัดเก็บตองเปน สัดสวน สารไวไฟตองเก็บในขวดท่ีปดมิดชิด อากาศแหงเย็น หางจากประกายไฟแหลงความ รอ น สารพิษและสารทีม่ ีฤทธกิ์ ดั กรอ นตองเก็บแยกตางหากมีปายบอกที่เก็บเปนสัดสวนชัดเจน ไมจัดเก็บปะปนกับวัตถุดิบที่นํามาใชในกระบวนการปรุงอาหารที่สําคัญที่สุด ตองเก็บใหหาง จากมอื เด็ก เดก็ ตอ งไมสามารถนําออกมาได 2. ฉลาก รูจักฉลากและใสใจในการอานฉลากอยางละเอียดกอนนํามาใช เน่ืองจาก ผลติ ภณั ฑท ่ีใชในบานสว นใหญเ ปน สารท่ีมีพษิ ใหโทษรนุ แรงในระดับตา งกันกอนนํามาใช จึงตอง อานฉลากใหเขาใจและปฏิบัติตามคําแนะนําท่ีผูผลิตระบุไวที่ฉลากอยางเครงครัดตัวอยาง คาํ อธิบายในฉลาก เชน - อนั ตราย (DANGER) แสดงใหเห็นวาควรใชผลิตภัณฑดวยความระมัดระวังเพิ่มมาก ข้ึนเปนพิเศษสารเคมีท่ีไมไดถูกทําใหเจือจางเม่ือสัมผัสถูกกับตาหรือผิวหนังโดยไมไดตั้งใจอาจ ทําใหเ น้ือเยอ่ื บริเวณน้ันถกู กัดทาํ ลายหรือสารบางอยางอาจติดไฟไดถา สัมผสั กับเปลวไฟ - สารพิษ (POISON) คอื สารท่ีทําใหเปนอันตรายหรือทําใหเสียชีวิตถาถูกดูดซึมเขาสู รา งกายทางผิวหนงั รับประทานหรือสูดดมคาํ นีเ้ ปน เปน ขอเตือนถงึ อันตรายท่รี ุนแรงทส่ี ุด - เปนพษิ (TOXIC) หมายถึง เปนอันตรายทําใหอวัยวะตางๆทําหนาท่ีผิดปกติไปหรือ ทําใหเ สยี ชีวิตไดถาถูกดดู ซมึ เขา สรู า งกายทางผิวหนังรบั ประทานหรอื สดู ดม - สารกอความระคายเคือง (IRRITANT) หมายถึง สารที่ทําใหเกิดความระคายเคือง หรอื อาการบวมตอผิวหนงั ตาเยื่อบุและระบบทางเดนิ หายใจ - ตดิ ไฟได (FLAMMABLE) หมายถงึ สามารถติดไฟไดงาย และมีแนวโนมท่ีจะเผาไหม ไดอยางรวดเรว็ - สารกัดกรอ น (CORROSIVE) หมายถงึ สารเคมีหรือไอระเหยของสารเคมนี ้นั สามารถ ทําใหว ัสดุถกู กัดกรอ นผหุ รอื สิ่งมชี ีวติ ถูกทาํ ลายได

230 3. ซื้อมาเก็บเทาท่ีจําเปน ไมจําเปนตองมากักตุนไวจํานวนมากผลิตภัณฑเหลาน้ีไมมี ความจาํ เปน ตอ งนาํ มาเก็บสาํ รองในปริมาณมาก การสํารองเทากับเปนการนําสารพิษมาเก็บไว โดยไมต ง้ั ใจนอกจากน้ยี ังตอ งหมัน่ ตรวจสอบวาผลิตภัณฑมีสมบัติเปลี่ยนแปลงไปจากตอนที่ซื้อ มาใหมห รอื ไม เชน สี กลิ่น เปลย่ี นแปลงไป ซึ่งอาจจะหมดอายุหรือหมดสภาพจําเปนตองนําไป ทง้ิ หรือทาํ ลายดว ยวิธีการทีถ่ กู ตอง 4. ไมเก็บสารเคมีปะปนกับอาหาร ทั้งน้ีเน่ืองจากสารเคมีอาจหกหรือมีไอระเหย ทําใหปนเปอนกบั อาหารได และเม่ือใชผ ลิตภัณฑส ารเคมีเสรจ็ แลว ควรลางมือใหสะอาดทกุ ครั้ง 5. การท้ิงภาชนะบรรจุหรอื ผลิตภัณฑทหี่ มดอายุ ตองคํานึงเสมอวาภาชนะบรรจุหรือ ผลิตภณั ฑท หี่ มดอายทุ จ่ี ําเปนตอ งทงิ้ อาจกอ ใหเ กดิ พิษตอ สงิ่ แวดลอ มการทิ้งขยะจากผลิตภัณฑ เหลา นี้ตองแยกและนําท้ิงในระบบการจัดเก็บขยะมพี ษิ ของเทศบาลหนวยงานทเี่ ก่ยี วของหากไม มีจาํ เปน ตอ งฝงกลบหรือทาํ ลายใหดูคาํ แนะนาํ ในฉลากและปฏิบัติตามอยา งเครง ครัด 6. หลักปลอดภัยสูงสุดในขณะใช ตองคํานึงไวเสมอวาสารเคมีทุกอยางมีพิษแมจะ มนั่ ใจวา มีพษิ ต่าํ ก็ใหป ฏิบัตเิ สมอื นสารเคมที ่ีมพี ิษสงู เพ่อื ความปลอดภัยการหยิบจับตองใชถุงมือ มีเสื้อคลุมกันเปอนใชผาปดจมูก (mask) สวมแวนตากันสารเคมี (Goggle) หากสัมผัสสูดดม เอาไอระเหยหรือเผลอกลืนกินเขาไปใหดูวิธีการปฐมพยาบาลเบ้ืองตนจากฉลาก และรีบนําไป พบแพทยท นั ทีโดยนําภาชนะผลิตภัณฑท่ีมฉี ลากติดตวั ไปดว ย

231 เรือ่ งท่ี 4 ผลกระทบที่เกิดข้ึนจากการใชส ารเคมี การใชสารเคมใี นปริมาณมากเม่อื สารเคมีนั้นถูกนาํ มาใชแลวหรือสวนที่เหลือจากการใช ยอมกลายเปน ขยะหรือของเสยี ซึ่งโดยธรรมชาตจิ าํ เปนตอ งมกี ารยอยสลายหรือตองมีการบําบัด เพอื่ เปล่ยี นเปน สารทไี่ มม ีพิษหรอื มีพษิ นอ ยลง การกาํ จดั สารเคมีที่เหลอื ใชน นั้ ตองมีวิธีการกําจัด อยางเหมาะสม ทั้งนี้เน่ืองจากสารแตละชนิดมีพิษตอสิ่งแวดลอมในระดับตางกัน หากไม สามารถกําจัดไดอยางเหมาะสมแลวอาจตกคางในสิ่งแวดลอมซึ่งจะกอใหเกิดอันตรายตอคน สัตว ระบบนิเวศได 1. ผลกระทบของของเสยี ท่เี ปนอันตรายตอ ส่ิงแวดลอ ม 1. ทาํ ใหเกิดผลกระทบตอ ระบบนิเวศ สารโลหะหนักหรือสารเคมีที่เจือปนอยูในของ เสีย ท่ีเปนอันตราย นอกจากจะเปนอันตรายตอมนุษยแลว ยังเปนอันตรายตอสิ่งมีชีวิตอ่ืน ๆ ท้ังพืชและสัตวทําใหเจ็บปวยและตายไดเชนกัน หรือถาไดรับสารเหลาน้ันในปริมาณไมมาก พอที่จะทําใหเ กดิ อาการอยา งเฉยี บพลัน ก็อาจมีผลกระทบตอ โครงสรางของโครโมโซมทําใหเกิด การเปล่ียนแปลงทางพันธกุ รรม นอกจากน้กี ารสะสมของสารพิษไวในพืชหรือสัตวแลวถายทอด ไป ตามหว งโซอาหาร ในท่สี ดุ อาจเปนอนั ตรายตอมนุษยซ งึ่ นําพืชและสัตวดงั กลา วมาบรโิ ภค 2. ทําใหเกิดผลเสียหายตอทรัพยสินและสังคม เชน เกิดไฟไหม เกิดการ กัดกรอ นเสียหายของวัสดุ เกิดความเส่ือมโทรมของสิ่งแวดลอม ซึ่งจะสงผลทางออมทําใหเกิด ปญ หาทางสงั คมดว ย 2. ผลกระทบของสารเคมีท่มี ตี อ สขุ ภาพของมนุษย ปจจัยทีท่ ําใหส ารเคมมี ผี ลตอสุขภาพของคน จากการศึกษาของ Dr.Helen Marphy ผูเชยี่ วชาญทางดา นพษิ วทิ ยาประเทศอินโดนีเซีย พบวา ปจจัยท่ีมีความเสี่ยงของสุขภาพของคน อนั ดับตน ๆ คอื 1. เกษตรกรใชสารเคมีชนิดท่ีองคการ WHO จําแนกไวในกลุมท่ีมีพิษรายแรงยิ่ง (Extremely toxic) และมีพิษรายแรงมาก (Very Highly toxic) ซ่ึงมีความเสียงสูงทําใหเกิด การเจ็บปวยแกเกษตรกร ซ่ึงใชส ารพิษ

232 2. การผสมสารเคมีหลายชนิดฉีดพนในครั้งเดียว ซึ่งเปนลักษณะท่ีทําใหเกิดความ เขม ขนสูง เกิดการแปรสภาพโครงสรางของสารเคมี เม่ือเกิดการเจ็บปวยแพทยไมสามารถรักษา คนไขไดเ นอ่ื งจากไมม ียารักษา โดยตรง ทาํ ใหคนไขม โี อกาสเสียชวี ติ สูง 3. ความถ่ขี องการฉดี พนสารเคมี ซ่ึงหมายถึง จํานวนครั้งที่เกษตรกรฉีดพน เม่ือฉีด พนบอยโอกาสที่จะสัมผัสสารเคมีก็เปนไปตามจํานวนคร้ังทีฉีดพนทําใหผูฉีดพนไดรับสารเคมี ในปรมิ าณทม่ี ากสะสมในรา งกาย และผลผลติ ทางการเกษตร 4. การสัมผัสสารเคมีของรางกายผูฉีดพน บริเวณผิวหนังเปนพื้นที่ท่ีมากที่สุดของ รางกาย หากผูฉีดพนสารเคมีไมม กี ารปองกนั หรอื เสื้อผา ที่เปยกสารเคมี โดยเฉพาะบริเวณที่มือ และขาของผฉู ดี พนทาํ ใหมีความเสี่ยงสูง เพราะสารเคมีปองกันและกําจัดศัตรูพืชถูกผลิตมาให ทาํ ลายแมลงโดยการทะลทุ ะลวง หรือดดู ซึมเขาทางผวิ หนังของแมลง รวมทง้ั ใหแมลงกนิ แลว ตาย ดงั นัน้ ผิวหนังของคนทีม่ คี วามออนนุมกวาผวิ หนังของแมลงงายตอการดูดซึมเขาไป ทางตอมเหง่ือนอกเหนือจากการสูดละอองเขาทางจมูกโดยตรง จึงทําใหมีความเส่ียงอันตราย มากกวาแมลงมากมาย 5. พฤติกรรมการเก็บสารเคมี และทําลายภาชนะบรรจุไมถกู ตอ งทําใหอันตรายตอผู อยูอาศัยโดยเฉพาะเด็ก ๆ และสตั วเลี้ยง 6. ทําใหเกิดความเสี่ยงตอการเกิดโรคมะเร็ง การสัมผัสหรือเก่ียวของกับ ของเสียที่เปนอันตรายซึ่งประกอบดวยสารพิษที่เปนสารกอมะเร็ง อาจทําใหเกิดโรคมะเร็งได โดยเฉพาะเม่ือไดร บั สารเหลานั้นเปนเวลาติดตอกันนาน อาทิ การหายใจเอาอากาศที่มีสารพิษ เขาไป กินอาหารหรือน้ําที่ปนเปอนดว ยสารเคมีพวกยาฆา แมลง 7. ทําใหเกดิ ความเสีย่ งตอ การเกิดโรคอืน่ การทไี่ ดรับสารเคมหี รือสารโลหะหนักบาง ชนิดเขาไปในรางกาย อาจทําใหเจ็บปวยเปนโรคตาง ๆ จนอาจถึงตายได เชน โรคทางสมอง หรือทางประสาท หรือโรคท่ีทําใหเกดิ ความผิดปกติของรางกาย ตัวอยางของโรคท่ีเกิดจากการ จัดการของเสยี ทเ่ี ปนอนั ตรายอยางไมถกู ตอง เชน โรคมนิ ามาตะซ่ึงเกิดจากสารปรอท โรคอิไต- อไิ ต ซึ่งเกดิ จากสารแคดเมียมและโรคแพพิษสารตะกว่ั เปน ตน

233 กิจกรรมทา ยบทท่ี 11 คาํ ช้ีแจง 1. ใหผูเรียนตรวจสอบคาความเปนกรด-เบส (pH) ของสารเคมีที่ใชในชีวิตประจําวัน ดวยกระดาษลติ มัสและกระดาษยนู เิ วอรซ ัลอนิ ดิเคเตอร 2. เม่ือดําเนินการทดสอบเสร็จเรียบรอยแลวใหนักศึกษาบันทึกผลการทดสอบลงใน ตาราง 3.ใหผ เู รยี นตอบคําถามกิจกรรมการทดสอบหาคา ความเปนกรด-เบส 4. ครูและนกั ศึกษาสรปุ และอภิปรายผลการทดลองรวมกัน ขั้นตอนวธิ ที ําการทดสอบ 1. ใหผ ูเรียนเตรยี มสารเคมที ่ีใชใ นชีวติ ประจําวัน ดังนี้ น้ําอัดลม น้ํามะนาว นํ้าสมสายชู น้ํายาลางหองน้ํา น้ําเปลา น้ําเช่ือม สารละลายสบู สารละลายยาสีฟน สารละลายยาสระผม สารละลายผงชูรส เพื่อทาํ การทดลอง 2. นําสารเคมี จํานวน 50 มิลลิลิตร ใสในภาชนะที่เตรียมไวเพื่อทําการทดลอง ในกรณีสารเคมีทเ่ี ปนของแข็ง เชน สบู ยาสฟี น ใหผ เู รยี นนาํ ไปละลายน้ําเพ่ือทําเปนสารละลาย 3. นํากระดาษยูนิเวอรซัลอินดิเครเตอรจุมทดสอบสารละลายแตละชนิดตามลําดับ ตรวจสอบสีที่เปลีย่ นแปลงและเปรียบเทียบผล

234 ตารางบนั ทกึ ผลการทดลอง ผลการทดสอบคา ความเปน กรด-เบส (pH) ของสารเคมที ใี่ ชในชวี ิตประจาํ วนั ชนิดของสารเคมี คา กรด-เบส pH การเปลย่ี นสขี องกระดาษลิตมสั สแี ดง สนี า้ํ เงนิ 1. น้ําอัดลม 2. นาํ้ มะนาว 3. นาํ้ สมสายชู 4. น้ํายาลา งหอ งนํ้า 5. นาํ้ เปลา 6. น้ําเชอ่ื ม 7. สารละลายสบู 8. สารละลายยาสฟี น 9. สารละลายยาสระผม 10. สารละลายผงชูรส คาํ ถามจากการทํากจิ กรรม 1. จงเรยี งลําดบั สารเคมที มี่ คี ากรด-เบส (pH) จากนอยไปหามากพรอ มบอกคา pH 2. มีสารละลายใดบางท่ีเปนกรด และสารละลายใดบางที่เปนเบส ผูเรียนทราบ ไดอยา งไร จงอธิบาย 3. ผูเรียนคิดวาจากการทํากิจกรรมการทดสอบคากรด-เบสของสารเคมีที่ใชใน ชีวิตประจาํ วนั สามารถนาํ ไปใชใ นชวี ติ ประจาํ วันไดอยา งไร

235 บทที่ 12 แรงและการเคล่อื นท่ี สาระสําคญั แรงและการกระทําตอวัตถุ ความหมายของแรง การเคล่ือนที่ของวัตถุ ความเรง ความสัมพันธระหวางแรงและการเคล่ือนท่ีของอนุภาคในสนามโนมถวง สนามแมเหล็ก และ ประโยชนข องสนามแมเหลก็ ผลการเรียนรทู ีค่ าดหวงั 1. อธิบายเกี่ยวกับความสัมพันธระหวางแรงกับการเคลื่อนที่ในสนามโนมถวง สนามแมเ หล็ก สนามไฟฟา การเคลือ่ นที่แบบตาง ๆ และการนาํ ไปใชป ระโยชนได 2. อธิบายเกี่ยวกับสมบัติ ประโยชน และมลภาวะจากเสียง ประโยชนและโทษของ ธาตุกัมมันตรังสตี อชีวติ และส่ิงแวดลอ มได ขอบขา ยเนอื้ หา 1. แรงและการเคลื่อนท่ี เรื่องที่ 1 ความสัมพนั ธระหวา งแรงและการเคลอ่ื นทีใ่ นสนามโนมถวงสนามแมเหล็ก และสนามไฟฟา เรอ่ื งที่ 2 แรงและความสัมพนั ธระหวางการเคลอ่ื นท่ีของอนุภาค เรอ่ื งที่ 3 การเคลือ่ นทีแ่ บบตาง ๆ 2. พลังงานเสียง เรอ่ื งท่ี 1 การเกดิ เสียง เรอ่ื งที่ 2 สมบัตขิ องเสยี ง เร่ืองท่ี 3 ประโยชนข องพลังงานเสียง เรอ่ื งที่ 4 อันตรายจากเสียง

236 บทท่ี 12 แรงและการเคลอ่ื นที่ เรอื่ งที่ 1 ความสมั พนั ธร ะหวา งแรงและการเคล่ือนทใี่ นสนามโนมถวง สนามแมเหล็ก และ สนามไฟฟา สนามของแรง หมายถึง บริเวณที่เม่ือนําวัตถุไปวางแลวเกิดแรงกระทํากับวัตถุน้ัน ซึ่งจะมคี ามากหรอื นอยข้ึนอยูก ับขนาดของสนาม ขนาด และตําแหนงของวตั ถุ 1. แรงโนมถวงและสนามโนม ถวง เมื่อเราปลอยวตั ถุ วตั ถจุ ะตกลงสพู นื้ แสดงวามแี รงกระทําตอวัตถุ โดยแรงนั้นเกิดจาก แรงทโี่ ลกดงึ ดูดวตั ถุ เรยี กวา แรงโนมถว ง (Gravitational force) และวัตถุอยูในสนามของแรง โนมถวง เรียกสั้น ๆ วา สนามโนมถวง (Gravitational field) โดยสนามโนมถวงเปนปริมาณ เวกเตอร มที ิศทางเขาสูศูนยกลางท่ีเปนตนกําเนิดสนาม เชน สนามโนมถวงของโลกมีทิศเขาสู ศนู ยก ลางของโลก สวนสนามโนมถวงของดาวดวงใดกม็ ีทศิ เขา สูศูนยกลางของดาวดวงน้ัน สนามโนมถวงที่ตําแหนงใด ๆ เทากับแรงโนมถวงท่ีกระทําตอวัตถุหารดวยมวล ของวัตถุนั้น เชน วางวตั ถุ 1 กิโลกรัม ไวที่ผิวโลก วัตถุจะถูกโลกดึงดูดดวยแรง 9.8 นิวตัน (N) ในทิศทางเขา หาศูนยก ลางโลก ดงั น้นั สนามโนมถวงของโลกที่บริเวณนั้นจะมีขนาด เทากับ 9.8 นวิ ตนั ตอกิโลกรมั (N/Kg) และทิศทางเขาหาศนู ยกลางโลก สนามโนมถวงของโลกจะมีคาลดลงเร่ือย ๆ เมื่อสูงข้ึนจากผิวโลก โดยมีคาเฉล่ียอยูที่ 9.8 นิวตนั ตอ กิโลกรัม (N/Kg) การเคลื่อนท่ีของวัตถใุ นสนามโนมถวงโลก การตกของวัตถุท่ีมีมวลตางกันในสนามโนมถวงโลกซ่ึงมีคา 9.8 นิวตันตอกิโลกรัม (N/Kg) วัตถุเคล่อื นที่ดวยความเรง โนมถว ง 9.8 เมตรตอวินาที2 (m/s2) มีทิศทางเขาสูศูนยกลาง ของโลก ซึ่งหมายความวา ความเร็วของวัตถุจะเพ่ิมขึ้นวินาทีละ 9.8 เมตรตอวินาที ดังน้ัน เม่อื เวลาผานไป 1 วินาที และ 2 วินาที วัตถุจะมีความเร็ว 9.8 เมตรตอวินาที และ 19.6 เมตร ตอวินาที ตามลําดับ โดยความเรงโนมถวงจะมีคาแตกตางกันตามตําแหนงที่หางจากจุด ศูนยก ลางของโลก

237 การเคลื่อนท่ีขึ้นหรือลงของวัตถุบริเวณใกลผิวโลก ถาคํานึงถึงแรงโนมถวงเพียงอยาง เดียวโดยไมคิดถึงแรงอ่ืน ๆ เชน แรงตานอากาศ หรือแรงพยุงของวัตถุในอากาศแลว วัตถุจะ เคลื่อนท่ดี ว ยความเรง โนม ถวงทมี่ คี าคงตวั เทา กับ 9.8 เมตรตอวินาที2 (m/s2) ในทิศทางลง เรียก การเคลื่อนท่ีแบบน้วี า การตกแบบเสรี (Free ball) 2. แรงแมเหล็กและสนามแมเหล็ก บริเวณที่มีแรงแมเหลก็ กระทําตอ สารแมเ หลก็ เชน เหลก็ นิกเกลิ และโคบอลต เปนตน แสดงวาบริเวณนั้นมีสนามแมเหล็ก (Magnetic field) โดยสนามแมเหล็กมีลักษณะ ประกอบดว ยเสนแผก ระจายเตม็ สนามแมเหลก็ เรยี กเสนตา ง ๆ เหลานีว้ า เสน สนามแมเ หลก็ โดยเสนสนามแมเหล็ก จะมีลักษณะเปนเสนโคงออกจากขั้วเหนือของแทงแมเหล็ก เขา สูข ัว้ ใตข องแทง แมเหล็ก ซ่งึ สามารถแสดงใหเห็นโดย วางแผนกระดาษแข็งทับแทงแมเหล็ก แลวโปรยผงตะไบเหล็กบนแผนกระดาษ จากน้ันเคาะแผนกระดาษเบา ๆ จะเห็นวาผงตะไบ เหลก็ เรยี งเปนแนวเสนโคง แนวโคงแตล ะแนวเรียกวาเสน แมเ หลก็ ดงั รปู สมบตั ขิ องเสน สนามแมเหลก็ มดี ังน้ี 1. เสนสนามแมเ หลก็ พุงออกจากขว้ั เหนือแมเหล็กเขา สูขั้วใต 2. เสน สนามแมเ หลก็ แตละเสน จะไมตดั กนั

238 3. เสนสนามแมเหล็กจากแมเหล็กตางชนิดกันจะเสริมเปนแนวเดียวกัน สวนเสน ส น า ม แ ม เ ห ล็ ก ช นิ ด ข้ั ว เ ดี ย ว กั น จ ะ ไ ม เ ส ริ ม กั น เ ป น แ น ว เ ดี ย ว กั น แ ต จ ะ เ บ น อ อ ก ไ ป คนละทาง 4. เสนสนามแมเหล็กสามารถพุงผานแทงวัตถุที่ไมใชสารแมเหล็กไดโดยปกติ แตถา แทง วตั ถุนน้ั เปน แมเ หลก็ จะเกดิ แรงกระทาํ ตอตวั แทงวตั ถุน้ัน การเคลือ่ นทข่ี องประจไุ ฟฟาในสนามแมเหล็ก 1. เม่ือประจุไฟฟาเคลื่อนท่ีในสนามแมเหล็ก จะเกิดแรงกระทําตอประจุไฟฟาทําให เกิดการเบ่ยี งเบนขึน้ แรงนตี้ างจากสนามไฟฟาเพราะจะกระทําตอประจุที่มีการเคลื่อนที่เทานั้น ประจุไฟฟาจะเคล่ือนทเ่ี ปน สวนของวงกลม แสดงใหเห็นวา ทศิ ของแรงมีทิศต้ังฉากกับความเร็ว และประจุไฟฟา 2. เมื่อสนามแมเหล็กเปลี่ยนทิศ ทิศการเบนของอิเล็กตรอนจะเปลี่ยนไปดวย เนอ่ื งจากแรงแมเ หล็กเปล่ยี นทศิ ผลของสนามแมเหล็กตอการเคลอ่ื นทขี่ องตวั ท่ีมีกระแสไฟฟา ไหลผาน เม่อื มกี ระแสไฟฟา ไหลผานตัวนําวางไวในสนามแมเหล็กจะมีการเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้น คอื ถา ผา นตัวนําซึ่งวางตัดกับสนามแมเหล็ก จะมีแรงแมเหล็กกระทําตอขดลวดตัวนํา มีผลทํา ใหข ดลวดตัวนําเคลื่อนท่ี โดยทศิ ทางของแรงแมเ หลก็ ข้ึนอยูกับทิศทางการไหลของกระแสไฟฟา และสนามแมเหลก็ ซ่งึ หลกั การน้ีนาํ ไปใชใ นการทํามอเตอรไ ฟฟา และเครือ่ งวัดไฟฟา ตา ง ๆ เชน การนําไปสรางมอเตอรไฟฟา ซ่ึงจะเปลี่ยนจากพลังงานไฟฟาเปนพลังงานกล เชน พัดลม ไดรเ ปาผม เปน ตน เร่ืองท่ี 2 แรงและความสัมพนั ธระหวางการเคลือ่ นท่ีของอนุภาค 1. ความหมายของแรง แรง (Force) หมายถึง สิ่งท่ีมากระทําหรือพยายามกระทําตอวัตถุแลวทําใหวัตถุเกิด การเปล่ียนแปลงสภาพ เชน ถามีแรงมากระทํากับวัตถุซึ่งกําลังเคลื่อนที่ อาจทําใหวัตถุน้ัน เคล่ือนทีเ่ ร็วข้นึ ชาลง หรือหยดุ นง่ิ หรอื เปลี่ยนทศิ ทาง แรงเปน ปรมิ าณเวกเตอร คือ ตองบอกขนาดและทิศทาง มหี นว ยเปน นิวตัน (N)

239 2. การเคลื่อนที่ในแนวตรง การเคลื่อนท่ีในแนวตรง หมายถึง การเคล่ือนท่ีที่ไมเปล่ียนทิศทาง เชน ผลไมหลน จากตน โดยการเคล่อื นที่ คอื การเปลยี่ นแปลงตาํ แหนง ของวัตถุท่ีมคี วามเกีย่ วขอ งกบั สง่ิ ตอไปน้ี  ระยะทาง (Distance) คือ เสนทางหรือความยาวตามเสนทางการเคล่ือนท่ีจาก ตําแหนงเริ่มตนถึงตําแหนงสุดทาย ระยะทางใชสัญลักษณ “s” เปนปริมาณ สเกลาร มีหนวย เปน เมตร (m)  การกระจัด (Displacement) คือ ความยาวเสนตรงที่เช่ือมโยงระหวางจุดเร่ิมตน และจดุ สุดทา ยของการเคล่ือนที่ การกระจัดใชสัญลักษณ ⃑ เปนปริมาณเวกเตอร มีหนวยเปน เมตร (m) การเคลื่อนท่ีในแนวตรง ระยะทางและการกระจัดจะมีคาเทากัน แตการกระจัด จะตองมีทิศทางการเคลื่อนท่ีกํากับดวยและเปนปริมาณเวกเตอร ดังนั้น การกระจัดในหน่ึง หนวยเวลา คือ ความเร็ว และมหี นวยเปนเมตร / วินาที สาํ หรับความเร็วของรถยนตท่ีเคลื่อนที่ ความเรว็ จะมกี ารเปล่ยี นแปลงตลอดเวลา ดังน้ันจึงนิยมบอกความเร็วของรถยนตเปนความเร็ว เฉลี่ย ในการเคลื่อนที่ในแนวดิ่งวัตถุเคลื่อนที่ดวยความเร็วคงตัว เรียก ความเรงในการตก ของวตั ถุวา ความเรง โนม ถวง ซึ่งมีคา 9.8 เมตรตอวินาที2 และถาความเรงมีทิศทางตรงขามกับ ความเรว็ ตน จะมคี า เปนลบ เรียกอีกอยา งหนึ่งวา ความหนว ง 3. ความเรว็ (Velocity) ขณะทรี่ ถยนตก าํ ลงั วง่ิ เราจะเหน็ เข็มบอกความเรว็ เบนขน้ึ เรอ่ื ย ๆ แสดงวารถเคล่ือนท่ี ดวย อัตราเร็วเพ่ิมขึ้น แตเม่ือพิจารณาถึงทิศทางท่ีรถวิ่งไปดวย จะกลาวไดวารถเคลื่อนท่ีดวย ความเรว็ (เพิม่ ขึน้ ) แตเม่ือพจิ ารณาตามขอเทจ็ จริงปรากฏวา ความเรว็ ของรถไมไ ดเคล่ือนท่ีดวย อัตราเร็วที่เทากันตลอด เชน จากชาแลวเร็วข้ึนเร่ือย ๆ หรือความเร็วเพิ่มบางลดบาง จึงนิยม บอกความเรว็ เปนอตั ราเรว็ เฉลยี่ อัตราเร็ว = ระยะทางทเ่ี คลื่อนท่ี หรือ V เวลาที่ใช =

240 4. ความเรง (Acceleration) ความเรง คือ อัตราการเปลี่ยนแปลงความเร็วของวัตถุในหนึ่งหนวยเวลา เขียนแทน ดวย ⃑ มีหนวยเปนเมตรตอวินาที2 (m/s2) แตเน่ืองจากอัตราเร็วมีการเปล่ียนแปลง คือ (1) มีการเปล่ียนขนาดของความเร็ว หรือ (2) มีการเปล่ียนแปลงทิศทางของความเร็ว หรือ (3) มีการเปลี่ยนแปลงท้ังขนาดและทศิ ทางของความเร็ว จึงนิยมบอกความเร็วของรถเปนความเรง เฉลย่ี ความเรงเฉลี่ย (average acceleration) คือ อัตราสวนระหวางความเร็วท่ีเปล่ียนไป กับชว งเวลาท่ีเกดิ ความเปล่ยี นแปลงความเร็วนัน้ ๆ เขียนแทนดวย ⃑av ⃑av = ∆⃑ = หรือกลา วไดวา : ∆ ความเรง เฉลีย่ = =ความเรว็ ท่ีเปลยี่ นไป ความเร็วปลาย ความเรว็ ตน ชว งเวลาทใี่ ช ชว งเวลาที่ใช ตัวอยางเชน จงหาความเรงเฉลี่ยของเครื่องบินที่เร่ิมตนจากจุดหยุดนิ่งเวลา 0 วินาที และบินออกจากรันเวยเม่ือเวลาผานไป 28 วินาที เครื่องบินมีความเร็วเปน 246 กโิ ลเมตรตอ ชัว่ โมง วิธที าํ ⃑av = ∆⃑ ∆ ในท่นี ้ี ∆v = 246 -0 = 246 กโิ ลเมตรตอชั่วโมง = = 7 0 เมตรตอวินาที ∆t = t2 – t1 = 28 – 0 = 28 วินาที ดงั นน้ั ⃑av = เ มตรตอวนิ าที ว ินาที = 2.5 เมตรตอวินาที2 ความเรงเฉลย่ี ของเคร่อื งบิน เทา กับ 2.5 เมตรตอ วนิ าที2

241 การเคลือ่ นทแี่ นวตรง การเคล่อื นท่แี นวตรง หมายถึง การเคลอ่ื นทีข่ องวตั ถุตามแนวเสนตรง โดยไมออกจาก แนวเสนตรงของการเคลือ่ นท่ี หรือเรยี กวา การเคล่ือนท่ี แบบ 1 มิติ ของวัตถุ เชนการเคล่ือนท่ี ของรถไฟ การเคล่อื นท่ขี องผลไมทต่ี กตน ลงสูพ้นื การเคล่ือนท่ีแนวตรง แบง ได 2 กรณี คือ การเคล่ือนที่แนวตรงตามแนวราบ และการ เคล่อื นท่ีแนวตรงตามแนวดิ่ง การบอกตาํ แหนง ของวตั ถสุ ําหรับการเคล่อื นทแี่ นวตรง ในการเคล่ือนท่ีของวัตถุ ตําแหนงของวัตถุจะมีการเปล่ียนแปลง ดังนั้นจึงตองมีการ บอกตําแหนงเพ่ือความชัดเจน การบอกตําแหนงของวัตถุจะตองเทียบกับจุดอางอิง หรือ ตาํ แหนง อางอิง ระยะทาง(Distance) ระยะทาง(Distance) คือ เสนทาง หรือความยาวตามเสนทางการเคล่ือนที่ จากตําแหนงเร่ิมตนถึงตําแหนงสุดทาย ระยะทางใชสัญญาลักษณ “S” เปนปริมาณสเกลาร มีหนวยเปน เมตร(m) การกระจัด(Displacement) การกระจัด(Displacement) คือ ความยาวเสนตรงท่ีเช่ือมโยงระหวาง จุดเรมิ่ ตน และจดุ สดุ ทายของการเคล่ือนท่ี การกระจัดใชสัญญาลักษณ s̅ เปนปริมาณเวกเตอร มีหนว ยเปน เมตร(m) ความแตกตางของระยะทางกับการกระจัด คือ ระยะทางข้ึนอยูกับเสนทางการ เคลื่อนท่ี สวนการกระจัด ขึ้นอยกู ับตําแหนงจุดเร่มิ ตนและตาํ แหนงสดุ ทาย

242 อตั ราเรว็ และความเร็ว อัตราเร็ว (Speed) หมายถึง ระยะทางที่วัตถุเคลื่อนท่ีไดในหนึ่งหนวยเวลา ใชสัญญา ลกั ษณ คอื V เปนปริมาณ สเกลาร มีหนวยเปน เมตร/วนิ าท(ี m/s) อตั ราเร็ว แบง เปน 3 แบบคอื 1. อตั ราเรว็ เฉลี่ย (vav) 2. อตั ราเรว็ ขณะใดขณะหนึ่ง (vt) 3. อตั ราเรว็ คงท่ี(v) 1. อัตราเร็วเฉล่ีย (vav) หมายถึง ระยะทางท่ีวัตถุเคล่ือนที่ไดในหนึ่งหนวยเวลา (ในชว งเวลาหนึ่งที่กําลงั พจิ ารณาเทาน้ัน) av = หรอื av = เมอ่ื ∆ , คือ ระยะทางท่ีเคล่อื นที่ ∆ , คอื ชว งเวลา ท่ีใชใ นการเคลอื่ นที่ av คือ อัตราเรว็ เฉลี่ย 2. อัตราเร็วขณะใดขณะหนง่ึ (vt) หมายถงึ ระยะทางที่วัตถุเคลื่อนท่ีไดในหน่ึงหนวย เวลา เม่ือชว งเวลาท่เี คล่อื นที่นอยมากๆ (vt เขาใกลศ นู ย) หรอื อตั ราเรว็ ขณะใดขณะหน่ึง คือ อัตราเร็ว ณ เวลาใดเวลาหน่งึ หรือ อัตราเร็วที่จุดใด จดุ หนึ่ง av = เมอ่ื (∆ 0) 3. อัตราเร็วคงท่ี (v) หมายถึง เปนการบอกใหทราบวาวัตถุมีการเคล่ือนที่อยาง สม่ําเสมอ ไมวา จะพจิ ารณาในชวงเวลาใดๆ = หมายเหตุ ถาวตั ถุเคลื่อนทีด่ ว ยอตั ราเรว็ คงท่ี อัตราเร็วเฉล่ีย อัตราเร็วขณะใดขณะหน่ึง จะมคี าเทา กบั อัตราเรว็ คงทีน่ ้ัน

243 ความเร็ว(Velocity) ความเรว็ (Velocity) คอื อตั ราเปล่ียนแปลงการกระจัดหรือการกระจัดที่เปล่ียนแปลง ไปในหน่ึงหนวยเวลา การกระจดั ( ⃗) เปนปรมิ าณเวกเตอร มีหนว ยเปนเมตร/วินาท(ี m/s) ความเร็วแบง ออกเปน 3 แบบ คือ 1. ความเรว็ เฉล่ีย ( ⃑av) 2. ความเร็วขณะใดขณะหน่ึง ( ⃑t) 3. ความเร็วคงท่ี ( ⃑) 1. ความเรว็ เฉลี่ย ( ⃑av) หมายถึง การกระจัดของวัตถุท่ีเปล่ียนไปในเวลาหนึ่งหนวย (ในชวงเวลาทีพ่ ิจารณา) ( ⃑av) = ∆⃑ หรือ ∆ 0 ∆⃑ ทิศทางของ ⃑av จะมที ศิ ทางเดยี วกบั ∆ ⃑ หรอื ⃑ เสมอ 2. ความเร็วขณะใดขณะหนงึ่ ( ⃑t) คอื ความเรว็ ณ เวลาใดเวลาหนึ่งหรือความเร็วท่ี จดุ ใดจุดหนึ่ง หมายถึง การกระจัดที่วัตถุเคล่ือนที่ไดในหนึ่งหนวยเวลาเม่ือชวงเวลาท่ีเคลื่อนท่ีนอย มากๆ (∆ เขา ใกลศนู ย) ( ⃑av) = ∆⃑ เมอ่ื (∆ 0) ∆⃑ 3. ความเร็วคงที่ ( ⃑) คอื เปน การบอกใหทราบวา วตั ถุมีการเคล่ือนท่ีอยางสมํ่าเสมอ ในแนวตรงไมว าจะพจิ ารณาเปนชวงเวลาใดๆ ⃑ = ∆⃑ ∆ วัตถุเคลื่อนท่ีเปนเสนตรง พบวา การกระจัดมีคาเทากับระยะทาง ดังน้ันขนาดของ ความเรว็ เฉลี่ย จะเทากับ อัตราเรว็ เฉลยี่

244 การเคล่ือนที่ในแนวดง่ิ การเคล่ือนท่ีในแนวดงิ่ ภายใตแรงดงึ ดดู ของโลก คือ การเคลือ่ นที่อยางอสิ ระของวตั ถุ โดยมีความเรงคงทเ่ี ทากบั ความเรงเนื่องจากแรงดึงดดู ของโลก (g) มที ิศพุง ลงสูจุดศูนยกลางของ โลก มีคา โดยเฉลย่ี ท่ัวโลกถอื เปนคามาตรฐาน มีคา เทา กบั 9.8065 m/s2 ลักษณะของการเคลอ่ื นทม่ี ี 3 ลกั ษณะ 1. ปลอยลงในแนวดิง่ ดว ยความเรว็ เทากบั ศูนย (u = 0) 2. ปาลงในแนวดิง่ ดวยความเร็วตน (u ‹ 0) 3. ปาขนึ้ ในแนวด่งิ ดวยความเรว็ ตน (u › 0)

245 วตั ถตุ กอยางอิสระ เปนการเคลื่อนท่ีดวย ความเรงคงที่ โดยวัตถุจะเคลื่อนที่ลงสูพ้ืน โลกดวยความเรง 9.8 เมตร/วินาที การคาํ นวณตามสตู ร สมการสาํ หรับคํานวณหาปริมาณตาง ๆ ของการเคลอ่ื นที่ของวตั ถภุ ายใตแรงดงึ ดูดของโลก ดังภาพ สมการสําหรับการคํานวณ วัตถุเคล่ือนที่เปนเสนตรง แตมี 2 ทิศทาง คือ ข้ึนและลง ดงั นัน้ ปริมาณเวกเตอรตา งๆ ตองกาํ หนดทิศทางโดยใชเคร่ืองหมาย บวก (+) และ ลบ (-) ดังภาพ