หน่วยที่ 1 ความรู้เกี่ยวกับพลังงาน

หน่วยท่ี 1ความรู้เกย่ี วกบั พลงั งาน

2 หน่วยที่ 1ความรู้เกย่ี วกบั พลงั งานหวั ข้อเร่ือง 1.1 ความหมายของพลงั งาน 1.2 ประเภทของพลงั งาน 1.3 แหล่งที่มาของพลงั งาน 1.4 หน่วยของพลงั งาน 1.5 ความสิ้นเปลืองไฟฟ้ าสาระการเรียนรู้ การเรียนรู้เรื่องพลงั งานเป็นส่ิงสาคญั อยา่ งยง่ิ ในโลกปัจจุบนั พลงั งานประเภทตา่ งๆ ทาให้มนุษยส์ ามารถนาพลงั งานต่างๆ เหล่าน้นั มาก่อใหเ้ กิดสิ่งท่ีอานวยความสะดวก เพื่อความเป็นอยขู่ องมนุษยไ์ ดอ้ ยา่ งมีประสิทธิภาพจุดประสงค์เชิงพฤติกรรม 1. บอกความหมายของพลงั งานได้ 2. จาแนกประเภทของพลงั งานได้ 3. บอกหน่วยของพลงั งานได้ 4. อธิบายแหล่งที่มาของพลงั งานได้ 5. คานวณหาความสิ้นเปลืองไฟฟ้ าได้

3หน่วยที่ 1 ความรู้เกยี่ วกบั พลงั งาน พลงั งานมีความสัมพนั ธ์กบั ความเป็ นอยู่ของมนุษยท์ ้งั ทางตรงและทางออ้ ม ถ้าโลกขาดพลงั งานส่ิงมีชีวติ ก็อยไู่ ม่ได้ แหล่งพลงั งานของโลกเกิดจากดวงอาทิตย์ พืชสามารถนาพลงั งานจากแสงอาทิตยม์ าสร้างอาหาร เก็บสะสมในรูปพลงั งานเคมี มนุษยแ์ ละสัตวร์ ับพลงั งานมาจากพืชตามโซ่อาหาร พลงั งานมีความสาคญั ต่อการดาเนินชีวติ ของมนุษย์ มีความสาคญั ต่อระบบเศรษฐกิจ เป็ นปัจจยั พ้นื ฐานสาคญั สาหรับการพฒั นาและการผลิตในภาคธุรกิจและอุตสาหกรรม1.1 ความหมายของพลงั งาน พระราชบญั ญตั ิการส่งเสริมการอนุรักษ์พลังงาน พ.ศ. 2535 ได้ให้ความหมายไวด้ งั น้ีพลงั งาน หมายความว่า ความสามารถในการทางานซ่ึงมีอยู่ในตวั ของสิ่งท่ีอาจให้งานได้ ได้แก่พลังงานหมุนเวียนและพลังงานสิ้นเปลือง และให้หมายความรวมถึงสิ่งท่ีอาจให้งานได้ เช่นเช้ือเพลิง ความร้อน และไฟฟ้ า เป็นตน้(พระราชบญั ญตั ิการส่งเสริมการอนุรักษพ์ ลงั งาน พ.ศ.2535, 2535 : 1) พลงั งาน หมายถึง ความสามารถในการทางานหรือแรงที่ไดจ้ ากธรรมชาติ(อนุตร จาลองกุล, 2545 : 1) พลงั งาน หมายถึง พลงั ของสิ่งตา่ งๆ ท่ีนามาทาใหเ้ กิดเป็นงานข้ึน ไดแ้ ก่ น้ามนั ไฟฟ้ าถ่าน แสงอาทิตย์ ลม และน้า (สุนทร บุญญาธิการและคณะ, 2545 : 27) จากพจนานุกรมฉบบั ราชบณั ฑิตยสถาน พ.ศ. 2542 อธิบายความหมายวา่ “พลงั งาน”หมายถึง ความสามารถซ่ึงมีอยใู่ นตวั ของส่ิงที่อาจใหแ้ รงงานได้(พจนานุกรมฉบบั ราชบณั ฑิตยสถาน พ.ศ. 2542, 2546 : 771) สรุปว่า พลงั งาน หมายถึง ความสามารถท่ีทาใหเ้ กิดการทางาน พลงั งานทาใหเ้ กิดการเปล่ียนแปลง พลงั งานไมม่ ีมวล ไมม่ ีตวั ตน ไม่สูญหาย พลงั งานสามารถเปลี่ยนแปลงได้ แตไ่ ม่สามารถถูกทาลายได้ เพยี งแตถ่ ูกเปล่ียนจากรูปหน่ึงไปอีกรูปหน่ึงหรือหลายๆ รูปแบบ เช่นการหุงตม้ อาหารมีการเปลี่ยนแปลงพลงั งานเคมีไปเป็นพลงั งานความร้อน สิ่งมีชีวติ จะใชพ้ ลงั งานซ่ึงอยใู่ นรูปสารอาหารในการดารงชีวติ และยงั ใชพ้ ลงั งานในรูปแบบอื่นๆ ท่ีเก่ียวกบั การดารงชีวติ ประจาวนั เช่น ไฟฟ้ าใหแ้ สงสวา่ ง การใชน้ ้ามนั ในการขบั ข่ียานพาหนะ

41.2 ประเภทของพลงั งาน ประเภทของพลงั งานแบ่งเป็น 2 ประเภท คือ 1.2.1 พลังงานท่ีใช้แล้วหมดไป หรือพลังงานสิ้นเปลือง หมายถึง สิ่งท่ีก่อให้เกิดพลงั งานเมื่อใช้ไปแลว้ จะเปล่ียนรูปร่างหรือเปลี่ยนสถานะจนไม่สามารถนากลบั มาใชไ้ ดอ้ ีก เป็ นพลงั งานจากแหล่งพลงั งานที่ตอ้ งใชร้ ะยะเวลาหลายลา้ นปี ในการกาเนิดใหม่ แต่มีการใชห้ มดไปเร็วกวา่ การกาเนิดใหม่มาก ได้แก่ พลงั งานนิวเคลียร์ พลงั งานซากดึกดาบรรพ์ เช่น แก๊สธรรมชาติ ถ่านหินน้ามนั หินน้ามนั 1.2.2 พลังงานที่ใช้ไม่หมด หรือพลังงานหมุนเวียน หมายถึง สิ่งท่ีก่อให้เกิดพลงั งานแลว้ไม่หมดสิ้นไป สร้างทดแทนได้ในเวลาส้ันๆ มีไม่จากัด เช่น พลงั งานน้า พลังงานแสงอาทิตย์พลงั งานลม พลงั งานความร้อนใตพ้ ภิ พ พลงั งานมวลชีวภาพ พลงั งานประเภทน้ีไม่ก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดลอ้ ม จึงอาจเรียกไดว้ า่ พลงั งานสะอาด1.3 แหล่งทมี่ าของพลงั งาน พลงั งานเป็นสิ่งจาเป็นในชีวติ ประจาวนั นามาใชป้ ระโยชน์ในการดาเนินชีวติ ของมนุษย์ในดา้ นต่างๆ เช่น การคมนาคม การสาธารณูปโภค การส่ือสาร การเกษตรกรรม การอุตสาหกรรมการแพทย์ เศรษฐกิจ การทหาร เป็นตน้ พลงั งานท่ีใชอ้ ยใู่ นโลกท้งั หมดในรูปแบบต่างๆ กนั น้นั มาจากแหล่งกาเนิดพลงั งานดงั น้ี 1.3.1 พลงั งานแสงอาทติ ย์ (Solar Energy) ดวงอาทิตยเ์ ป็ นแหล่งกาเนิดพลงั งานท่ีสาคญั ท่ีสุดต่อสิ่งมีชีวิตท้งั หลายบนโลกน้ี ส่ิงมีชีวิตท้งั หมดที่เกิดข้ึนในโลกจะตอ้ งอาศยั พลงั งานจากดวงอาทิตยเ์ ป็ นปัจจยั สาคญั ในการดารงชีวิตพลังงานจากดวงอาทิตย์ทาให้เกิดกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช (Photosynthesis)พลงั งานแสงอาทิตยเ์ ป็นตน้ กาเนิดของพลงั งานในรูปแบบตา่ งๆ เช่น พลงั งานลมเกิดจากแสงอาทิตย์ทาให้เกิดอุณหภูมิท่ีแตกต่างกนั บนพ้ืนโลก พลงั งานน้าเกิดจากแสงอาทิตย์ ทาใหน้ ้าในมหาสมุทรระเหย และตกกลับมาเป็ นฝนที่ตกมาในแหล่งต้นน้าลาธาร น้ามันและถ่านหินก็เกิดจากพืชสังเคราะห์ดว้ ยแสงเกิดเป็ นพลงั งานสะสมในพืช และเม่ือพืชตายไปซากพืชก็เกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมี กลายเป็ นน้ามนั ดิบและถ่านหินในท่ีสุด พลงั งานแสงอาทิตยม์ ีขอ้ ดีคือเป็ นพลงั งานสะอาดไม่ก่อใหเ้ กิดสภาวะแวดลอ้ มเป็นพิษ และนามาใชไ้ ดโ้ ดยไม่จากดั

5 ภาพท่ี 1.1 พลงั งานจากแสงอาทิตย์ ที่มา : http://atcloud.com/stories/898 (11-01-2553) 1.3.2 พลงั งานลม (Wind Energy) พลงั งานลมเป็นพลงั งานธรรมชาติที่เกิดจากความแตกตา่ งของอุณหภูมิ จากการที่ดวงอาทิตยใ์ หค้ วามร้อนแก่อากาศบนผวิ โลกไม่เท่ากนั โดยอากาศร้อนจะลอยตวั สูงข้ึน ส่วนอากาศเยน็ซ่ึงมีความหนาแน่นและหนกั กวา่ จะเคล่ือนมาแทนที่ นอกจากน้ีแลว้ การหมุนของโลกลกั ษณะภมู ิประเทศและภูมิอากาศก็มีอิทธิพลตอ่ การเคลื่อนท่ี ความเร็วและกาลงั ลม ปัจจุบนั จึงไดใ้ หค้ วามสาคญั และนาพลงั งานลมมาใชป้ ระโยชน์มากข้ึน เน่ืองจากพลงั งานลมมีอยทู่ วั่ ไปไม่จากดั เป็นพลงั งานท่ีสะอาดไมก่ ่อใหเ้ กิดอนั ตรายต่อสภาพแวดลอ้ ม และสามารถนามาใชป้ ระโยชน์ไดอ้ ยา่ งไม่รู้จกั หมดสิ้น ภาพท่ี 1.2 กงั หนั ลมผลิตกระแสไฟฟ้ าในประเทศไทย ท่ีมา : http://www.efe.or.th (11-01-2553)

6 1.3.3 พลงั งานนา้ ( Hydro Energy ) พลงั งานน้า เป็ นพลงั งานที่ไดจ้ ากธรรมชาติอีกรูปแบบหน่ึง พลงั งานน้านอกจากจะเป็ นปัจจยั สาคญั ในการดารงชีวิตของมนุษยแ์ ล้วน้ายงั เป็ นแหล่งพลงั งานท่ีสาคญั ของมนุษย์อีกดว้ ยพลังงานน้าจดั เป็ นพลังงานท่ีมีต้นกาเนิดมาจากพลังงานแสงอาทิตย์ น้าเป็ นแหล่งพลงั งานที่มีกระจายอยทู่ วั่ โลก การสร้างกาลงั โดยอาศยั พลงั งานของน้าท่ีเคลื่อนที่ ในปัจจุบนั มีการใชพ้ ลงั งานดงั กล่าวในการผลิตไฟฟ้ าเป็นส่วนใหญ่ พลงั งานท่ีไดจ้ ากน้าเป็นพลงั งานสะอาดไม่ก่อให้เกิดมลพิษต่อสภาวะแวดลอ้ ม ภาพท่ี 1.3 เข่ือนภูมิพล อ.สามเงา จ.ตากที่มา : http://www.photoontour9.com/gallery/bhumipol_dam/bhumipol_dam_09.htm (11-01-2553) 1.3.4 พลงั งานมวลชีวภาพ (Biomass Energy) มวลชีวภาพ หมายถึง สิ่งท่ีไดจ้ ากสิ่งมีชีวิตหรือสารอินทรียท์ ี่เป็ นแหล่งกกั เก็บพลงั งานจากธรรมชาติ และสามารถนามาใช้ผลิตพลงั งานได้ รวมถึงวสั ดุเหลือใชท้ างการเกษตร ของเสียจากโรงงานอุตสาหกรรมแปรรูปผลผลิตทางการเกษตร ตลอดจนของเสียจากชุมชน และการทาปศุสัตว์มวลชีวภาพเป็ นพลงั งานหมุนเวยี นที่สามารถนามาใชท้ ดแทนพลงั งานจากซากดึกดาบรรพ์ซ่ึงมีอยู่อยา่ งจากดั และอาจหมดลงไดใ้ นอนาคตอนั ใกลน้ ้ี เนื่องจากประเทศไทยเป็ นประเทศเกษตรกรรมจึงมีเศษวสั ดุเหลือใชจ้ านวนมากที่สามารถนามาใชเ้ ป็นเช้ือเพลิงมวลชีวภาพได้ ปัจจุบนั รัฐบาลมีนโยบายในการสนบั สนุนให้มีการใช้เช้ือเพลิงมวลชีวภาพเพิ่มข้ึนท้งั ในดา้ นการผลิตกระแสไฟฟ้ า และการผลิตความร้อนเพ่ือใชใ้ นโรงงานอุตสาหกรรม แหล่งพลงั งานมวลชีวภาพที่สาคญั และมีศกั ยภาพของประเทศไทย ไดแ้ ก่ - ฟางขา้ วและแกลบ ซ่ึงไดจ้ ากการทานาและสีขา้ วเปลือก

7 - ใบออ้ ย และชานออ้ ย ซ่ึงเหลือจากการผลิตน้าตาลทราย - กากปาลม์ ซ่ึงไดจ้ ากการสกดั น้ามนั ปาลม์ ดิบจากผลปาลม์ สด - เศษไม้ ซ่ึงไดจ้ ากการแปรรูปไมย้ างพาราหรือไมย้ คู าลิปตสั เป็ นส่วนใหญ่ และบางส่วนได้จากสวนป่ าที่ปลูกไว้ - กากมนั สาปะหลงั ซ่ึงไดจ้ ากการผลิตแป้ งมนั สาปะหลงั - ซงั ขา้ วโพด ซ่ึงไดจ้ ากการสีขา้ วโพดเพื่อนาเมล็ดออก - กาบและกะลามะพร้าว ซ่ึงไดจ้ ากการนามะพร้าวมาปอกเปลือกออกเพ่ือนาเน้ือมะพร้าวไปผลิตกะทิ และน้ามนั มะพร้าว ภาพที่ 1.4 โรงไฟฟ้ ามวลชีวภาพ มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยสี ุรนารี จ.นครราชสีมา ท่ีมา : http:// eng.sut.ac.th/ (18-03-2556) 1.3.5 พลงั งานนิวเคลยี ร์ (Nuclear Energy) พลงั งานนิวเคลียร์ หมายถึง พลงั งานซ่ึงเกิดจากการปลดปล่อยออกมาเมื่อมีการแยกรวมหรือแปลงนิวเคลียส พลงั งานท่ีเกิดข้ึนมีปริมาณมหาศาลเท่ากบั มวล (m) ท่ีหายไปจากปฏิกิริยาคูณดว้ ยความเร็วแสง (c) ยกกาลงั 2 (E = mc2) ตามท่ีอลั เบิร์ต ไอนส์ ไตน์ (Albert Einstein) ไดค้ ิดคน้ ไว้ ในกระบวนการทางนิวเคลียร์ท่ีให้พลงั งานความร้อนมาใชง้ านไดน้ ้นั เกิดจาก 2 กระบวนการท่ีสาคญั คือ การแตกตวั (Fission) และการรวมตวั (Fusion) แร่กมั มนั ตรังสีหรือธาตุท่ีเหมาะสมเป็ นเช้ือเพลิง

8 ภาพท่ี 1.5 โรงงานผลิตไฟฟ้ านิวเคลียร์ ท่ีมา : http://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/65/nuclear.htm (11-01-2553) 1.3.5.1 ประโยชน์พลงั งานนิวเคลยี ร์ ประโยชนข์ องพลงั งานนิวเคลียร์ มีดงั น้ี (สมพร จองคา, 2553 : 1) (1) กิจการอุตสาหกรรม การใชว้ สั ดุกมั มนั ตรังสี และเทคนิคทางรังสีในทางอุตสาหกรรมซ่ึงเรียกวา่ “เทคนิคเชิงนิวเคลียร์” เป็นการนาพลงั งานปรมาณูมาใชป้ ระโยชนใ์ นทางสนั ติ ไดม้ ีการใชก้ นั อยา่ งแพร่หลายในกิจการต่างๆ เช่น 1.1 ใชว้ ดั ระดบั ของไหล สารเคมีต่างๆ ในขบวนการผลิตในโรงงานเส้นใยสังเคราะห์ดว้ ยรังสีแกมมา 1.2 ใชต้ รวจสอบระดบั เศษไมใ้ นหมอ้ น่ึงภายใตค้ วามดนั สูง ในการผลิตไมอ้ ดั แผน่ เรียบดว้ ยรังสีแกมมา 1.3 ควบคุมขบวนการผลิต ผลิตภณั ฑเ์ คร่ืองแกว้ ใหม้ ีความหนาสม่าเสมอ 1.4 วดั หาปริมาณสารตะกว่ั หรือธาตุกามะถนั ในผลิตภณั ฑน์ ้ามนั ปิ โตรเลียม 1.5 ควบคุมน้าหนกั ของกระดาษตอ่ หน่วยพ้ืนท่ีในอุตสาหกรรมผลิตกล่องกระดาษ 1.6 ใชท้ าสีเรืองแสง 1.7 ใชว้ ดั หาปริมาณเถา้ ของลิกไนต์ 1.8 การวเิ คราะห์แร่ธาตุดว้ ยเทคนิคเชิงนิวเคลียร์ สาหรับการสารวจทรัพยากรในประเทศ 1.9 การใชร้ ังสีแกมมาเพอ่ื หาเช้ือในเครื่องมือเวชภณั ฑ์ เช่น กระบวนการฉีดยาสายน้าเกลือ ถุงเลือด ถุงมือ

9 (2) ดา้ นการแพทยแ์ ละอนามยั เวชศาสตร์นิวเคลียร์ คือการนาเอาสารรังสีหรือ รังสีมาใชใ้ นการตรวจรักษาและดา้ นการคน้ ควา้ ศึกษาการทางานของระบบอวยั วะในร่างกาย เพ่ือช่วยในการตรวจวิเคราะห์หรือรักษาโรคตวั อยา่ งบางส่วนของการใชส้ ารรังสีหรือรังสีดา้ นการแพทย์ เช่น 2.1 การรักษาโรคมะเร็งดว้ ย โคบอลต์ - 60 2.2 เมด็ ทองคา - 198 ในการรักษามะเร็ง 2.3 แทนทาลมั - 182 ในการรักษามะเร็งปากมดลูก 2.4 ไอโอดีน - 131 ใชต้ รวจวนิ ิจฉยั และรักษาโรคคอพอก ใชต้ รวจวเิ คราะห์การทางานของไต ระบบโลหิต 2.5 เทคนิเซียม - 99m ตรวจทางเดินน้าดี ไต ต่อมน้าเหลือง 2.6 แกลเลียม - 67 ตรวจการอกั เสบท่ีเป็นหนอง เช่น ในช่องทอ้ ง ตรวจมะเร็งในตอ่ มน้าเหลือง 2.7 อินเดียม - 111 ตรวจหาแหล่งอกั เสบของร่างกาย ตรวจการอุดตนั ของไขสันหลงัตรวจมะเร็งเตา้ นม รังไข่ ลาไส้ 2.8 ไอโอดีน - 123 ตรวจการทางานของต่อมไทรอยด์ 2.9 คริปทอน - 81m ตรวจการทางานหวั ใจ 2.10 ทอง - 195m ตรวจการไหลเวยี นโลหิต 2.11 การรักษาโรคมะเร็งในระดบั ต้ืนของร่างกาย เช่น ดวงตา ดว้ ยรังสีโปรตอน 2.12 การรักษาโรคมะเร็งและเน้ืองอกในส่วนลึกของร่างกายดว้ ยรังสีนิวตรอน (3) ดา้ นการเกษตร ชีววทิ ยาและอาหาร ประเทศไทยมีการเกษตรเป็ นอาชีพหลกั ของประชากร โครงการใช้นิวเคลียร์เทคโนโลยีเพอ่ื ส่งเสริมกิจการเกษตร เป็นตน้ วา่ การเพิ่มผลผลิตและเพิ่มคุณภาพของผลิตผล ซ่ึงกาลงั แพร่ขยายออกไปสู่ชนบทมากข้ึน 3.1 การใชเ้ ทคนิคนิวเคลียร์วเิ คราะห์ดิน เป็นการจาแนกพ้ืนท่ีปลูก ทาใหท้ ราบวา่ พ้ืนที่ศึกษาเหมาะสมตอ่ การเพาะปลูกพชื ชนิดใด ควรเพมิ่ ป๋ ุยชนิดใดลงไป 3.2 เทคนิคการสะกดรอยดว้ ยรังสี ใชศ้ ึกษาเก่ียวกบั การดูดซึมแร่ธาตุ และป๋ ุยโดยตน้ ไม้หรือพืชเศรษฐกิจต่างๆ เพื่อการปรับปรุงการใชป้ ๋ ุยใหม้ ีประสิทธิภาพยงิ่ ข้ึน 3.3 การฉายรังสีแกมมา เพื่อฆ่าแมลงและใชใ้ นเมล็ดพชื ซ่ึงเก็บไวใ้ นยงุ้ ฉางและภายหลงั จากบรรจุในภาชนะเพ่อื การส่งออกจาหน่าย 3.4 การใชร้ ังสีเพือ่ การกาจดั แมลงศตั รูพชื บางชนิดโดยวธิ ีทาใหต้ วั ผเู้ ป็ นหมนั

10 3.5 การถนอมเน้ือสตั ว์ พืชผกั และผลไมโ้ ดยการฉายรังสีเพื่อเก็บไวน้ าน เป็นประโยชน์ในการขนส่งทางไกลและการเกบ็ อาหารไวบ้ ริโภคนอกฤดูกาล 3.6 การใชเ้ ทคนิครังสีเพ่อื การขยายพนั ธุ์สัตวเ์ ล้ียง และการเพมิ่ อาหารนม อาหารเน้ือในโค และกระบือ 3.7 การนาเทคนิคทางรังสีดา้ นอุทกวทิ ยาในการเสาะหาแหล่งน้า สาหรับการเกษตร 3.8 การใชเ้ ทคนิคการวเิ คราะห์ดว้ ยวธิ ีอาบรังสี วิเคราะห์สารตกคา้ งในสิ่งแวดลอ้ มจากการใชย้ าปราบศตั รูพชื ยาฆา่ แมลง ซ่ึงมีความสาคญั ตอ่ ผบู้ ริโภค 3.9 การเอาพลงั งานปรมาณูมาใชฉ้ ายพนั ธุ์พืช เพอื่ ใหเ้ กิดการเปล่ียนแปลงทางพนั ธุกรรม (Induced Mutation) เช่น ขา้ วขาวมะลิ 105 ซ่ึงเป็นขา้ วเจา้ จากผลการฉายรังสี มีการกลายพนั ธุ์มาเป็นขา้ วเหนียว มีกล่ินหอมเหมือนขา้ วขาวมะลิ (4) ดา้ นส่ิงแวดลอ้ ม พลงั งานนิวเคลียร์มีส่วนเกี่ยวขอ้ งกบั สิ่งแวดลอ้ ม 2 ดา้ นคือ ในการรักษาและพฒั นาสภาพของสิ่งแวดลอ้ มให้ดีข้ึน อีกดา้ นหน่ึงคือการตรวจตราและควบคุมปริมาณรังสีที่มีอยู่ในธรรมชาติในส่ิงแวดลอ้ มใหอ้ ยใู่ นระดบั ที่ปลอดภยั ตอ่ มวลมนุษย์ และสิ่งมีชีวติ โดยทวั่ ไป ไดแ้ ก่ 4.1 การใชร้ ังสีแกมมาฆา่ เช้ือโรคตา่ งๆ ในน้าทิง้ จากชุมชนและจากโรงพยาบาลเพื่อป้ องกนั โรคระบาด 4.2 การใชร้ ังสีแกมมาฆ่าเช้ือโรค ในขยะและตะกอน และนากลบั มาทาเป็นป๋ ุยต่อไป 4.3 การใชร้ ังสีอิเลก็ ตรอนในการกาจดั แกส๊ อนั ตราย เช่น ซลั เฟอร์ไดออกไซด์ จากปล่องควนั โรงงานอุตสาหกรรม และการเผาถ่านหิน 4.4 การใชเ้ ทคนิคทางนิวเคลียร์วเิ คราะห์สารพษิ ตา่ งๆ ในดิน พชื อากาศ น้าและอาหาร 4.5 การใชเ้ ทคนิคสารติดตามทางรังสีศึกษามลภาวะในสิ่งแวดลอ้ ม 4.6 การวดั ปริมาณรังสีสิ่งแวดลอ้ ม เช่น ท่ีอยอู่ าศยั และสถานที่ทางาน (5) ดา้ นการศึกษาและวจิ ยั พลงั งานนิวเคลียร์ เป็ นส่ิงที่เกิดจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ โดยการใช้อนุภาคหรือรังสีที่มีพลงั งานสูง วิ่งไปชนนิวเคลียสของธาตุต่างๆ การศึกษาวิจยั ท่ีเป็ นมูลฐานและข้ึนประยุกตเ์ กี่ยวกบัพลงั งานนิวเคลียร์ และการใหป้ ระโยชน์ดงั ต่อไปน้ี 5.1 แหล่งกาเนิดรังสี เช่น เครื่องปฏิกรณ์ปรมาณูหรือตน้ กาเนิดรังสีแบบไอโซโทปเคร่ืองเร่งอนุภาค 5.2 ลกั ษณะกายภาพของรังสีชนิดตา่ งๆ อนั ตรกิริยาของรังสีต่ออะตอมธาตุหรือตอ่สสาร

11 5.3 ผลของรังสีที่มีต่อเซลลข์ องส่ิงมีชีวติ 5.4 เทคโนโลยนี ิวเคลียร์ที่ประยกุ ตท์ างดา้ นการแพทย์ การเกษตร อุตสาหกรรมส่ิงแวดลอ้ มและอื่นๆ 1.3.6 พลงั งานความร้อนใต้พภิ พ (Geothermal Energy) พลงั งานความร้อนใตพ้ ิภพ คือ พลงั งานธรรมชาติที่เกิดจากความร้อนที่ถูกกกั เก็บอยภู่ ายใต้ผวิ โลก (Geo = โลก , Thermal = ความร้อน)โดยปกติแลว้ อุณหภูมิภายใตผ้ วิ โลกจะเพม่ิ ข้ึนตามความลึก กล่าวคือ ยงิ่ ลึกลงไปอุณหภมู ิยง่ิ สูงข้ึน แหล่งพลงั งานความร้อนใตพ้ ิภพส่วนมากอยลู่ ึกลงไปใตพ้ ้ืนดินโดยที่เราไม่สามารถบอกได้จากบนดิน แตม่ ีกรณีเฉพาะท่ีพลงั งานความร้อนใตพ้ ิภพจะข้ึนมาที่ผวิ ดินได้ เช่น ภูเขาไฟ น้าพุร้อนและกีเซ่(Geysers-น้าพุร้อนชนิดที่พุ่งข้ึนมาจากผิวดิน) ซ่ึงจะเห็นได้ว่าประเทศไทยก็มีแหล่งพลงั งานความร้อนใตพ้ ิภพอยู่เช่นกนั เช่น น้าพุร้อนโป่ งเดือด อยู่ในเขตบา้ นแม่เลา อาเภอแม่แตงจงั หวดั เชียงใหม่ เป็นน้าพรุ ้อนประเภทกีเซ่ ซ่ึงใหญท่ ี่สุดของประเทศไทย ภาพท่ี 1.6 น้าพุร้อนโป่ งเดือด อ.แมแ่ ตง จ.เชียงใหม่ ที่มา : http://www.oceansmile.com/forum2/data/2/0186-3.html (11-01-2553) 1.3.7 พลงั งานซากดึกดาบรรพ์ (Fossil Energy) พลงั งานจากซากดึกดาบรรพเ์ ป็นแหล่งพลงั งานปฐมภมู ิที่สาคญั ในปัจจุบนั ซ่ึงมีตน้กาเนิดมาจากซากพืชซากสัตว์ ที่ตายทบั ถมกนั นบั ลา้ นปี ใตท้ อ้ งทะเล หรือพ้นื ดินลึก เช้ือเพลิงซากดึกดาบรรพ์ ไดแ้ ก่ น้ามนั ดิบ ถ่านหิน และแกส๊ ธรรมชาติ พลงั งานเคมีจะถูกสะสมในโครงสร้างอะตอมของเช้ือเพลิงเหล่าน้ี เมื่อเกิดปฏิกิริยาเคมี เช่น การเผาไหมก้ ็จะทาใหเ้ กิดพลงั งานความร้อน

12 1.3.7.1 นา้ มันดบิ (Crude oil) น้ามนั ดิบ หรือเรียกอีกอยา่ งวา่ ปิ โตรเลียม (Petroleum) เป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอนมีสีต้งั แตส่ ีเหลืองจนถึงสีดาข้ึนอยกู่ บั แหล่งที่พบ มีองคป์ ระกอบหลกั คือ ไฮโดรเจนร้อยละ 83 - 87 คาร์บอนร้อยละ 10 - 14 กามะถนั ร้อยละ 0.5 - 6 ออกซิเจนร้อยละ 0.1 - 1.5ไนโตรเจนร้อยละ 0.1 - 2 และโลหะหนกั เจือปนเลก็ นอ้ ย ก่อนที่จะนาน้ามนั ดิบไปใชไ้ ด้ จะตอ้ งผา่ นกระบวนการถูกแยกออกจากกนั เสียก่อน กระบวนการแยกเรียกวา่ การกลนั่ (Refining) กระบวนการผลติ นา้ มนั เชื้อเพลงิ มี 4 กระบวนการหลกั คือ (1) กระบวนการกลนั่ ลาดบั ส่วน (Fractional Distillation Process) เป็นการกลนั่ แยกน้ามนั ดิบ และน้ามนั ส่วนหนกั เพอื่ ใหไ้ ดน้ ้ามนั องคป์ ระกอบตา่ งๆ โดยนาน้ามนั ที่แยกน้าและเกลือแร่แลว้ มาใหค้ วามร้อนที่อุณหภมู ิ 368 - 385 องศาเซลเซียส แลว้ ผา่ นเขา้ ไปในทอ่ กลน่ั น้าท่ีร้อนจะกลายเป็นไอลอยข้ึนไปยอดหอ และกลายเป็นของเหลวตกลงบนถาดรองรับท่ีมีอยภู่ ายในหอกลนั่ ในแตล่ ะช่วงของผลิตภณั ฑท์ ่ีตอ้ งการ ของไหลในถาดกจ็ ะไหลออกมาตามท่อเพ่ือนาไปเก็บแยกตามประเภท และนาไปใชต้ ่อไป (2) กระบวนการปรับปรุงคุณภาพ (Treating Process) เป็นการกาจดั ส่ิงแปลกปลอมหรือสารปนเป้ื อนออกจากน้ามนั โดยเฉพาะกามะถนั ซ่ึงใชว้ ธิ ีการฟอกดว้ ยไฮโดรเจนหรือฟอกดว้ ยโซดาไฟเพือ่ ส่งต่อกระบวนการต่อไป (3) กระบวนการเพมิ่ มลู ค่า (Conversion Process) โดยการแตกสลายและปรับโครงสร้างโมเลกลุ เพื่อใหไ้ ดน้ ้ามนั ที่มีมูลค่าสูงข้ึน เน่ืองจากผลิตภณั ฑท์ ี่ไดอ้ าจมีคุณภาพไม่ดีพอ จึงตอ้ งใชว้ ธิ ีทางเคมีเพื่อเปล่ียนโครงสร้างของน้ามนั ทาให้โมเลกลุ ของน้ามนั หนกั แตกตวั เป็นน้ามนั เบา โดยใช้ความร้อนหรือใชต้ วั เร่งปฏิกิริยาเป็นตวั ช่วย (4) กระบวนการผสมน้ามนั (Blending Process) การนาผลิตภณั ฑท์ ี่ไดจ้ ากกระบวนต่างๆ มาปรุงแต่งหรือเติมสารท่ีเหมาะสมเพื่อใหไ้ ดผ้ ลิตภณั ฑส์ าเร็จรูปตามมาตรฐานท่ีกาหนด เช่นผสมน้ามนั เบนซินเพม่ิ คา่ ออกเทน หรือผสมน้ามนั เตาท่ีขน้ เหนียวกบั น้ามนั เตาท่ีเบากวา่ เพ่ือใหไ้ ด้ความหนืดตามที่ตอ้ งการ

13 ภาพท่ี 1.7 กระบวนการกลน่ั ลาดบั ส่วนที่นามาใชใ้ นอุตสาหกรรมปิ โตรเลียม ท่ีมา : http://www.il.mahidol.ac.th/ (11-01-2553) 1.3.7.2 แก๊สธรรมชาติ (Natural Gas) แก๊สธรรมชาติ เป็ นสารประกอบไฮโดรคาร์บอนและสิ่งเจือปนต่างๆในสภาวะแกส๊สารประกอบไฮโดรคาร์บอนที่พบในธรรมชาติไดแ้ ก่ มีเทน อีเทน โพรเทน บิวเทน เพนเทนเป็นตน้ ส่ิงเจือปนอื่นๆ ที่พบในแก๊สธรรมชาติไดแ้ ก่ คาร์บอนไดออกไซด์ ไฮโดรเจนไดซลั ไฟด์ฮีเลียม ไนโตรเจนและไอน้า เป็นตน้ การที่แก๊สธรรมชาติไดช้ ื่อวา่ สารประกอบไฮโดรคาร์บอนเน่ืองจากเป็นสารท่ีมีส่วนประกอบของอะตอม 2 ชนิด คือ ไฮโดรเจนกบั คาร์บอน รวมตวั กนั ในสัดส่วนของอะตอมท่ีต่างๆ กนั โดยเริ่มต้งั แต่สารประกอบไฮโดรคาร์บอนอนั ดบั แรก ท่ีมีคาร์บอนเพียง 1 อะตอม กบั ไฮโดรเจน 4 อะตอมมีชื่อเรียกโดยเฉพาะวา่ “แกส๊ มีเทน” คุณสมบตั ิของแกส๊ ทางธรรมชาติจะไมม่ ีสีและกลิ่น ติดไฟ และเกิดการเผาไหมไ้ ด้สมบูรณ์ มีผลกระทบต่อสิ่งแวดลอ้ มนอ้ ยจนเรียกวา่ พลงั งานสะอาดหรือเช้ือเพลิงสะอาด เน่ืองจากสามารถเผาไหมไ้ ดด้ ีกวา่ เช้ือเพลิงชนิดอื่น ไมม่ ีกากของเช้ือเพลิงหลงั จากการเผาไหม้ ไมม่ ีฝ่ นุออกไซดข์ องกามะถนั และไนโตรเจน ซ่ึงเป็นอนั ตรายตอ่ สุขภาพและส่ิงแวดลอ้ ม การนามาใช้จะตอ้ งผา่ นกระบวนการแยกแกส๊ ออกจากกนั เสียก่อนจึงจะใชป้ ระโยชนไ์ ด้ ดงั น้ี(อรสา ออ่ นจนั ทร์, 2553 : 1) (1) แกส๊ มีเทน ใชเ้ ป็นเช้ือเพลิงสาหรับผลิตกระแสไฟฟ้ าในโรงงานอุตสาหกรรม และนาไปอดั ใส่ถงั ดว้ ยความดนั สูง เรียกวา่ แกส๊ ธรรมชาติอดั (Compression Natural Gas : CNG)

14สามารถใชใ้ นรถยนตร์ ู้จกั กนั ในชื่อวา่ “แกส๊ ธรรมชาติสาหรับยานยนต”์ (Natural Gas for Vehicle :NGV) (2) แกส๊ อีเทน ใชเ้ ป็นวตั ถุดิบในอุตสาหกรรมปิ โตรเคมีข้นั ตน้ สามารถนาไปใชผ้ ลิตเมด็พลาสติก เส้นใยพลาสติกชนิดตา่ งๆ เพือ่ นาไปใชแ้ ปรรูปต่อไป (3) แก๊สโพรเทนและแก๊สบิวเทน แกส๊ โพรเทนใชเ้ ป็ นวตั ถุดิบในอุตสาหกรรมปิ โตรเคมีข้นั ตน้ ไดเ้ ช่นเดียวกนั และหากนาเอาแกส๊ โพรเทนกบั แก๊สบิวเทนมาผสมกนั อดั ใส่ถงั เป็นแก๊สปิ โตรเลียมเหลว (Liquefied Petroleum Gas : LPG) หรือที่เรียก แกส๊ หุงตม้ สามารถนาไปใชเ้ ป็นเช้ือเพลิงในครัวเรือน เป็ นเช้ือเพลิงสาหรับยานยนตแ์ ละใชใ้ นการเช่ือมโลหะไดร้ วมท้งั ยงั นาไปใช้ในโรงงานอุตสาหกรรมบางประเภท (4) ไฮไดรคาร์บอนเหลว (Heavier Hydrocarbon) อยใู่ นสถานะท่ีเป็นของเหลวที่อุณหภมู ิและความดนั บรรยากาศ เม่ือผลิตข้ึนมาถึงปากบอ่ แทน่ ผลิตสามารถแยกจากไฮโดรคาร์บอนท่ีมีสถานะเป็นแกส๊ บนแท่นผลิตเรียกวา่ คอนเดนเสท (Condensate) สามารถลาเลียงขนส่งโดยทางเรือหรือทางท่อ นาไปกลน่ั เป็นน้ามนั สาเร็จรูปต่อไป (5) แกส๊ โซลีนธรรมชาติ แมว้ า่ จะมีการแยกคอนเดนเสทออกเมื่อทาการผลิตข้ึนมาถึงปากบอ่ แทน่ ผลิตแลว้ แต่ยงั มีไฮโดรคาร์บอนเหลวบางส่วนหลุดไปกบั ไฮโดรคาร์บอนที่มีสถานะเป็นแก๊ส เม่ือผา่ นกระบวนการแยกจากโรงแยกแกส๊ ธรรมชาติหรือ NGL (Natural Gasoline) และส่งเขา้ ไปยงั โรงกลน่ั น้ามนั เป็นส่วนผสมของผลิตภณั ฑน์ ้ามนั สาเร็จรูปไดเ้ ช่นเดียวกบั คอนเดนเสทและยงั เป็นตวั ทาละลาย ซ่ึงนาไปใชใ้ นอุตสาหกรรมบางประเภทไดเ้ ช่นกนั (6) แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ เม่ือผา่ นกระบวนการแยกแลว้ จะถูกนาไปทาใหอ้ ยใู่ นสภาพของแขง็ เรียกวา่ น้าแขง็ แหง้ นาไปใชใ้ นอุตสาหกรรมอาหาร อุตสาหกรรมน้าอดั ลม เบียร์ใชใ้ นการถนอมอาหารระหวา่ งการขนส่ง นาไปเป็นวตั ถุดิบสาคญั ในการทาฝนเทียม และนาไปใช้สร้างควนั ในอุตสาหกรรมบนั เทิง เช่น การแสดงคอนเสิร์ตหรือการถ่ายทาภาพยนตร์

15ตารางท่ี 1.1 แสดงประโยชน์ของผลติ ภณั ฑ์จากแก๊สธรรมชาติ ชนิดของแก๊ส ประโยชน์มีเทน - เช้ือเพลิงในการผลิตกระแสไฟฟ้ าความร้อนในโรงงานอีเทน อุตสาหกรรมโพรเทน - เช้ือเพลิงในยานพาหนะ (NGV:Natural Gas for Vehicle)บิวเทน ถา้ อดั ใส่ถงั เรียกวา่ แก๊สธรรมชาติอดั (CNG : Compressed Naturalแกส๊ โซลีนธรรมชาติ Gas)แกส๊ คาร์บอนไดออกไซด์ - วตั ถุดิบในการทาป๋ ุยเคมี - อุตสาหกรรมปิ โตรเคมี ทาพลาสติก โพลิเอทิลีน(PE) ถุงพลาสติก เส้นใยพลาสติก - อุตสาหกรรมปิ โตรเคมีผลิตพลาสติก โพลิโพรพิลีน(PP) ทาผา้ ใบ หอ้ งเครื่องยนต์ หมอ้ แบตเตอรี่ กาว สารเพมิ่ คุณภาพน้ามนั เครื่อง - เช้ือเพลิงในโรงงานอุตสาหกรรม - อุตสาหกรรมปิ โตรเคมี - ผสมกบั โพรเพนเป็นแก๊สปิ โตรเลียมเหลว (LPG) เช้ือเพลิงรถยนต์ - เช้ือเพลิงอุตสาหกรรม เชื่อมโลหะ - ใชใ้ นอุตสาหกรรมตวั ทาละลาย - ใชผ้ สมเป็นน้ามนั เบนซินสาเร็จรูป - วตั ถุดิบในอุตสาหกรรมปิ โตรเคมี - ทาน้าแขง็ แหง้ (Dry Ice) - ทาควนั ในอุตสาหกรรมบนั เทิง - ถนอมอาหาร ผสมในน้าอดั ลม - น้ายาดบั เพลิง ฝนเทียม - หล่อเหลก็

มีเทน 16 อีเทน แก๊สโซลีนแกส๊ ธรรมชาติ โพรเทน แก๊สหุงตม้ ธรรมชาติ บิวเทน (LPG) (NGV) ไฮโครคาร์บอนเหลว Heavier Hydrocarbon ภาพท่ี 1.8 แผนภาพผลิตภณั ฑท์ ่ีไดจ้ ากการแยกแกส๊ ธรรมชาติ ที่มา : http://www.vcharkarn.varticle/43166 (11-01-2553) 1.3.7.3 ถ่านหิน (Coal) ถ่านหิน คือ หินตะกอนชนิดหน่ึงซ่ึงสามารถติดไฟไดแ้ ละมีส่วนประกอบท่ีเป็ นสารประกอบของคาร์บอนไม่นอ้ ยกวา่ ร้อยละ 50 โดยน้าหนกั หรือร้อยละ 70 โดยปริมาณ ถ่านหินมีกาเนิดมาจากการเปล่ียนแปลงตามธรรมชาติของพืชพนั ธุ์ไมต้ ่างๆ ที่สลายตวั และสะสมอยใู่ นหนองบึงนบั เป็นสิบๆ ลา้ นปี เมื่อเกิดการเปล่ียนแปลงของตะกอนมากข้ึน ทาใหแ้ หล่งสะสมตวั น้นั ไดร้ ับกดดนั และความร้อนที่มีอยภู่ ายในโลกเพ่ิมข้ึน ซากพืชเหล่าน้นั ก็จะเกิดการเปลี่ยนแปลงกลายเป็นถ่านหินตามลาดบั ช้นั ตา่ งๆ คือ พตี ลิกไนต์ ซบั บิทูมินสั บิทูมินสั และแอนทราไซต์ (1) ประเภทของถ่านหิน การแยกประเภทตามลาดบั ช้นั แยกไดเ้ ป็น 5 ประเภทคือ 1.1 พตี (Peat) เป็นข้นั แรกในกระบวนการเกิดถ่านหิน ในระดบั ต่าสุดประกอบดว้ ยซากพชื ซ่ึงบางส่วนไดส้ ลายตวั ไปแลว้ มีปริมาณออกซิเจน และความช้ืนสูงสามารถใชเ้ ป็นเช้ือเพลิงได้ 1.2 ลิกไนต์ (Lignite) เป็นถ่านหินที่ยงั พอมีซากพืชเหลือปรากฏใหเ้ ห็นอยเู่ ล็กนอ้ ยมี

17สีน้าตาลเขม้ จนถึงดา มีปริมาณคาร์บอนค่อนขา้ งนอ้ ย มีปริมาณความช้ืนสูงส่วนใหญใ่ ชเ้ ป็นเช้ือเพลิงและถือวา่ เป็ นถ่านหินท่ีมีคุณภาพต่า 1.3 ซบั บิทบู ินสั (Subbituminous) มีลกั ษณะสีน้าตาลเขม้ จนถึงดา เน้ือถ่านหินจะมีความอ่อนตวั คลา้ ยข้ีผ้งึ ไมแ่ ข็งมาก เป็นเช้ือเพลิงที่มีคุณภาพใชใ้ นการผลิตกระแสไฟฟ้ าหรือใชใ้ นอุตสาหกรรม 1.4 บิทมู ินสั (Bituminous) เป็นถ่านหินเน้ือแน่นมีลกั ษณะแขง็ และมกั จะประกอบดว้ ยช้นั ถ่านหินสีดาสนิทที่มีลกั ษณะเป็นมนั วาว มีปริมาณคาร์บอนร้อยละ 80-90 ใชเ้ ป็นถ่านหินเพอ่ื การถลุงโลหะ หรืออาจใชเ้ ป็นเช้ือเพลิงผลิตกระแสไฟฟ้ า 1.5 แอนทราไซต์ (Anthracite ) เป็นถ่านหินท่ีถูกจดั อยใู่ นลาดบั สูงสุด ถือเป็นถ่านหินท่ีมีคุณภาพดีที่สุด มีลกั ษณะดาเป็นเงามนั มีความวาวสูง มีปริมาณคาร์บอนสูงถึงร้อยละ 90ข้ึนไป มีปริมาณความช้ืนต่ามากและมีค่าความร้อนสูง มีควนั นอ้ ยแต่จุดติดไฟยากใหเ้ ปลวสีน้าเงินไมม่ ีควนั ส่วนใหญ่ใชเ้ ป็นแหล่งเช้ือเพลิงเพื่อใหค้ วามร้อนภายในบา้ นและในอุตสาหกรรมแกว้อุตสาหกรรมเคมี เป็นตน้ (2) การใช้ประโยชน์จากถ่านหนิ การใชป้ ระโยชน์จากถ่านหิน อาจแบ่งไดเ้ ป็น 2 ประเภท 2.1 การใชถ้ ่านหินเป็ นเช้ือเพลิงในการผลิตกระแสไฟฟ้ า และในภาคอุตสาหกรรมตา่ งๆ เช่น อุตสาหกรรมการถลุงโลหะ การผลิตปนู ซีเมนต์ อุตสาหกรรมอาหาร เป็ นตน้ 2.2 การใชถ้ ่านหินเพื่อวตั ถุประสงคอ์ ่ืนเป็นแหล่งวตั ถุดิบ เพ่อื ผลิตเป็นผลิตภณั ฑ์อื่นๆ อีกหลายอยา่ ง เช่น การนามาผลิตเป็นถ่านโคก้ เทียม ถ่านกมั มนั ต์ ป๋ ุยยเู รีย หรือการนามาสกดัเอาน้ามนั ดิบ เป็ นตน้ ภาพท่ี 1.9 ภาพกระบวนการเกิดถ่านหิน ที่มา : http://www.thaigoodview.com/lesson (11-01-2553)

181.4 หน่วยของพลงั งาน ปริมาณของพลงั งานที่เกิดข้ึนจะสามารถวดั ไดใ้ นขณะท่ีพลงั งานอยู่ในรูปแบบใดรูปแบบหน่ึง และจากการที่รูปแบบของพลงั งานมีหลายรูปแบบ จึงทาให้วิธีการวดั พลงั งานและหน่วยของการวดั มีความแตกตา่ งกนั ตามความเหมาะสม ข้ึนอยกู่ บั วตั ถุประสงคแ์ ละระบบการวดั วตั ถุประสงคข์ องการใชง้ านท่ีแตกต่างกนั เช่น การวดั พลงั งานไฟฟ้ าที่เกิดข้ึนในปฏิกิริยาเคมีซ่ึงมีคา่ นอ้ ยมากจึงใชห้ น่วยอิเล็กตรอน-โวลต์ (eV) เม่ือเทียบกบั พลงั งานไฟฟ้ าท่ีสามารถผลิตได้เพ่อื การใชง้ านในชีวติ ประจาวนั มีปริมาณพลงั งานไฟฟ้ าท่ีมากกวา่ มหาศาลจึงใชห้ น่วยเป็นกิโลวตั ต-์ ชวั่ โมง (kW-hr) ถา้ เลือกใชห้ น่วยการวดั เดียวกนั คา่ ของตวั เลขท่ีวดั น้นั จะยงุ่ ยาก ระบบการวดั ท่ีนิยมใชก้ นั ทวั่ ไป ไดแ้ ก่ ระบบองั กฤษ เป็นหน่วยที่ใชใ้ นบางประเทศ เช่นสหรัฐอเมริกา ซ่ึงการวดั ระบบน้ีค่อนขา้ งยงุ่ ยากต่อการใชง้ าน เช่น การวดั ระยะจะมีหน่วยการวดัเป็น นิ้ว ฟุต หลา เป็นตน้ อีก 2 ระบบที่นิยมใชก้ นั โดยทว่ั ไปจนอาจถือไดว้ า่ เป็นระบบสากล คือระบบเมตริกและระบบเอสไอ(SI) ซ่ึงสามารถใชง้ านไดง้ ่ายกวา่(สุนทร บุญญาธิการและคณะ, 2545 : 47) เน่ืองจากพ้ืนฐานของระบบวดั ท่ีแตกต่างกนั ทาให้หน่วยของการวดั พลงั งานแตกต่างกนัดงั น้นั จึงสามารถเปรียบเทียบหน่วยการวดั พลงั งานแบบระบบองั กฤษ ระบบเมตริกและระบบเอสไอ ไดด้ งั แสดงในตารางที่ 1.2ตารางท่ี 1.2 แสดงการเปรียบเทยี บหน่วยการวดั พลงั งานทใ่ี ช้ระบบองั กฤษ ระบบเมตริก และระบบเอสไอ พลงั งาน หน่วยวดั ระบบองั กฤษ หน่วยวดั ระบบเมตริก หน่วยวดั ระบบเอสไอพลงั งานความร้อน บีทียู แคลอรี จูล จลู จูล พลงั งานกล ฟุต-ปอนด์ พลงั งานไฟฟ้ า วตั ต-์ ชวั่ โมงที่มา : สุนทร บุญญาธิการและคณะ, 2545 : 48

19 บที ยี ู (Btu) เป็นหน่วยวดั ปริมาณพลงั งานในระบบองั กฤษ 1 บีทียู หมายถึง ปริมาณความร้อนท่ีทาใหน้ ้ามวล 1 ปอนด์ มีอุณหภมู ิเพิม่ ข้ึนหรือลดลง 1 องศาฟาเรนไฮต์ แคลอรี (Calorie) เป็ นหน่วยวดั ปริมาณพลงั งานในระบบเอสไอ แคลอรี หมายถึง ปริมาณความร้อนท่ีทาใหน้ ้า 1 กรัม มีอุณหภูมิสูงข้ึน 1 องศาเซลเซียส ฟุต-ปอนด์ (Foot-Pound) เป็นพลงั งานท่ีตอ้ งใชใ้ นอตั รา 1 วตั ต์ เป็นระยะเวลา 1 ชว่ั โมง จูล (Joule) เป็นหน่วยที่ใชบ้ อกปริมาณงานที่ทากบั วตั ถุ หรือพลงั งานที่เกิดจากการออกแรงจานวน 1 นิวตนั เป็นระยะทาง 1 เมตร วตั ต์-ชั่วโมง (Watt-Hour) เป็นพลงั งานท่ีใชใ้ นอตั รา 1 วตั ต์ เป็นระยะเวลา 1 ชวั่ โมง หน่วยของพลงั งานสามารถนามาเขียนเปรียบเทียบกบั หน่วยจลู ไดด้ งั น้ี 1 แคลอรี = 4.186 จูล 1 บีทียู = 1,055 จลู 1 กิโลวตั ต-์ ชว่ั โมง = 3.6 ×106 จลู 1 อิเล็กตรอน-โวลต์ = 6 ×10-19 จลู ส่วนหน่วยวดั พลงั งานไฟฟ้ ามีหน่วยเป็ นกิโลวตั ต์-ชวั่ โมง หรือหน่วย หรือยูนิต หมายถึงความสิ้นเปลืองไฟฟ้ าที่เคร่ืองใชไ้ ฟฟ้ าใชค้ วบคูก่ บั ระยะเวลาในการทางาน(การไฟฟ้ าส่วนภมู ิภาค, 2554 : 1)1 กิโลวตั ต-์ ชวั่ โมง = 1 ยนู ิต หรือ 1 หน่วย = หลอดไฟ 100 วตั ต์ เปิ ดนาน 10 ชวั่ โมง = อุปกรณ์ไฟฟ้ า 1,000 วตั ต์ ใชง้ าน 1 ชวั่ โมง1.5 ความสิ้นเปลอื งไฟฟ้ า เครื่องใช้ไฟฟ้ าต่างๆ ท่ีใช้อยใู่ นบา้ นเรือนทว่ั ๆ ไป ผผู้ ลิตจะรวมกาลงั ของเครื่องใช้ไฟฟ้ าเหล่าน้ีไวด้ ว้ ย กาลงั ที่รวมไวใ้ นเครื่องใชไ้ ฟฟ้ า หมายถึง กาลงั ที่ตอ้ งใหก้ บั เครื่องใชน้ ้นั ๆ เช่น พดั ลมขนาด 50 วตั ต์ หรือเตารีดขนาด 750 วตั ต์ หมายความว่าในการใชพ้ ดั ลมหรือเตารีดไฟฟ้ าดงั กล่าวจะตอ้ งใชก้ าลงั ไฟฟ้ ามากและเปิ ดใชเ้ ป็นเวลานานๆ ก็จะตอ้ งใชพ้ ลงั งานไฟฟ้ ามาก ซ่ึงจะตอ้ งเสียค่าไฟฟ้ ามาก ความสิ้นเปลืองไฟฟ้ าน้นั คิดจากพลงั งานไฟฟ้ าท่ีใชโ้ ดยใชส้ ูตร

20พลงั งานไฟฟ้ า = กาลงั ของเคร่ืองใชไ้ ฟฟ้ า × จานวนชว่ั โมงท่ีใชง้ าน 1,000 W = P×t 1,000P แทน กาลงั ของเคร่ืองใชไ้ ฟฟ้ า มีหน่วยเป็น วตั ต์W แทน พลงั งานไฟฟ้ า มีหน่วยเป็น กิโลวตั ต-์ ชวั่ โมงหรือหน่วยt แทน เวลา มีหน่วยเป็น ชวั่ โมงค่าใชจ้ ่าย (ค่าไฟฟ้ า) = จานวนหน่วยไฟฟ้ าท่ีใช้ × อตั ราคา่ กระแสไฟฟ้ าตอ่ หน่วยตัวอย่างท่ี 1.1 เคร่ืองรับโทรทศั น์สีขนาด 150 วตั ต์ เปิ ดใชน้ าน 4 ชว่ั โมง จะสิ้นเปลืองพลงั งานไฟฟ้ าเท่าใดวธิ ีทา สูตร W = P×t 1,000 W = ? หน่วย P = 150 วตั ต์ t = 4 ชวั่ โมงแทนคา่ W = 150 × 4 1,000 = 0.6 หน่วยตอบ สิ้นเปลืองพลงั งานไฟฟ้ า 0.6 หน่วยสรุป พลงั งาน มีความหมายวา่ ความสามารถท่ีจะทางานได้ พลงั งานแบ่งออกเป็น 2 ประเภทคือพลงั งานที่ใชแ้ ลว้ หมดไป พลงั งานท่ีใชไ้ ม่หมดหรือพลงั งานหมุนเวยี น แหล่งที่มาของพลงั งานไดแ้ ก่ พลงั งานแสงอาทิตย์ พลงั งานลม พลงั งานน้า พลงั งานมวลชีวภาพ พลงั งานนิวเคลียร์พลงั งานความร้อนใตพ้ ิภพ และพลงั งานซากดึกดาบรรพ์ พลงั งานในรูปแบบต่างๆ เหล่าน้ีลว้ นมีความสาคญั และประโยชนใ์ นการดารงชีวติ ของมนุษยใ์ นดา้ นต่างๆ เช่น ในดา้ นอุตสาหกรรมการผลิตไฟฟ้ า การคมนาคม การเกษตร การแพทย์

21 แบบฝึ กหัด หน่วยท่ี 1 ความรู้เกย่ี วกบั พลงั งานตอบคาถามต่อไปนี้1. จงบอกความหมายของพลงั งานตอบ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................2. จงบอกประเภทของพลงั งานมาใหค้ รบท้งั 2 ขอ้ตอบ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................3. ใหน้ กั เรียนอธิบายความหมายของพลงั งานมวลชีวภาพตอบ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................4. จงอธิบายความหมายของคาวา่ “พลงั งานนิวเคลียร์”ตอบ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................5. จงอธิบายกระบวนการกลนั่ ลาดบั ส่วนตอบ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................6. จงอธิบายความหมายของพลงั งานความร้อนใตพ้ ภิ พตอบ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

227. ถ่านหินมีก่ีประเภท อะไรบา้ งตอบ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................8. จงบอกประโยชนข์ องแก๊สอีเทนตอบ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................9. เตารีด 750 วตั ต์ เปิ ดใชน้ าน 2 ชว่ั โมง จะสิ้นเปลืองไฟฟ้ าเทา่ ใดตอบ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................10. จงบอกความหมายของคาวา่ “แคลอรี”ตอบ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

23 ใบงานท่ี 1.1 ความรู้เกย่ี วกบั พลงั งานเรื่อง การใช้พลงั งานภายในบ้านจุดประสงค์ 1. นกั เรียนคานวณความสิ้นเปลืองไฟฟ้ าไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ ง 2. นกั เรียนสามารถอธิบายสาเหตุของอตั ราการสิ้นเปลืองพลงั งานไฟฟ้ าภายในบา้ นได้คาชี้แจงในการทากจิ กรรม 1. ให้นกั เรียนทาการสารวจและเก็บขอ้ มูล อุปกรณ์ไฟฟ้ าและเครื่องใชไ้ ฟฟ้ าภายในบา้ นทุกชนิดแลว้ บนั ทึกในแบบบนั ทึกผล (แบบ 1.1)ตัวอย่างแบบบนั ทกึ ผล ปริมาณกระแสไฟฟ้ า กาลงั ของ เวลาของการใช้ จานวนของเครื่องใช้ไฟฟ้ า ของเคร่ืองใช้ไฟฟ้ า เคร่ืองใช้ไฟฟ้ า งานเครื่องใช้ไฟฟ้ า เครื่องใช้ไฟฟ้ า แอมแปร์ (A) วตั ต์ (W) ชั่วโมง (Hr)1. พดั ลม 0.23 45 10 4 เคร่ือง2. โทรทศั น์ ไม่ระบุ 62 12 2 เคร่ือง3. หลอดเรืองแสง 0.01 60 8 10 หลอด4....................... .............................. ........................ ............................ ......................... 2. นาขอ้ มลู ท่ีไดจ้ ากแบบบนั ทึกผลการสารวจ มาคานวณความสิ้นเปลืองไฟฟ้ าของเคร่ืองใชไ้ ฟฟ้ า (แบบ 1.2) 3. ตอบคาถามทา้ ยกิจกรรม (แบบ 1.3) 4. นาขอ้ มูลที่ไดจ้ ากแบบบนั ทึกผลการสารวจและการตอบคาถามทา้ ยกิจกรรม มาใชใ้ นการอภิปรายสาเหตุของอตั ราการสิ้นเปลืองพลงั งานไฟฟ้ าของอุปกรณ์ไฟฟ้ าและเคร่ืองใชไ้ ฟฟ้ าแตล่ ะชนิดภายในบา้ นข้อควรระวงั ในการทากจิ กรรม ควรถอดปลก๊ั และปิ ดสวติ ซ์อุปกรณ์ไฟฟ้ าหรือเคร่ืองใชไ้ ฟฟ้ าก่อนการสมั ผสั

24 แบบ 1.1 แบบบันทกึเครื่องใช้ไฟฟ้ า ปริมาณกระแสไฟฟ้ า กาลงั ของ เวลาของการใช้ จานวนของ ของเคร่ืองใช้ไฟฟ้ า เคร่ืองใช้ไฟฟ้ า งานเครื่องใช้ไฟฟ้ า เครื่องใช้ไฟฟ้ า แอมแปร์ (A) วตั ต์ (W) ช่ัวโมง (Hr)

25 แบบ 1.2 การคานวณค่าไฟฟ้ าคาชี้แจง ใหน้ กั เรียนแสดงวธิ ีการคานวณความสิ้นเปลืองไฟฟ้ าของเคร่ืองใชไ้ ฟฟ้ าแตล่ ะชนิดดว้ ยการนาขอ้ มลู จากแบบบนั ทึกผล (แบบ 1.1) มาใชเ้ ป็นขอ้ มูลในการคานวณ.......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

26 แบบ 1.3คาถามท้ายกจิ กรรม1. อุปกรณ์ไฟฟ้ าหรือเครื่องใชไ้ ฟฟ้ าชนิดใดภายในบา้ นที่มีอตั ราการสิ้นเปลืองพลงั งานมากท่ีสุดเพราะเหตุใด................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................2. นกั เรียนมีแนวทางอย่างไร ที่จะทาให้อุปกรณ์ไฟฟ้ าหรือเคร่ืองใชไ้ ฟฟ้ าที่มีอตั ราการสิ้นเปลืองพลงั งานมากที่สุดน้นั มีอตั ราการสิ้นเปลืองพลงั งานลดนอ้ ยลง....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................3. นกั เรียนมีแนวทางในการประหยดั พลงั งานไฟฟ้ าภายในบา้ นอยา่ งไร....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................4. นกั เรียนมีหลกั การในการพิจารณาเลือกซ้ืออุปกรณ์ไฟฟ้ าหรือเครื่องใชไ้ ฟฟ้ าภายในบา้ นคร้ังต่อไป อยา่ งไร....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

27 แบบประเมนิ ผลตนเองหลงั การเรียนรู้ หน่วยที่ 1 เร่ือง ความรู้เกยี่ วกบั พลงั งาน จานวนข้อสอบ 10 ข้อ คะแนนเต็ม 10 คะแนน เวลา 10 นาที----------------------------------------------------------------------------------------------------------------คาสั่ง จงพจิ ารณาเลือกคาตอบที่ถูกตอ้ งเพยี งขอ้ เดียวและทาเคร่ืองหมาย X ลงในกระดาษคาตอบ1. ขอ้ ใดจดั เป็นพลงั งานหมุนเวยี น ก. พลงั งานถ่านหิน ข. พลงั งานนิวเคลียร์ ค. พลงั งานน้ามนั ง. พลงั งานลม2. ขอ้ ใดเป็นความหมายของคาวา่ “พลงั งาน” ก. ความสามารถที่ก่อใหเ้ กิดพลงั งาน ข. ความสามารถท่ีทาใหเ้ กิดการทางาน ค. ส่ิงท่ีสามารถปล่อยพลงั งานไดเ้ มื่อเปลี่ยนรูป ง. สสารหรือวตั ถุท่ีมีพลงั งานอยใู่ นตวั3. ขอ้ ใดไม่ใช่หน่วยของพลงั งาน ก. จลู ข. บีทียู ค. แคลอรี ง. นิวตนั4. ขอ้ ใดคือประโยชน์ของแก๊สมีเทน ก. ใชผ้ ลิตเอทิลีน ข. ใชผ้ ลิตโพรทิลีน ค. ใชเ้ ป็นเช้ือเพลิงในการผลิตกระแสไฟฟ้ า ง. ใชเ้ ป็นวตั ถุดิบอุตสาหกรรมปิ โตรเคมี5. พลงั งานตน้ กาเนิดของโลกคือพลงั งานใด ก. พลงั งานลม ข. พลงั งานมวลชีวภาพ ค. พลงั งานน้า ง. พลงั งานแสงอาทิตย์

286. กระบวนการกลน่ั น้ามนั ดิบใชว้ ธิ ีการกลนั่ แบบใด ก. การกลน่ั ระเหย ข. การกลนั่ ลาดบั ส่วน ค. การกลน่ั ดว้ ยไอน้า ง. การกลนั่ ปิ โตรเลียม7. พลงั งานประเภทใดที่จะมีความสาคญั ตอ่ ไปในอนาคต ก. พลงั งานซากดึกดาบรรพ์ ข. พลงั งานปฐมภมู ิ ค. พลงั งานทุติยภมู ิ ง. พลงั งานหมุนเวยี น8. ขอ้ ใดไม่ใช่พลงั งานซากดึกดาบรรพ์ ก. พลงั งานมวลชีวภาพ ข. น้ามนั ดิบ ค. แก๊สธรรมชาติ ง. ถ่านหิน9. ประโยชนข์ องโคบอลต์ - 60 คือขอ้ ใด ก. แผน่ ฟิ ลม์ ตรวจรังสี ข. ตรวจอายซุ ากดึกดาบรรพ์ ค. ตรวจการทางานของหวั ใจ ง. ใชร้ ักษามะเร็ง10. ขอ้ ใดเป็นพลงั งานสิ้นเปลือง ก. พลงั งานมวลชีวภาพ ข. พลงั งานนิวเคลียร์ ค. พลงั งานแสงอาทิตย์ ง. พลงั งานลม