(คู่มือ) หนังสือเรียนสสวท พื้นฐานวิทยาศาสตร์ ม.3 ล.2

หนว่ ยท่ี 5 | ปฏิกิริยาเคมแี ละวัสดุในชวี ติ ประจำวนั 64 คู่มือครูรายวชิ าพ้นื ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ตวั อยา่ งผลการทำกจิ กรรม วธิ ีที่เลอื ก นักเรียนสามารถตอบไดห้ ลากหลาย โดยตอ้ งมเี หตุผลสนบั สนุนแนวทางท่ีเลือก เชน่ เลือกลดดว้ ยวิธีดักจับ แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ที่ปล่อยออกมาด้วยสารละลายโมโนเอทาโนเอมีน เนื่องจากเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพสูง เมื่อพิจารณาแผนภูมิรูปวงกลมที่แสดงสัดส่วนการปล่อยแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ทั้งหมด 260.3 ล้านตัน ในปี 2561 พบว่าปริมาณแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ที่มาจากภาคอุตสาหกรรมคิดเป็น 31% ของปริมาณแก๊ส คาร์บอนไดออกไซด์ทั้งหมดหรือประมาณ 81 ล้านตัน ดังนั้นถ้าตอ้ งการลดปริมาณแก๊สคาร์บอนไดออกไซดด์ ้วย สารละลายโมโนเอทาโนเอมีน ซึ่งระบุว่าสามารถลดแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ได้มากกว่าร้อยละ 90 แสดงว่าจะ สามารถลดปรมิ าณแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์จากภาคอตุ สาหกรรมได้มากกวา่ 72 ล้านตนั ผลการออกแบบ นักเรียนสามารถออกแบบไดต้ ามความคิดของตนเอง เช่น แกส๊ อนื่ ๆ สารละลายโมโนเอทาโนเอมนี แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์และแก๊สอ่นื ๆ ที่เกดิ จากอตุ สาหกรรม สถาบันส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

65 หนว่ ยท่ี 5 | ปฏิกริ ยิ าเคมีและวสั ดุในชีวติ ประจำวัน คู่มือครูรายวิชาพืน้ ฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี เฉลยคำถามท้ายกจิ กรรม 1. ปญั หาในสถานการณน์ ี้คอื อะไร และเกี่ยวขอ้ งกับปฏกิ ริ ยิ าเคมใี ดบ้าง แนวคำตอบ ปัญหาปริมาณแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศมีปริมาณมากเกินไปทำใหเ้ กดิ ภาวะโลกร้อน ซง่ึ เกยี่ วข้องกับปฏกิ ริ ยิ าการเผาไหม้ 2. ความรเู้ กย่ี วกบั ปฏิกริ ิยาเคมีสามารถนำไปแกป้ ญั หาในสถานการณน์ ี้ได้อยา่ งไร แนวคำตอบ ความรู้เกี่ยวกับปฏิกิริยาเคมีทำให้ทราบว่าสารใดบ้างที่สามารถทำปฏิกิริยากับแก๊ส คาร์บอนไดออกไซด์ จึงสามารถเลือกสารที่มีประสิทธิภาพสูงสุด ภายใต้ข้อจำกัดของสถานการณ์ มาทำ ปฏิกริ ิยาเพอื่ ลดปริมาณแก๊สคารบ์ อนไดออกไซดใ์ นบรรยากาศ 3. การแก้ปัญหาในสถานการณ์นี้ได้ใช้ความรู้วิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ เทคโนโลยี และกระบวนการ ออกแบบเชงิ วศิ วกรรมอย่างไร แนวคำตอบ การแก้ปัญหาในสถานการณ์นี้ ต้องใช้ความรู้ด้านวิทยาศาสตร์เพื่อหาปฏิกิริยาเคมีที่สามารถลด ปริมาณแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ต้องใช้ความรู้ด้านคณิตศาสตร์ในการคำนวนหาปริมาณแก๊ส คาร์บอนไดออกไซด์ที่ลดลงด้วยวิธีต่าง ๆ ต้องใช้ความรู้ด้านเทคโนโลยีในการสืบค้นและออกแบบ และใช้ กระบวนการออกแบบเชงิ วศิ วกรรมในการดำเนินงานเพอ่ื แกป้ ญั หาอย่างเป็นระบบ 4. วิธีการแก้ปัญหาที่ออกแบบไว้ มีข้อดี ข้อเสียอย่างไร เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีแก้ปัญหาของกลุ่ม อื่น และมี 1 แนวทางปรบั ปรงุ แบบของตนเองอยา่ งไร แนวคำตอบ นักเรียนสามารถตอบได้หลากหลาย ขึ้นอยู่กับการออกแบบวิธีการลดปริมาณแก๊ส คาร์บอนไดออกไซดข์ องแต่ละกลุ่ม ตัวอยา่ งเชน่ เลือกลดด้วยวธิ ดี กั จับแกส๊ คารบ์ อนไดออกไซด์ที่ปล่อยออกมา ด้วยสารเคมี เชน่ สารละลายโมโนเอทาโนเอมีน วธิ นี ้ีมขี อ้ ดคี ือเปน็ วิธีท่ีมปี ระสิทธภิ าพสูงในการลดปริมาณแก๊ส คาร์บอนไดออกไซด์ แต่มีข้อเสียคือต้องใช้ต้นทุนสูง ซึ่งอาจปรับปรุงได้โดยใช้สารเคมีชนิดอื่นที่มีราคาต่ำกว่า แตย่ งั คงมีสมบัตใิ นการดักจบั แก๊สคารบ์ อนไดออกไซด์ได้ดีเช่นเดิม สถาบันสง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยท่ี 5 | ปฏิกริ ยิ าเคมแี ละวสั ดุในชวี ติ ประจำวัน 66 คูม่ ือครูรายวิชาพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี เฉลยแบบฝึกหดั ท้ายบทที่ 1 1. พิจารณาสมการต่อไปน้ี แลว้ ตอบคำถาม I. แก๊สบวิ เทน + แก๊สออกซเิ จน → แกส๊ คารบ์ อนไดออกไซด์ + นำ้ II. แคลเซียมคารบ์ อเนต → แคลเซยี มออกไซด์ + แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ III. โซเดียมไฮดรอกไซด์ + สงั กะสี → เกลือของสังกะสี + แก๊สไฮโดรเจน IV. กรดซลั ฟวิ ริก + สังกะสี → เกลอื ของสังกะสี + แก๊สไฮโดรเจน สมการใดแสดงปฏิกิรยิ าการเผาไหม้ ทราบได้อยา่ งไร * แนวคำตอบ สมการทีแ่ สดงปฏกิ ริ ยิ าการเผาไหม้คือสมการ I. แก๊สบิวเทน + แกส๊ ออกซิเจน → แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ + นำ้ เนื่องจากปฏิกิริยาการเผาไหมเ้ ป็นปฏกิ ิริยาที่เกิดจากเชื้อเพลิง ซึ่งในที่นี้คือแก๊สบิวเทนทำปฏิกิริยากับแก๊สออกซิเจน ได้ผลติ ภณั ฑ์เปน็ แกส๊ คารบ์ อนไดออกไซด์และน้ำ 2. การเผาแคลเซียมคาร์บอเนตท่ีอณุ หภูมิสูง จะได้ของแขง็ สีขาวและแก๊สคารบ์ อนไดออกไซด์ เม่อื เผาแคลเซียมคาร์บอเนต ปริมาณ 10 กรัมจนหมด จะได้ของแข็งสีขาว 5.6 กรัม ปฏิกิริยานี้มีแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์เกิดขึ้นกี่กรัม ทราบได้ อยา่ งไร * แนวคำตอบ มีแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์เกิดขึ้น 4.4 กรัม เนื่องจากมวลรวมของสารตั้งต้นจะเท่ากับมวลรวมของ ผลิตภณั ฑเ์ สมอตามกฎทรงมวล 3. การศึกษาการเปลี่ยนแปลงพลงั งานความร้อนของปฏิกิริยาเคมี 3 ปฏิกริ ิยา โดยวัดอุณหภูมิของสารก่อนและหลัง เกดิ ปฏิกิริยาเคมี ไดผ้ ลดังตาราง ปฏกิ ริ ิยาเคมีท่ี อุณหภมู ขิ องสาร (C) กอ่ นเกดิ ปฏิกริ ิยาเคมี หลงั เกดิ ปฏิกริ ิยาเคมี 1 25 30 2 25 20 3 25 40 ถ้าต้องการปฏิกิริยาเคมีที่ให้พลังงานความร้อน เพื่อนำความร้อนนั้นมาใช้ในการบ่มผลไม้ ปฏิกิริยาเคมีใดบ้างที่ สามารถนำมาใชไ้ ด้ เพราะเหตุใด * แนวคำตอบ ปฏิกิริยาเคมีท่ี 1 และ 3 เนื่องจากเป็นปฏิกิริยาคายความร้อน สังเกตได้จากอุณหภูมิของสารหลัง เกิดปฏิกิรยิ าเคมมี คี ่ามากกว่าอณุ หภูมขิ องสารก่อนเกิดปฏกิ ริ ยิ าเคมี สถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

67 หนว่ ยท่ี 5 | ปฏิกริ ยิ าเคมแี ละวัสดใุ นชวี ติ ประจำวนั คูม่ ือครูรายวชิ าพื้นฐานวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี 4. เม่ือผสมสารละลายแบเรียมไฮดรอกไซด์กับสารละลายแอมโมเนียมคลอไรดเ์ ขา้ ด้วยกนั พบวา่ มเี กล็ดน้ำแข็งเกาะ อยูข่ า้ งภาชนะ ปฏิกริ ยิ าเคมนี ี้เป็นปฏกิ ริ ิยาดดู หรอื คายความรอ้ น ทราบได้อย่างไร * แนวคำตอบ เปน็ ปฏิกิรยิ าดูดความร้อน เนอื่ งจากเกดิ การถ่ายโอนความร้อนจากสิ่งแวดล้อมเข้าสู่ระบบ ทำให้ภาชนะ ซง่ึ เปน็ สิ่งแวดล้อมมีอณุ หภูมิลดลงจนไอน้ำรอบ ๆ กลายเป็นเกลด็ นำ้ แข็งมาเกาะขา้ งภาชนะ 5. เลือกตัวอักษรหน้าชื่อปฏิกิริยาเคมีมาเติมในช่องว่างให้สอดคล้องกับสถานการณ์ที่กำหนดให้ (บางสถานการณ์ อาจตอบได้มากกว่า 1 ปฏกิ ิรยิ า) * ก. ปฏกิ ริ ิยาของกรดกบั เบส ข. ปฏกิ ริ ิยาของกรดกบั โลหะ ค. ปฏกิ ริ ิยาของเบสกับโลหะ ง. การเกิดสนมิ จ. การเกดิ ฝนกรด ฉ. การสังเคราะหด์ ว้ ยแสง ช. การเผาไหม้ แนวคำตอบ ฉ การสรา้ งอาหารของพืช ข การผกุ ร่อนของหลงั คาสังกะสี ก การใช้ปนู ขาวเพ่ือแกไ้ ขปัญหาดนิ เปรีย้ ว ข ง จ การผุพงั ของโบราณสถานและโบราณวตั ถุ ช การใช้แกส๊ หุงต้มในการประกอบอาหาร ช จ การใชถ้ ่านหนิ เป็นเช้ือเพลงิ ในการผลติ กระแสไฟฟา้ 6. การเผาถา่ นให้เกดิ การเผาไหม้อย่างสมบูรณ์และไมส่ มบูรณ์เหมอื นหรอื แตกตา่ งกันอยา่ งไร * แนวคำตอบ การเผาไหม้ทง้ั สองแบบจะได้ผลติ ภัณฑ์ทเ่ี หมือนกัน คือ น้ำ ความร้อน และแสง ส่ิงทแ่ี ตกตา่ งกนั คอื การ เผาถ่านแบบสมบูรณ์จะได้แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ส่วนการเผาถ่านแบบไม่สมบูรณ์จะได้เขม่าและแก๊ส คารบ์ อนมอนอกไซด์ 7. เพราะเหตุใด น้ำฝนที่พบทั่วไปจะมีความเป็นกรดอ่อน ๆ ในขณะที่น้ำฝนตามแหล่งโรงงานอุตสาหกรรมมักจะมี ความเป็นกรดมากกว่าปกติ * แนวคำตอบ น้ำฝนที่พบทั่วไปจะทำปฏิกิริยากับแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ได้สารละลายที่มีความเป็นกรดอ่อน ๆ แต่น้ำฝนตามแหล่งโรงงานอุตสาหกรรมจะทำปฏิกิริยากับแก๊สท่ีปล่อยออกมาจากโรงงานอุตสาหกรรม เช่น ออกไซด์ ของซลั เฟอร์ ออกไซด์ของไนโตรเจน เกิดเป็นสารละลายซึ่งมคี วามเปน็ กรดมากกว่าปกติ 8. ในการต่อเรอื จะมวี ธิ ีการป้องกนั อยา่ งไรใหโ้ ครงสร้างของเรือทเ่ี ป็นเหลก็ เกดิ สนมิ ได้ชา้ ลง * แนวคำตอบ วิธีการป้องกันให้โครงสร้างของเรือที่เป็นเหล็กเกิดสนิมได้ช้าลงทำได้โดยทาสีบริเวณโครงสร้างที่เป็น เหล็ก เพือ่ ปอ้ งกนั ไมใ่ หเ้ หลก็ ทำปฏิกริ ยิ ากบั น้ำและแก๊สออกซเิ จนในอากาศ สถาบนั สง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยที่ 5 | ปฏกิ ิริยาเคมแี ละวัสดุในชวี ติ ประจำวัน 68 คู่มือครรู ายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 9. กระบวนการสงั เคราะห์ด้วยแสงของพืชมคี วามสำคัญต่อสง่ิ มชี ีวิตและสง่ิ ตา่ ง ๆ รอบตวั อย่างไร * แนวคำตอบ กระบวนการสงั เคราะห์ด้วยแสงของพชื จะไดผ้ ลิตภณั ฑ์เป็นนำ้ ตาลและแกส๊ ออกซิเจน ซงึ่ จำเป็นสำหรับ การดำรงชีวิตของสิ่งมีชวี ติ เนื่องจากกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงใช้แกส๊ คารบ์ อนไดออกไซด์ในการทำปฏิกิริยากับ น้ำ ได้ผลิตภัณฑ์เป็นแก๊สออกซิเจน จึงช่วยลดปริมาณแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศซึ่งเป็นสาเหตุหนึ่งของ ปรากฏการณ์เรือนกระจก นอกจากนั้นยังเพิ่มปริมาณแก๊สออกซิเจนในบรรยากาศ กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง ของพชื จึงมคี วามสำคญั ตอ่ สงิ่ มชี วี ิตและส่ิงตา่ ง ๆ รอบตวั สถาบนั สง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

69 หนว่ ยท่ี 5 | ปฏิกริ ิยาเคมแี ละวัสดใุ นชีวิตประจำวนั คมู่ อื ครรู ายวิชาพ้ืนฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี บทที่ 2 วสั ดใุ นชีวติ ประจำวัน สาระสำคัญ พอลิเมอร์ เซรามิก โลหะ และวัสดุผสมเป็นวัสดุที่มีสมบัติทางกายภาพแตกต่างกัน จึงนำมาใช้ประโยชน์ใน ชีวิตประจำวันได้อย่างหลากหลายตามสมบัติของวัสดุแต่ละชนิด พอลิเมอร์เป็นสารประกอบโมเลกุลใหญ่ที่เกิดจากสารท่ี มีโมเลกุลขนาดเล็กซ้ำ ๆ กันจำนวนมากมายึดเหนี่ยวกัน มีทั้งที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติและสังเคราะห์ขึ้น พอลิเมอร์ ส่วนใหญ่ไม่นำไฟฟ้า มีความเหนียวและความยืดหยุ่นแตกต่างกัน บางชนิดเกิดการเปลี่ยนแปลงเมื่อได้รับความร้อน สามารถนำมาขึ้นรูปเป็นผลิตภัณฑ์รูปทรงต่าง ๆ ได้ง่าย โดยใช้พลังงานความร้อนน้อยกว่าเซรามิกและโลหะ พอลิเมอร์มี สมบัติเหมาะสมต่อการใช้งานในหลากหลายรูปแบบ จึงเป็นวัสดุที่นำมาใช้ในชีวิตประจำวันอย่างแพร่หลาย เซรามิกที่ใช้ งานทั่วไปเป็นวัสดุที่ผลิตจากดิน หิน ทราย และแร่ธาตุต่าง ๆ จากธรรมชาติ ที่ผ่านการขึ้นรูปแล้วนำไปเผาที่อุณหภูมิสูง ทำให้โครงสรา้ งและสมบัติเปลยี่ นไปจากเดิม เซรามกิ ส่วนใหญ่แขง็ แตเ่ ปราะ ทนตอ่ การสึกกร่อนไดส้ ูง มีจุดหลอมเหลวสูง เป็นฉนวนความร้อนและฉนวนไฟฟ้า ทนความร้อนได้ดี เมื่อได้รับความร้อนแล้วไม่เปลี่ยนแปลงรูปร่าง โลหะส่วนใหญ่มี สมบัติแข็ง เหนียว สามารถตีให้เป็นแผ่นหรือยืดเป็นเส้นได้ สามารถนำความร้อนและนำไฟฟ้าได้ดีกว่าพอลิเมอร์และ เซรามกิ มจี ดุ หลอมเหลวและจดุ เดือดสงู วัสดผุ สมหรือวัสดคุ อมโพสติ เกดิ จากการนำวัสดุตา่ งชนดิ ท่มี ีสมบัตติ า่ งกนั มาผสม ได้เป็นวัสดุใหม่ที่มีสมบัติดีกว่าวัสดุตั้งต้นแต่ละชนิด ทำให้สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้มากขึ้น วัสดุบางชนิดย่อยสลาย ตามธรรมชาติได้ยาก ดังนั้นจึงควรใช้วัสดุเท่าที่จำเป็นหรือใช้งานอย่างคุ้มค่า โดยลดการใช้วัสดุที่ย่อยสลายได้ยากและ เลือกใชว้ ัสดทุ ี่ยอ่ ยสลายไดง้ า่ ยและเปน็ มิตรต่อสง่ิ แวดลอ้ ม จดุ ประสงคข์ องบทเรียน เมื่อเรยี นจบบทนีแ้ ลว้ นกั เรยี นจะสามารถทำสง่ิ ต่อไปน้ีได้ 1. อธบิ ายสมบัตทิ างกายภาพของวสั ดุประเภทพอลิเมอร์ เซรามกิ โลหะ และวสั ดผุ สม 2. อธิบายการใชป้ ระโยชน์จากวัสดุประเภทพอลิเมอร์ เซรามิก โลหะ และวสั ดผุ สม 3. เสนอแนะแนวทางการใช้วัสดุประเภทพอลเิ มอร์ เซรามิก โลหะ และวัสดุผสมอยา่ งประหยดั และคุม้ ค่า สถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยที่ 5 | ปฏิกริ ิยาเคมีและวสั ดุในชีวิตประจำวนั 70 คมู่ ือครูรายวชิ าพนื้ ฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี ภาพรวมการจดั กจิ กรรมการเรยี นรู้ จุดประสงค์ แนวความคดิ ต่อเนื่อง กิจกรรม รายการประเมิน การเรยี นรขู้ องบทเรยี น 1. อธิบายสมบัตทิ าง 1. อธิบายสมบตั ทิ าง 1. พอลเิ มอร์เป็นสารโมเลกลุ ใหญซ่ ่ึง กิจกรรมท่ี 5.8 กายภาพของวัสดุ ประเภทพอลเิ มอร์ กายภาพของวสั ดุ ประกอบด้วยโมเลกุลท่มี ขี นาดเลก็ พอลิเมอร์ เซรามกิ เซรามกิ และโลหะ ประเภทพอลิเมอร์ ซำ้ ๆ กนั จำนวนมากมาเช่ือมตอ่ กัน และโลหะมสี มบัติ 2. ยกตัวอย่างและ นำเสนอแนวทางการ เซรามกิ โลหะ ดว้ ยปฏิกิรยิ าเคมี มที ั้งพอลเิ มอรท์ ี่ เปน็ อย่างไร ใช้ประโยชนจ์ ากวัสดุ ประเภทพอลเิ มอร์ และวัสดุผสม เกดิ ขึน้ ในธรรมชาติ เช่น ยาง และ เซรามิก โลหะ และ วัสดุผสม 2. อธบิ ายการใช้ พอลเิ มอรส์ ังเคราะห์ เชน่ พลาสติก ประโยชนจ์ ากวัสดุ 2. พลาสติกเปน็ พอลิเมอรท์ ี่มีสมบัติ ประเภทพอลิเมอร์ หลากหลาย สว่ นใหญไ่ มน่ ำไฟฟา้ เซรามิก โลหะ ไมน่ ำความร้อน สลายตวั ยาก และวสั ดผุ สม สามารถนำมาขนึ้ รปู เปน็ ผลิตภัณฑ์ รูปทรงต่าง ๆ ไดง้ ่ายโดยใช้พลงั งาน ความร้อน 3. ยางเปน็ พอลิเมอร์ท่ีไดจ้ ากทั้ง ธรรมชาติและการสังเคราะห์ มีสภาพยดื หยนุ่ สงู ไมน่ ำไฟฟา้ ไม่นำความรอ้ น 4. เสน้ ใยเป็นพอลเิ มอร์ทไ่ี ดจ้ ากท้งั ธรรมชาตแิ ละการสงั เคราะห์ มี สมบัตเิ หมาะสมตอ่ การดึงเป็นเส้น ไม่นำไฟฟา้ ไมน่ ำความรอ้ น 5. พอลิเมอร์แตล่ ะชนดิ มสี มบตั ทิ าง กายภาพต่างกัน จึงใช้ประโยชน์ได้ แตกต่างกัน 6. เซรามิกเปน็ วสั ดทุ ผ่ี ลติ จากดิน หนิ ทราย และแร่ธาตุต่าง ๆ จาก ธรรมชาติ ที่ผา่ นการขึน้ รูปแล้ว นำไปเผาทีอ่ ุณหภูมิสงู ทำให้ โครงสร้างและสมบัติเปลี่ยนไปจาก เดมิ มสี มบัตแิ ข็งแตเ่ ปราะ ทนต่อ การสึกกรอ่ น ไมน่ ำไฟฟ้า ไม่นำ ความร้อน สถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

71 หนว่ ยท่ี 5 | ปฏกิ ิรยิ าเคมีและวัสดใุ นชีวิตประจำวนั คมู่ อื ครูรายวชิ าพืน้ ฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี จุดประสงค์ แนวความคดิ ตอ่ เนอื่ ง กจิ กรรม รายการประเมนิ การเรยี นรู้ของบทเรียน 7. โลหะเปน็ วสั ดุที่ได้จากการถลงุ สนิ แร่ อธบิ ายสมบัตแิ ละ 3. เสนอแนะแนวทาง ประโยชนข์ องคอนกรีต การใช้วสั ดุประเภท ในธรรมชาติ โลหะส่วนใหญม่ สี มบตั ิ เสริมเหลก็ และพลาสตกิ พอลิเมอร์ เซรามิก เสริมใยแกว้ โลหะ และวสั ดุผสม แข็ง เหนยี ว สามารถตีให้เป็นแผน่ หรอื อย่างประหยัดและ 1. อธบิ ายผลของการใช้ คุ้มค่า ยืดเป็นเส้นได้ สามารถนำความรอ้ น วสั ดุประเภท พอลเิ มอร์ เซรามกิ และนำไฟฟา้ ได้ดี โลหะ และวัสดผุ สมใน ชวี ิตประจำวนั และ 8. วัสดผุ สมเกดิ จากการนำวสั ดุต่างชนิด กจิ กรรมท่ี 5.9 อุตสาหกรรมต่าง ๆ ซึ่งมผี ลกระทบต่อ ทม่ี ีสมบัติต่างกนั มาใชร้ ่วมกนั ได้เปน็ วัสดผุ สมมีสมบตั เิ ปน็ สิ่งแวดล้อม วสั ดุใหมท่ ่มี สี มบัติดกี วา่ วสั ดตุ ้ังต้น อย่างไร 2. นำเสนอแนวทางการ ใชพ้ อลเิ มอร์ เซรามิก แตล่ ะชนิด เช่น แข็งแรง ทนตอ่ การ โลหะ และวัสดุผสม อย่างประหยัดและ สกึ กร่อน มนี ำ้ หนกั นอ้ ยลง ทำให้ คุ้มค่า สามารถนำไปใชป้ ระโยชน์ได้ หลากหลาย 9. ในวสั ดุผสมมวี ัสดุชนิดหนงึ่ เปน็ วสั ดุ เน้อื หลัก และวัสดุอีกชนิดหนง่ึ กระจายตวั เป็นตวั เสริมแรงให้กับ วัสดเุ น้ือหลกั 1. วัสดบุ างชนิด เชน่ พลาสติก กิจกรรมท้ายบท สลายตัวยาก การใชว้ สั ดอุ ยา่ ง ใช้วสั ดุใน ฟุ่มเฟอื ยและไมร่ ะมดั ระวังอาจก่อ ชีวติ ประจำวัน ปัญหาตอ่ สิ่งแวดลอ้ ม ดังนั้นจึงควร อย่างไรให้ประหยัด ใชว้ ัสดเุ ทา่ ท่ีจำเป็นหรือใชง้ านอย่าง และคุม้ คา่ คุ้มค่า ลดการใชว้ ัสดุที่ยอ่ ยสลายได้ ยาก เลอื กใชว้ สั ดทุ ่ยี อ่ ยสลายได้ง่าย และเป็นมติ รต่อส่งิ แวดลอ้ ม สถาบันสง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน่วยท่ี 5 | ปฏกิ ิรยิ าเคมแี ละวัสดุในชวี ิตประจำวนั 72 คมู่ อื ครูรายวชิ าพน้ื ฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี ทกั ษะกระบวนการทางวิทยาศาสตรแ์ ละทักษะแห่งศตวรรษท่ี 21 ท่คี วรจะไดจ้ ากบทเรยี น ทกั ษะ เรื่องท่ี 1 ท้ายบท ทกั ษะกระบวนการทางวทิ ยาศาสตร์ การสังเกต  การวัด  การจำแนกประเภท การหาความสมั พนั ธ์ระหวา่ งสเปซกับสเปซ และสเปซกับเวลา  การใช้จำนวน  การจัดกระทำและสอ่ื ความหมายขอ้ มลู การลงความเห็นจากขอ้ มูล  การพยากรณ์ การต้งั สมมติฐาน  การกำหนดนยิ ามเชิงปฏิบัติการ  การกำหนดและควบคมุ ตัวแปร  การทดลอง  การตีความหมายขอ้ มลู และลงข้อสรุป การสร้างแบบจำลอง ทกั ษะแหง่ ศตวรรษที่ 21 ดา้ นการคิดอย่างมวี จิ ารณญาณและการแกป้ ัญหา ดา้ นการสอ่ื สาร สารสนเทศและการรู้เทา่ ทันสือ่ ดา้ นความรว่ มมอื การทำงานเป็นทมี และภาวะผู้นำ ด้านการสรา้ งสรรค์และนวตั กรรม ดา้ นคอมพวิ เตอรแ์ ละเทคโนโลยสี ารสนเทศและการส่ือสาร ด้านการทำงาน การเรยี นรู้ และการพงึ่ ตนเอง สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

73 หน่วยที่ 5 | ปฏิกิรยิ าเคมีและวสั ดุในชวี ิตประจำวัน คู่มือครูรายวิชาพน้ื ฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี การนำเขา้ สหู่ นว่ ยการเรยี นรู้ ครดู ำเนินการดงั นี้ 1. เช่ือมโยงเขา้ สบู่ ทท่ี 2 โดยให้นักเรยี นดูภาพนำบท ซ่งึ เป็นภาพ ของใช้ในชีวิตประจำวัน จากนั้นนักเรียนอภิปรายร่วมกันโดย ใช้แนวคำถามดังต่อไปนี้ ครูอาจเขียนคำถามและบันทึก คำตอบของนกั เรียนไว้บนกระดาน ● จากภาพ นักเรียนเห็นผลิตภัณฑ์ใดบ้าง (นักเรียนตอบ ตามที่สังเกตจากภาพ เช่น หนังสือ โทรศัพท์เคลื่อนท่ี คอมพิวเตอรโ์ นต้ บุ๊ก ถ้วยกาแฟ โคมไฟ โตะ๊ ) ● ผลิตภัณฑ์เหล่านั้นทำจากวัสดุชนิดใด (นักเรียนตอบตาม ความเข้าใจของตนเอง เช่น หนังสือทำจากกระดาษ ถ้วย กาแฟทำจากดินเผา โทรศัพท์เคลื่อนท่ีทำจากวัสดุหลาย ชนิด เช่น พลาสติก โลหะ กระจก คอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊กทำ จากวัสดุหลายชนิด เช่น พลาสติก กระจก โคมไฟทำจาก วัสดุหลายชนิด เช่น พลาสติก โลหะ แก้ว โต๊ะทำจากไม้ และพลาสติก) ● จากเรอ่ื งทน่ี กั เรยี นอา่ น กล่าวถึงวัสดุประเภทใดบา้ ง (พอลเิ มอร์ เซรามิก โลหะ วัสดผุ สม) ● ให้นักเรียนยกตัวอย่างของใช้ในชีวิตประจำวัน และระบุว่าของใช้เหล่านั้นทำมาจากวัสดุใดบ้าง (นักเรียนตอบตาม ความเข้าใจของตนเอง เช่น เก้าอี้ทำจากไม้ อะลูมิเนียมและพลาสติก กระเป๋านักเรียนทำจากพลาสติกและเหล็ก ดินสอทำจากไม้ แกรไฟต์และยาง กระถางต้นไม้ทำจากดินเผา รองเท้าทำจากยางและพลาสติก กรอบรูปทำจาก กระดาษอัดกาว ไม้ กระจกและพลาสติก เป็นต้น) ● ให้นักเรียนจัดประเภทของวัสดุข้างต้นว่าอยู่ในกลุ่มพอลิเมอร์ เซรามิก โลหะหรือวัสดุผสม (ผ้า ไม้ ยาง พลาสติก กระดาษ อยู่ในกลุ่มของพอลิเมอร์ ดินเผา กระจก อยู่ในกลุ่มของเซรามิก เหล็ก อะลูมิเนียม อยู่ในกลุ่มของโลหะ กระดาษอัดกาว อย่ใู นกลุ่มของวัสดผุ สม) ครใู ห้ความรู้เพม่ิ เติมวา่ วัสดุแบง่ ออกเปน็ - พอลเิ มอร์ ซง่ึ มที ง้ั พลาสตกิ ยาง และเส้นใย - เซรามกิ เชน่ เคร่อื งป้นั ดินเผา กระถางดนิ เผา กระจก แกว้ - โลหะ เช่น เหลก็ อะลูมเิ นียม - วัสดผุ สม เช่น กระดาษอดั กาว ใหน้ ักเรยี นร่วมกันวเิ คราะห์วา่ วัสดุต่าง ๆ ได้แก่ พอลิเมอร์ เซรามกิ โลหะและวสั ดุผสมเหมือนหรือตา่ งกนั อย่างไร นกั เรยี นอาจตอบตามความรทู้ เ่ี คยเรยี นมาแลว้ ในชน้ั ประถมศกึ ษา เชน่ วัสดสุ ่วนใหญ่เป็นของแข็งเหมอื นกัน แต่มี ความยืดหยุ่นต่างกนั วสั ดุบางชนิด เชน่ โลหะนำไฟฟ้าและนำความร้อนได)้ สถาบันสง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยที่ 5 | ปฏกิ ริ ยิ าเคมแี ละวสั ดุในชวี ิตประจำวัน 74 คู่มือครรู ายวชิ าพื้นฐานวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี 2. จากนั้นให้นักเรียนอ่านคำถามนำบท และจุดประสงค์การเรียนรู้ของบท เพื่อให้ทราบเป้าหมายและขอบเขตเนื้อหาที่ จะไดเ้ รยี นร้ใู นบทเรยี น รวมท้งั เปา้ หมายการเรยี นรู้ (นักเรียนจะไดเ้ รยี นรู้เกี่ยวกบั สมบัติทางกายภาพของวสั ดุประเภท พอลิเมอร์ เซรามิก โลหะ และวัสดุผสม การใช้ประโยชน์จากวัสดุประเภทพอลิเมอร์ เซรามิก โลหะ และวัสดุผสม และการใชว้ สั ดปุ ระเภทพอลิเมอร์ เซรามิก โลหะและวัสดุผสมอย่างประหยดั และคมุ้ ค่า) สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

75 หนว่ ยที่ 5 | ปฏิกิรยิ าเคมีและวัสดใุ นชวี ิตประจำวนั คู่มอื ครรู ายวชิ าพ้ืนฐานวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี เรอื่ งที่ 1 วสั ดุรอบตวั แนวการจดั การเรียนรู้ ครูดำเนินการดงั น้ี 1. ให้นักเรียนดูภาพนำเรื่อง และอ่านเนื้อหานำเรื่องที่เกี่ยวกับ เครื่องดื่มในบรรจุภัณฑ์แบบต่าง ๆ จากนั้น นักเรียนอภิปราย รว่ มกัน โดยอาจใชแ้ นวคำถามดงั น้ี ● ร้านค้าในท้องถิ่นของเราจำหน่ายเครื่องดื่มที่บรรจุในบรรจุ ภัณฑ์แบบใดบ้าง (ร้านค้าในท้องถิ่นของเราจำหน่าย เครื่องดื่มที่ส่วนใหญ่บรรจุในขวดพลาสติก และกระป๋อง อะลมู เิ นยี ม) ● บรรจุภัณฑ์ดังกล่าวทำจากวัสดุชนิดใด มีข้อดีอย่างไร (ขวด พลาสติกทำจากพลาสติก ส่วนกระป๋องอะลูมิเนียมทำจาก โลหะอะลูมิเนียม ข้อดีคือเครื่องดื่มในขวดพลาสติกสามารถ นำติดตัวไปได้สะดวกเนื่องจากบรรจุภัณฑ์มีน้ำหนักเบา เคร่ืองด่ืมในกระป๋องอะลมู ิเนยี มเม่ือนำไปแชเ่ ยน็ จะเย็นเร็วกว่าบรรจภุ ณั ฑช์ นิดอื่น) ● นักเรียนนิยมซื้อเครื่องดื่มในบรรจุภัณฑ์แบบใด เพราะเหตุใด (คำตอบของนักเรียนอาจหลากหลาย เช่น นิยมซ้ือ เครื่องดื่มที่บรรจุในขวดพลาสติกหรือกระป๋องอะลูมิเนียม เพราะมีน้ำหนักเบา สามารถนำติดตัวไปได้สะดวก ถ้า เปน็ เคร่ืองด่มื ประเภทอัดลม นิยมซอื้ เครื่องดมื่ ทบ่ี รรจุในขวดแกว้ เพราะมฟี องแก๊สมากกว่าทีบ่ รรจใุ นขวดพลาสตกิ ) 2. นักเรียนอ่านคำสำคัญและทำกิจกรรมทบทวนความรู้ก่อนเรียน แล้วนำเสนอผลการทำกิจกรรม หากครูพบว่า นักเรียนยังทำกิจกรรมทบทวนความรู้ก่อนเรียนไม่ถูกต้อง ครูควรทบทวนหรือแก้ไขความเข้าใจผิดของนักเรียน เพอ่ื ใหน้ ักเรียนมคี วามรู้พ้นื ฐานท่ถี กู ตอ้ งและเพยี งพอที่จะเรียนเร่ืองวัสดุรอบตวั ต่อไป สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยท่ี 5 | ปฏิกิรยิ าเคมแี ละวัสดใุ นชวี ิตประจำวนั 76 คมู่ อื ครรู ายวิชาพนื้ ฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี ความรู้เพ่มิ เตมิ สำหรบั ครู น้ำอัดลมประกอบด้วยน้ำ น้ำตาลหรือสารให้รสหวาน สารแต่งกลิ่นรส และแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ โดยทั่วไปน้ำอัดลมอยู่ใน บรรจุภัณฑ์แบบต่าง ๆ เช่น ขวดแก้ว ขวดพลาสติก กระป๋องอะลูมิเนียม น้ำอัดลมที่ผลิตแล้วจะต้องเก็บรักษาที่อุณหภูมิห้องหรือแช่ เย็นให้มีอุณหภูมิต่ำ เพื่อให้แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ละลายในน้ำอัดลมได้ดี เนื่องจากการแยกตัวของแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ออกจาก น้ำอัดลม การเปลี่ยนแปลงของสีและสารแต่งกลิ่นรส มีผลต่อการเสื่อมคุณภาพของน้ำอัดลม บรรจุภัณฑ์จึงมีส่วนสำคัญในการช่วย ป้องกันการเสื่อมคุณภาพของผลิตภัณฑ์จากสาเหตุดังกล่าว บรรจุภัณฑ์ที่ดีจะต้องป้องกันไม่ให้แก๊สซึมผ่านออกมาได้ทั้งที่บริเวณปาก ขวดและเนื้อวัสดุที่ใชท้ ำบรรจภุ ัณฑ์ ป้องกันการเกิดปฏกิ ิรยิ าเคมีท่ีมแี สงและออกซิเจนจากภายนอกมาเกีย่ วข้อง รวมทั้งป้องกันการกัด กรอ่ นเนื้อวัสดุโดยน้ำอัดลมซ่ึงมสี มบตั เิ ป็นกรดด้วย แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ในน้ำอัดลมสามารถแพร่ผ่านเนื้อบรรจุภัณฑ์พลาสติกมากกว่าแก้ว และโลหะ บรรจุภัณฑ์พลาสติกจึงทำให้เกิดการสูญเสียแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากน้ำอัดลมได้ มากกว่า น้ำอัดลมที่บรรจุในบรรจุภัณฑ์ประเภทพลาสติกจึงมีอายุการเก็บรักษาต่ำกว่าน้ำอัดลมที่ บรรจุในบรรจุภัณฑ์แก้วและโลหะ นอกจากนี้ บรรจุภัณฑ์ที่ทำจากแก้วสามารถป้องกันการกัดกร่อน ได้ดี รวมทั้งป้องกันการแพร่ของแก๊สผ่านเนื้อวัสดุได้ดี น้ำอัดลมในขวดแก้วจึงสามารถคงรสชาติ https://bit.ly/2nyM9qr เหมอื นเดมิ มากทีส่ ุดเมอ่ื เทียบกบั น้ำอดั ลมในบรรจุภัณฑ์แบบอื่น ที่มา : ฐานข้อมูลอุตสาหกรรมบรรจภุ ณั ฑ์. การบรรจนุ ำ้ อัดลม. เฉลยทบทวนความรู้กอ่ นเรยี น เขยี นเครื่องหมาย  ล้อมรอบขอ้ ท่ีถูกตอ้ ง ข้อใดไมใ่ ชว่ ัสดุ ก. ยาง ข. ไม้ ค. เหลก็ ง. เกา้ อี้ เลือกตวั อักษรหน้าวธิ กี ารทดสอบแลว้ เติมลงในช่องวา่ งหนา้ สมบตั ทิ างกายภาพที่กำหนดให้ ค ความแข็ง ก. นำวสั ดทุ ่ีแขวนไวผ้ ูกกับถงุ ทราย จากน้นั นำถงุ ทรายออก เปรยี บเทยี บความยาวของวัสดุกอ่ นผกู ขณะผูก และ หลงั จากนำถงุ ทรายออก ง การนำไฟฟ้า ข. ติดก้อนดินน้ำมันไว้ที่ปลายวัสดุด้านหนึ่งแล้วให้ ความร้อนที่ปลายอีกด้านหนึ่งของวัสดุ สังเกตการ เปลย่ี นแปลงของกอ้ นดนิ น้ำมัน ข การนำความร้อน ค. ใช้ตะปูหรอื เขม็ หมุดขีดลงบนวสั ดุ สงั เกตรอยท่ีปรากฏ บนผวิ วัสดุ ก สภาพยืดหย่นุ ง. นำไปตอ่ กบั วงจรไฟฟ้าอย่างง่ายทมี่ ีหลอดไฟฟา้ สงั เกตความสวา่ งของหลอดไฟฟ้า สถาบันสง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

77 หนว่ ยท่ี 5 | ปฏิกริ ิยาเคมแี ละวัสดใุ นชีวิตประจำวัน คมู่ ือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี 3. ตรวจสอบความรู้เดิมของนักเรียนเกี่ยวกับพอลิเมอร์ เซรามิก โลหะ และวัสดุผสม โดยให้ทำกิจกรรม รู้อะไรบ้างก่อน เรยี น นกั เรยี นสามารถเขยี นข้อความ แผนผงั หรอื แผนภาพไดอ้ ยา่ งอิสระตามความเขา้ ใจของตนเองโดยครูยังไม่เฉลย คำตอบ หากครูพบแนวความคิดคลาดเคลื่อนจากคำตอบของนักเรียน ครูควรรวบรวมแนวคิดคลาดเคลื่อนที่พบเพ่ือ นำไปใช้ในการวางแผนการจัดการเรียนรู้ว่าควรเน้นย้ำหรืออธิบายเรื่องใดเป็นพิเศษ เมื่อนักเรียนเรียนจบเรื่องนี้แล้ว นกั เรยี นจะมีความรคู้ วามเขา้ ใจครบถว้ นตามจดุ ประสงคข์ องบทเรยี น ตัวอยา่ งแนวคดิ คลาดเคล่ือนทีอ่ าจพบในเรอ่ื งน้ี • พอลิเมอรท์ กุ ชนิดเป็นสารสงั เคราะห์ (Common Misconceptions, n.d.) • พอลเิ มอรท์ ุกชนิดประกอบด้วยหน่วยของสารเพียงชนดิ เดียวตอ่ กันเปน็ สายยาว (Common Misconceptions, n.d.) 4. ให้นักเรียนอ่านเนื้อหาเกี่ยวกับการเลือกใช้วัสดุจากหนังสือเรียนหน้า 39 จากนั้นเชื่อมโยงเข้าสู่กิจกรรมที่ 5.8 พอลิเมอร์ เซรามกิ และโลหะมสี มบัตอิ ยา่ งไร โดยใชค้ ำถามว่า นักเรยี นทราบหรือไม่ว่าพอลเิ มอร์ เซรามิก และโลหะ มีสมบัตเิ หมือนหรือแตกตา่ งกนั อยา่ งไร และนำไปใชป้ ระโยชน์อะไรบ้าง สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยที่ 5 | ปฏกิ ิริยาเคมแี ละวัสดุในชีวิตประจำวัน 78 คูม่ อื ครรู ายวชิ าพืน้ ฐานวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี กจิ กรรมที่ 5.8 พอลเิ มอร์ เซรามกิ และโลหะ มสี มบตั ิอย่างไร แนวการจัดการเรยี นรู้ ครดู ำเนนิ การดังนี้ กอ่ นการทำกิจกรรม (10 นาที) 1. ให้นักเรียนอ่านชื่อกิจกรรม จุดประสงค์ และวิธีดำเนินกิจกรรม และตรวจสอบความเข้าใจจากการอ่านโดยใช้คำถาม ดังตอ่ ไปน้ี • กจิ กรรมนเ้ี กีย่ วกับเรอื่ งอะไร (สมบตั ทิ างกายภาพบางประการของพอลเิ มอร์ เซรามิก และโลหะ) • กิจกรรมนี้มีจุดประสงค์อะไร (สังเกต ตรวจสอบและอธิบายสมบัติทางกายภาพของวัสดุประเภทพอลิเมอร์ เซรามิก และโลหะ) • วิธีการดำเนินกิจกรรมมีขั้นตอนโดยสรุปอย่างไร (เลือกวัสดุแต่ละประเภทมาอย่างน้อยประเภทละ 2 อย่าง สงั เกตลักษณะของวสั ดุ ตรวจสอบการนำไฟฟ้า ความเหนยี วหรอื ความเปราะ และการทนความรอ้ นของวสั ดุ ครู อาจสาธิตวธิ ตี รวจสอบสมบตั ดิ ้านตา่ ง ๆ ของวัสดุ จากน้ันเปรียบเทยี บสมบัติของวัสดุแต่ละประเภท) ครคู วรบันทึกขนั้ ตอนการทำกจิ กรรมโดยเขียนสรปุ ไวบ้ นกระดาน • นักเรียนต้องสังเกตหรือรวบรวมข้อมูลอะไรบ้าง (สังเกตและบันทึกข้อมูลของวัสดุประเภทพอลิเมอร์ เซรามิก และโลหะทเ่ี ลอื กมาตรวจสอบในด้านลกั ษณะ การนำไฟฟ้า ความเหนยี วหรือความเปราะ และการทนความรอ้ น) • ข้อควรระวังในการทำกิจกรรมมีอะไรบ้าง (ครูควรแนะนำการใช้ตะเกียงแอลกอฮอล์ และเตือนให้นักเรียนระวัง ขณะหยบิ จับวสั ดุทีร่ ้อนและมีคม) ระหวา่ งการทำกิจกรรม (30 นาท)ี 2. ให้นักเรียนแต่ละกลุ่มลงมือทำกิจกรรม ครูสังเกตการทำกิจกรรมของนักเรียนแต่ละกลุ่ม พร้อมให้คำแนะนำและ ความช่วยเหลือเพิ่มเติมในเรื่องต่าง ๆ เช่น วิธีการทดสอบสมบัติของวัสดุอย่างถูกวิธี การบันทึกผลการตรวจสอบ สมบัติของวัสดุ ถา้ นกั เรียนทำไมถ่ กู ต้อง ครูควรแนะนำตามความเหมาะสม สถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

79 หนว่ ยที่ 5 | ปฏกิ ิรยิ าเคมแี ละวัสดใุ นชีวิตประจำวัน คู่มอื ครรู ายวิชาพน้ื ฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี หลังการทำกิจกรรม (20 นาที) 3. ให้นักเรียนนำเสนอผลการทำกิจกรรมในรูปแบบต่าง ๆ เช่น ตารางบันทึกผลการทำกิจกรรม แผนภาพวิธีการ ตรวจสอบสมบัติของวัสดุและผลการทำกิจกรรม ครูควรให้นักเรียนทุกกลุ่มนำเสนอผลการทำกิจกรรมบนกระดาน เพื่อใช้ประกอบการอภิปรายและตอบคำถามท้ายกจิ กรรม และร่วมกันสรุปผลของกิจกรรมโดยใช้คำถามท้ายกิจกรรม เป็นแนวทาง เพื่อให้ได้ข้อสรุปจากกิจกรรมว่า พอลิเมอร์ เซรามิก และโลหะ มีสมบัติบางอย่างเหมือนกัน และมี สมบัติบางอย่างต่างกัน พอลิเมอร์และเซรามิกไม่นำไฟฟ้า สังเกตได้จากเมื่อนำไปต่อกับวงจรไฟฟ้าอย่างง่ายแล้ว หลอดไฟฟ้าไม่สว่าง ในขณะที่โลหะนำไฟฟ้า เซรามิกและโลหะทนต่อความร้อน เมื่อนำไปให้ความร้อนโดยการต้มใน นำ้ เดือดจะไม่เปล่ยี นรปู รา่ ง แต่พอลิเมอร์บางชนดิ เปลีย่ นแปลงรปู รา่ งเมื่อนำไปให้ความรอ้ นโดยการตม้ ในน้ำเดือด 4. ให้นักเรียนเรยี นรู้เพมิ่ เตมิ เก่ยี วกบั พอลิเมอร์ เซรามกิ และโลหะ โดยอา่ นเนือ้ หาและเกร็ดนา่ รู้ ในหนังสอื เรียนหน้า 41-44 และตอบคำถามระหว่างเรยี น จากน้ันรว่ มกันอภิปราย เพื่อให้ไดข้ อ้ สรปุ วา่ • พอลเิ มอร์ (polymer) ประกอบด้วยมอนอเมอร์ (monomer) ซ่งึ เป็นหนว่ ยซ้ำ ๆ จำนวนมากมาเชื่อมตอ่ กันด้วย ปฏิกิริยาเคมี มีทั้งที่ได้จากธรรมชาติและการสังเคราะห์ แบ่งกลุ่มได้เป็นพลาสติก ยาง และเส้นใย พอลิเมอร์ ส่วนใหญ่ไม่นำไฟฟ้า มีความเหนียว บางชนิดมีสภาพยืดหยุ่นสูง บางชนิดได้รับความร้อนแล้วเปลี่ยนแปลง สามารถนำมาขึ้นรูปเป็นผลิตภัณฑ์รูปทรงต่าง ๆ ได้ง่าย และมีสมบัติเหมาะสมต่อการใช้งานในหลากหลาย รูปแบบ จึงเป็นวัสดุที่นำมาใช้ในชีวิตประจำวันอย่างแพร่หลาย แต่พอลิเมอร์สังเคราะห์ส่วนใหญ่ย่อยสลายได้ ยากในธรรมชาติ จงึ ควรใชอ้ ยา่ งคุ้มค่าตามความจำเป็น • เซรามิก (ceramic) ที่ใช้งานทั่วไปผลิตจากดิน หิน ทราย และแร่ธาตุต่าง ๆ จากธรรมชาติ ที่ผ่านการขึ้นรูปแล้ว นำไปเผาที่อุณหภูมิสูง ทำให้โครงสร้างและสมบัติเปลี่ยนไปจากเดิม เซรามิกส่วนใหญ่แข็งแต่เปราะ ทนต่อการ สึกกร่อนไดส้ ูงกวา่ พอลเิ มอรแ์ ละโลหะ มีจดุ หลอมเหลวสูง เปน็ ฉนวนความร้อนและฉนวนไฟฟา้ ทนความร้อนได้ ดี เมื่อได้รับความร้อนแล้วไม่เปลี่ยนแปลงรูปร่าง นอกจากเซรามิกที่ผลิตจากดิน หิน ทราย และแร่ธาตุต่าง ๆ แล้ว ในปัจจุบันยังมีเซรามิกที่ผลิตจากสารที่มีความบริสุทธิ์สูงเพื่อใช้ในงานเฉพาะด้าน เช่น อุตสาหกรรม อเิ ล็กทรอนิกส์ • โลหะ (metal) ส่วนใหญ่มสี มบัตแิ ข็ง เหนียว สามารถตีให้เป็นแผ่นหรอื ยืดเป็นเส้นได้ นำความร้อนและนำไฟฟ้า ได้ดีกว่าพอลิเมอร์และเซรามิก มีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูง นิยมนำมาผลิตเครื่องใช้ที่ต้องการความคงทน แข็งแรง แต่โลหะบางชนิดทำปฏิกิริยากับออกซิเจนและน้ำ ทำให้เกิดการผุกร่อน จึงต้องปรับปรุงคุณภาพโ ดย การเติมโลหะอนื่ ๆ ใหม้ ีความคงทนแข็งแรงมากข้ึน สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยที่ 5 | ปฏกิ ิริยาเคมีและวัสดุในชวี ิตประจำวัน 80 คมู่ ือครูรายวิชาพ้ืนฐานวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี เฉลยคำถามระหวา่ งเรยี น • พอลเิ มอรแ์ ต่ละกลมุ่ มีสมบตั ิทางกายภาพและการใชป้ ระโยชน์เหมอื นหรอื แตกตา่ งกันอย่างไร แนวคำตอบ พอลิเมอร์ ได้แก่ พลาสติก ยาง และเส้นใย ทั้งสามกลุ่มส่วนใหญ่ไม่นำไฟฟ้า ไม่นำความร้อน พลาสติกมีสมบัติหลากหลายขึ้นอยู่กับโครงสร้าง บางชนิดใส เหนียว ป้องกันการซึมผ่านของสารได้ดี ยางเป็น พอลิเมอร์ที่มีสภาพยืดหยุ่นสูง ทนต่อแรงดึงได้ดี เส้นใยที่ได้จากธรรมชาติส่วนใหญ่มีสภาพยืดหยุ่นและความ เหนียวต่ำ ส่วนเส้นใยสังเคราะห์มีความเหนยี วและแข็งแรงมากกว่า จากสมบัติทางกายภาพที่ตา่ งกันจึงทำใหม้ ี การใช้งานพอลิเมอร์แต่ละกลุ่มต่างกัน พลาสติกที่เหนียว ป้องกันการซึมผ่านของสารได้ดี นิยมนำมาทำเป็น บรรจุภณั ฑ์ตา่ ง ๆ ยางนิยมนำมาทำเครือ่ งใชท้ ่ีต้องใช้ความยดื หยนุ่ และทนต่อแรงดึงได้ดี เชน่ ถุงมือ สว่ นเสน้ ใย นยิ มนำมาถักทอเป็นเสน้ เปน็ ผืน ทำเป็นเครื่องนงุ่ ห่มและของใช้ตา่ ง ๆ • เซรามิกมสี มบตั ิทางกายภาพและการใช้ประโยชน์เปน็ อย่างไร แนวคำตอบ เซรามิกไม่นำไฟฟ้า ไม่นำความร้อน และทนความร้อนได้ดี แข็งแต่เปราะ ทุบให้แตกได้ง่าย ทน ต่อการสึกกร่อน จากสมบัติทางกายภาพดังกล่าวจึงนิยมนำเซรามิกมาทำภาชนะบรรจุอาหาร เครื่องดื่ม เครื่องประดบั ตกแต่งบา้ น • โลหะมีสมบตั ิทางกายภาพและการใช้ประโยชนเ์ ป็นอย่างไร แนวคำตอบ โลหะนำไฟฟ้าและนำความร้อนได้ดี มีจุดหลอมเหลวสูง โลหะมีความเหนียว สามารถตีให้เป็นแผ่น หรือยืดเป็นเส้นได้ จากสมบัติทางกายภาพดังกล่าวจึงนิยมนำโลหะมาทำเครื่องใช้ที่ทนความร้อน นำความร้อน หรอื นำไฟฟ้าได้ดี เชน่ ภาชนะหงุ ต้ม ตวั นำไฟฟา้ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

81 หน่วยท่ี 5 | ปฏกิ ริ ิยาเคมแี ละวสั ดุในชีวิตประจำวัน ค่มู อื ครรู ายวิชาพ้นื ฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี ความร้เู พ่มิ เตมิ สำหรบั ครู ความแข็ง (hardness) เป็นสมบัติของวัสดุซึ่งแสดงความต้านทานของวัสดุต่อการขีดข่วนและการกดจากวัสดุอื่นด้วย วิธีการต่าง ๆ เชน่ การขัดสี การกลึง การตัด ความเหนียว (toughness) เป็นสมบัติของวัสดุที่ทำให้วัสดุเปลี่ยนรูปร่างหรือยืดได้มากขึ้นก่อนเกิดการแตกหักหรือขาด เมื่อถกู ดงึ ยืด ทบุ ตี วัสดุท่มี คี วามเหนยี วจะดงึ ยืดให้มรี ูปร่างเปลี่ยนไปจากเดมิ ได้มาก และสามารถนำมาเปลีย่ นเปน็ รปู ทรงตา่ ง ๆ ได้ตามความต้องการ ความเหนียวเป็นสมบัติที่ตรงกันข้ามกับความเปราะ (brittleness) ซึ่งเป็นสมบัติของวัสดุซึ่งเมื่อได้รับแรง กระทำทีเ่ กินขีดจำกัดความยดื หยุ่นจะแตกไดง้ ่าย การนำไฟฟ้า (electrical conductivity) เป็นสมบัติของวัสดุที่ประจุไฟฟ้าสามารถเคลื่อนท่ีผ่านไปตามอนุภาคของวัสดุ ได้อยา่ งอสิ ระ ถา้ ประจไุ ฟฟา้ เคล่ือนท่ผี ่านไปได้ แสดงว่าวัสดุนำไฟฟา้ ได้ ถา้ ประจุไฟฟ้าไมส่ ามารถเคลื่อนท่ีผ่านไปได้ แสดงว่าวัสดุ ไม่นำไฟฟ้า ตัวแปรที่มีผลต่อการนำไฟฟ้าได้แก่ความยาวและพื้นที่หน้าตัดของวัสดุ วัสดุชนิดเดียวกันที่มีพื้นที่หน้าตัดมาก หรือมี ความยาวนอ้ ยกวา่ จะนำไฟฟ้าไดด้ ีกว่าวัสดุชนิดเดียวกนั ท่มี พี น้ื ที่หนา้ ตัดน้อยกว่าหรอื มีความยาวมากกว่า การนำความร้อน (thermal conductivity) เป็นการถ่ายโอนความร้อนผ่านตัวนำความร้อน เช่น โลหะ โดยพลังงานความร้อน ถูกส่งจากบริเวณท่มี ีพลงั งานสงู กวา่ ไปสู่บรเิ วณที่มพี ลงั งานต่ำกว่าโดยทอี่ นุภาคของตัวนำไมไ่ ด้เคลื่อนที่ตามไปดว้ ย การทนความร้อน (thermal resistance) เป็นสมบัติของวัสดุซึ่งแสดงว่าวัสดุสามารถดำรงอยู่ในสภาวะที่มีอุณหภูมิสูง โดยไม่เปลี่ยนสภาพไปอย่างถาวร งานหลายประเภทจำเป็นต้องใช้วัสดุที่ทนต่อความร้อนได้ดี เช่น เบ้าหล่อโลหะที่ทำด้วย คาร์บอนไฟเบอร์ ซึ่งเป็นวัสดุประเภทเซรามิก จานเบรกของรถยนต์ซึ่งได้รับความร้อนสูงจากการเสียดสีขณะเบรก ต้องเคลือบ ด้วยวัสดทุ ท่ี นความร้อนสงู เช่น ซิลิคอนคาร์ไบด์ ซ่ึงเปน็ วัสดุประเภทเซรามิก สภาพยืดหยุ่น (elasticity) เป็นสมบัติของวัสดุทีเ่ มื่อถูกแรงกระทำให้รูปร่างเปลี่ยนไปแล้วสามารถกลับคืนสู่สภาพเดิมได้ เมอื่ แรงหยดุ กระทำ ความรู้เพม่ิ เตมิ สำหรับครู โครงสร้างของพอลเิ มอร์ พอลิเมอร์แบบเส้น เป็นพอลิเมอร์ที่เกิดจากหน่วยซ้ำ ๆ ที่เรียกว่า มอนอเมอร์ จำนวนมากมายึดเหนี่ยวกันเป็นสายยาว โซ่พอลิเมอร์เรียงชิดกันมากกว่าโครงสร้างแบบอื่น ๆ พอลิเมอร์จึงมีความหนาแน่นและจุดหลอมเหลวสูง แข็งและเหนียวกว่าโครงสร้าง อน่ื ๆ ตัวอย่างของพอลเิ มอร์ทม่ี ีโครงสร้างแบบเสน้ เช่น พอลิไวนิลคลอไรด์ พอลสิ ไตรนี พอลเิ อทลิ นี ชนดิ ความหนาแน่นสงู พอลิเมอร์แบบกิ่ง เป็นพอลิเมอร์ที่เกิดจากมอนอเมอร์ยึดกันและมีกิ่งที่แตกจากพอลิเมอร์ของโซ่หลัก มีทั้งโซ่ส้ัน และโซ่ยาว โซ่พอลิเมอร์ไม่เรียงชิดกันมาก จึงมีความหนาแน่นและจุดหลอมเหลวต่ำ ยืดหยุ่นได้ มีความเหนียวต่ำ โครงสร้าง เปล่ยี นรปู ไดง้ ่ายเมอื่ เพมิ่ อณุ หภมู ิ ตัวอย่างของพอลเิ มอร์ทม่ี โี ครงสรา้ งแบบกิ่ง เช่น พอลเิ อทิลนี ชนิดความหนาแน่นต่ำ พอลิเมอร์แบบร่างแห เป็นพอลิเมอร์ที่เกิดจากมอนอเมอร์ต่อเชื่อมกันเป็น ร่างแห พอลิเมอร์ชนิดน้ีแข็งแต่เปราะ มีจุดหลอมเหลวสูง ทนความร้อนสูง สภาพยืดหยุ่นต่ำ โครงสร้างเปลี่ยนรูปได้ยาก ตัวอย่างของพอลิเมอร์ที่มีโครงสร้างแบบร่างแห เช่น เบกาไลต์ เมลามนี ท่ีมา : อนุสษิ ฐ์ เกื้อกูล (2560). พอลเิ มอร์ https://bit.ly/2z20MEQ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยท่ี 5 | ปฏิกริ ิยาเคมีและวัสดุในชวี ิตประจำวัน 82 คมู่ ือครรู ายวชิ าพนื้ ฐานวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี ความร้เู พ่มิ เตมิ สำหรับครู พลาสตกิ ทย่ี ่อยสลายไดใ้ นสภาวะแวดลอ้ มธรรมชาติ วัสดุประเภทพลาสติกใช้เวลาหลายร้อยปีจึงจะสลายตัวได้หมด แม้ว่าจะมีการผลิตพลาสติกที่ย่อยสลายได้ด้วยแสง ความร้อน ฯลฯ แล้วแตกตัวเป็นชิ้นเล็ก (micro plastic) ชิ้นส่วนเล็ก ๆ เหล่านี้อาจไม่ย่อยสลายอย่างสมบูรณ์ถ้าไม่อยู่ในสภาวะที่เหมาะสมที่ จลุ ินทรียใ์ นธรรมชาตจิ ะย่อยสลายได้ บรรจุภณั ฑ์พลาสตกิ พอลิเอทิลีน (polyethylene หรือ PE) พอลโิ พรพลิ ีน (polypropylene หรือ PP) ที่มีแป้ง (starch) ผสมอยู่ เมื่อทิ้งเป็นขยะ แป้งซึ่งเป็นพอลิเมอร์ธรรมชาติเท่านั้นท่ีสามารถย่อยสลายทางชีวภาพได้ แต่พอลิเมอร์ สังเคราะหซ์ งึ่ ยอ่ ยสลายได้ยากกว่ายงั ตกค้างในสง่ิ แวดล้อมในรปู ของไมโครพลาสตกิ และอาจปนเปอื้ นในสายใยอาหารในระบบนิเวศเป็น เวลานาน จึงมีการผลิตพลาสติกที่ย่อยสลายได้ในสภาวะแวดล้อมธรรมชาติ (environmentally degradable plastics หรือ EDP) ซ่ึง เป็นพลาสติกที่เปลี่ยนแปลงโครงสร้างทางเคมีเนื่องจากปัจจัยต่าง ๆ ในสิ่งแวดล้อม เช่น กรด เบส น้ำ ออกซิเจน รังสีอัลตราไวโอเล็ต แรงจากธรรมชาติ เช่น ลม น้ำ และสามารถย่อยสลายได้อย่างสมบูรณ์โดยจุลินทรีย์ในธรรมชาติ ได้ผลิตภัณฑ์เป็นแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ น้ำ สารอนินทรีย์ และชีวมวล โดยกระบวนการดังกล่าวนี้เกิดขึ้นในช่วงเวลาที่รวดเร็วเพียงพอที่จะไม่ทำให้เกิดการสะสมในสิ่งแวดล้อม ตามมาตรฐานสากล พลาสติกท่ีสลายตัวได้ทางชีวภาพ (compostable plastic) ต้องย่อยสลายได้อย่างสมบูรณ์โดยจุลินทรีย์ในธรรมชาติ ในสภาวะควบคุมที่ เหมาะสมในการหมักปุ๋ยระดับอุตสาหกรรมหรือเครื่องหมักปุ๋ยจากเศษอินทรีย์ คาร์บอนในโมเลกุลจะต้องเปลี่ยนเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ได้อย่างสมบูรณ์ไม่น้อย กว่าร้อยละ 90 ภายในระยะเวลาไม่เกิน 180 วนั ผลิตภัณฑ์พลาสติกที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ไม่เพียงแต่ย่อยสลายได้โดย จุลินทรีย์ตามธรรมชาติเท่านั้น แต่จะต้องสลายตัวได้อย่างสมบูรณ์ภายใน ระยะเวลาไมเ่ กิน 180 วัน รวมท้งั ในกระบวนการผลติ จะต้องใชว้ ัตถุดบิ และสารเติม แต่งทเ่ี ปน็ ทย่ี อมรับตามมาตรฐานสากล ดังนน้ั ผบู้ ริโภคทตี่ ้องการมีส่วนร่วมในการ ลดปริมาณขยะประเภทพลาสติกจึงควรตรวจสอบว่าผลิตภัณฑ์พลาสติกเหล่าน้ัน เป็นพลาสติกท่สี ลายตัวได้ทางชีวภาพตามมาตรฐานสากลหรือไม่ นอกจากนี้ยังควร ลดการใช้พลาสติก ตามแนวทางการจัดการขยะพลาสติกปี พ.ศ. 2561-2573 ของ ประเทศไทย กำหนดการเลิกใช้พลาสติก 3 ชนิด ภายในปี พ.ศ. 2562 ได้แก่ พลาสติกหุ้มฝาขวดน้ำดื่ม ผลิตภัณฑ์พลาสติกที่ผสมสารออกโซ และไมโครบีดส์ และภายในปี พ.ศ. 2565 ให้เลกิ ใชพ้ ลาสติก 4 ชนิด ไดแ้ ก่ ถงุ พลาสติกหหู ้ิวขนาดความหนาน้อยกว่า 36 ไมครอน กล่องโฟมบรรจุอาหาร แกว้ พลาสติกแบบบางใชค้ ร้งั เดียว และหลอดพลาสตกิ ท่ีมา : ศภุ กิจ สทุ ธิเรืองวงศ์ และ สจุ ติ รา วาสนาดำรงดี. (2562). https://bit.ly/2HqyckT ขอ้ เท็จจรงิ “พลาสติกยอ่ ยสลายได้ในสภาวะแวดล้อมธรรมชาติ”. สถาบันสง่ เสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

83 หน่วยที่ 5 | ปฏกิ ริ ิยาเคมีและวสั ดุในชีวิตประจำวัน คมู่ ือครรู ายวิชาพ้นื ฐานวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี ความรูเ้ พิม่ เตมิ สำหรบั ครู ตาราง ชนดิ ของพลาสติกทใี่ ช้ทำถงุ บรรจุอาหารและการใชง้ านในอณุ หภมู ติ า่ ง ๆ ชอื่ ใน สี ชนดิ ของ ลกั ษณะ การใช้งานในอณุ หภูมิต่ำ การใช้งานในอณุ หภมู ิสงู ท้องตลาด ฉลาก พลาสตกิ ถงุ เยน็ ฟา้ LDPE ใส ไมม่ นั บรรจุอาหารอณุ หภูมิตำ่ หรอื ต่ำกว่า หา้ มใชบ้ รรจุอาหารอุณหภูมิสงู วาว จดุ เยือกแข็ง เชน่ อาหารแช่แขง็ กวา่ 80 องศาเซลเซยี ส เนื่องจาก เหนียว น้ำแขง็ ผักผลไม้ได้ วสั ดุจะเสยี รูป และอาจเปน็ อันตรายตอ่ ผบู้ ริโภค ถงุ ร้อน แดง PP ใส มนั วาว บรรจอุ าหารอณุ หภมู ติ ำ่ เช่น บรรจุอาหารอุณหภูมิสงู กว่า 100 แบบใส น้ำหวาน นำ้ แขง็ นำ้ อดั ลมแชเ่ ยน็ องศาเซลเซียส เช่น อาหารทอด ได้ แตน่ ำไปแช่ชอ่ งแข็งไม่ได้ เนือ่ งจากถุงจะเปราะ แตกง่าย ถุงรอ้ น เขียว HDPE สีขาวขุน่ บรรจุอาหารอณุ หภูมติ ่ำ เช่น บรรจุอาหารอุณหภูมิสงู ไม่เกนิ แบบขุ่น ไมม่ ันวาว น้ำหวาน น้ำแข็ง นำ้ อัดลมแช่เยน็ 100 องศาเซลเซียส เชน่ นมรอ้ น ถงุ ไฮเดน ได้ แต่นำไปแช่ชอ่ งแขง็ ไม่ได้ นำ้ เตา้ หู้ เปน็ ต้น ถงุ ขุ่น เนื่องจากถุงจะเปราะ แตกงา่ ย ทม่ี า : เกศวดี อชั ะวิสิทธ.ิ์ (2561). ถงุ ร้อนหรอื ถงุ เย็น เลอื กอยา่ งไรใหเ้ หมาะสม. https://bit.ly/2Gk6s1E 5. นำเข้าสู่กิจกรรมที่ 5.9 วัสดุผสมมีสมบัตเิ ป็นอยา่ งไร โดยครูใช้คำถามว่า นักเรียนรู้จักวัสดุผสมอะไรบ้าง วัสดุผสมท่ี ไดจ้ ะมสี มบัตดิ ีกวา่ วสั ดแุ ต่ละชนิดท่นี ำมาผสมกนั หรอื ไม่ อย่างไร สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยท่ี 5 | ปฏิกิริยาเคมแี ละวัสดุในชวี ิตประจำวัน 84 คูม่ อื ครูรายวชิ าพ้ืนฐานวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี กิจกรรมที่ 5.9 วสั ดผุ สมมสี มบัติเป็นอยา่ งไร แนวการจัดการเรียนรู้ ครดู ำเนนิ การดังนี้ ก่อนการทำกจิ กรรม (10 นาที) 1. ให้นักเรียนอ่านชื่อกิจกรรม จุดประสงค์ และวิธีดำเนินกิจกรรม จากนั้นตรวจสอบความเข้าใจจากการอ่านโดยใช้ คำถามดงั ตอ่ ไปนี้ • กจิ กรรมนเ้ี ก่ยี วกบั เร่ืองอะไร (สมบัตขิ องวสั ดุผสม) • กิจกรรมนี้มีจุดประสงค์อะไร (สืบค้นข้อมูลและอธิบายสมบัติและประโยชน์ของคอนกรีตเสริมเหล็กและพลาสตกิ เสริมใยแก้ว) • วิธีการดำเนินกจิ กรรมมีขั้นตอนโดยสรปุ อย่างไร (สืบค้นขอ้ มูล อภิปราย และนำเสนอข้อมลู เกี่ยวกับองค์ประกอบ สมบัติ และประโยชน์ของคอนกรีตเสริมเหล็กและพลาสติกเสริมใยแก้ว) ครูควรบันทึกขั้นตอนการทำกิจกรรมโดย สรุปบนกระดาน • นักเรียนต้องสังเกตหรือรวบรวมข้อมูลอะไรบ้าง (รวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับองค์ประกอบ สมบัติ และประโยชน์ของ คอนกรตี เสรมิ เหลก็ และพลาสตกิ เสริมใยแก้วจากแหล่งขอ้ มูลตา่ ง ๆ) ระหวา่ งการทำกิจกรรม (30 นาท)ี 2. ให้นักเรียนแต่ละกลุ่มลงมือทำกิจกรรม ครูสังเกตการทำกิจกรรมของนักเรียนแต่ละกลุ่มพร้อมให้คำแนะนำในเรื่อง ตา่ ง ๆ เช่น การสืบค้นขอ้ มูล การเปรยี บเทยี บขอ้ มูลจากหลาย ๆ แหล่ง และเลือกใชข้ อ้ มลู จากแหลง่ ขอ้ มลู ทีเ่ ชอื่ ถอื ได้ หลงั การทำกจิ กรรม (20 นาที) 3. ให้นักเรียนนำเสนอผลการทำกิจกรรม ครูควรให้นักเรียนนำเสนอผลการทำกิจกรรมบนกระดานเพื่อใช้ประกอบการ อภิปราย ตอบคำถามท้ายกิจกรรม และร่วมกันสรุปผลของกิจกรรมโดยใช้คำถามท้ายกิจกรรมเป็นแนวทาง เพื่อให้ได้ ข้อสรุปจากกิจกรรมว่า วัสดุผสม เช่น คอนกรีตเสริมเหล็ก พลาสติกเสริมใยแก้ว ได้จากการนำวัสดุหลายชนิดที่มี สมบัตแิ ตกตา่ งกันมาผสมกนั เปน็ วสั ดใุ หมท่ ่ีมสี มบตั ิดกี วา่ วสั ดเุ ดิม และตรงตามความต้องการในการนำไปใช้ประโยชน์ สถาบันส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

85 หนว่ ยที่ 5 | ปฏกิ ริ ยิ าเคมีและวัสดุในชวี ิตประจำวนั คมู่ ือครรู ายวชิ าพ้นื ฐานวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี 4. ให้นักเรียนเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับวัสดุผสม โดยอ่านเนื้อหาในหนังสือเรียนหน้า 47-48 จากนั้นร่วมกันอภิปราย เปรียบเทียบองค์ประกอบ ประโยชน์ และสมบัติของวัสดุผสมที่ต่างจากวัสดุเดิม เพื่อให้ได้ข้อสรุปว่า วัสดุผสมหรือ วัสดคุ อมโพสติ ประกอบด้วยวัสดุเน้อื หลักและวสั ดุเสรมิ แรง ซง่ึ เป็นวัสดุตา่ งชนิดทม่ี ีสมบัตติ ่างกนั นำมาผสมกันไดเ้ ป็น วัสดุใหม่ที่มีสมบัติดีกว่าวัสดุตั้งต้นแต่ละชนิด เช่น พลาสติกเสริมใยแก้ว ประกอบด้วยพลาสติกเป็นวัสดุเนื้อหลักที่มี น้ำหนักเบา ไม่ดูดซึมน้ำ แต่มีข้อจำกัดด้านความแข็งแรง และมีวัสดุเสริมแรงเป็นใยแก้วซึ่งเป็นเซรามิกที่มีความ แข็งแรง เหนียว เป็นฉนวนไฟฟ้าและฉนวนความร้อน เมื่อนำพลาสติกมาเสริมด้วยใยแก้วทำให้ได้วัสดุชนิดใหม่ที่ยังมี น้ำหนักเบาเหมือนพลาสติก แต่คงทนแข็งแรง รับน้ำหนักได้มากขึ้น และไม่ดูดซึมน้ำ สำหรับคอนกรีตเสริมเหล็กจะมี วัสดุเนื้อหลักเป็นคอนกรีตที่รับแรงอัดได้สูง แต่แตกหักง่ายเมื่อใช้แรงดึง และมีวัสดุเสริมแรงเป็นเหล็กเส้นที่มีความ เหนียว สามารถทนแรงดึงสูง ทำให้ได้คอนกรีตเสริมเหล็กที่สามารถทนต่อแรงอัดและแรงดึง เหมาะสำหรับใช้เป็น โครงสรา้ งรบั นำ้ หนักได้ สำหรับยางรถยนต์ มวี สั ดุเนอ้ื หลกั เปน็ ยางธรรมชาติ มสี ภาพยืดหยุน่ ดี ชว่ ยลดการสั่นสะเทอื น แต่ฉีกขาดง่ายและไม่ทนต่อความร้อนสูง และมีวัสดุเสริมแรงเป็นผ้าใบซึ่งทำจากพอลิเมอร์ประเภทพอลิเอสเทอรแ์ ละ เส้นลวดโลหะ ทำให้ได้ยางรถยนต์ที่รับแรงกระแทกได้ดี ไม่ฉีกขาดง่าย และทนต่อความร้อนเมื่อใช้งานบนถนนที่มี ความรอ้ นสงู ในเวลากลางวันเป็นเวลานาน จากนน้ั ใหน้ กั เรียนตอบคำถามระหว่างเรยี น เฉลยคำถามระหวา่ งเรียน • ยางรถยนต์มีองคป์ ระกอบ สมบัติ และการใชป้ ระโยชน์เหมอื นหรือแตกต่างจากยางธรรมชาติอย่างไร แนวคำตอบ ยางรถยนต์ประกอบด้วยยางธรรมชาติ พอลิเอสเทอร์ เส้นลวดโลหะ ยางรถยนต์มีสมบัติรับ แรงกระแทกได้ดี ต้านทานต่อการฉีกขาดสูง ทนต่อความร้อน เมื่อเทียบกับยางธรรมชาติซึ่งเป็นพอลิเมอร์จาก ธรรมชาติที่ประกอบด้วยมอนอเมอร์ของไอโซพรีนต่อกันเป็นสายยาว มีสภาพยืดหยุ่นสูง เป็นฉนวนไฟฟ้าและ ฉนวนความร้อน แต่ฉีกขาดง่าย เสื่อมสภาพได้ง่ายที่ความร้อนสูง ยางธรรมชาตินิยมนำมาใช้ทำถุงมือยาง ลกู โป่ง วัสดุกนั กระแทก รองเท้า 5. ให้นักเรียนอ่านเกร็ดน่ารู้ และเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการคิดค้นวัสดุชนิดใหม่ ๆ โดยอ่านเนื้อหาในหน้า 49-50 ถ้าพบว่านักเรียนมีแนวคิดคลาดเคลื่อนเกี่ยวกับเรื่องนี้ จากการตอบคำถามก่อนเรียน ระหว่างเรียน หรืออาจ ตรวจสอบโดยใช้กลวิธีอ่ืน ๆ ให้ครูแก้ไขแนวคิดคลาดเคลือ่ นท่ีอาจพบเกี่ยวกบั เร่ืองนใ้ี หถ้ กู ตอ้ ง เชน่ สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยที่ 5 | ปฏกิ ิริยาเคมแี ละวสั ดุในชวี ิตประจำวัน 86 คมู่ ือครูรายวชิ าพื้นฐานวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี แนวคิดคลาดเคลอื่ น แนวคิดที่ถกู ต้อง พอลเิ มอร์ทุกชนดิ เปน็ สารสังเคราะห์ (Common Misconceptions, n.d.) พอลิเมอร์มีทั้งที่พบในธรรมชาติและสังเคราะห์ขึ้น พอลิเมอร์ธรรมชาติ เช่น ยางธรรมชาติ เซลลูโลส พอลิเมอร์ทุกชนิดประกอบด้วยหน่วยของสาร พอลิเมอร์สังเคราะห์ เช่น พอลิไวนิลคลอไรด์ พอลิเอทิลีน เพียงชนิดเดียวต่อกันเป็นสายยาว (Common ยางสังเคราะห์ (Materials and Process: Plastics) Misconceptions, n.d.) พอลิเมอร์อาจประกอบด้วยมอนอเมอร์ของสารมากกว่าหนึ่ง ชนดิ (Common Misconceptions, n.d.) 6. ให้นักเรียนร่วมกันสรุปความรู้ที่ได้ในบทที่ 2 วัสดุรอบตัว ซึ่งสิ่งที่ได้เรียนรู้จากบทเรียนนี้คือ วัสดุรอบตัว ได้แก่ พอลิเมอร์ เซรามิก โลหะ และวัสดุผสม ซึ่งแต่ละชนิดมีสมบัติทางกายภาพต่างกัน จึงนำไปใช้ประโยชน์ต่างกัน พอลิเมอร์จดั กลุ่มได้เป็นพลาสติก ยาง เส้นใย ทั้งสามกล่มุ เป็นฉนวนไฟฟ้าและฉนวนความรอ้ นเหมือนกัน แต่มีสมบตั ิ ด้านความเหนียว และการทนความร้อนต่างกัน สำหรับเซรามกิ มีสมบตั ิแข็งแต่เปราะ ทนต่อการสึกกร่อน เป็นฉนวน ความร้อนและฉนวนไฟฟ้า โลหะมีสมบัติแข็งและเหนียว สามารถตีให้เป็นแผ่นหรือยืดเป็นเส้นได้ นำไฟฟ้าและนำ ความร้อนได้ดี ส่วนวัสดุผสมเกิดจากการนำวัสดุต่างชนิดกันมาประกอบกัน เพื่อให้ได้วัสดุใหม่ที่มีสมบัติตามต้องการ และดกี ว่าวสั ดตุ ง้ั ตน้ 7. ให้นกั เรยี นทำกิจกรรมตรวจสอบตนเอง เพอื่ สรปุ องคค์ วามร้ทู ่ีไดเ้ รยี นร้จู ากบทเรยี น โดยการเขยี นบรรยาย วาดภาพ หรอื เขียนผังมโนทศั น์ส่งิ ท่ีได้เรียนรูจ้ ากบทเรยี นวสั ดใุ นชีวติ ประจำวนั 8. ให้นักเรียนนำเสนอผลงาน โดยอาจให้นักเรียนนำเสนอหรือเขียนบรรยาย วาดภาพ อภิปรายภายในกลุ่ม อภิปราย ร่วมกันในชั้นเรียน หรือติดแสดงผลงานบนผนังห้องเรียนและให้นักเรียนทุกคนเดินพิจารณาให้ความเห็น จากนั้นครู และนักเรียนอภิปรายสรุปองค์ความรู้ที่ได้จากบทเรียนเรื่องวัสดุในชีวิตประจำวันร่วมกัน และเปรียบเทียบกับ ผังมโนทศั น์ สถาบันสง่ เสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

87 หน่วยท่ี 5 | ปฏิกิรยิ าเคมแี ละวัสดใุ นชีวิตประจำวัน คมู่ ือครรู ายวิชาพ้นื ฐานวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี ตวั อยา่ งผงั มโนทัศน์ในบทเรยี นเร่อื งวัสดใุ นชวี ิตประจำวนั สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยท่ี 5 | ปฏกิ ริ ยิ าเคมีและวสั ดใุ นชวี ิตประจำวนั 88 คู่มือครรู ายวิชาพน้ื ฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี ความร้เู พม่ิ เตมิ สำหรบั ครู ตัวอยา่ งแหลง่ ข้อมูลการใชป้ ระโยชนจ์ ากวสั ดุผสมหรอื วัสดุคอมโพสติ 1. คอมโพสิตวัสดุเส้นใยธรรมชาติ ในงานดา้ นนวัตกรรมทางอุตสาหกรรมในเชงิ พาณิชย์ https://www.atdp-textiles.org/blog_fiber_composite/ 2. ฐานข้อมูลวสั ดุ http://materials.tcdc.or.th/ 9. ใหน้ ักเรยี นทำกิจกรรมท้ายบท ใชว้ สั ดุในชีวติ ประจำวนั อยา่ งไรให้ประหยัดและคุม้ คา่ และตอบคำถามท้ายกิจกรรม 10. ใหน้ กั เรยี นตอบคำถามสำคญั ของบทและคำถามสำคัญของหนว่ ย และอภิปรายรว่ มกัน เฉลยคำถามสำคญั ของบท • วัสดุทีน่ ำมาใชท้ ำของใชใ้ นชวี ิตประจำวนั ไดแ้ กอ่ ะไรบา้ ง แต่ละชนิดมีสมบัติอย่างไร แนวคำตอบ วัสดุที่นำมาใช้ทำของใช้ในชีวิตประจำวัน ได้แก่ พอลิเมอร์ เซรามิก โลหะ และวัสดุผสม พอลิ เมอร์มีสมบัติหลากหลาย และเหมาะสำหรับการใช้งานในหลากหลายรูปแบบ พอลิเมอร์ส่วนใหญ่ไม่นำไฟฟ้า ไมน่ ำความร้อน บางชนดิ มีสภาพยืดหยนุ่ สูง บางชนิดไดร้ บั ความร้อนแล้วเปลย่ี นแปลง พอลเิ มอรส์ ามารถนำมา ขึ้นรูปเป็นผลิตภัณฑ์รูปทรงต่าง ๆ ได้ง่าย เซรามิกแข็งแต่เปราะ ทนต่อการสึกกร่อน ไม่นำความร้อน ไม่นำ ไฟฟ้า โลหะมีสมบัติแข็งและเหนียว สามารถตีให้เป็นแผ่นหรือยืดเป็นเส้นได้ นำไฟฟ้าและนำความร้อนได้ดี สว่ นวสั ดุผสมเกิดจากการนำวัสดตุ ่างชนดิ กนั มาประกอบกัน เพอื่ ให้มสี มบตั ิตามต้องการซงึ่ ดกี ว่าวสั ดตุ งั้ ตน้ สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

89 หน่วยที่ 5 | ปฏิกิรยิ าเคมีและวสั ดุในชวี ิตประจำวัน คมู่ อื ครรู ายวชิ าพื้นฐานวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี เฉลยคำถามสำคัญของหน่วย • ปฏิกริ ยิ าเคมมี ีความสำคัญอยา่ งไร แนวคำตอบ ปฏิกิริยาเคมีทำให้เกิดสารใหม่ที่มีสมบัติต่างจากเดิม ซึ่งผลิตภัณฑ์ของบางปฏิกิริยาเคมีสามารถ นำมาใช้ประโยชน์ในชีวิตประจำวันและอุตสาหกรรมได้ ปฏิกิริยาเคมีบางชนิดให้ความร้อนซึ่งสามารถนำไปใช้ ในอุตสาหกรรมและในครวั เรอื น ปฏกิ ิรยิ าเคมบี างชนิดสร้างอาหารให้แก่ส่งิ มชี ีวิต • พอลเิ มอร์ เซรามกิ โลหะ และวัสดุผสมมีสมบตั อิ ย่างไร และสามารถนำมาใชป้ ระโยชนไ์ ด้อยา่ งไร แนวคำตอบ พอลิเมอร์ส่วนใหญ่ไม่นำไฟฟ้า ไม่นำความร้อน บางชนิดมีสภาพยืดหยุ่นสูง บางชนิดได้รับ ความร้อนแล้วเปลี่ยนแปลง พอลิเมอร์สามารถนำมาขึ้นรูปเป็นผลิตภัณฑ์รูปทรงต่าง ๆ ได้ง่าย และมีสมบัติ เหมาะสำหรับการใช้งานในหลากหลายรูปแบบ จึงเป็นวัสดุที่นำมาใช้ในชีวิตประจำวันอย่างแพร่หลาย เช่น บรรจุภัณฑต์ ่าง ๆ เซรามิกมีสมบัติแข็งแต่เปราะ ทนต่อการสึกกร่อน ไม่นำไฟฟ้า ไม่นำความร้อน นิยมนำมาทำ ภาชนะบรรจุอาหาร เครื่องดื่ม เครื่องประดับตกแตง่ บ้าน โลหะมีสมบัติแข็งและเหนียว สามารถตีให้เป็นแผ่นหรือยืดเป็นเส้นได้ นำไฟฟ้าและนำความร้อน ได้ดี นิยมนำโลหะมาทำเครอ่ื งใช้ทที่ นความร้อน นำความรอ้ นและนำไฟฟ้าได้ดี เชน่ ภาชนะหุงต้ม ตัวนำไฟฟ้า ส่วนวัสดุผสมเกิดจากการนำวัสดุต่างชนิดกันมาประกอบกัน เพื่อให้มีสมบัติตามต้องการซึ่งดีกว่า วัสดุตั้งต้น เช่น ยางรถยนต์เป็นวัสดุผสมที่ประกอบด้วยยางธรรมชาติ พอลิเอสเทอร์ เส้นลวดโลหะ ทำให้มี สมบตั ดิ กี ว่ายางธรรมชาติ สามารถรบั แรงกระแทกได้ดี ต้านทานต่อการฉีกขาด และทนตอ่ ความร้อน 11. ให้นักเรียนตรวจสอบตนเองด้านทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ที่ได้ทำในบทเรียนนี้ อ่านสรุปท้ายบท ทำแบบฝึกหดั ทา้ ยบท และแบบฝกึ หัดทา้ ยหน่วย 12. ใช้คำถามเพื่อสร้างความสนใจและเชื่อมโยงสู่เรื่องอื่น ๆ ว่า ปฏิกิริยาเคมีทำให้เกิดสารใหม่และมีการเปลี่ยนแปลง พลงั งานขณะเกิดปฏกิ ริ ิยาเคมี พลงั งานในปฏิกิริยาเคมสี ามารถเปลย่ี นเปน็ พลังงานอ่นื เชน่ พลงั งานไฟฟ้าได้หรือไม่ สถาบนั สง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน่วยที่ 5 | ปฏกิ ิริยาเคมีและวสั ดุในชวี ิตประจำวัน 90 คู่มอื ครูรายวิชาพืน้ ฐานวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี เฉลยกจิ กรรมและแบบฝึกหดั ของบทที่ 2 หนว่ ยท่ี 5 สถาบันส่งเสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

91 หน่วยที่ 5 | ปฏกิ ริ ิยาเคมีและวัสดใุ นชวี ติ ประจำวนั คู่มอื ครรู ายวิชาพ้ืนฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี กิจกรรมท่ี 5.8 พอลิเมอร์ เซรามกิ และโลหะ มสี มบัติอยา่ งไร นักเรียนจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับสมบัติทางกายภาพบางประการของวัสดุประเภทพอลิเมอร์ เซรามิก และโลหะ รวมท้งั วธิ ีการตรวจสอบสมบตั ิขา้ งตน้ จุดประสงค์ 1. สงั เกตลักษณะของวัสดุประเภทพอลเิ มอร์ เซรามิก และโลหะ 2. ตรวจสอบและอธบิ ายสมบตั ิทางกายภาพของวัสดปุ ระเภทพอลิเมอร์ เซรามกิ และโลหะ เวลาทใ่ี ชใ้ น 1 ชั่วโมง การทำกิจกรรม วสั ดแุ ละอุปกรณ์ วสั ดทุ ใี่ ชต้ อ่ คน รายการ จำนวน/กลุม่ 1. พอลิเมอร์ เช่น ยางรัดของ ลูกโป่ง ขวดเพต็ 2 ชนิด ชนิดละ 1 ช้นิ ชามเมลามนี ถงุ พลาสตกิ (ถงุ เยน็ ถงุ รอ้ น) เส้นดา้ ย 2 ชนิด ชนิดละ 1 ช้นิ 2. เซรามกิ เชน่ ชอ้ นกระเบื้อง แผ่นกระเบื้องดนิ เผา อฐิ มอญ 2 ชนดิ ชนดิ ละ 1 ชิน้ 3. โลหะ เชน่ แผ่นสงั กะสี แผน่ อะลูมเิ นียม 200 cm3 แผน่ ทองแดง ตะปูเหล็ก 2 กอ้ น 3 เสน้ 4. น้ำ 5. ถ่านไฟฉาย 1.5 V พร้อมกระบะถา่ น 1 ชดุ 6. สายไฟฟ้าพร้อมข้ัวเสียบและคลิปปากจระเข้ 1 ใบ 1 อัน ยาว 50 cm 1 ชดุ 7. หลอดไฟฟา้ 2.5 V พรอ้ มฐาน 1 อัน 8. บีกเกอรข์ นาด 250 cm3 1 ใบ 9. คีมคีบ 10. ตะเกียงแอลกอฮอล์พร้อมทีก่ ั้นลม 11. ค้อนขนาดเล็ก 12. ถงุ ผ้า ขนาดกวา้ ง x ยาว ประมาณ 7 นวิ้ x 9 นิ้ว สถาบันสง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยที่ 5 | ปฏิกิรยิ าเคมีและวสั ดุในชวี ิตประจำวัน 92 คู่มอื ครรู ายวิชาพน้ื ฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี การเตรียมตวั เตรียมตัวอย่างวัสดุ เช่น ยางรัดของ ลูกโป่ง ขวดเพ็ต (polyethylene terephthalate หรือ ลว่ งหนา้ สำหรับครู PET) ถุงพลาสติกชนิดถุงเย็น (polyethylene หรือ PE) และชนิดถุงร้อน (polypropylene หรือ PP) ถ้าวัสดุมีขนาดใหญ่ ให้ตัดวัสดุให้มีขนาดประมาณ 2 เซนติเมตร x 5 เซนติเมตร สำหรับชามเมลามีน ช้อนกระเบื้อง แผ่นกระเบื้องดินเผา อาจเลือกใช้ของใช้ที่ทำจากวัสดุ ดังกล่าวที่มีขนาดใกล้เคียงกัน หรือใช้เศษวัสดุที่ทำให้แตกโดยวิธีการตัดหรือทุบวัสดุ และเพื่อ ป้องกนั การกระเด็นของวสั ดุ ควรกระทำในบรเิ วณทมี่ ลี ักษณะเปน็ หลุม ข้อควรระวัง • เตือนนกั เรยี นใหใ้ ชค้ วามระมดั ระวงั และสวมแว่นตานริ ภัยขณะทดสอบความแขง็ ของวัสดุโดย การทุบด้วยคอ้ น • ให้นักเรียนใช้ความระมัดระวังอันตรายจากวัสดุที่แตกหลังการทุบ ซึ่งอาจมีความแหลมคม เมื่อทำกิจกรรมแลว้ ให้ห่อวสั ดทุ แ่ี หลมคมดว้ ยกระดาษหนา ๆ กอ่ นทง้ิ ข้อเสนอแนะ ในการทดสอบความเหนียวหรือความเปราะของวัสดุประเภทเซรามิก ควรเลือกวัสดุประเภท ในการทำกิจกรรม เซรามิก เช่น เศษกระถางดินเผา เศษกระเบื้องชนิดบาง เพื่อให้เห็นการเปลี่ยนแปลงชัดเจนเม่ือ ทดสอบความเหนียวหรือความเปราะ และครูควรสาธิตให้ดูทั้งชั้นเรียนแล้วใช้ผลการทำกิจกรรม ร่วมกัน โดยไม่จำเป็นต้องให้นักเรียนทำทุกกลุ่ม เพื่อเป็นการใช้วัสดุอย่างประหยัด ปลอดภัย และป้องกนั อนั ตรายทอี่ าจเกิดขน้ึ สื่อการเรียนร/ู้ • หนังสอื เรยี นรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี ชน้ั มธั ยมศึกษาปที ี่ 3 เลม่ 2 สสวท. แหลง่ เรยี นรู้ • สถาบันพลาสตกิ . https://thaiplastics.org/ • การไฟฟ้าฝา่ ยผลติ แหง่ ประเทศไทย : รไู้ ว้ใช่วา่ ไฟฟา้ ใกลต้ วั “การใชไ้ ฟฟา้ อย่างปลอดภยั ” https://www.egat.co.th/index.php?option=com_content&view=article&id=2507 :art20180508-01&catid=49&Itemid=251 สถาบนั ส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

93 หน่วยที่ 5 | ปฏกิ ิริยาเคมีและวัสดใุ นชีวิตประจำวนั คูม่ อื ครูรายวชิ าพ้นื ฐานวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี ตวั อย่างผลการทำกิจกรรม ตาราง การนำไฟฟา้ ความเหนยี วหรอื ความเปราะ และการทนความรอ้ นของพอลเิ มอร์ เซรามิก และโลหะบางชนิด ชนิดของวัสดุ เมือ่ ตอ่ กับวงจรไฟฟ้า เมื่อทุบดว้ ยคอ้ นยาง เมื่อนำไปตม้ อย่างงา่ ย ในนำ้ เดอื ด พอลิเมอร์ ยางรดั ของ หลอดไฟฟา้ ไม่สว่าง ไม่เปล่ยี นแปลง ไมเ่ ปลี่ยนแปลงรูปรา่ ง ลกู โปง่ หลอดไฟฟ้าไม่สวา่ ง ไม่เปลย่ี นแปลง ไม่เปลี่ยนแปลงรูปร่าง ขวดเพ็ต หลอดไฟฟา้ ไมส่ วา่ ง ไม่เปลย่ี นแปลง ไม่เปลีย่ นแปลงรปู ร่าง ชามเมลามนี หลอดไฟฟ้าไมส่ ว่าง ไม่เปลย่ี นแปลง ไม่เปลี่ยนแปลงรปู รา่ ง ถงุ พลาสติก (ถุงร้อน) หลอดไฟฟา้ ไม่สวา่ ง ไมเ่ ปลี่ยนแปลง ไม่เปลยี่ นแปลงรูปร่าง ถงุ พลาสตกิ (ถุงเยน็ ) หลอดไฟฟ้าไมส่ วา่ ง ไมเ่ ปลย่ี นแปลง ไม่เปลย่ี นแปลงรูปร่าง ถว้ ยน้ำ หลอดไฟฟา้ ไมส่ วา่ ง ไมเ่ ปลี่ยนแปลง ถุงซปิ หลอดไฟฟา้ ไม่สว่าง ไม่เปล่ียนแปลง ชนิ้ วัสดุโค้งงอ พลาสติกห่ออาหาร หลอดไฟฟา้ ไมส่ ว่าง ไม่เปลี่ยนแปลง ช้นิ วัสดุบดิ งอ วสั ดุบิดงอ เส้นดา้ ย หลอดไฟฟ้าไมส่ วา่ ง ไม่เปลีย่ นแปลง และจบั เป็นก้อน เซรามิก ไม่เปลี่ยนแปลงรูปรา่ ง ชอ้ นกระเบื้อง หลอดไฟฟ้าไมส่ วา่ ง แผ่นกระเบ้อื งดนิ เผา หลอดไฟฟ้าไม่สว่าง แตกเป็นชิน้ เลก็ ไม่เปลี่ยนแปลงรูปร่าง อฐิ มอญ หลอดไฟฟา้ ไม่สว่าง แตกเป็นช้นิ เล็ก ไมเ่ ปลย่ี นแปลงรูปร่าง โลหะ แตกเปน็ ชน้ิ เลก็ ไม่เปลี่ยนแปลงรูปรา่ ง แผน่ สงั กะสี หลอดไฟฟา้ สว่าง แผน่ อะลมู ิเนียม หลอดไฟฟา้ สว่าง ไม่เปลี่ยนแปลง ไม่เปลีย่ นแปลงรูปรา่ ง แผ่นทองแดง หลอดไฟฟา้ สว่าง ไมเ่ ปลีย่ นแปลง ไม่เปลย่ี นแปลงรปู รา่ ง ตะปเู หล็ก หลอดไฟฟา้ สว่าง ไมเ่ ปล่ียนแปลง ไมเ่ ปล่ียนแปลงรูปรา่ ง ไม่เปลย่ี นแปลง ไม่เปลย่ี นแปลงรปู รา่ ง สถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยท่ี 5 | ปฏิกริ ยิ าเคมแี ละวสั ดุในชวี ิตประจำวนั 94 คู่มอื ครรู ายวิชาพ้นื ฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี เฉลยคำถามท้ายกิจกรรม 1. พอลิเมอร์ เซรามิก และโลหะทนี่ ำมาทดสอบมอี ะไรบ้าง แนวคำตอบ คำตอบข้ึนอยู่กับตัวอยา่ งทเ่ี ลอื กมาศึกษา เชน่ - พอลเิ มอร์ทน่ี ำมาทดสอบ ได้แก่ ยางรัดของ ถุงพลาสตกิ ชนิดใชบ้ รรจุของร้อน - เซรามิกทนี่ ำมาทดสอบ ได้แก่ ชามกระเบอื้ ง กระเบื้องดินเผา - โลหะทน่ี ำมาทดสอบ ไดแ้ ก่ แผ่นสังกะสี มุ้งลวด 2. พอลเิ มอร์ เซรามิก และโลหะทีน่ ำมาทดสอบมสี มบตั อิ ย่างไร ทราบได้อยา่ งไร แนวคำตอบ พอลิเมอร์และเซรามิกที่นำมาทดสอบ ไม่นำไฟฟ้า ทราบได้จากเมื่อนำชิ้นวัสดุไปต่อเข้าใน วงจรไฟฟา้ อย่างงา่ ยแลว้ หลอดไฟฟา้ ไมส่ ว่าง ส่วนโลหะทุกชนิดที่นำมาทดสอบนำไฟฟา้ ได้ เมื่อนำชน้ิ วัสดไุ ปต่อ เขา้ ในวงจรไฟฟา้ อย่างง่ายแลว้ ทำให้หลอดไฟฟ้าสวา่ ง เซรามิกแข็งแต่เปราะ ทราบได้จากเมื่อทุบด้วยค้อนแล้วแตกเป็นชิ้น ส่วนพอลิเมอร์และโลหะ เมื่อทุบด้วยค้อน แลว้ วัสดุไม่แตกเปน็ ชิ้น พอลิเมอร์บางชนิด เช่น พลาสติกห่ออาหาร ถุงพลาสติก (ถุงเย็น) ไม่ทนความร้อน ทราบได้จากเมื่อนำไปต้ม วัสดุจะเปลยี่ นแปลงรปู ร่าง สว่ นเซรามิก โลหะ ทนความร้อน เพราะเมือ่ นำไปต้ม วสั ดุจะไม่เปล่ยี นแปลงรูปร่าง 3. พอลิเมอร์ เซรามกิ และโลหะที่นำมาทดสอบมสี มบตั เิ หมอื นและตา่ งกนั อยา่ งไร แนวคำตอบ พอลิเมอร์ เซรามิก และโลหะที่นำมาศึกษามีสมบตั ิเหมอื นและตา่ งกัน ดงั นี้ - พอลเิ มอร์และเซรามิกไมน่ ำไฟฟ้า ส่วนโลหะนำไฟฟา้ - พอลิเมอร์บางชนดิ เชน่ พลาสติกหอ่ อาหาร ถุงพลาสตกิ (ถุงเยน็ ) ไมท่ นความรอ้ น ในขณะทีพ่ อลิเมอร์อน่ื เชน่ ยางรดั ของ เสน้ ดา้ ย ถว้ ยเมลามนี ทนความร้อน ส่วนเซรามิกและโลหะทนความรอ้ นได้ดี - พอลิเมอร์และโลหะเหนียว ไม่แตกเปน็ ชน้ิ เมอื่ ทุบดว้ ยค้อน แต่เซรามิกเปราะ เมื่อทบุ แลว้ แตกเปน็ ชนิ้ เล็ก 4. จากกจิ กรรม สรุปไดว้ า่ อย่างไร แนวคำตอบ พอลิเมอร์ เซรามกิ และโลหะมีสมบตั ิบางอย่างเหมือนกนั และมีสมบัติบางอยา่ งต่างกัน พอลเิ มอร์และเซรามิกไม่นำไฟฟ้า สงั เกตได้จากเมอ่ื นำไปตอ่ กับวงจรไฟฟา้ อย่างงา่ ยแลว้ หลอดไฟฟ้าไม่สว่าง ในขณะทโี่ ลหะนำไฟฟ้า เซรามิกและโลหะทนต่อความร้อน เมื่อนำไปให้ความรอ้ นโดยการต้มในนำ้ เดอื ดจะไม่ เปลย่ี นรูปร่าง แต่พอลเิ มอร์บางชนดิ เปล่ียนแปลงรปู รา่ งเม่ือนำไปให้ความรอ้ นโดยการตม้ ในนำ้ เดอื ด สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

95 หนว่ ยท่ี 5 | ปฏิกริ ิยาเคมีและวสั ดใุ นชีวิตประจำวนั คู่มอื ครรู ายวชิ าพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี กิจกรรมที่ 5.9 วสั ดุผสมมสี มบัติเป็นอยา่ งไร นกั เรยี นจะไดเ้ รยี นรูเ้ กย่ี วกบั สมบตั ทิ างกายภาพบางประการของวสั ดุผสม จุดประสงค์ สืบค้นขอ้ มูลและอธิบายสมบัตแิ ละประโยชน์ของคอนกรตี เสริมเหลก็ และพลาสติกเสรมิ ใยแกว้ เวลาท่ใี ช้ใน 1 ช่ัวโมง การทำกิจกรรม วสั ดุและอปุ กรณ์ อปุ กรณ์ทใ่ี ชใ้ นการสืบค้น เชน่ โทรศัพทเ์ คล่อื นที่ คอมพิวเตอร์ทเี่ ชื่อมต่ออินเทอร์เนต็ การเตรยี มตวั -ไม่มี- ล่วงหนา้ สำหรับครู ขอ้ เสนอแนะ -ไมม่ ี- ในการทำกจิ กรรม ส่อื การเรียนรู้/ • หนังสอื เรียนรายวชิ าพ้นื ฐานวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี ช้นั มธั ยมศึกษาปที ่ี 3 เล่ม 2 สสวท. แหล่งเรียนรู้ • แหลง่ การเรยี นร้อู นื่ ๆ เช่น ภาณุวัฒน์ จอ้ ยกลดั และ สุนิติ สภุ าพ. คอนกรีตเสริมเหลก็ : จาก แหลง่ กำเนิดสสู่ ยามประเทศ http://eitprblog.blogspot.com/2014/04/blog-post_17.html CPAC Concrete Academy. ความรคู้ อนกรตี https://www.cpacacademy.com/ สถาบันสง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน่วยที่ 5 | ปฏกิ ริ ยิ าเคมีและวสั ดุในชวี ิตประจำวัน 96 คู่มอื ครรู ายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี Elsevier B.V. Reinforced plastics. https://www.sciencedirect.com/topics/materials- science/reinforced-plastics Portland Cement Association. Reinforced Concrete https://www.cement.org/designaids/reinforced-concrete ScienceDirect. Reinforced Concrete. https://www.sciencedirect.com/topics/materials- science/reinforced-concrete วสั ดุผสม http://ie.eng.cmu.ac.th/IE2014/elearnings/2014_08/23/%E0% ง B8%9A%E0%B8%97%E0%B8%97%E0%B8%B5%E0%B9%88 %2014%20Composite%20material.pdf วสั ดุผสม คลังข้อมูลงานวจิ ัยมหาวทิ ยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบรุ ี http://www.research.rmutt.ac.th/?tag=%E0%B8%A7%E0%B8 %B1%E0%B8%AA%E0%B8%94%E0%B8%B8%E0%B8%9C%E 0%B8%AA%E0%B8%A1 สถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

97 หน่วยท่ี 5 | ปฏิกริ ยิ าเคมแี ละวสั ดใุ นชีวิตประจำวัน คู่มอื ครูรายวชิ าพืน้ ฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี ตวั อย่างผลการทำกิจกรรม คำตอบขึ้นอยกู่ บั ผลการสบื คน้ ของนักเรยี น เช่น คอนกรีตประกอบด้วยปูนซีเมนต์ หิน ทราย น้ำ เมื่อผสมปูนซีเมนต์กับน้ำ หิน และทราย จะเกิดปฏิกิริยา เคมี ทำให้คอนกรีตแห้งและแข็งตัว มีความแข็งแรง ทนทานต่อสภาพแวดล้อม ความแข็งแรงของคอนกรีตจะ เพิ่มขึ้นหลังจากที่คอนกรีตแข็งตัวแล้ว 28 วัน ความแข็งแรงจะเริ่มคงที่ รับแรงอัดได้ดี คอนกรีตเสริมเหล็ก เป็น วัสดุผสมที่มีคอนกรีตเป็นวัสดุหลัก และมีเส้นลวดเหล็กเป็นวัสดุเสริมแรง ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการรับน้ำหนัก เนื่องจากคอนกรีตเป็นวัสดุที่รับแรงอัดได้สูง แต่รับแรงดึงได้น้อย แตกหักได้ง่าย ในขณะที่เส้นลวดเหล็กมี ความสามารถในการรับแรงดึงสูง เมื่อนำเหล็กมาใช้งานร่วมกับคอนกรีตจะเกิดการถ่ายเทแรงระหว่างคอนกรีต และเหล็ก ทำให้ความสามารถในการรับแรงของคอนกรีตเสริมเหล็กสูงกว่าคอนกรีตและเส้นลวดเหล็ก จึงนิยมใช้ คอนกรีตเสริมเหลก็ เป็นโครงสร้างของอาคารสว่ นตา่ ง ๆ เชน่ ตอมอ่ เสา คาน สะพาน พน้ื สนามบิน พลาสติกเสริมใยแก้ว เป็นวัสดุผสมที่ประกอบด้วยวัสดุ 2 ชนิด คือ พลาสติกและเส้นใยแก้ว มารวมกันโดย ที่วัสดุทั้งสองชนิดยังคงสมบัติทางกายภาพและสมบัติทางเคมีเหมือนเดิม ในพลาสติกเสริมใยแก้วมีพลาสติก เชน่ พอลิเอสเทอร์เป็นวัสดุหลัก และมีเส้นใยแก้วซึ่งเป็นเส้นใยของแก้วที่ปั่นให้ละเอียดเป็นเส้นบาง ทำหน้าที่เป็นวัสดุ เสริมแรง นอกจากเส้นใยแก้วแล้ว ยังอาจใช้เส้นใยคาร์บอนเป็นวัสดุเสริมแรงได้ด้วย พลาสติกเสริมใยแก้วจะมี นำ้ หนกั เบาเหมือนพลาสติกแต่มีสมบตั บิ างประการทดี่ ีเหมือนแก้วเสริมจากสมบัติของพลาสตกิ คือมีความแข็งแรง มากขึ้น ทนความร้อน ทนต่อการกัดกร่อน สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้อย่างหลากหลาย เช่น งานโครงสร้าง งาน ตกแต่ง อุตสาหกรรมดา้ นเคมี ยานพาหนะ สถาบนั สง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยท่ี 5 | ปฏกิ ิรยิ าเคมีและวัสดใุ นชวี ิตประจำวัน 98 คมู่ อื ครูรายวิชาพ้นื ฐานวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี เฉลยคำถามท้ายกจิ กรรม 1. คอนกรีตเสริมเหลก็ ประกอบด้วยวสั ดุชนิดใดบ้างและวัสดนุ ัน้ มสี มบัตอิ ยา่ งไร แนวคำตอบ คอนกรีตเสริมเหล็กประกอบดว้ ยปูนซเี มนต์ หิน ทราย นำ้ และลวดเหล็ก ปูนซีเมนต์ ได้จากการนำแคลเซียมคาร์บอเนตจากหินปูนผสมกับหินดินดานหรือดินเหนียวแล้วนำไปเผาที่ อุณหภูมิ 1400 - 1600 องศาเซลเซยี ส จากน้ันนำไปบดกบั ยิปซม่ั เพื่อเพ่ิมความแข็งแรงจนกลายเป็นปูนซีเมนต์ ซงึ่ มีลักษณะเปน็ ผงรว่ นไมเ่ กาะกนั จึงไม่ทนต่อแรงอัดและแรงดึง หิน เป็นของแขง็ ที่ประกอบด้วยแร่ชนดิ เดยี วหรอื หลายชนิดรวมตัวกันอยู่เป็นก้อนวัตถุ แข็งแรง ความสามารถ ในการทนตอ่ แรงอดั และแรงดงึ ต่างกนั ข้ึนอยูก่ บั ชนิดของหนิ ทราย เปน็ เศษหินเศษแรข่ นาดเลก็ ทแี่ ตกออกมาจากหนิ ทม่ี ีขนาดใหญ่ มีลกั ษณะซุย รว่ น ไม่ยดึ เกาะกัน ลวดเหลก็ เป็นเหล็กทดี่ ึงใหเ้ ปน็ เส้นยาว แข็งแรง เหนียว ไมเ่ ปราะแตกงา่ ย 2. เพราะเหตใุ ดจึงต้องนำเสน้ ลวดเหลก็ มาเสริมคอนกรตี แนวคำตอบ คอนกรีตมีความแข็งแรง รับแรงอัดได้ดี แต่รับแรงดึงได้น้อย การนำเส้นลวดเหล็กมาเสริม คอนกรตี ทำให้คอนกรีตเสริมเหลก็ สามารถรับแรงอัดและแรงดึงไดม้ ากข้ึน 3. พลาสติกเสรมิ ใยแกว้ ประกอบดว้ ยวสั ดชุ นิดใดบ้างและวสั ดนุ ัน้ มสี มบตั อิ ยา่ งไร แนวคำตอบ พลาสติกเสริมใยแกว้ ประกอบด้วยพลาสตกิ และเส้นใยแกว้ - พลาสติกเป็นพอลิเมอร์ มีน้ำหนักเบา ไม่นำไฟฟ้าและไม่นำความร้อน ไม่ดูดซึมน้ำ และสามารถนำมาขึน้ รปู เป็นรูปทรงตา่ ง ๆ ได้งา่ ย - เส้นใยแกว้ เปน็ เซรามิก มีสมบัติแข็งแตเ่ ปราะแตกง่าย ไมน่ ำไฟฟ้าและไม่นำความร้อน 4. เพราะเหตุใดจงึ ตอ้ งใช้ใยแกว้ มาเสรมิ พลาสตกิ แนวคำตอบ เพราะการใช้ใยแก้วเสริมพลาสติกช่วยทำให้วัสดุมีความแข็งแรงมากขึ้น แต่มีน้ำหนักน้อยกว่า ใยแกว้ ซ่งึ เปน็ เซรามกิ มีความตา้ นทานการกดั กร่อนสงู ข้นึ 5. การนำวัสดหุ ลายชนดิ มาผสมกันเปน็ วสั ดใุ หม่มวี ตั ถปุ ระสงคเ์ พอื่ อะไร แนวคำตอบ การนำวัสดุหลายชนิดมาผสมกันเป็นวัสดุใหม่มีวัตถุประสงค์เพื่อให้ได้วัสดุใหม่ที่มีสมบัติตรงตาม ความต้องการ และดกี วา่ วสั ดุเดิม 6. จากกจิ กรรม สรปุ ได้ว่าอย่างไร แนวคำตอบ วัสดุผสม เช่น คอนกรีตเสริมเหล็ก พลาสติกเสริมใยแก้ว ได้จากการนำวัสดุหลายชนิดที่มีสมบัติ แตกตา่ งกันมาผสมกนั เป็นวสั ดุใหม่ท่ีมสี มบัติดกี วา่ วัสดุเดิม และตรงตามความตอ้ งการในการนำไปใช้ประโยชน์ สถาบันส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

99 หนว่ ยท่ี 5 | ปฏกิ ริ ิยาเคมแี ละวัสดุในชีวิตประจำวัน คมู่ ือครรู ายวชิ าพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี กิจกรรมทา้ ยบท ใช้วสั ดใุ นชีวติ ประจำวันอย่างไรให้ประหยัดและคมุ้ คา่ นกั เรยี นจะไดน้ ำความรเู้ ก่ียวกับผลกระทบของการใชว้ ัสดใุ นชวี ติ ประจำวนั การเลือกและใช้วสั ดอุ ย่างประหยัด และคุ้มค่า จดุ ประสงค์ นำเสนอแนวทางการใชว้ สั ดุประเภทพอลเิ มอร์ เซรามิก โลหะ และวัสดุผสมอย่างประหยัดและคุ้มค่า เวลาที่ใช้ใน 1 ชวั่ โมง ก2ารทำกจิ กรรม วัสดุและอุปกรณ์ อปุ กรณ์ที่ใช้ในการสบื ค้น เชน่ โทรศัพทเ์ คล่อื นท่ี คอมพวิ เตอร์ทเ่ี ชื่อมต่ออนิ เทอร์เนต็ การเตรียมตัว -ไม่มี- ลว่ งหนา้ สำหรับครู ขอ้ เสนอแนะ -ไมม่ ี- ในการทำกจิ กรรม สื่อการเรยี นร/ู้ • หนงั สอื เรียนรายวชิ าพ้นื ฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี ชัน้ มัธยมศกึ ษาปที ี่ 3 เลม่ 2 สสวท. แหลง่ เรียนรู้ • แหล่งการเรยี นรอู้ ื่น ๆ เชน่ คณะพลงั งานสง่ิ แวดล้อมและวัสดุ มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยพี ระจอม เกล้าธนบรุ ี. กลุ่มวจิ ัยการผลิตและขึ้นรปู พอลิเมอร์. http://www.kmutt.ac.th/p-prof/?page_id=740&lang=th ศุลีพร แสงกระจา่ ง, ปัทมา พลอยสว่าง และปรณิ ดา พรหมหิตาธร. (2556) ผลกระทบของพลาสติกตอ่ สขุ ภาพและสงิ่ แวดล้อม. พษิ วิทยา ไทย, 28(1), 39-50. http://www.thaitox.org/media/upload/file/Journal/2013- 1/04aricle.pdf สถาบันสง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน่วยท่ี 5 | ปฏิกริ ิยาเคมีและวัสดใุ นชีวิตประจำวัน 100 คู่มอื ครรู ายวชิ าพน้ื ฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี สมาคมพฒั นาคณุ ภาพสง่ิ แวดลอ้ ม. รู้รอบเรื่องพลาสติก : จากตน้ กำเนดิ ส่กู ารจัดการ. http://adeq.or.th/knowlage-about-plastic-01/ ศูนย์เทคโนโลยโี ลหะและวัสดุแห่งชาติ. พลาสตกิ ยอ่ ยสลายได้ https://www.mtec.or.th/bio-plastic/index.html ตัวอยา่ งผลการทำกจิ กรรม นักเรียนอาจสืบค้นข้อมูลการใช้วัสดุประเภทพอลิเมอร์ เซรามิก โลหะ และวัสดุผสมในชีวิตประจำวัน โดยจัดทำ ตารางบันทึกขอ้ มูลประเภทของวัสดุ ตวั อย่างส่งิ ของเครื่องใช้ และเหตุผลท่ีนำวสั ดมุ าทำเครอื่ งใชน้ น้ั ดังตวั อยา่ ง ตาราง ประเภทของวสั ดุ ตวั อย่างสง่ิ ของเคร่ืองใช้ และเหตผุ ลทน่ี ำวัสดุมาทำเคร่อื งใช้ ประเภทของวสั ดุ ตวั อย่างสงิ่ ของเคร่อื งใช้ภายในบ้าน เหตผุ ลท่ีนำวสั ดุมาทำเครอื่ งใช้นนั้ พอลเิ มอร์ หลอดกาแฟ ข้ึนรปู เปน็ รูปทรงต่าง ๆ ได้งา่ ยตาม เซรามิก โลหะ ความต้องการ ป้องกนั การซึมผา่ นของสารได้ วัสดผุ สม รองเท้ายาง ยืดหยุ่นได้ดี สามารถคนื ตัว เบาแตแ่ ขง็ แรง ดูดซับแรงกระแทกได้ดี กระเบ้อื งปูพ้นื แขง็ ทนตอ่ การสึกกรอ่ น ทนความร้อน ไม่ยืดหยุ่น ถ้วยกระเบื้อง ทนความรอ้ นไดด้ ี ไม่นำไฟฟา้ ทนต่อการสึกกร่อน ฟอยลห์ ่ออาหาร ทำใหเ้ ป็นแผน่ และทำเป็นรูปร่างต่าง ๆ ได้ นำความรอ้ น และทนความรอ้ นได้ดี ก๊อกนำ้ แข็ง เหนยี ว ทนต่อการสึกกรอ่ น มีจดุ หลอมเหลวและจดุ เดือดสงู เก้าอ้ีสนามที่ทำจากพลาสติกเสรมิ แขง็ แรงแตน่ ้ำหนกั เบา ไม่ดูดซมึ น้ำ ทำเปน็ ใยแก้ว รปู ร่างต่าง ๆ ได้ตามต้องการ เสือ้ กันฝนท่ีทำจากผา้ คอมโพสิต อ่อนนุ่ม ทนทาน ไมข่ าดง่าย กันน้ำแต่ระบาย ไอนำ้ ได้ ทำใหไ้ ม่อบั ชน้ื ไม่ร้อน สถาบนั สง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

101 หนว่ ยท่ี 5 | ปฏกิ ิรยิ าเคมแี ละวสั ดุในชวี ิตประจำวัน คู่มือครรู ายวิชาพน้ื ฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี ตัวอยา่ งผลการทำกจิ กรรม เรานำทรัพยากรธรรมชาติมาใช้ผลิตวัสดุบางชนิด เช่น โลหะ เซรามิก ซึ่งทรัพยากรธรรมชาติเหล่านี้ใช้ แล้วหมดไป ไม่สามารถสร้างขึ้นมาได้อีก พอลิเมอร์บางชนิด เช่น พลาสติก เป็นวัสดุที่ย่อยสลายในธรรมชาติได้ชา้ มาก เมื่อนำพลาสติกมาใช้งานและทิ้งเป็นขยะ จะทำให้ตกค้างในสิ่งแวดล้อม ขยะประเภทพลาสติกอาจถูกพัดพา ไปในแหล่งน้ำธรรมชาติ เมื่อเวลาผ่านไปขยะพลาสติกอาจย่อยสลายเป็นชิ้นเล็ก ๆ แทรกอยู่ในดิน ในน้ำ และเปน็ อันตรายต่อสิ่งมีชีวิต เราจึงควรใช้วัสดุอย่างประหยัดและคุ้มค่า ตัวอย่างการใช้พอลิเมอร์ เซรามิก โลหะ และวัสดุ ผสมอย่างประหยัดและคุ้มค่า เช่น ใช้วัสดุต่าง ๆ เท่าที่จำเป็น ใช้อย่างคุ้มค่า ใช้ซ้ำหลาย ๆ ครั้ง เมื่อเลิกใช้งาน ควรคัดแยกวัสดุเพื่อแปลงสภาพไปเป็นเครื่องมือเครื่องใช้อื่น ๆ หรือนำกลับมาใช้ใหม่ หรือนำกลับไปเข้า กระบวนการผลิตใหม่ หากนำไปกำจัด ต้องดำเนินการอย่างถูกวิธี และงดใช้ผลิตภัณฑ์บางประเภทที่เป็นพิษ หรอื ไม่ย่อยสลายในธรรมชาติ นักเรียนอาจนำเสนอข้อมูลเกี่ยวกับแนวทางการใช้พอลิเมอร์ เซรามิก โลหะ และวัสดุผสมอย่างประหยัด และคมุ้ คา่ ในรูปแบบตา่ ง ๆ เชน่ วดี ทิ ัศน์ การแสดงข้อมูลโดยใชภ้ าพ (infographic) ภาพเคลอ่ื นไหว หรอื นำเสนอ ผ่านส่อื ออนไลนต์ ่าง ๆ นอกจากนี้ นักเรียนอาจสืบค้นข้อมูลและนำเสนอเกี่ยวกับวัสดุชนิดใหม่ เช่น พลาสติกย่อยสลายได้ที่ผลิต จากวัสดุธรรมชาติ เช่น แป้ง เซลลูโลส เคซีน ซึ่งสามารถนำไปใช้งานได้อย่างแพร่หลาย เช่น ใช้ในทางการแพทย์ การเกษตร อตุ สาหกรรมอาหาร เฉลยคำถามท้ายกจิ กรรม การใช้วัสดุประเภทพอลเิ มอร์ เซรามิก โลหะ และวสั ดุผสมอยา่ งประหยัดและคมุ้ ค่า ทำไดอ้ ย่างไร แนวคำตอบ การใช้วสั ดุประเภทพอลิเมอร์ เซรามิก โลหะ และวัสดุผสมอย่างประหยัดและคุ้มค่า ทำไดโ้ ดยใช้วัสดุ ต่าง ๆ เท่าที่จำเป็น ซ่อมแซมดูแลรักษาผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ ให้ใช้งานได้นาน เพื่อจะได้ไม่ต้องผลิตเพิ่มขึ้นอีก นำวัสดุ กลับมาใช้ซ้ำ คัดแยกวัสดุเพื่อนำกลับไปผลิตใหม่ และงดใช้ผลิตภัณฑ์บางประเภทที่เป็นพิษหรือไม่ย่ อยสลายใน ธรรมชาติ สถาบนั สง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน่วยที่ 5 | ปฏิกิรยิ าเคมีและวัสดใุ นชวี ิตประจำวัน 102 คมู่ ือครรู ายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี เฉลยแบบฝกึ หัดทา้ ยบทที่ 2 1. เพราะเหตุใดจงึ นำพอลเิ มอรม์ าใชท้ ำวตั ถุตา่ ง ๆ ได้หลากหลายรปู แบบกว่าเซรามกิ และโลหะ * แนวคำตอบ สมบตั ปิ ระการหนงึ่ ของพอลเิ มอร์คอื สามารถนำมาข้นึ รูปเป็นรปู ทรงต่าง ๆ ไดง้ า่ ยโดยใชค้ วามร้อนไม่สูง มาก จึงสามารถนำมาทำผลิตภัณฑ์หรือวัตถุรูปทรงต่าง ๆ ได้ง่าย หลากหลายรูปแบบ นอกจากนั้นยังมีสมบตั ิอื่น ๆ ที่ ทำใหน้ ำไปใช้ได้อย่างกว้างขวาง 2. เพราะเหตุใดผู้ผลิตเครื่องเล่นกลางแจ้งจึงนำวัสดุคอมโพสิตมาทำเครื่องเล่น เช่น สไลเดอร์ เจ็ตสกี แทนการใช้ พลาสตกิ หรอื โลหะเพียงอยา่ งเดียว * แนวคำตอบ วัสดุคอมโพสิตที่ใช้ทำเครื่องเล่นกลางแจ้ง ทำจากพอลิเมอร์ผสมกับวัสดุอื่น ทำให้มีน้ำหนักเบาแต่ แข็งแรง ทนต่อการสึกกร่อน เมื่อตั้งไว้กลางแจ้ง สัมผัสกับแสงแดด ลม ฝน เป็นเวลานาน จะไม่ผุกร่อน แตกหักง่าย เหมือนพลาสติกหรือโลหะเพียงอย่างเดยี ว 3. ของใช้ต่อไปนี้ทำจากวัสดุชนิดใด เพราะเหตุใด และวัสดุชนิดนั้นเป็นวัสดุประเภทพอลิเมอร์ เซรามิก โลหะ หรือ วัสดผุ สม * แนวคำตอบ ก. จาน ชาม ทำจากกระเบอื้ งซง่ึ เป็นวสั ดุประเภทเซรามิก เพราะเซรามกิ มคี วามแข็งแรง ไมน่ ำความร้อน ทนตอ่ การ สึกกร่อน พื้นผิวของเซรามิกที่เคลือบน้ำยาก่อนเผาเป็นมันเงา สวยงามและสามารถป้องกันการซึมผ่านของสารได้ ดี ข. พื้นรองเท้าสำหรับวิ่ง ทำจากยาง พลาสติก ซึ่งเป็นวัสดุประเภทพอลิเมอร์ เพราะยางมีสภาพยืดหยุ่นดี คืนตัวและ ดูดซับแรงได้ดี พลาสติกมีน้ำหนักเบาแต่แข็งแรง ถ้าใช้พอลิเมอร์เหล่านี้มาผลิตเป็นพื้นรองเท้า จะทำให้มีความ แขง็ แรงทนทาน มีสภาพยืดหย่นุ ดี คนื ตัวและดูดซบั แรงกระแทกขณะเลน่ กฬี าไดด้ ี ค. ถงั น้ำ ทำจากพลาสติกเสรมิ ใยแก้วซงึ่ เป็นวัสดผุ สม เพราะแขง็ แรง แตม่ นี ำ้ หนักเบา เปน็ ฉนวนความร้อน และไม่ ดูดซึมนำ้ ง. กระถางตน้ ไม้ ทำจากดินเผาซ่ึงเปน็ วัสดปุ ระเภทเซรามิก เพราะแข็งแรง ทนตอ่ การสกึ กรอ่ น เปน็ ฉนวนความรอ้ น จ. สายไฟฟ้า ทำจากเสน้ ลวดโลหะซึ่งเป็นวสั ดุประเภทโลหะหุ้มด้วยพลาสตกิ ซ่ึงเป็นวัสดุประเภทพอลิเมอร์ เนื่องจาก โลหะนำไฟฟ้า สว่ นพลาสติกที่หมุ้ มสี มบัติเป็นฉนวนไฟฟ้า ฉ. เส้ือผ้า ส่วนใหญ่ทำจากเส้นใยธรรมชาติ ซงึ่ เปน็ วสั ดปุ ระเภทพอลเิ มอร์ เพราะเสน้ ใยธรรมชาติส่วนใหญ่ไม่นำไฟฟา้ ไมน่ ำความรอ้ น ออ่ นนมุ่ ดดู ซับนำ้ ไดด้ ี สามารถนำมาถักหรือทอเปน็ ผนื ได้ จงึ เหมาะทจ่ี ะนำมาทำเป็นเสอื้ ผา้ ช. กระปุกออมสินเปเปอร์มาเช่ ทำจากกระดาษและกาวซึ่งเป็นวัสดุประเภทพอลิเมอร์ นำมารวมกันเป็นวัสดุผสม มี น้ำหนักเบาแตแ่ ขง็ แรง ไม่นำไฟฟา้ ไม่นำความร้อน สถาบันส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

103 หน่วยที่ 5 | ปฏกิ ริ ยิ าเคมีและวสั ดุในชวี ิตประจำวัน คู่มือครูรายวชิ าพ้นื ฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี 4. ประเทศไทยมีปัญหาปริมาณขยะตกค้างสะสมเพิ่มขึน้ ทุกปี นักเรียนจะนำหลักการใช้วสั ดุในชวี ิตประจำวันไปชว่ ย ลดปัญหาดังกล่าวไดอ้ ย่างไรบ้าง * แนวคำตอบ ปริมาณขยะตกค้างสะสมมีสาเหตุมาจากการใช้วัสดุที่ย่อยสลายยากเป็นจำนวนมาก หากกำจัดไม่ถูกวิธี ขยะดงั กล่าวจะถูกท้ิงอยู่ในสภาพแวดลอ้ มและมปี รมิ าณสะสมเพ่มิ ขน้ึ ทกุ ปี การลดปญั หาปริมาณขยะตกคา้ งสะสม ทำ ได้โดยการลดปริมาณการใช้วัสดุที่จะถูกทิ้งเป็นขยะ เช่น ลดการใช้วัสดุสังเคราะห์ที่ย่อยสลายยากและ เปลี่ยนมาใช้ วัสดุธรรมชาติที่ย่อยสลายได้ง่ายกว่าแทน ใช้วัสดุซ้ำหลาย ๆ ครั้งก่อนทิ้งเป็นขยะ แยกขยะที่ย่อยสลายได้ ขยะที่ไม่ ย่อยสลาย และขยะทส่ี ามารถนำกลับมาผลิตใหม่ได้ เพอ่ื หาทางใชป้ ระโยชนจ์ ากวัสดทุ ี่ถูกท้งิ เพ่ือช่วยลดปรมิ าณขยะ สถาบันสง่ เสรมิ การสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน่วยที่ 5 | ปฏกิ ริ ยิ าเคมีและวสั ดใุ นชีวิตประจำวนั 104 คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี เฉลยแบบฝกึ หดั ทา้ ยหนว่ ย 1. ข้อใดตอ่ ไปน้เี ปน็ การเกิดปฏิกริ ิยาเคมี * ก. การผสมสีผสมอาหาร ข. การระเหดิ ของลกู เหม็น ค. การตกผลกึ ของเกลอื แกงในนาเกลือ ง. การเปลีย่ นสีของรูปปัน้ ทองแดง เฉลย ง. เพราะการเปลี่ยนสีของรูปปั้นทองแดง เกิดจากปฏิกิริยาเคมีระหว่างทองแดงกับแก๊สออกซิเจน น้ำ และ แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศ ไดผ้ ลิตภณั ฑเ์ ปน็ สารประกอบของทองแดงซึ่งมสี ีเขียว 2. กรดซัลฟิวริกทำปฏิกิริยากับโซเดียมคาร์บอเนตที่ละลายอยู่ในน้ำ สังเกตเห็นฟองแก๊สเกิดขึ้น ข้อใดต่อไปนี้เป็น สารต้ังตน้ และผลิตภัณฑ์จากปฏิกริ ิยาเคมีดังกลา่ ว ** สารตั้งตน้ ผลติ ภณั ฑ์ ก. กรดซัลฟิวริกและแกส๊ คารบ์ อนไดออกไซด์ โซเดยี มคาร์บอเนตและน้ำ ข. กรดซัลฟวิ รกิ และโซเดยี มคารบ์ อเนต แก๊สคารบ์ อนไดออกไซด์ น้ำ และเกลือโซเดยี มซัลเฟต ค. โซเดียมคารบ์ อเนตและนำ้ กรดซลั ฟิวรกิ และแกส๊ คาร์บอนไดออกไซด์ ง. กรดซลั ฟิวริก โซเดียมคาร์บอเนต และน้ำ แกส๊ คาร์บอนไดออกไซดแ์ ละเกลือโซเดียมซลั เฟต เฉลย ข. เมื่อกรดทำปฏิกิริยากับสารประกอบคาร์บอเนต จะได้ผลิตภัณฑ์เป็นแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ น้ำและเกลือ เมื่อนำกรดซัลฟิวริกไปทำปฏิกิริยากับโซเดียมคาร์บอเนต จึงได้ผลิตภัณฑ์เป็นแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ น้ำ และเกลอื โซเดยี มซลั เฟต 3. ขอ้ ความใดตอ่ ไปน้ีไมถ่ ูกตอ้ งเกยี่ วกับสารท่มี สี มบตั เิ ปน็ กรด * ก. มคี า่ พเี อชน้อยกว่า 7 ข. สามารถกดั กร่อนสงั กะสีได้ ค. ทำปฏกิ ริ ยิ ากับเบสได้ผลติ ภัณฑ์เปน็ เกลือกับนำ้ ง. ทำปฏิกริ ิยากับโซเดยี มคาร์บอเนตได้แก๊สคารบ์ อนมอนอกไซด์ เฉลย ง. เพราะสารที่มีสมบัติเป็นกรดมีค่าพีเอชน้อยกว่า 7 สามารถกัดกร่อนโลหะ เช่น สังกะสีได้ กรดทำปฏิกิริยา กับเบสได้ผลิตภัณฑ์เป็นเกลือกับน้ำ และเมื่อทำปฏิกิริยากับโซเดียมคาร์บอเนต ได้ผลิตภัณฑ์เป็นแก๊ส คารบ์ อนไดออกไซด์ น้ำ และเกลือ สถาบันสง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

105 หนว่ ยท่ี 5 | ปฏกิ ิรยิ าเคมีและวัสดุในชีวิตประจำวนั คูม่ ือครูรายวชิ าพนื้ ฐานวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี 4. การเผาไหมเ้ ชือ้ เพลงิ ถา่ นหินจะปล่อยแกส๊ ซลั เฟอรไ์ ดออกไซด์ ซง่ึ กอ่ ให้เกิดฝนกรดจำนวนมากตกลงสูแ่ หลง่ น้ำ สารใดตอ่ ไปนไี้ มส่ ามารถทำปฏิกิรยิ ากับฝนกรดได้ * ก. โซเดยี มไฮดรอกไซดห์ รือโซดาไฟ ข. แคลเซยี มคาร์บอเนตหรอื หินปนู ค. โซเดยี มคลอไรด์หรือเกลอื แกง ง. โซเดยี มไฮโดรเจนคารบ์ อเนตหรอื เบกกิง้ โซดา เฉลย ค. เพราะสารที่ลดความเป็นกรดในแหล่งน้ำได้ต้องมีสมบัติเป็นเบส แต่โซเดียมคลอไรด์หรือเกลือแกงมีสมบัติ เป็นกลาง จงึ ไม่สามารถลดความเป็นกรดได้ 5. หนามของเม่นทะเลมผี ลึกแคลเซียมคารบ์ อเนตเป็นองค์ประกอบ เมื่อถูกหนามของเม่นทะเลตำ ควรปฐมพยาบาล โดยใช้สารละลายชนิดใดเพ่ือช่วยให้ผลกึ ถูกกัดกร่อนเร็วขึ้น * ก. นำ้ ชา ข. นำ้ ส้มสายชู ค. น้ำเชื่อมเขม้ ข้น ง. แอลกอฮอล์ล้างแผล เฉลย ข. เพราะน้ำสม้ สายชมู ีสมบตั ิเป็นกรดซึ่งสามารถกัดกรอ่ นผลกึ แคลเซียมคาร์บอเนตในหนามของเมน่ ทะเลได้ 6. พิจารณาปฏิกิริยาต่อไปนี้ เหล็ก + สาร X + น้ำ → สนมิ เหลก็ กรดไฮโครคลอรกิ + โซเดียมไฮโดรเจนคาร์บอเนต → สาร Y + นำ้ + โซเดียมคลอไรด์ สาร X และ สาร Y ควรเปน็ สารใดตามลำดบั * สาร X สาร Y ก. แก๊สออกซิเจน แกส๊ คารบ์ อนไดออกไซด์ ข. แก๊สออกซิเจน โซเดยี มคารบ์ อเนต ค. แกส๊ ซลั เฟอร์ไดออกไซด์ แก๊สคารบ์ อนไดออกไซด์ ง. แก๊สซลั เฟอรไ์ ดออกไซด์ โซเดยี มคารบ์ อเนต เฉลย ก. เพราะการเกิดสนิมเหล็ก เกิดจากเหล็กทำปฏิกิริยากับแก๊สออกซิเจนและน้ำ ดังนั้นสาร X จึงเป็น แก๊สออกซิเจน และการทำปฏิกิริยาระหว่างสารประกอบคาร์บอเนตกับกรด จะได้ผลิตภัณฑ์เป็นแก๊ส คาร์บอนไดออกไซด์ นำ้ และเกลือ ดงั น้ันสาร Y จงึ เป็นแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ 7. ข้อใดเปน็ สาเหตุหลักท่ที ำใหเ้ กดิ สนิมเหล็ก * ก. แกส๊ คารบ์ อนไดออกไซด์และความชน้ื ข. แกส๊ ออกซเิ จนและความช้นื ค. แกส๊ ออกซเิ จน ง. น้ำ เฉลย ข. เพราะสนมิ เหลก็ เป็นผลิตภัณฑ์ทเ่ี กดิ จากปฏกิ ริ ยิ าระหวา่ งเหล็ก แกส๊ ออกซเิ จน และน้ำ สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยที่ 5 | ปฏิกริ ิยาเคมีและวัสดใุ นชวี ิตประจำวัน 106 คู่มือครูรายวิชาพนื้ ฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี 8. ถา้ ชาวสวนต้องการป้องกันการเกดิ สนมิ ของมดี ตดั หญา้ วธิ ใี ดเหมาะสมทสี่ ุดในทางปฏบิ ัติ * ก. เกบ็ ในกล่องทบึ แสง ข. เกบ็ ในถงุ พลาสติก ค. ทานำ้ มันหลังจากท่ีใช้งานเสร็จแล้ว ง. เช็ดใหแ้ หง้ แล้วหอ่ ดว้ ยกระดาษ เฉลย ค. เพราะปัจจัยทที่ ำให้เกิดสนิมของโลหะ คือแกส๊ ออกซิเจนและนำ้ ถา้ ต้องการปอ้ งกนั การเกดิ สนิม ของมดี ตัดหญา้ ซ่งึ เปน็ โลหะจะต้องป้องกนั ไมใ่ ห้มดี ตัดหญา้ สมั ผัสกับแกส๊ ออกซเิ จนและนำ้ วธิ ที ่ี เหมาะสมทส่ี ดุ ในทางปฏิบัตคิ ือนำมดี ตดั หญา้ ไปทานำ้ มันหลงั จากทใ่ี ชง้ านเสรจ็ แล้ว 9. ผลิตภัณฑ์ในขอ้ ใดเกดิ จากปฏกิ ริ ยิ าการเผาไหมอ้ ยา่ งสมบรู ณข์ องฟืน * ก. แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ข. เขม่าและแก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์ ค. เขมา่ และแก๊สคารบ์ อนไดออกไซด์ ง. แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ เฉลย ง. เพราะปฏิกิรยิ าการเผาไหม้อยา่ งสมบรู ณ์ของฟนื ซง่ึ เปน็ สารประกอบไฮโดรคารบ์ อน จะได้ ผลติ ภณั ฑ์เปน็ แกส๊ คาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ 10. ขอ้ ใดต่อไปนี้เปน็ แนวทางในการลดแกส๊ ซลั เฟอร์ไดออกไซดซ์ ่ึงเปน็ สาเหตุให้เกดิ ฝนกรด * ก. ลดการใช้ปยุ๋ เคมี ข. ลดการเผาปา่ ค. ลดการเผาไหมถ้ า่ นหิน ง. ลดการทำปุ๋ยหมัก เฉลย ค. เพราะถ่านหินมีซัลเฟอร์เป็นส่วนประกอบในปริมาณมาก เมื่อเกดิ การเผาไหม้จะเกิดออกไซด์ของซัลเฟอร์ซ่งึ เปน็ สาเหตหุ นึง่ ของการเกดิ ฝนกรด 11. ขอ้ ความใดต่อไปนี้ไม่ถกู ต้องเกี่ยวกับการสังเคราะหด์ ้วยแสงของพชื * ก. มีสว่ นช่วยลดปญั หาภาวะโลกรอ้ น ข. ใชพ้ ลงั งานจากแสงช่วยในการเกดิ ปฏิกิรยิ า ค. ได้ผลิตภัณฑ์เป็นนำ้ ตาลและแก๊สออกซิเจน ง. เปน็ ปฏิกิริยาระหว่างแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์กับคลอโรฟิลล์ เฉลย ง. เพราะการสงั เคราะหด์ ้วยแสงของพืชเปน็ ปฏิกริ ิยาระหว่างแกส๊ คาร์บอนไดออกไซดก์ บั น้ำ โดยใชพ้ ลงั งาน แสงทด่ี ูดซบั ได้ดว้ ยคลอโรฟิลล์ และได้ผลิตภัณฑ์เปน็ น้ำตาลและแกส๊ ออกซิเจน สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

107 หน่วยท่ี 5 | ปฏกิ ิรยิ าเคมีและวสั ดุในชีวิตประจำวัน คูม่ ือครรู ายวิชาพนื้ ฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี 12. ของใชใ้ นข้อใดทที่ ำจากพอลเิ มอรท์ ้ังหมด * ก. ตะปู ถว้ ยกาแฟ ดา้ ย ข. ลูกโป่ง ฉนวนห้มุ สายไฟ คอนกรีต ค. หลังคารถกระบะ กระถางต้นไม้ เชอื ก ง. ยางรดั ของ ถุงรอ้ นบรรจอุ าหาร ทีน่ อนยางพารา เฉลย ง. เพราะยางรดั ของทำจากยาง ถุงร้อนบรรจอุ าหารทำจากพลาสตกิ และทนี่ อนยางพาราทำจากยาง ซึ่งวสั ดุ ทง้ั สามชนดิ จดั เป็นพอลเิ มอร์ 13. วัสดใุ นขอ้ ใดไม่ใชว่ สั ดผุ สมหรือวสั ดคุ อมโพสิต * ก. ไมอ้ ดั ข. กระเบ้อื ง ค. คอนกรีตเสริมเหลก็ ง. พลาสตกิ เสรมิ ใยแก้ว เฉลย ข. เพราะกระเบอ้ื งเปน็ เซรามกิ ในขณะที่วสั ดใุ นขอ้ อนื่ ประกอบด้วยวสั ดมุ ากกวา่ หนึง่ ชนิด ซ่งึ จัดเปน็ วัสดผุ สม 14. วสั ดุ A B และ C มสี มบัติดังน้ี A เปราะ ตกแลว้ แตก ทนความรอ้ นไดด้ ี และไม่นำไฟฟา้ B เหนียว ดึงเปน็ เสน้ ได้ นำไฟฟ้าและนำความรอ้ นได้ดี C เหนยี ว ทำเป็นรปู ทรงตา่ ง ๆ ไดห้ ลากหลาย ไม่นำไฟฟา้ และไมน่ ำความรอ้ น A B และ C ควรเปน็ วัสดุชนดิ ใด * ABC ก. เซรามิก พอลิเมอร์ โลหะ ข. โลหะ พอลเิ มอร์ เซรามิก ค. เซรามิก โลหะ พอลเิ มอร์ ง. โลหะ เซรามิก พอลิเมอร์ เฉลย ค. เพราะ วสั ดุ A เปราะ ตกแลว้ แตก เป็นสมบตั ิของเซรามกิ ท่ีแตกตา่ งจากวัสดุประเภทอ่นื วสั ดุ B ดึงเปน็ เสน้ ได้ นำไฟฟา้ และนำความร้อนได้ดี เป็นสมบัติของโลหะ วสั ดุ C ทำเป็นรปู ทรงต่าง ๆ ไดห้ ลากหลาย ไมน่ ำไฟฟา้ และไม่นำความรอ้ น เปน็ สมบตั ขิ องพอลเิ มอร์ 15. การใชว้ สั ดผุ สมในงานวศิ วกรรมสว่ นใหญ่มเี หตผุ ลสำคญั คอื ขอ้ ใด * ก. ลดตน้ ทนุ การผลิต ข. เพิ่มความสะดวกในการกอ่ สรา้ ง ค. ให้ไดว้ สั ดทุ มี่ สี มบัตติ ามตอ้ งการ ง. ลดปญั หาที่เกดิ กบั สิ่งแวดล้อม เฉลย ค. เพราะวัสดุบางชนิดมีสมบัติตามความต้องการของผู้ใช้ในบางประการเท่านั้น เช่น ราคาถูก น้ำหนักเบา แต่ไม่แข็งแรง หรือแข็งแรงทนทานแต่น้ำหนักมาก ในขณะที่วัสดุผสมสามารถพัฒนาให้มีสมบัติตรงตาม ความต้องการมากข้นึ สถาบนั สง่ เสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยท่ี 5 | ปฏกิ ริ ิยาเคมแี ละวัสดุในชีวิตประจำวนั 108 คมู่ ือครรู ายวิชาพ้ืนฐานวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี สถาบนั ส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

109 หนว่ ยท่ี 6 | ไฟฟา้ คูม่ ือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี 6หน่วยที่ หน่วยการเรียนรู้นี้มีจุดมุ่งหมายให้นักเรียนเรียนรู้เกี่ยวกับวงจรไฟฟ้า อย่างง่าย ปริมาณทางไฟฟ้า ได้แก่ กระแสไฟฟ้า ความต่างศักย์ไฟฟ้า และ ความต้านทานไฟฟ้า การใช้อุปกรณ์วัดค่าปริมาณทางไฟฟ้า การวิเคราะห์ ความสัมพันธ์ระหว่างกระแสไฟฟ้าและความต่างศักย์ไฟฟ้า วงจรไฟฟ้า แบบอนุกรมและแบบขนาน การคำนวณพลังงานไฟฟ้าและค่าไฟฟ้า และ หน้าที่ของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ ได้แก่ ตัวต้านทาน ไดโอด ตัวเก็บประจุ และทรานซิสเตอร์ องคป์ ระกอบของหนว่ ย บทที่ 1 วงจรไฟฟา้ อยา่ งงา่ ย เวลาทใ่ี ช้ 5 ชั่วโมง เรอื่ งท่ี 1 ปรมิ าณทางไฟฟา้ เวลาที่ใช้ 4 ชั่วโมง เรอื่ งที่ 2 วงจรไฟฟา้ แบบอนกุ รม และแบบขนาน เวลาทใ่ี ช้ 1 ชว่ั โมง กจิ กรรมทา้ ยบท เวลาทใี่ ช้ 3 ชวั่ โมง บทท่ี 2 ไฟฟา้ ในชวี ติ ประจำวนั เวลาท่ใี ช้ 8 ชว่ั โมง เรอื่ งที่ 1 พลังงานไฟฟา้ เวลาที่ใช้ 1 ชว่ั โมง เรอื่ งท่ี 2 อเิ ลก็ ทรอนิกส์ รวมเวลาทใี่ ช้ 22 ชว่ั โมง กิจกรรมทา้ ยบท สถาบันสง่ เสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยท่ี 6 | ไฟฟ้า 110 คู่มือครูรายวชิ าพืน้ ฐานวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี บทที่ 1 วงจรไฟฟ้าอยา่ งงา่ ย สาระสำคัญ วงจรไฟฟ้าอย่างง่ายประกอบด้วยแหล่งกำเนิดไฟฟ้า ตัวนำไฟฟ้า และอุปกรณ์ไฟฟ้า เมื่อต่อครบวงจรจะมี กระแสไฟฟ้าเคลื่อนที่จากขั้วบวกของแหล่งกำเนิดไฟฟ้าผ่านอุปกรณ์ไฟฟ้าแล้วกลับมายังขั้วลบของแหล่งกำเนิดไฟฟ้า กระแสไฟฟ้าคือปริมาณประจุไฟฟ้าที่เคลื่อนที่ผ่านตัวนำไฟฟ้าจากจุ ดที่มีศักย์ไฟฟ้าสูงไปยังจุดที่มีศักย์ไฟฟ้าต่ำใน หนึ่งหน่วยเวลา มีหน่วยเป็นแอมแปร์ ซึ่งวัดค่ากระแสไฟฟ้าได้ด้วยแอมมิเตอร์ ส่วนความแตกต่างของศักย์ไฟฟ้าระหว่าง 2 จุด เรียกว่า ความต่างศักย์ไฟฟ้า มีหน่วยเป็นโวลต์ ซึ่งวัดค่าความต่างศักย์ไฟฟ้าได้ด้วยโวลต์มิเตอร์ สำหรับวัตถุที่เป็น ตัวนำไฟฟ้านั้น ค่ากระแสไฟฟ้าและความต่างศักย์ไฟฟ้ามีความสัมพันธ์แบบเชิงเส้น โดยอัตราส่วนระหว่าง ความต่างศักย์ไฟฟา้ กบั กระแสไฟฟา้ เรียกวา่ ความตา้ นทานไฟฟ้า การต่ออุปกรณ์ไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้าสามารถต่อได้ 2 แบบ คือ แบบอนุกรมและแบบขนาน วงจรไฟฟ้า แบบอนุกรมจะต่ออุปกรณ์ไฟฟ้าเรียงกันไป กระแสไฟฟ้าจะเท่ากันทั้งวงจร และความต่างศักย์ไฟฟ้าของแต่ละอุปกรณ์ รวมกันจะเท่ากับความต่างศักย์ไฟฟ้ารวมของวงจร ถ้าอุปกรณ์ไฟฟ้าตัวใดตัวหนึ่งเสียหายจะทำให้ไม่มีกระ แสไฟฟ้า ในวงจร ส่วนวงจรไฟฟ้าแบบขนานจะต่ออปุ กรณ์ไฟฟา้ คร่อมกนั ไป ความต่างศักย์ไฟฟ้าของแต่ละอุปกรณ์จะเทา่ กัน และ กระแสไฟฟ้าของแต่ละอุปกรณ์รวมกันจะเท่ากับกระแสไฟฟ้ารวมของวงจร ถ้าอุปกรณ์ไฟฟ้าตัวใดตัวหนึ่งเสียหาย อปุ กรณท์ ีเ่ หลอื ยงั คงทำงานได้ สถาบันส่งเสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี

111 หนว่ ยท่ี 6 | ไฟฟา้ คูม่ ือครูรายวชิ าพื้นฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี จุดประสงคข์ องบทเรียน เมื่อเรียนจบบทนแี้ ล้ว นักเรยี นจะสามารถทำสงิ่ ตอ่ ไปนีไ้ ด้ 1. อธิบายความหมายของกระแสไฟฟ้า ความตา่ งศักยไ์ ฟฟา้ และความต้านทานไฟฟ้า 2. วัดค่ากระแสไฟฟา้ โดยใชแ้ อมมเิ ตอรพ์ ร้อมระบุหน่วย 3. วดั ค่าความต่างศกั ย์ไฟฟ้าโดยใช้โวลต์มิเตอร์พร้อมระบหุ นว่ ย 4. วิเคราะห์และอธิบายความสัมพันธ์ระหวา่ งความต่างศักย์ไฟฟ้า กระแสไฟฟา้ และความตา้ นทานไฟฟ้าโดยใช้ กราฟ 5. คำนวณปรมิ าณทางไฟฟา้ โดยใช้สมการ V = IR 6. อธิบายความต่างศักย์ไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้าเมื่อต่ออุปกรณ์ไฟฟ้าแบบอนุกรมและแบบขนาน จากหลักฐานเชิงประจักษ์ 7. เขยี นแผนภาพวงจรไฟฟ้าแสดงการต่ออุปกรณไ์ ฟฟา้ แบบอนกุ รมและแบบขนาน สถาบนั ส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน่วยท่ี 6 | ไฟฟ้า 112 คมู่ อื ครรู ายวชิ าพื้นฐานวทิ ยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี ภาพรวมการจัดกจิ กรรมการเรียนรู้ จดุ ประสงค์ แนวความคดิ ต่อเน่ือง กิจกรรม รายการประเมิน การเรยี นรูข้ องบทเรยี น 1. อธิบายความหมายของ 1. ในวงจรไฟฟา้ จะมีกระแสไฟฟา้ 1. อธบิ ายความหมายของ กระแสไฟฟ้า เคลอื่ นท่ีจากขวั้ บวกของ กระแสไฟฟ้า ความต่างศักย์ไฟฟ้า แหลง่ กำเนดิ ไฟฟ้าผ่าน และความตา้ นทานไฟฟา้ อุปกรณไ์ ฟฟา้ แล้วกลับมายงั ขัว้ 2. วดั ค่ากระแสไฟฟา้ โดย ลบของแหลง่ กำเนดิ ไฟฟ้า ใชแ้ อมมเิ ตอรพ์ ร้อม 2. กระแสไฟฟ้าคือปรมิ าณประจุ ระบหุ นว่ ย ไฟฟา้ ที่เคลื่อนทีผ่ า่ นพน้ื ทหี่ นา้ ตัด 3. วัดค่าความต่างศกั ย์ ของตัวนำไฟฟา้ จากจุดท่ีมี ไฟฟ้าโดยใช้ ศกั ย์ไฟฟ้าสงู ไปยังจุดที่มี โวลตม์ เิ ตอรพ์ ร้อมระบุ ศกั ยไ์ ฟฟ้าต่ำในหนงึ่ หนว่ ยเวลา หนว่ ย มีหน่วยเป็นคลู อมบต์ ่อวนิ าทีหรอื แอมแปร์ 3. การวดั ค่ากระแสไฟฟ้าใน กิจกรรมท่ี 6.1 1. บอกวิธแี ละวัดคา่ วงจรไฟฟา้ วัดได้จากแอมมเิ ตอร์ ใชแ้ อมมิเตอรว์ ัด กระแสไฟฟ้าโดยใช้ กระแสไฟฟ้าได้ แอมมเิ ตอร์พรอ้ มระบุ อย่างไร หนว่ ย 4. เม่อื ประจุไฟฟ้าเคล่อื นทผี่ า่ น 1. อธบิ ายความหมายของ ระหว่างจุดสองจุดแล้วมีการ ความตา่ งศักย์ไฟฟา้ สญู เสียพลังงาน พลงั งานท่สี ญู เสยี ต่อประจุไฟฟ้า 1 คลู อมบ์ เรียกวา่ ความต่างศกั ย์ไฟฟ้า มีหน่วยเปน็ จลู ตอ่ คลู อมบห์ รือโวลต์ 5. การวัดคา่ ความตา่ งศักย์ไฟฟ้าวดั กิจกรรมท่ี 6.2 1. บอกวธิ แี ละวดั ค่าความ ไดจ้ ากโวลต์มิเตอร์ ใช้โวลต์มเิ ตอร์วัด ตา่ งศกั ยไ์ ฟฟา้ โดยใช้ ความตา่ งศักย์ไฟฟ้า โวลตม์ เิ ตอร์พร้อมระบุ ได้อยา่ งไร หนว่ ย สถาบันส่งเสรมิ การสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

113 หน่วยที่ 6 | ไฟฟ้า คู่มือครูรายวิชาพ้ืนฐานวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี จุดประสงค์ แนวความคดิ ตอ่ เนอ่ื ง กิจกรรม รายการประเมิน การเรียนรูข้ องบทเรยี น 4. วิเคราะห์และอธบิ าย 1. สำหรับตวั นำไฟฟ้า ความตา่ ง กิจกรรมที่ 6.3 1. เขียนกราฟความสมั พนั ธ์ ความสมั พนั ธร์ ะหวา่ ง ศักยไ์ ฟฟ้าและกระแสไฟฟา้ มี กระแสไฟฟา้ และ ระหวา่ งกระแสไฟฟ้า ความต่างศกั ย์ไฟฟ้า ความสมั พันธก์ นั โดยเม่ือ ความตา่ งศักย์ไฟฟา้ และความตา่ งศกั ย์ไฟฟา้ กระแสไฟฟา้ และ ความตา่ งศักย์ไฟฟ้าครอ่ ม ของตัวนำไฟฟ้ามี 2. วเิ คราะห์ข้อมูลจาก ความต้านทานไฟฟา้ ตวั นำไฟฟ้าเพ่ิมข้ึน กระแสไฟฟา้ ความสัมพันธก์ ัน กราฟเพ่อื หา โดยใชก้ ราฟ ทีผ่ า่ นตวั นำไฟฟ้านนั้ จะมีคา่ อย่างไร ความสัมพนั ธร์ ะหวา่ ง เพิม่ ขึน้ ดว้ ย ความตา่ งศกั ย์ไฟฟา้ 2. อตั ราส่วนระหว่างความต่างศักย์ กระแสไฟฟา้ และ ไฟฟา้ และกระแสไฟฟ้ามคี ่าคงที่ ความต้านทานไฟฟา้ ซ่ึงคา่ คงทนี่ ้ี คอื ความต้านทาน 3. อธิบายความหมายของ ไฟฟา้ ความตา้ นทานไฟฟา้ ใน ตัวนำไฟฟา้ 5. คำนวณปริมาณทาง 1. การคำนวณคา่ กระแสไฟฟ้า 1. คำนวณปริมาณทาง ไฟฟ้าโดยใช้สมการ ความตา่ งศักย์ไฟฟา้ และ ไฟฟา้ โดยใช้สมการ V = IR ความตา้ นทานไฟฟ้า สามารถหา V = IR ได้จากสมการ V = IR 6. อธบิ ายความต่าง 1. การตอ่ อุปกรณ์ไฟฟา้ แบบอนุกรม กจิ กรรมท่ี 6.4 1. อธบิ ายกระแสไฟฟา้ และ ศกั ยไ์ ฟฟา้ และ เป็นการตอ่ อปุ กรณ์ไฟฟ้าหลายตัว วงจรไฟฟ้าแบบ ความต่างศกั ย์ไฟฟ้าใน กระแสไฟฟ้าใน แบบเรยี งกนั ไป สามารถเขียนเปน็ อนกุ รมเป็นอย่างไร วงจรไฟฟา้ เม่ือตอ่ วงจรไฟฟ้าเม่ือตอ่ แผนภาพแสดงการต่ออุปกรณ์ อุปกรณ์ไฟฟา้ หลายตวั อุปกรณไ์ ฟฟา้ แบบ ไฟฟา้ แบบอนุกรมได้โดยใช้ แบบอนกุ รม อนุกรมและแบบขนาน สญั ลกั ษณ์แทนอุปกรณไ์ ฟฟ้า 2. เขยี นแผนภาพวงจรไฟฟา้ จากหลักฐานเชงิ 2. กระแสไฟฟา้ ทผ่ี ่านอปุ กรณ์ไฟฟ้า แสดงการตอ่ อุปกรณไ์ ฟฟ้า ประจกั ษ์ แตล่ ะตัวทต่ี อ่ กนั แบบอนุกรมจะมี แบบอนกุ รม 7. เขยี นแผนภาพ คา่ เท่ากัน และเมื่อนำอปุ กรณ์ วงจรไฟฟ้าแสดง ไฟฟา้ ตวั ใดตวั หน่งึ ออก อปุ กรณ์ การต่ออปุ กรณ์ไฟฟา้ ไฟฟ้าที่เหลอื จะไม่สามารถทำงาน แบบอนุกรมและ ได้ แบบขนาน สถาบนั สง่ เสริมการสอนวทิ ยาศาสตร์และเทคโนโลยี