(คู่มือ) หนังสือเรียนสสวท พื้นฐานวิทยาศาสตร์ ม.1 ล.2

หน่วยท่ี 5 | พลังงานความร้อน 65 คู่มอื ครูรายวชิ าพนื้ ฐานวทิ ยาศาสตร์ เฉลยชวนคดิ 1. ปรมิ าณความรอ้ นทใ่ี ชใ้ นการทำ� ใหน้ ำ้� 30 กรมั ทอ่ี ณุ หภมู ิ 100 องศาเซลเซยี ส เปลย่ี นสถานะเปน็ ไอนำ้� ทงั้ หมด จะมากกว่าหรอื นอ้ ยกว่าปรมิ าณความรอ้ นท่ที �ำให้น้�ำแข็ง 30 กรมั ทีอ่ ณุ หภูมิ 0 องศาเซลเซยี ส หลอมเหลว เป็นน�ำ้ ทั้งหมด แนวค�ำตอบ ปรมิ าณความร้อนทใ่ี ชใ้ นการทำ� ใหน้ ำ้� 30 กรมั ท่อี ณุ หภมู ิ 100 องศาเซลเซียส เปลยี่ นสถานะเป็น ไอน้ำ� ทัง้ หมด หาได้จากสมการ Q = mL Q = มวลของนำ�้ x ความรอ้ นแฝงจำ� เพาะของการกลายเปน็ ไอของนำ้� Q = 30 g x 540 cal/g Q = 16,200 cal ปริมาณความร้อนท่ีใช้ในการท�ำให้น้�ำแข็ง 30 กรัม ท่ีอุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียส หลอมเหลวเป็นน้�ำทั้งหมด หาไดจ้ ากสมการ Q = mL Q = มวลของนำ�้ x ความรอ้ นแฝงจำ� เพาะของการหลอมเหลวของนำ้� Q = 30 g x 80 cal/g Q = 2,400 cal ดงั นนั้ ปรมิ าณความรอ้ นทใี่ ชใ้ นการทำ� ใหน้ ำ�้ 30 กรมั ทอี่ ณุ หภมู ิ 100 องศาเซลเซยี ส เปลยี่ นสถานะเปน็ ไอทง้ั หมด จะมากกวา่ การทำ� ให้น�ำ้ แขง็ 30 กรัม ทีอ่ ณุ หภมู ิ 0 องศาเซลเซยี ส หลอมเหลวเปน็ น�้ำทงั้ หมด 2. ตอ้ งใชป้ รมิ าณความรอ้ นกแ่ี คลอรใี นการทำ� ใหเ้ อทลิ แอลกอฮอลม์ วล 300 กรมั ทอี่ ณุ หภมู ิ 78 องศาเซลเซยี ส เปลี่ยนสถานะเปน็ แก๊สทั้งหมดทอี่ ุณหภูมิ 78 องศาเซลเซยี ส แนวคำ� ตอบ จากสมการ Q = mL Q = มวลของเอทลิ แอลกอฮอล์ x ความรอ้ นแฝงจำ� เพาะของการกลาย เปน็ ไอของเอทิลแอลกอฮอล์ Q = 300 g x 205 cal/g Q = 61,500 cal ดงั น้นั ตอ้ งใชป้ รมิ าณความรอ้ น 61,500 แคลอรี ในการทำ� ให้เอทลิ แอลกอฮอล์มวล 300 กรมั ทอี่ ณุ หภมู ิ 78 องศาเซลเซยี ส เปลี่ยนสถานะเปน็ แกส๊ ท้ังหมด ทอี่ ุณหภูมิ 78 องศาเซลเซียส สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี



หน่วยที่ 5 | พลังงานความร้อน 67 ค่มู อื ครรู ายวิชาพน้ื ฐานวิทยาศาสตร์ 12. รว่ มกนั สรปุ หวั ข้อเร่อื งในบทเรยี นความรอ้ นกับการเปล่ยี นแปลงของสสาร จากนนั้ ครูให้นักเรียนท�ำกจิ กรรมตรวจสอบ ตนเอง เพื่อสรุปองคค์ วามรูท้ ไ่ี ดเ้ รียนรจู้ ากบทเรยี น โดยการเขยี นบรรยาย วาดภาพ หรือเขียนผังมโนทัศน์สิ่งทีไ่ ด้เรียนรู้ จากบทเรียนความรอ้ นกับการเปลี่ยนแปลงของสสาร ตัวอยา่ งผังมโนทศั นใ์ นบทเรียนเรื่องความรอ้ นกับการเปลย่ี นแปลงของสสาร ความรอ้ น ทำ� ให้ อนุภาคของสสาร เปล่ียน การจดั เรียงอนภุ าค แรงยดึ เหน่ยี ว การเคลอ่ื นที่ของ ระหว่างอนภุ าค ทำ� ให้ อนุภาค สสาร เปล่ยี น อณุ หภมู ิ ขนาด สถานะ ซง่ึ ขนึ้ อยู่กับ โดย โดย ซ่ึงขึน้ อย่กู ับ หดตวั อณุ หภูมคิ งท่ี ปริมาณ ปรมิ าณ ขยายตวั ความรอ้ นทส่ี สาร เม่ือ เมอ่ื ความร้อนท่สี สาร ได้รับหรือสูญเสยี ไดร้ ับหรือสญู เสีย ได้รบั (Q) ความร้อน (Q) มวลของ มวลของ สูญเสีย สสาร (m) สสาร (m) ความรอ้ น ความรอ้ น ความรอ้ นแฝง จำ� เพาะของสาร จ�ำเพาะของสาร (c) (c) ความรอ้ นแฝง ความรอ้ นแฝง ของการหลอมเหลว ของการกลายเปน็ ไอ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

68 หน่วยท่ี 5 | พลังงานความรอ้ น คู่มือครรู ายวชิ าพนื้ ฐานวทิ ยาศาสตร์ 13. ใหน้ กั เรยี นนำ� เสนอ โดยอาจออกแบบใหน้ กั เรยี นนำ� เสนอและอภปิ รายภายในกลมุ่ หรอื อภปิ รายรว่ มกนั ในชน้ั เรยี น หรอื ตดิ ผลงานบนผนงั ของหอ้ งเรยี นและใหน้ กั เรยี นเดนิ พจิ ารณาใหค้ วามเหน็ จากนนั้ ครแู ละนกั เรยี นอภปิ รายสรปุ องคค์ วามรู้ ทไ่ี ด้จากบทเรยี นรว่ มกัน 14. เชอื่ มโยงความรเู้ รอื่ งความรอ้ นจำ� เพาะของสารไปสผู่ ลของคา่ ความรอ้ นจำ� เพาะของนำ้� ทม่ี ผี ลตอ่ สง่ิ มชี วี ติ และสง่ิ แวดลอ้ ม โดยใหน้ ักเรยี นท�ำกิจกรรมท้ายบท และตอบคำ� ถามท้ายกจิ กรรม 15. ให้นักเรียนตอบค�ำถามส�ำคัญของบท เพ่ือประเมินความเข้าใจเกี่ยวกับการเปล่ียนแปลงของสสารเนื่องจากความร้อน และรว่ มกันอภิปรายค�ำตอบ เฉลยคำ�ถามสำ�คญั ของบทท่ี 1 • สสารชนิดเดียวกนั ในสถานะต่าง ๆ มีการจัดเรยี งอนภุ าค แรงยึดเหน่ียวระหวา่ งอนภุ าค และการเคลอ่ื นที่ ของอนุภาคเปน็ อย่างไร แนวค�ำตอบ อนุภาคของของแข็งจะเรียงชิดกัน โดยมีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาคของของแข็งมากกว่า ของเหลวและแก๊ส และสั่นอยู่กับท่ี อนุภาคของของเหลวอยู่ใกล้กัน โดยแรงยึดเหนี่ยวระหวา่ ง อนุภาคของของเหลวน้อยกว่าของแข็งแต่มากกว่าแก๊ส อนุภาคของของเหลวจึงเคล่ือนท่ีได้ รอบ ๆ อนภุ าคใกล้เคียง อนุภาคของแกส๊ อย่หู า่ งกันมาก โดยแรงยดึ เหน่ียวระหวา่ งอนุภาคนอ้ ย มาก อนุภาคจงึ เคลือ่ นทไี่ ดอ้ ย่างอสิ ระทุกทิศทาง • ความรอ้ นท�ำใหส้ สารเปลีย่ นแปลงอุณหภูมิ ขนาด และสถานะของสสารไดอ้ ยา่ งไร แนวคำ� ตอบ เมอื่ สสารไดร้ บั ความรอ้ น อนภุ าคของสสารจะมพี ลงั งานและระยะหา่ งระหวา่ งอนภุ าคเพม่ิ ขนึ้ ทำ� ให้ สสารมอี ณุ หภมู สิ งู ขน้ึ เกดิ การขยายตวั หรอื เปลย่ี นสถานะ เชน่ ของแขง็ เปลย่ี นสถานะเปน็ ของเหลว ของเหลวเปล่ียนสถานะเป็นแก๊ส ของแข็งเปล่ียนสถานะเป็นแก๊ส เม่ือสสารสูญเสียความร้อน อนุภาคของสสารจะมีพลังงานและระยะห่างระหว่างอนุภาคลดลง ท�ำให้สสารมีอุณหภูมิต�่ำลง เกดิ การหดตวั หรือเปล่ยี นสถานะ เชน่ ของเหลวเปล่ียนสถานะเป็นของแขง็ แกส๊ เปลี่ยนสถานะ เปน็ ของเหลว แกส๊ เปลยี่ นสถานะเปน็ ของแข็ง • ความรอ้ นท�ำใหก้ ารจัดเรยี งอนุภาค แรงยึดเหน่ยี วระหว่างอนุภาค และการเคลื่อนที่ของอนุภาคของสสาร เปล่ียนแปลงอยา่ งไร แนวคำ� ตอบ เมอื่ สสารได้รบั ความรอ้ น อนุภาคของสสารมพี ลังงานเพิ่มขึน้ และสัน่ มากข้ึนหรือเคลือ่ นที่เร็วขนึ้ ท�ำใหอ้ นุภาคอยหู่ า่ งกนั มากขึ้น แรงยดึ เหนย่ี วระหว่างอนุภาคลดลง เม่ือสสารสูญเสยี ความรอ้ น จะสง่ ผลในทางตรงกนั ข้าม สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยที่ 5 | พลังงานความรอ้ น 69 คูม่ อื ครรู ายวิชาพ้ืนฐานวทิ ยาศาสตร์ 16. ให้นักเรียนตรวจสอบทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ที่ได้เรียนรู้จากบทเรียนนี้ ในกรอบตรวจสอบตนเองใน หนังสอื เรียน โดยรว่ มกนั อภิปรายวา่ นกั เรยี นไดฝ้ กึ ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ข้อใดบ้าง และฝกึ ในขนั้ ตอนใด 17. ให้นักเรียนอ่านสรปุ ท้ายบท จากน้นั ทำ� แบบฝึกหัดทา้ ยบท 18. แนะนำ� บทเรยี นทจ่ี ะไดเ้ รยี นรตู้ อ่ ไปวา่ หลงั จากทนี่ กั เรยี นไดเ้ รยี นรเู้ กย่ี วกบั การเปลย่ี นแปลงของสสารเนอื่ งจากความรอ้ น แล้ว ตอ่ ไปนักเรยี นได้เรยี นร้เู กี่ยวกับการถา่ ยโอนความรอ้ นและสมดุลความร้อน สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

70 หน่วยท่ี 5 | พลงั งานความรอ้ น ค่มู ือครรู ายวชิ าพ้นื ฐานวิทยาศาสตร์ กิจกรรมท่ี 5.4 ความร้อนทำ� ให้สสารเปล่ยี นสถานะไดอ้ ยา่ งไร นักเรียนจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับผลของความร้อนที่ท�ำให้สสารเปลี่ยนสถานะ และการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของสสาร ขณะทีส่ สารเปลี่ยนสถานะ จุดประสงค์ สงั เกตและอธิบายการเปลี่ยนสถานะของนำ้� เน่อื งจากความร้อน เวลาทีใ่ ชใ้ น 2 ชว่ั โมง การทำ� กิจกรรม วสั ดแุ ละอุปกรณ์ รายการ ปรมิ าณ/กลมุ่ 1. น�ำ้ แขง็ - ขอ้ ควรระวงั 2. แทง่ แกว้ คน ข้อเสนอแนะใน 3. เทอรม์ อมิเตอร์ 1 แท่ง การท�ำกิจกรรม 4. บกี เกอร์ขนาด 250 cm3 1 อนั สือ่ การเรียนรู/้ 5. ชุดตะเกยี งแอลกอฮอล์ 1 ใบ แหลง่ เรยี นรู้ 6. ขาตัง้ พร้อมท่ีจับ 1 ชดุ 7. กระดาษกราฟ 1 ชุด 8. นาฬิกาจับเวลา 1 แผ่น 1 เรือน • แอลกอฮอลเ์ ปน็ สารไวไฟ จงึ ควรระมดั ระวงั ในการใชต้ ะเกียงแอลกอฮอล์ • นำ�้ ร้อนมอี ณุ หภมู สิ งู ควรใช้ถุงมอื หรือผ้าขณะจบั ภาชนะบรรจนุ �้ำร้อน • ครคู วรตรวจสอบและใหค้ ำ� แนะนำ� ในการใชเ้ ทอรม์ อมเิ ตอรข์ องนกั เรยี นใหถ้ กู ตอ้ งและปลอดภยั • ลกั ษณะนำ�้ แขง็ ทใ่ี ชค้ วรเปน็ นำ้� แขง็ บด หรอื นำ้� แขง็ กอ้ นเลก็ ๆ ซงึ่ ทำ� ใหใ้ ชเ้ วลาในการทำ� กจิ กรรม ไม่มาก โดยเทน�้ำที่ปนกบั นำ้� แข็งออกก่อนเร่ิมกิจกรรม • หนังสอื เรียนวชิ าวทิ ยาศาสตร์ ระดบั มัธยมศกึ ษาปที ี่ 1 สสวท. • วิธีการใช้และข้อควรระวังในการใช้ตะเกียงแอลกอฮอล์ ภาคผนวกหนังสือเรียนวิทยาศาสตร์ ระดบั มธั ยมศกึ ษาปีที่ 1 สสวท. • สอื่ AR (Augmented Reality) แสดงการจัดเรยี งอนภุ าค แรงยดึ เหนย่ี วระหวา่ งอนภุ าค และ การเคลือ่ นท่ีของอนภุ าคของสสาร เมอื่ สสารไดร้ บั หรอื สญู เสยี ความร้อนแลว้ เปลย่ี นสถานะ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน่วยท่ี 5 | พลังงานความร้อน 71 คมู่ อื ครรู ายวชิ าพืน้ ฐานวทิ ยาศาสตร์ ตวั อยา่ งผลการทำ�กจิ กรรม เวลา (นาท)ี อุณหภูมิ (องศาเซลเซียส) องคป์ ระกอบ 0 0.0 น้�ำแขง็ 1 0.0 น้ำ� แขง็ น�้ำ 2 0.0 นำ้� แขง็ น�้ำ 3 0.5 นำ้� แข็ง น�้ำ 4 0.5 น�้ำแขง็ นำ�้ 5 1.0 นำ้� แข็ง นำ้� 6 4.0 น�ำ้ แข็ง นำ้� 7 11.5 น�้ำ 8 20.0 นำ้� 9 28.0 นำ้� 10 36.0 นำ้� 11 43.0 นำ้� 12 50.0 น�้ำ 13 56.5 น�้ำ 14 62.5 นำ้� สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

72 หนว่ ยท่ี 5 | พลังงานความรอ้ น คู่มือครูรายวิชาพนื้ ฐานวทิ ยาศาสตร์ ตวั อย่างผลการทำ�กิจกรรม เวลา (นาท)ี อุณหภมู ิ (องศาเซลเซียส) องคป์ ระกอบ 15 68.5 น้ำ� 16 74.0 น�้ำ 17 78.0 น้�ำ 18 83.5 น�้ำ 19 85.5 น�ำ้ 20 88.0 นำ้� 21 90.0 22 91.5 น�ำ้ ฟองแก๊ส 23 92.5 นำ้� ฟองแกส๊ 24 93.0 น้�ำ ฟองแกส๊ 25 93.0 น�้ำ ฟองแกส๊ 26 93.5 น�ำ้ ฟองแกส๊ 27 93.7 น�ำ้ ฟองแกส๊ 28 94.0 นำ�้ ฟองแก๊ส 29 94.0 นำ้� ฟองแก๊ส 30 94.0 น�้ำ ฟองแกส๊ น�้ำ ฟองแก๊ส สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน่วยท่ี 5 | พลังงานความร้อน 73 คูม่ ือครรู ายวิชาพ้ืนฐานวทิ ยาศาสตร์ ตวั อย่างผลการทำ�กิจกรรม ุอณหภู ิม (องศาเซลเ ีซยส) กกรราาฟฟแแสสดดงงคคววามามสัมสพมั พัทธนั ร์ ธะร หะวหา่ วงาองณุ อหณุ ภหมู ภิกมู บั กิ เับวลเวาลา 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 5 10 15 20 25 30 35 เวลา (นาท)ี สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

74 หน่วยท่ี 5 | พลังงานความร้อน คู่มอื ครรู ายวชิ าพ้นื ฐานวิทยาศาสตร์ เฉลยคำ�ถามท้ายกจิ กรรม 1 ปรมิ าณความรอ้ นทน่ี ำ�้ แข็งไดร้ บั มีความสัมพนั ธ์กับเวลาหรือไม่ อย่างไร แนวคำ� ตอบ มี ปรมิ าณความร้อนท่ีน�้ำแขง็ ได้รบั เพิม่ ข้นึ ตามเวลาที่เพ่ิมข้นึ 2. ช่วงเวลาท่ีน�้ำแข็งหลอมเหลวเป็นน้�ำ น�้ำแข็งได้รับความร้อนหรือไม่ รู้ได้อย่างไร และในช่วงน้ันสิ่งที่อยู่ใน บกี เกอรจ์ ะมสี ถานะใดบา้ ง แนวค�ำตอบ นำ้� แขง็ ยงั คงไดร้ บั ความรอ้ นอยา่ งตอ่ เนอื่ ง สงั เกตไดจ้ ากตะเกยี งแอลกอฮอลย์ งั มเี ปลวไฟตลอดเวลา และช่วงนน้ั จะพบนำ�้ ในสถานะของแข็งและของเหลว 3. ช่วงเวลาที่น้�ำเดือดเป็นไอน�้ำ น้�ำได้รับความร้อนหรือไม่ รู้ได้อย่างไร และในช่วงน้ันสิ่งท่ีอยู่ในบีกเกอร์จะมี สถานะใดบา้ ง แนวค�ำตอบ น�้ำยังคงได้รับความร้อนอย่างต่อเน่ือง สังเกตได้จากตะเกียงแอลกอฮอล์ยังมีเปลวไฟตลอดเวลา และช่วงนนั้ จะพบน�้ำในสถานะของเหลว และไอนำ้� 4. จากกราฟสามารถสรปุ ความสมั พันธ์ระหว่างอณุ หภมู ิกับเวลาของน้ำ� ขณะหลอมเหลวและเดือดไดอ้ ย่างไร แนวคำ� ตอบ ช่วงที่น�้ำแข็งหลอมเหลวเป็นน�้ำ และน�้ำเดือดเป็นไอน้�ำ อุณหภูมิจะคงที่ กล่าวคือช่วงท่ีน้�ำ เปลย่ี นสถานะอุณหภูมจิ ะคงที่ 5. จากกจิ กรรม สรุปไดว้ ่าอยา่ งไร แนวค�ำตอบ เม่ือให้ความร้อนแก่น�้ำจนน�้ำเปล่ียนสถานะจากของแข็งเป็นของเหลว และของเหลวเป็นแก๊ส อุณหภูมิของน�้ำขณะเปลี่ยนสถานะจะคงที่ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยท่ี 5 | พลงั งานความร้อน 75 คู่มือครูรายวิชาพนื้ ฐานวิทยาศาสตร์ กจิ กรรมทา้ ยบท คา่ ความรอ้ นจำ� เพาะของสารเกย่ี วขอ้ งกบั สง่ิ มชี วี ติ และสงิ่ แวดลอ้ มอยา่ งไร นกั เรียนจะไดเ้ รยี นรเู้ กีย่ วกบั การเชอ่ื มโยงความรู้เรื่องความร้อนจ�ำเพาะของน�้ำทม่ี ีต่อส่งิ มีชวี ติ และสงิ่ แวดลอ้ ม จดุ ประสงค์ อธบิ ายผลของความรอ้ นจำ� เพาะของน�ำ้ ทม่ี ีตอ่ ส่งิ มีชวี ติ และส่งิ แวดลอ้ ม เวลาท่ีใชใ้ น 1 ชัว่ โมง การท�ำกิจกรรม -ไมม่ -ี วสั ดแุ ละอุปกรณ์ ขอ้ เสนอแนะใน • ครูอาจให้นักเรียนรวบรวมข้อมูลผลของความร้อนจ�ำเพาะของสารที่มีต่อส่ิงมีชีวิตและ การทำ� กจิ กรรม สิง่ แวดลอ้ มเพมิ่ เตมิ จากแหลง่ เรียนรู้อน่ื ๆ ทน่ี ่าเชอ่ื ถือ สอ่ื การเรยี นร/ู้ แหล่งเรยี นรู้ • หนงั สือเรียนวชิ าวิทยาศาสตร์ ระดับมธั ยมศกึ ษาปีท่ี 1 สสวท. • เวบ็ ไซต์ http://water.usgs.gov/edu/heat-capacity.html สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

76 หนว่ ยท่ี 5 | พลงั งานความรอ้ น คมู่ ือครูรายวิชาพื้นฐานวทิ ยาศาสตร์ เฉลยคำ�ถามทา้ ยกิจกรรม 1. คา่ ความรอ้ นจำ� เพาะของสารทแี่ ตกตา่ งกนั มผี ลตอ่ การเปลย่ี นแปลงอณุ หภมู ขิ องสารอยา่ งไร เมอื่ ไดร้ บั หรอื สญู เสียความรอ้ น แนวคำ� ตอบ สารท่ีมีค่าความร้อนจ�ำเพาะต�่ำต้องการปริมาณความร้อนเพียงเล็กน้อยเพื่อท�ำให้สารนั้นมวล 1 หน่วย มีอุณหภูมิเพมิ่ ข้ึน 1 องศาเซลเซียส สว่ นสารท่ีมคี ่าความรอ้ นจำ� เพาะสงู ตอ้ งการปรมิ าณ ความรอ้ นมากเพอื่ ทำ� ใหส้ สารนน้ั มวล 1 หนว่ ย มอี ณุ หภมู เิ พม่ิ ขนึ้ 1 องศาเซลเซยี ส ในทางกลบั กนั ถ้าให้ปริมาณความร้อนเท่ากัน สารท่ีมีค่าความร้อนจ�ำเพาะต่�ำก็จะมีอุณหภูมิเพ่ิมขึ้นมากกว่า สารทีม่ คี วามร้อนจำ� เพาะสูง 2. ถ้าค่าความร้อนจ�ำเพาะของน�้ำลดลงครึ่งหน่ึงหรือเพิ่มข้ึนสองเท่าจากเดิม นักเรียนคิดว่าจะเกิดผลกระทบ ต่อส่ิงมชี วี ติ ท่ีอาศัยอยู่ในนำ�้ หรือไม่ อย่างไร แนวค�ำตอบ เกิดผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตท่ีอาศัยอยู่ในน้�ำ ในกรณีท่ีค่าความร้อนจ�ำเพาะของน้�ำลดลงคร่ึงหน่ึง เมอ่ื นำ้� ไดร้ บั หรอื สญู เสยี ความรอ้ นทำ� ใหอ้ ณุ หภมู ขิ องนำ�้ มกี ารเปลยี่ นแปลงอยา่ งรวดเรว็ อณุ หภมู ิ ของน้�ำในเวลากลางวันและกลางคืนจะแตกต่างกันมากข้ึน ส่งผลต่อการด�ำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิต ในทางตรงกันข้าม กรณีที่ค่าความร้อนจ�ำเพาะของน�้ำเพิ่มขึ้นสองเท่า เมื่อน้�ำได้รับหรือสูญเสีย ความรอ้ น อณุ หภมู ขิ องนำ�้ เปลยี่ นแปลงไดน้ อ้ ยมาก อณุ หภมู ขิ องนำ�้ ในเวลากลางวนั และกลางคนื จะแตกต่างกันนอ้ ยลง 3. ถา้ คา่ ความรอ้ นจำ� เพาะของนำ�้ ลดลงครง่ึ หนงึ่ หรอื เพม่ิ ขน้ึ สองเทา่ จากเดมิ นกั เรยี นคดิ วา่ จะมผี ลตอ่ การเกดิ ลมบก ลมทะเลหรอื ไม่ อย่างไร แนวคำ� ตอบ เกดิ ผลตอ่ การเกดิ ลมบก ลมทะเล ในกรณที คี่ ่าความร้อนจำ� เพาะของน�ำ้ ลดลงครง่ึ หนงึ่ เมื่อน้�ำได้ รับหรือสูญเสียความร้อนท�ำให้อุณหภูมิของน�้ำมีการเปล่ียนแปลงได้มาก ท�ำให้ในเวลากลางวัน นำ้� จะมอี ณุ หภมู สิ งู ขนึ้ กวา่ เดมิ และในเวลากลางคนื นำ�้ จะมอี ณุ หภมู ลิ ดตำ่� ลงกวา่ เดมิ ความแตกตา่ ง ระหว่างอณุ หภมู ิของพืน้ ดินและนำ�้ จงึ ลดลง ความรุนแรงของลมบกลมทะเลจงึ ลดลง ในกรณีท่ีค่าความร้อนจ�ำเพาะของน้�ำเพ่ิมข้ึนเป็นสองเท่า เมื่อน�้ำได้รับหรือสูญเสียความร้อน อุณหภูมิของน�้ำเปลี่ยนแปลงได้น้อยมาก ท�ำให้อุณหภูมิของน�้ำระหว่างกลางวันและกลางคืน เปลี่ยนแปลงน้อยมาก ดังน้ันความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิของพื้นดินและน้�ำจึงมีค่ามากข้ึน การเกิดลมบก ลมทะเลจึงมีความรนุ แรงมากข้นึ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยท่ี 5 | พลงั งานความรอ้ น 77 คู่มอื ครรู ายวิชาพืน้ ฐานวิทยาศาสตร์ เ ฉลยแบบฝึกหัดทา้ ยบท 1. แบบจ�ำลองอนุภาคของสสารในแตล่ ะสถานะมลี ักษณะอย่างไร* แนวคำ� ตอบ อนภุ าคของของแขง็ จะเรยี งชดิ กนั โดยมแี รงยดึ เหนย่ี วระหวา่ งอนภุ าคของของแขง็ มากกวา่ ของเหลวและ แกส๊ และสนั่ อยกู่ บั ท่ี อนภุ าคของของเหลวอยใู่ กลก้ นั โดยแรงยดึ เหนยี่ วระหวา่ งอนภุ าคของของเหลวนอ้ ย กว่าของแข็งแต่มากกว่าแก๊ส อนุภาคของของเหลวจึงเคล่ือนที่ได้รอบ ๆ อนุภาคข้างเคียง ส่วนอนุภาค ของแก๊สอยู่ห่างกันมาก โดยแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาคน้อยมาก อนุภาคจึงเคล่ือนท่ีได้อย่างอิสระ ทกุ ทิศทาง 2. เม่อื สสารไดร้ บั หรือสูญเสียความรอ้ น สสารมกี ารเปลีย่ นแปลงอย่างไร* แนวคำ� ตอบ เมอ่ื สสารไดร้ บั หรือสญู เสียความรอ้ น สสารอาจจะเปล่ยี นอุณหภมู ิ ขนาด หรือสถานะ 3. ปัจจยั ใดบ้างที่มีผลตอ่ การเปลย่ี นแปลงอุณหภูมขิ องสสาร* แนวค�ำตอบ ปัจจยั ทีม่ ผี ลต่อการเปล่ียนแปลงอุณหภมู ิของสสาร ไดแ้ ก่ มวลของสสาร ความร้อนจำ� เพาะของสาร และ ปริมาณความร้อนทีส่ สารได้รับหรือสูญเสีย 4. ขณะที่สสารเปลี่ยนสถานะจากของแข็งเป็นของเหลว และของเหลวเป็นแก๊ส การจัดเรียงอนุภาค แรงยึดเหนี่ยว ระหวา่ งอนภุ าค และการเคล่ือนท่ีของอนภุ าคของสสารมีการเปลยี่ นแปลงหรือไม่ อยา่ งไร* แนวค�ำตอบ เปล่ียนแปลง โดยเมื่อของแข็งได้รับความร้อน ความร้อนจะท�ำให้อนุภาคของของแข็งมีพลังงานเพ่ิมข้ึน และสั่นมากขึน้ จนเคล่อื นท่อี อกจากต�ำแหนง่ เดมิ ท�ำให้อนุภาคอยหู่ ่างกันมากข้ึน แรงยึดเหนี่ยวระหวา่ ง อนุภาคลดลง ของแข็งจะเปล่ียนสถานะเป็นของเหลว และเม่ือของเหลวได้รับความร้อน ความร้อน จะท�ำให้อนุภาคของของเหลวมีพลังงานเพิ่มข้ึนและเคลื่อนท่ีเร็วขึ้น ท�ำให้อนุภาคอยู่ห่างกันมากขึ้น แรงยึดเหนีย่ วระหว่างอนุภาคลดลง ของเหลวจะเปลย่ี นสถานะเป็นแก๊ส 5. เมือ่ ใหค้ วามรอ้ นแกส่ ารชนดิ หนึง่ ท่ีมีมวล 500 กรัม วดั อุณหภูมิทเ่ี ปลี่ยนไปไดด้ ังกราฟ** กำ� หนดให้ ค่าความร้อนจำ� เพาะของสารในสถานะของแข็ง เท่ากบั 0.30 แคลอรี/กรมั องศาเซลเซียส ค่าความรอ้ นจำ� เพาะของสารในสถานะของเหลว เท่ากับ 0.25 แคลอรี/กรัม องศาเซลเซยี ส คา่ ความรอ้ นแฝงจำ� เพาะของการหลอมเหลว เท่ากบั 30 แคลอรี/กรมั ค่าความรอ้ นแฝงจำ� เพาะของการกลายเป็นไอ เท่ากับ 1,000 แคลอร/ี กรัม สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

78 หน่วยท่ี 5 | พลังงานความรอ้ น คูม่ ือครูรายวชิ าพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์ อุณหภูมิ (องศาเซลเซยี ส) 950 F 890 DE 90 B C 50 A เวลา (นาท)ี จากกราฟ 5.1 ท่ีอุณหภมู ิ 70 องศาเซลเซยี ส สารอยใู่ นสถานะใด เพราะเหตุ แนวคำ� ตอบ ของแข็ง เพราะ สารอย่ใู นช่วงท่ีมีการเปลยี่ นอณุ หภมู กิ อ่ นจะเปล่ียนสถานะครัง้ ท่ี 1 5.2 ท่อี ุณหภมู ิ 200 องศาเซลเซยี ส สารอยูใ่ นสถานะใด เพราะเหตุ แนวค�ำตอบ ของเหลว เพราะ สารอย่ใู นช่วงทม่ี ีการเปลีย่ นอณุ หภูมกิ อ่ นจะเปล่ยี นสถานะครัง้ ท่ี 2 5.3 ระหว่างจุด B ถึง C และจดุ C ถงึ D จะพบสารในสถานะใด แนวค�ำตอบ ระหว่างจดุ B ถงึ C จะพบสารในสถานะของแข็งและของเหลว และระหว่างจุด C ถงึ D จะพบสาร ในสถานะของเหลว 5.4 ช่วงใดบ้างท่ีสารมีการเปล่ยี นสถานะ แนวค�ำตอบ จาก B ไป C และ จาก D ไป E 5.5 จุดเดือด จดุ หลอมเหลวของสารดังกล่าวมคี ่าเทา่ ใด แนวคำ� ตอบ จดุ เดือดมคี ่า 890 องศาเซลเซยี ส จุดหลอมเหลวมคี ่า 90 องศาเซลเซยี ส สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยที่ 5 | พลังงานความร้อน 79 ค่มู อื ครูรายวชิ าพนื้ ฐานวิทยาศาสตร์ 5.6 ปรมิ าณความรอ้ นที่สารใช้ในการเปล่ียนแปลงจาก C ไป D มคี า่ เท่าใด แนวคำ� ตอบ การเปลยี่ นแปลงจาก Cไป Dเปน็ การเปลยี่ นอณุ หภมู เิ มอ่ื สารซง่ึ อยใู่ นสถานะของเหลวไดร้ บั ความรอ้ น ดังนั้นปริมาณความร้อนหาได้จากสมการ Q = mc∆t Q = มวล x ความร้อนจำ� เพาะของสารในสถานะของเหลว x อุณหภมู ทิ ี่เปลยี่ นแปลง Q = 500 g x 0.25 cal/g °C x (890 °C - 90 °C) Q = 500 g x 0.25 cal/g °C x 800 °C Q = 100,000 cal 5.7 ปริมาณความร้อนทีส่ ารใช้ในการเปลีย่ นแปลงจาก B ไป C มีคา่ เท่าใด แนวคำ� ตอบ การเปลยี่ นแปลงจากBไปCเปน็ การเปลย่ี นสถานะจากของแขง็ เปน็ ของเหลวดงั นนั้ ปรมิ าณความรอ้ น หาไดจ้ ากสมการ Q = mL Q = มวล x ความร้อนแฝงจำ� เพาะของการหลอมเหลว Q = 500 g x 30 cal/g Q = 15,000 cal 5.8 การเปลยี่ นแปลงจาก E ไป D เปน็ การได้รบั หรือสญู เสยี ความร้อน ปรมิ าณเทา่ ใด แนวคำ� ตอบ การเปล่ียนแปลงจาก E ไป D เป็นการเปลี่ยนสถานะจากของแก๊สเป็นของเหลว จึงเป็นการ เปลย่ี นแปลงแบบสญู เสยี ความร้อน ปรมิ าณความรอ้ นหาไดจ้ ากสมการ Q = mL Q = มวล x ความรอ้ นแฝงจำ� เพาะของการกลายเป็นไอ Q = 500 g x 1,000 cal/g Q = 500,000 cal 5.9 ถ้าสารมีมวลเพิ่มข้ึนเป็นสองเท่า ปริมาณความร้อนที่ใช้ในการเปล่ียนสถานะจากของแข็งเป็นของเหลวมีค่า เปล่ียนแปลงไปหรือไม่ อยา่ งไร แนวค�ำตอบ เปลย่ี นแปลง ปรมิ าณความรอ้ นทสี่ สารใชใ้ นการเปลย่ี นสถานะขน้ึ อยกู่ บั มวลของสาร เมอื่ มวลของ สารเพม่ิ ขนึ้ เปน็ สองเท่า ปริมาณความรอ้ นจงึ มคี า่ เพมิ่ ขึน้ สองเท่า สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

80 หน่วยท่ี 5 | พลงั งานความร้อน คู่มือครรู ายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์ 5.10 ถ้าสารมมี วลเพิม่ ข้ึนเปน็ สองเทา่ จดุ เดือด จดุ หลอมเหลวของสารดงั กล่าวมีคา่ เปลยี่ นแปลงหรอื ไม่ อย่างไร แนวค�ำตอบ ไมเ่ ปลี่ยนแปลง จุดเดือด จุดหลอมเหลวเป็นสมบตั เิ ฉพาะตวั ของสารทไ่ี มข่ น้ึ อย่กู ับมวล 6. ต้องการท�ำให้แทง่ เงนิ และแท่งทองมวล 700 กรัม เท่ากนั มีอณุ หภูมเิ พม่ิ ข้นึ จากอุณหภูมหิ ้อง (25 องศาเซลเซียส) ไปถึงจดุ หลอมเหลวของสารแตล่ ะชนิด ปริมาณความรอ้ นที่ตอ้ งใหแ้ กส่ ารท้งั สองเทา่ กนั หรอื ไม่ อย่างไร* กำ� หนดให้ สาร ความร้อน จุดหลอมเหลว ความร้อนแฝง จุดเดือด ความร้อนแฝง จำ� เพาะ ( ํC) จ�ำเพาะของ ( ํC) จำ� เพาะของ (cal/g ํC) การหลอมเหลว การกลายเปน็ ไอ ( cal/g) ( cal/g) เงนิ 0.06 961 26 2,162 562 ทอง 0.03 1,063 16 2,600 377 แนวค�ำตอบ ปริมาณความร้อนที่ท�ำให้แท่งเงิน 700 กรัม มีอุณหภูมิเพ่ิมข้ึนจากอุณหภูมิห้อง (25 องศาเซลเซียส) ไปถงึ จดุ หลอมเหลวของเงนิ (961 องศาเซลเซยี ส) หาไดจ้ ากสมการ Q = mc∆t Q = มวล x ความรอ้ นจ�ำเพาะของเงิน x อณุ หภูมิท่ีเปลย่ี นแปลง Q = 700 g x 0.06 cal/g °C x (961 °C - 25 °C) Q = 700 g x 0.06 cal/g °C x 936 °C Q = 39,312 cal ปรมิ าณความรอ้ นทท่ี ำ� ใหแ้ ทง่ ทอง 700 กรมั มอี ณุ หภมู เิ พมิ่ ขนึ้ จากอณุ หภมู หิ อ้ ง (25 องศาเซลเซยี ส) ไปถงึ จดุ หลอมเหลว ของทอง (1,063 องศาเซลเซยี ส) หาไดจ้ ากสมการ Q = mc∆t Q = มวล x ความร้อนจ�ำเพาะของทอง x อณุ หภมู ทิ ่ีเปล่ยี นแปลง Q = 700 g x 0.03 cal/g °C x (1,063 °C - 25 °C) Q = 700 g x 0.03 cal/g °C x 1,038 °C Q = 21,798 cal ปรมิ าณความรอ้ นทที่ ำ� ใหแ้ ทง่ เงนิ 700 กรมั มอี ณุ หภมู เิ พม่ิ ขน้ึ จากอณุ หภมู หิ อ้ ง (25 องศาเซลเซยี ส) ไปถงึ จดุ หลอมเหลว สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน่วยที่ 5 | พลงั งานความรอ้ น 81 คู่มอื ครูรายวิชาพืน้ ฐานวทิ ยาศาสตร์ ของเงนิ มคี า่ มากกวา่ ปรมิ าณความรอ้ นทที่ ำ� ใหแ้ ทง่ ทอง 700 กรมั มอี ณุ หภมู เิ พม่ิ ขน้ึ จากอณุ หภมู หิ อ้ ง (25 องศาเซลเซยี ส) ไปถึงจดุ หลอมเหลวของทอง Q = 39,312 cal - 21,798 cal Q = 17,514 cal 7. ให้ความรอ้ นแก่นำ้� มวล 500 กรมั อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซยี ส ด้วยอัตราคงท่ี และวดั อณุ หภมู ิของนำ้� ทุก ๆ 1 นาที เมือ่ เวลาผ่านไป 15 นาที สงั เกตพบวา่ น�้ำเร่ิมเดือด เขียนกราฟความสมั พนั ธ์ระหวา่ งอุณหภมู ิของนำ้� กบั เวลาไดด้ ัง กราฟดา้ นลา่ ง เม่อื เวลาผา่ นไป 20 นาที น้ำ� ไดร้ ับความร้อนทัง้ หมดกีแ่ คลอรี (ก�ำหนดให้ ความร้อนจ�ำเพาะของน�้ำ เทา่ กบั 1 แคลอร/ี กรมั องศาเซลเซยี ส และความรอ้ นแฝงจำ� เพาะของการกลายเปน็ ไอของนำ�้ เทา่ กบั 540 แคลอร/ี กรัม)* แนวค�ำตอบ ชว่ งเวลา 0 - 15 นาที นำ�้ ไดร้ บั ความรอ้ นและเปลย่ี นอณุ หภมู จิ าก 25 องศาเซลเซยี ส เปน็ 100 องศาเซลเซยี ส ุอณหภู ิม (องศาเซลเ ีซยส)120 กราฟอณุ หภมู กิ บั เวลา 100 80 5 10 15 20 เวลา (นาที) 60 40 25 20 0 0 ปริมาณทนี่ �้ำไดร้ ับความรอ้ นหาได้จากสมการ Q = mc∆t Q = มวล x ความร้อนจ�ำเพาะของน�้ำ x อณุ หภูมิทเ่ี ปลีย่ นแปลง Q = 500 g x 1 cal/g °C x (100 °C - 25 °C) Q = 500 g x 1 cal/g °C x 75 °C Q = 37,500 cal เนอ่ื งจากน้ำ� ได้รบั ความรอ้ นดว้ ยอัตราคงท่ี ถ้าเวลา 15 นาที น�้ำได้รบั ความรอ้ น 37,500 แคลอรี สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

82 หน่วยท่ี 5 | พลังงานความรอ้ น คู่มอื ครูรายวชิ าพื้นฐานวทิ ยาศาสตร์ ดงั น้นั เวลา 20 นาที นำ้� ได้รบั ความร้อน (37,500 x 20) = 50,000 แคลอรี 15 ดงั นน้ั เมื่อเวลาผา่ นไป 20 นาที น้ำ� ไดร้ บั ความร้อน 50,000 แคลอรี 8. เพื่อนของนักเรียนกล่าวว่า เราควรเติมน้�ำมันรถในช่วงเช้ามืดซึ่งมีอากาศเย็น เพราะจะได้น�้ำมันปริมาณมากกว่า การเติมน�้ำมนั ในชว่ งกลางวันซงึ่ อากาศรอ้ น นักเรยี นเหน็ ด้วยกบั เพอ่ื นของนกั เรียนหรอื ไม่ เพราะเหตุใด** แนวคำ� ตอบ เห็นด้วยเน่ืองจากตอนเช้าที่อากาศเย็น มีอุณหภูมิต�่ำ น�้ำมันรถมีการหดตัว ในขณะท่ีตอนกลางวัน มี อุณหภูมิสูง น�้ำมันรถมีการขยายตัว ดังนั้นเม่ือเติมน้�ำมันในตอนเช้าจึงได้ปริมาณน�้ำมันมากกว่าการเติม น้ำ� มันในตอนเที่ยง สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยท่ี 5 | พลงั งานความรอ้ น 83 คมู่ อื ครูรายวิชาพืน้ ฐานวทิ ยาศาสตร์ บทท่ี 2 การถ่ายโอนความรอ้ น สาระสำ� คญั การถ่ายโอนความร้อนมี 3 วธิ ี คือ การน�ำความร้อน การพาความร้อนและการแผ่รงั สีความร้อน การน�ำความร้อนเปน็ การถ่ายโอนความร้อนที่อาศัยตัวกลาง โดยท่ีอนุภาคของตัวกลางไม่เคลื่อนที่ แต่สั่นต่อเนื่องกันไป การพาความร้อนเป็น การถา่ ยโอนความรอ้ นซงึ่ อาศยั ตวั กลางทเี่ ปน็ ของเหลวหรอื แกส๊ โดยทอ่ี นภุ าคของตวั กลางเคลอ่ื นทไ่ี ปพรอ้ มกบั พาความรอ้ น ไปดว้ ย การแผ่รังสีความรอ้ นเป็นการถ่ายโอนความร้อนท่ไี ม่ตอ้ งอาศัยตวั กลาง แต่ความรอ้ นสง่ ผา่ นโดยคลน่ื แม่เหลก็ ไฟฟ้า ความรอ้ นถา่ ยโอนจากสสารทมี่ อี ณุ หภมู สิ งู กวา่ ไปยงั สสารทม่ี อี ณุ หภมู ติ ำ่� กวา่ จนกระทงั่ อณุ หภมู ขิ องสสารทง้ั สองเทา่ กนั สภาพทสี่ สารทง้ั สองมอี ณุ หภมู เิ ทา่ กนั เรยี กวา่ สมดลุ ความรอ้ น เมอื่ มกี ารถา่ ยโอนความรอ้ นระหวา่ งสสารซงึ่ มอี ณุ หภมู ติ า่ งกนั จนเกดิ สมดลุ ความร้อน ปรมิ าณความรอ้ นท่ีสสารหนง่ึ ไดร้ ับจะเท่ากบั ปริมาณความร้อนทอี่ ีกสสารหนง่ึ สูญเสยี ความรู้เก่ียวกับการถ่ายโอนความร้อนสามารถน�ำไปใช้ประโยชน์ในชีวิตประจ�ำวันหรือใช้ในการอธิบายปรากฏการณ์ ท่เี กดิ ข้นึ ตามธรรมชาตไิ ด้ จุดประสงคข์ องบทเรยี น เมอ่ื เรยี นจบบทนแ้ี ล้ว นกั เรียนจะสามารถทำ�ส่ิงตอ่ ไปน้ไี ด้ 1. สรา้ งแบบจ�ำลองเพ่อื อธิบายการถา่ ยโอนความรอ้ นวธิ ีต่าง ๆ 2. วิเคราะห์สถานการณ์การถ่ายโอนความร้อนและค�ำนวณปริมาณความร้อนท่ีถ่ายโอนระหว่างสสารจนเกิด สมดุลความร้อน 3. ออกแบบ เลือกใช้ และสร้างอุปกรณ์เพ่ือแก้ปัญหาในชีวิตประจ�ำวันโดยใช้ความรู้เก่ียวข้องกับการถ่ายโอน ความรอ้ น สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

84 หนว่ ยที่ 5 | พลงั งานความรอ้ น คมู่ ือครูรายวิชาพนื้ ฐานวทิ ยาศาสตร์ ภาพรวมการจดั กิจกรรมการเรยี นรู้ จดุ ประสงค์ แนวความคดิ ตอ่ เน่อื ง กจิ กรรม รายการประเมิน การเรยี นร้ขู องบทเรยี น 1. สร้างแบบจ�ำลองเพ่ือ 1. ความร้อนถ่ายโอนจากบริเวณท่ีมี กจิ กรรมที่ 5.5 นักเรียนสามารถ อธิบายการถ่ายโอน อณุ หภมู สิ งู ไปยงั บรเิ วณทมี่ อี ณุ หภมู ิ ความร้อนถ่ายโอน 1. ส ร ้ า งแ บบจ� ำ ล อ ง ความรอ้ นวิธีต่าง ๆ ต่�ำ ผา่ นของแขง็ ไดอ้ ยา่ งไร เพ่ืออธิบายการน�ำ 2. การถ่ายโอนความร้อนโดยการส่ัน ความรอ้ น ต่อเนื่องกันไปของอนุภาคท่ีเป็น กิจกรรม 5.6 2. ส ร ้ า งแ บบจ� ำ ล อ ง ตัวกลาง เรียกวา่ การน�ำความรอ้ น การถา่ ยโอนความรอ้ น ความรเู้ กย่ี วกบั การนำ� ความรอ้ นนำ� ของของเหลวและ เพ่ืออธิบายการพา ไปใชป้ ระโยชน์ในชวี ติ ประจำ� วันได้ แกส๊ เปน็ อย่างไร ความร้อน 3. การสร้างแบบจ�ำลอง 3. การถา่ ยโอนความรอ้ น โดยตวั กลาง เพอ่ื อธบิ ายการแผร่ งั สี เคล่ือนไปพร้อมกับพาความร้อน กิจกรรม 5.7 ความรอ้ น ไปด้วย เรียกว่าการพาความร้อน การถา่ ยโอนความรอ้ น ความรเู้ กย่ี วกบั การพาความรอ้ นนำ� โดยไมอ่ าศยั ตวั กลาง ไปใช้ประโยชน์ในชีวติ ประจำ� วนั ได้ เป็นอยา่ งไร 4. การถ่ายโอนความร้อนโดยคลื่น แม่เหล็กไฟฟ้า ที่ไม่ต้องอาศัย ตัวกลางในการเคลื่อนท่ี เรียกว่า การแผร่ งั สคี วามรอ้ น ความรเู้ กยี่ วกบั การแผ่รังสีความร้อนน�ำไปใช้ ประโยชนใ์ นชีวิตประจ�ำวันได้ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน่วยที่ 5 | พลงั งานความรอ้ น 85 คู่มอื ครูรายวชิ าพื้นฐานวทิ ยาศาสตร์ จุดประสงค์ แนวความคิดตอ่ เนือ่ ง กิจกรรม รายการประเมนิ การเรยี นร้ขู องบทเรยี น 2. วิเคราะห์สถานการณ์ เมื่อสสารท่ีมีอุณหภูมิต่างกันมาสัมผัส กิจกรรม 5.8 นกั เรียนสามารถ การถ่ายโอนความร้อน กันจะถ่ายโอนความร้อนจนกระท่ัง นำ้� อณุ หภมู ติ า่ งกนั 1. อธบิ ายสมดลุ ความรอ้ น แ ล ะ ค� ำ น ว ณ ป ริ ม า ณ อุณหภูมิของสสารท้ังสองเท่ากัน หรือ ผสมกันจะเป็น 2. ค� ำ น ว ณ ป ริ ม า ณ ความร้อนที่ถ่ายโอน สมดลุ ความรอ้ น โดยปรมิ าณความรอ้ น อยา่ งไร ระหว่างสสารจนเกิด ที่สสารหนึ่งสูญเสียจะเท่ากับปริมาณ ความรอ้ นระหวา่ งสสาร สมดลุ ความร้อน ความร้อนท่ีอีกสสารหนึ่งได้รับ และ เม่ือสมดุลความร้อน สามารถวิเคราะห์สถานการณ์เพื่อ และปริมาณตา่ ง ๆ ท่ี คำ� นวณปรมิ าณต่าง ๆ ที่เกี่ยวขอ้ งเมอ่ื เก่ยี วข้อง สสารสมดุลความร้อน 3. ออกแบบ เลอื กใช้ และ ความรู้เก่ียวกับการถ่ายโอนความร้อน กิจกรรมทา้ ยบท นกั เรยี นสามารถ สร้างอุปกรณ์เพื่อแก้ วิธตี า่ ง ๆ สามารถน�ำมาใช้แกป้ ญั หาใน สรา้ งตขู้ นสง่ สนิ คา้ ออกแบบ เลอื กใช้ และสรา้ ง ปัญหาในชีวิตประจ�ำวัน ชีวิตประจ�ำวนั ได้ กันความร้อนได้ อปุ กรณท์ ใ่ี ชค้ วามรเู้ กย่ี วกบั โดยใชค้ วามรทู้ เ่ี กยี่ วขอ้ ง อยา่ งไร การถ่ายโอนความร้อนใน กบั การถา่ ยโอนความรอ้ น การออกแบบและแกป้ ญั หา ในชวี ติ ประจำ� วนั สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

86 หน่วยที่ 5 | พลังงานความร้อน ค่มู อื ครูรายวชิ าพ้นื ฐานวทิ ยาศาสตร์ ทกั ษะกระบวนการทางวทิ ยาศาสตรแ์ ละทกั ษะแหง่ ศตวรรษท่ี 21 ทคี่ วรได้จากบทเรยี น ทักษะ 1 เร่ืองที่ • 2 กิจกรรมทา้ ยบท ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ • 1. การสงั เกต • 2. การวัด • •• 3. การจำ� แนกประเภท • 4. การหาความสัมพนั ธ์ระหว่างสเปซกับสเปซ และ • • •• สเปซกับเวลา • 5. การใชจ้ �ำนวน • 6. การจดั กระท�ำและสือ่ ความหมายขอ้ มูล • • 7. การลงความเหน็ จากข้อมูล • • 8. การพยากรณ์ • 9. การตง้ั สมมติฐาน 10. การกำ� หนดนยิ ามเชิงปฏิบัติการ • 11. การก�ำหนดและควบคมุ ตวั แปร • 12. การทดลอง • 13. การตคี วามหมายขอ้ มลู และลงข้อสรุป •• 14. การสรา้ งแบบจ�ำลอง •• ทักษะแห่งศตวรรษท่ี 21 • 15. การคดิ อย่างสรา้ งสรรค์ 16. การคิดอย่างมวี จิ ารณญาณ 17. การแกป้ ัญหา 18. การส่อื สาร 19. การทำ� งานร่วมกัน 20. การใชเ้ ทคโนโลยสี ารสนเทศ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน่วยที่ 5 | พลงั งานความรอ้ น 87 ค่มู ือครรู ายวชิ าพ้นื ฐานวิทยาศาสตร์ การนำ� เขา้ ส่หู น่วยการเรยี นรู ้ ครูดำ� เนนิ การดังน้ี 1. กระตนุ้ ความสนใจโดยใหน้ กั เรยี นดภู าพในหนงั สอื เรยี น หนว่ ยที่ 5 | พลงั งานความรอ้ น 63 วีดิทัศน์ หรือส่ืออ่ืน ๆ ท่ีเก่ียวกับการท�ำประมงใน หนงั สอื เรยี นรายวิชาพนื้ ฐานวทิ ยาศาสตร์ ทะเลน้�ำลึก พร้อมท้ังให้นักเรียนอ่านเน้ือหาน�ำบท จากนั้นครูและนักเรียนอภิปรายถึงวิธีการที่ชาว บทที่ 2 การถ่ายโอนความร้อน ประมงเก็บรักษาสัตว์ทะเลที่จับได้ให้ยังคงความสด ไม่เน่าเสียจากแบคทีเรียที่เจริญเติบโตในอุณหภูมิ • สสารมีการถา่ ยโอนความร้อนดว้ ยวิธใี ดบ้าง แตล่ ะวิธเี หมือนหรือแตกต่างกันอย่างไร สูงได้อย่างไร การป้องกันการเน่าเสียของสัตว์ทะเล • สมดลุ ความรอ้ นเกิดขนึ้ ไดอ้ ย่างไร เกยี่ วขอ้ งกบั การถา่ ยโอนความรอ้ นอยา่ งไร (นกั เรยี น • ความรู้เกีย่ วกบั การถา่ ยโอนความรอ้ นน�าไปใชใ้ นการแก้ปัญหาในชวี ิตประจา� วันได้อย่างไรบ้าง ตอบตามความเขา้ ใจของตนเอง) ภาพเรือประมงท่กี �าลงั ลากอวนเพ่ือจับปลาในทะเล 2. เชื่อมโยงการแสดงความคิดเห็นจากภาพนำ� บท โดย อาหารทะเลซงึ่ เปน็ ทน่ี ยิ มรบั ประทาน บางอยา่ งไดม้ าจากทะเลลกึ ทห่ี า่ งไกลจากชายฝง่ั เชน่ ปลาดบิ จากตา่ งประเทศ ใช้ค�ำถามจากหนังสือเรียน และชี้แจงให้นักเรียน ชาวประมงจะต้องใช้เวลาเป็นแรมเดือนหรือบางคร้ังอาจจะใช้เวลาถึงคร่ึงปีในการขนส่งของสดจากทะเลเข้าสู่ฝั่ง และจาก ทราบว่านกั เรียนจะค้นหาคำ� ตอบได้จากบทเรยี น ประเทศตน้ ทางสปู่ ระเทศอนื่ ๆ ดงั นนั้ การขนสง่ ของสดจากทะเลจงึ ตอ้ งมกี ารออกแบบหอ้ งเยน็ ใหม้ อี ณุ หภมู ติ า่� เพยี งพอทจ่ี ะ เกบ็ ของสดไดเ้ ปน็ เวลานาน ซงึ่ ตอ้ งคา� นงึ ถงึ การถา่ ยโอนความรอ้ นทเ่ี กดิ ขน้ึ ระหวา่ งภายในและภายนอกหอ้ งเยน็ เพอื่ ปอ้ งกนั 3. ใหน้ กั เรยี นอา่ นจดุ ประสงคก์ ารเรยี นรขู้ องบท เพอ่ื ให้ การเนา่ เสยี ระหว่างการขนส่ง และสามารถคงความสดของวัตถดุ บิ ไวจ้ นถงึ ผู้บริโภค นกั เรยี นทราบเปา้ หมายและแนวทางการประเมนิ ผล ของบทเรียนน้ี จุดประสงค์ของบทเรยี น เม่อื เรยี นจบบทนแ้ี ลว้ นักเรียนจะสามารถท�าสิง่ ตอ่ ไปนไ้ี ด้ 1. สร้างแบบจ�าลองเพือ่ อธิบายการถ่ายโอนความรอ้ นวธิ ีต่าง ๆ 4. นำ� อภปิ รายเพอื่ เชอื่ มโยงไปสเู่ รอ่ื งท่ี 1 การถ่ายโอน 2. วิเคราะห์สถานการณ์การถ่ายโอนความร้อนและค�านวณปริมาณความร้อนท่ีถ่ายโอนระหว่างสสารจนเกิด ความรอ้ นในชีวิตประจำ� วัน สมดลุ ความรอ้ น 3. ออกแบบ เลอื กใช ้ และสรา้ งอปุ กรณเ์ พอื่ แกป้ ญั หาในชวี ติ ประจา� วนั โดยใชค้ วามรทู้ เี่ กย่ี วขอ้ งกบั การถา่ ยโอนความรอ้ น สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ความร้เู พมิ่ เติมสำ� หรบั ครู ภาพน�ำบท คือ ภาพแสดงเรือประมงท่ีออกจับสัตว์ ทะเลน�้ำลึกห่างไกลจากชายฝั่ง เป็นระยะเวลานาน หลายเดือนหรือบางคร้ังอาจจะนานมากกว่าคร่ึงปี สัตว์ทะเลที่จับขึ้นมาได้ต้องเก็บไว้ในห้องเย็นเพื่อลด การเจรญิ เตบิ โตของแบคทเี รยี ทท่ี ำ� ใหส้ ตั วท์ ะเลเนา่ เสยี ระหว่างการขนสง่ ไปจนถงึ ผู้บริโภคได้ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

88 หน่วยที่ 5 | พลังงานความร้อน คู่มอื ครรู ายวิชาพน้ื ฐานวทิ ยาศาสตร์ เรอื่ งท่ี 1 การถ่ายโอนความรอ้ นในชวี ิตประจำ� วนั ในเรื่องน้ีนักเรียนจะได้เรียนรู้เก่ียวกับการถ่ายโอน 64 หน่วยท่ี 5 | พลงั งานความรอ้ น ความร้อน 3 วิธี คือ การนำ� ความร้อน การพาความร้อน หนังสือเรยี นรายวิชาพื้นฐานวทิ ยาศาสตร์ และการแผ่รังสีความร้อน รวมถึงการน�ำความรเู้ กยี่ วกับ การถา่ ยโอนความร้อนไปใชป้ ระโยชน์ในชวี ิตประจำ� วนั เรอื่ งที่ 1 กำรถำ่ ยโอนควำมรอ้ นในชวี ิตประจ�ำวนั แนวการจัดการเรยี นรู้ ครูด�ำเนินการดังน้ี 1. กระตนุ้ ความสนใจเกยี่ วกบั เรอ่ื งการถา่ ยโอนความรอ้ น คำ� สำ� คญั กำรน�ำควำมรอ้ น วธิ ตี า่ ง ๆ โดยอาจใชภ้ าพในหนงั สอื เรยี น วดี ทิ ศั น์ หรอื กำรพำควำมร้อน สอ่ื อนื่ ๆ ทแ่ี สดงถงึ การประกอบอาหารดว้ ยความรอ้ น กำรแผ่รงั สคี วำมร้อน วิธีต่าง ๆ นักเรียนอ่านเน้ือหาน�ำเรื่อง จากนั้น ครูอาจใชค้ ำ� ถามเพอ่ื อภิปรายดังน้ี ภำพ 5.33 กำรประกอบอำหำรดว้ ยวธิ ีตำ่ ง ๆ 1.1 ในภาพแสดงวิธีการท�ำอาหารอะไรบ้าง การนา� อาหารสดทแี่ ชแ่ ข็งมาประกอบอาหารจะต้องท�าอย่างไร เริ่มจากน�าอาหารสดท่ีแชแ่ ขง็ ไว้ในทท่ี ่ีมีอุณหภูมติ ่�า มาวางพักไว้สักครู่เพ่ือให้อาหารสดท่ีแข็งตัวกลับคืนสภาพเดิม จากน้ันน�าไปย่าง ปิ้ง ผัด ทอด หรือต้ม ตามต้องการ (การยา่ ง การทอด) การประกอบอาหารเพือ่ ท�าใหอ้ าหารสกุ ต้องใชค้ วามร้อนจากแหลง่ ความร้อนต่าง ๆ เชน่ เตาไฟฟ้า เตาแก๊ส หรอื เตาถา่ น 1.2 การประกอบอาหารแต่ละวิธี มีการถ่ายโอน การทา� อาหารแตล่ ะวธิ ีเก่ียวข้องกบั การถา่ ยโอนความร้อนอย่างไร ความรอ้ นหรือไม่ อยา่ งไร ทบทวนควำมรกู้ ่อนเรียน (นักเรียนตอบตามความเข้าใจของตนเอง 1. ระบุวา่ ในแตล่ ะเหตกุ ารณ์ต่อไปนี้มีการถา่ ยโอนความรอ้ นจากส่ิงใดไปสูส่ ่ิงใด ครยู งั ไม่เฉลยคำ� ตอบ) 1.1 น้า� แข็งทใี่ สล่ งไปในน�้าหวาน 2. ให้นักเรียนอ่านค�ำส�ำคัญ ครูชี้แจงว่าเมื่อเรียนจบ 1.2 ซาลาเปารอ้ นท่วี างไว้บนถาดพลาสตกิ 1.3 คนทนี่ ัง่ อยขู่ ้างกองไฟ เรือ่ งนี้แลว้ นกั เรียนจะสามารถอธบิ ายคำ� สำ� คญั น้ไี ด้ ดว้ ยตนเอง 2. เขยี นอธิบายการจดั เรียงอนุภาคและการเคลื่อนทขี่ องอนภุ าคของสสาร 3. ให้นักเรียนท�ำกิจกรรมทบทวนความรู้ก่อนเรียน การจดั เรยี งอนุภาค การเคลื่อนทขี่ องอนุภาค เพ่ือประเมินความรู้พ้ืนฐานของนักเรียน เกี่ยวกับ ไอนา้� ………………………………….. …………………………………….. ความหมายของการถ่ายโอนความร้อนและการ เกลอื ………………………………….. …………………………………….. จดั เรยี งอนภุ าค การเคลอ่ื นทข่ี องอนภุ าคของสสารใน นมถวั่ เหลอื ง ………………………………….. …………………………………….. แตล่ ะสถานะ หากพบวา่ นกั เรยี นยงั มคี วามรพู้ น้ื ฐาน ไม่ถูกต้อง ครูควรทบทวนหรือแก้ไขความเข้าใจ ร้อู ะไรบ้ำงก่อนเรียน เขียนสิง่ ทร่ี เู้ ก่ยี วกับวิธกี ารถา่ ยโอนความร้อน ผิดของนักเรียนเพ่ือให้มีความรู้พ้ืนฐานเพียงพอใน การเรยี นต่อไป สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ความรูเ้ พิม่ เตมิ ส�ำหรบั ครู ภาพน�ำเรื่อง คือ การแสดงการประกอบอาหารให้สุก โดยใช้ความรอ้ นด้วยวธิ ีการต่าง ๆ เชน่ การทอด การปิ้ง การย่าง การปิ้งและการย่างเป็นการให้ความร้อนจาก เตาหรือกองไฟ คำ� ว่าปงิ้ มกั ใช้แกข่ องแหง้ เช่น ปลาแหง้ หรือพรกิ แหง้ สว่ นการยา่ งมักใช้แกข่ องสด เช่น ปลาสด ข้าวโพดสด สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน่วยที่ 5 | พลังงานความร้อน 89 ค่มู ือครูรายวชิ าพน้ื ฐานวิทยาศาสตร์ เฉลยทบทวนความรู้กอ่ นเรียน 1. ระบวุ า่ ในแต่ละเหตกุ ารณ์ต่อไปน้ีมีการถ่ายโอนความรอ้ นจากสงิ่ ใดไปส่สู ิง่ ใด 1.1 นำ้� แข็งท่ใี ส่ลงไปในนำ�้ หวาน (ความร้อนถา่ ยโอนจากน�้ำหวานไปยงั นำ้� แขง็ ) 1.2 ซาลาเปารอ้ นที่วางไวบ้ นถาดพลาสติก (ความร้อนถา่ ยโอนจากซาลาเปาไปยงั ถาดพลาสติก) 1.3 คนทน่ี ่ังอยู่ข้างกองไฟ (ความรอ้ นถ่ายโอนจากกองไฟไปยังคนทน่ี ง่ั ) 2. เขยี นอธบิ ายการจดั เรยี งอนภุ าคและการเคลอ่ื นทขี่ องอนุภาคของสสาร ไอน�้ำ การจัดเรยี งอนุภาค การเคล่อื นท่ขี องอนภุ าค เกลอื …(อนุภาคกระจายอยหู่ า่ งกันมาก)....... ..(อนุภาคเคลื่อนท่ไี ดอ้ ยา่ งอสิ ระทกุ ทิศทาง).. นมถ่วั เหลือง ...(อนภุ าคอยูช่ ิดกนั อยา่ งหนาแน่น)... .......(อนุภาคไมเ่ คลอ่ื นท่ี แตส่ ั่นอยกู่ ับท)่ี ....... …(อนุภาคอยู่หา่ งกนั อย่างหลวม ๆ)..... .....(อนภุ าคเคลื่อนที่ได้ แต่ไมเ่ ป็นอสิ ระ)….... 4. ใหน้ กั เรยี นทำ� กจิ กรรม รอู้ ะไรบา้ งกอ่ นเรยี น โดยเขยี นสง่ิ ทรี่ เู้ กยี่ วกบั วธิ กี ารถา่ ยโอนความรอ้ นเพอื่ ตรวจสอบความรเู้ ดมิ ของนกั เรยี น นกั เรยี นสามารถเขยี นตอบตามความเขา้ ใจของตนเอง ครยู งั ไมเ่ ฉลยคำ� ตอบ แตใ่ หอ้ ภปิ รายคำ� ตอบรว่ มกนั ครนู ำ� ขอ้ มลู จากการตรวจสอบความรเู้ ดมิ ของนกั เรยี นนไ้ี ปใชใ้ นการวางแผนการจดั การเรยี นรวู้ า่ ควรเนน้ ยำ�้ หรอื อธบิ าย เร่อื งใดเป็นพิเศษ เพ่ือใหน้ ักเรยี นมีความเขา้ ใจครบถ้วนตามจดุ ประสงคข์ องบทเรยี น ตัวอยา่ งแนวคิดคลาดเคล่อื นซึง่ อาจพบในเรอื่ งนี้ • การน�ำความร้อนเกดิ ในสสารท่เี ป็นของแขง็ เทา่ น้ัน • การถ่ายโอนความรอ้ นทกุ วธิ ีตอ้ งอาศยั สสารหรือตัวกลางในการถ่ายโอนความร้อน 5. กระตุ้นความสนใจโดยใช้ภาพแสดงแท่งเหล็กที่มีลูกช้ินเสียบไว้หลายลูก ปลายด้านหน่ึงของแท่งเหล็กได้รับความร้อน ครูกระตุ้นให้นักเรียนคิดว่ามีการถ่ายโอนความร้อนอย่างไร ลูกช้ินท่ีต�ำแหน่งใดจะสุกก่อน เพื่อเชื่อมโยงเข้าสู่กิจกรรม ท่ี 5.5 ความร้อนถา่ ยโอนผ่านของแข็งได้อยา่ งไร สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

90 หนว่ ยที่ 5 | พลังงานความรอ้ น คู่มือครูรายวิชาพื้นฐานวทิ ยาศาสตร์ กจิ กรรมที่ 5.5 ความรอ้ นถา่ ยโอนผ่านของแขง็ ไดอ้ ย่างไร แนวการจัดการเรียนรู้ ครดู �ำเนนิ การดงั น้ี ก่อนการท�ำกิจกรรม 1. ใหน้ กั เรยี นอา่ นวธิ ดี ำ� เนนิ กจิ กรรม จากนนั้ ครแู ละนกั เรยี นรว่ มกนั อภปิ รายจดุ ประสงคข์ องกจิ กรรมและวธิ ดี ำ� เนนิ กจิ กรรม ในหนังสอื เรยี น โดยอาจใช้ค�ำถามดังนี้ • กิจกรรมนเ้ี กย่ี วกับเรื่องอะไร (เรื่องการถา่ ยโอนความรอ้ นของแผน่ อะลมู เิ นียม) • การท�ำกิจกรรมมีข้ันตอนโดยสรุปอย่างไร (เตรียมอุปกรณ์ตามภาพในหนังสือเรียน แล้วท�ำกิจกรรมเพ่ือสังเกต การเปล่ียนแปลงของช้ินเทียนไขซ่ึงวางบนแผ่นอะลูมิเนียมท่ีได้รับความร้อน จากนั้นสร้างแบบจ�ำลองการถ่ายโอน ความรอ้ นของของแขง็ และสบื คน้ ขอ้ มลู แบบจำ� ลองการถา่ ยโอนความรอ้ นของของแขง็ จากแหลง่ ทเ่ี ชอื่ ถอื ได้ เพอ่ื นำ� มาปรบั ปรงุ แบบจ�ำลองของตนเอง และนำ� เสนอ) 2. เปดิ โอกาสใหน้ กั เรยี นซกั ถามเกยี่ วกบั ขนั้ ตอนการทำ� กจิ กรรมทน่ี กั เรยี นยงั ไมเ่ ขา้ ใจ จากนน้ั ครแู ละนกั เรยี นรว่ มอภปิ ราย เพอื่ แกไ้ ขสงิ่ ทน่ี กั เรยี นยงั ไมเ่ ขา้ ใจ เนน้ ยำ�้ เกย่ี วกบั วธิ กี ารบนั ทกึ ผล ขอ้ ควรระวงั ในการทำ� กจิ กรรม โดยอาจใชค้ ำ� ถามดงั นี้ • ข้อควรระวังในการท�ำกิจกรรมน้ีมีอะไรบ้าง (นักเรียนตอบตามความเข้าใจ แต่ครูควรก�ำชับให้นักเรียนระวัง การใชม้ ือสัมผสั กับแผน่ อะลูมเิ นยี มทไ่ี ดร้ บั ความร้อน) • นักเรียนต้องสังเกตหรือรวบรวมข้อมูลอะไรบ้าง และมีวิธีบันทึกผลอย่างไร (สังเกตการเปล่ียนแปลงของชิ้น เทียนไขเม่ือให้ความร้อนแก่แผ่นอะลูมิเนียม บันทึกส่ิงที่เกิดขึ้นและบันทึกผลการสังเกตอย่างละเอียด หรืออาจใช้ กล้องบนั ทกึ ภาพนงิ่ หรอื ภาพเคลื่อนไหว) 3. แบง่ กลุ่มนักเรียน กลมุ่ ละ 4 - 5 คน เพอ่ื ทำ� กจิ กรรมท่ี 5.5 ระหว่างการทำ� กจิ กรรม 4. ใหน้ กั เรยี นร่วมกนั ทำ� กจิ กรรมตามวิธีการในหนงั สอื เรยี น สงั เกตการเปลีย่ นแปลงทีเ่ กิดขึ้น 5. ใหน้ กั เรยี น 1 - 2 กลมุ่ นำ� เสนอผลการสังเกต นักเรยี นกล่มุ อน่ื ฟังการน�ำเสนอ เพื่อเปรยี บเทยี บผลการท�ำกจิ กรรมรว่ ม กัน หากมีข้อผดิ พลาดควรอภิปรายเพือ่ แกไ้ ขใหถ้ กู ตอ้ ง ครคู วรสงั เกตการทำ� งานของนกั เรยี นทกุ กลมุ่ รวบรวมขอ้ มลู ทพี่ บจากการทำ� กจิ กรรมของนกั เรยี น เพอื่ จะใชป้ ระกอบ การอภิปรายหลังจากท�ำกิจกรรม สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยที่ 5 | พลงั งานความร้อน 91 ค่มู อื ครรู ายวิชาพื้นฐานวทิ ยาศาสตร์ 6. ให้นักเรียนแต่ละกล่มุ อภิปรายร่วมกนั เพ่ือวาดแบบจำ� ลองการถา่ ยโอนความร้อนผ่านของแข็ง โดยแสดงถงึ การจัดเรยี ง อนภุ าคของของแขง็ เม่อื ไดร้ ับความรอ้ น จากนนั้ น�ำเสนอแบบจำ� ลองทีส่ รา้ งขน้ึ ตามความคดิ ของตนเอง 7. ใหน้ กั เรยี นรว่ มกนั สบื คน้ ขอ้ มลู การถา่ ยโอนความรอ้ นผา่ นของแขง็ จากแหลง่ ขอ้ มลู ทเ่ี ชอ่ื ถอื ได้ เชน่ หนงั สอื หรอื เวบ็ ไซต์ โดยใหน้ กั เรยี นระบแุ หลง่ ทมี่ าของขอ้ มลู นกั เรยี นนำ� ขอ้ มลู ทรี่ วบรวมไดม้ าปรบั แกแ้ บบจำ� ลองของตนเอง พรอ้ มทง้ั อธบิ าย แนวทางในการปรบั แก้แบบจ�ำลองอกี ครง้ั หลังการท�ำกิจกรรม 8. ให้นักเรียนใชข้ ้อมลู ที่ไดจ้ ากการอภิปรายร่วมกนั มาใชต้ อบคำ� ถามทา้ ยกจิ กรรม 9. ใหน้ กั เรยี นอ่านเน้อื หา และศกึ ษาแบบจ�ำลองการน�ำความร้อนโดยใช้สอ่ื AR (Augmented Reality) ในหนังสือเรียน จากนัน้ นักเรียนตอบค�ำถามระหวา่ งเรียน เฉลยคำ�ถามระหว่างเรียน • สสารในสถานะอน่ื น�ำความร้อนไดเ้ ช่นเดยี วกับของแข็งหรอื ไม่ อยา่ งไร แนวค�ำตอบ สสารในสถานะอ่ืนน�ำความร้อนได้เช่นเดียวกับของแข็ง แต่สสารแต่ละชนิดจะน�ำความร้อนได้ มากน้อยแตกตา่ งกนั • ถา้ ตอ้ งการเปรยี บเทยี บการนำ� ความรอ้ นของวสั ดุ 2 ชนิด จะมวี ิธีการอยา่ งไร แนวค�ำตอบ ออกแบบการทดลองโดยใชว้ สั ดทุ จ่ี ะทดสอบใหม้ ขี นาด และความหนาเทา่ กนั แลว้ ใชว้ ธิ กี ารทดสอบ คลา้ ยกบั กจิ กรรมที่ 5.5 โดยวสั ดทุ เ่ี ปน็ ตวั นำ� ความรอ้ นทด่ี กี วา่ จะทำ� ใหช้ นิ้ เทยี นไขหลอมเหลวหมด ไดเ้ ร็วกวา่ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

92 หน่วยที่ 5 | พลังงานความรอ้ น ค่มู อื ครรู ายวชิ าพ้ืนฐานวิทยาศาสตร์ เฉลยคำ�ถามระหวา่ งเรยี น • จากภาพ 5.35 ส่วนใดของภาชนะท�ำมาจากตัวน�ำความร้อนและส่วนใดท�ำมาจากฉนวนความร้อน เพราะเหตุใด แนวคำ� ตอบ ตัวภาชนะท�ำมาจากวัสดุท่ีเป็นตัวน�ำความร้อน เพราะต้องการให้น�ำความร้อนจากเตาไปยัง สิ่งที่อยู่ในภาชนะให้ร้อนเร็ว หูจับของภาชนะท�ำมาจากวัสดุท่ีเป็นฉนวนความร้อน เพ่ือป้องกัน การน�ำความร้อนจากเตามายงั มอื 10. รว่ มกนั อภปิ รายถงึ สถานการณท์ คี่ รไู ดเ้ คยถามนกั เรยี นกอ่ นนำ� เขา้ สกู่ จิ กรรมวา่ การนำ� ลกู ชนิ้ หลายลกู เสยี บกบั แทง่ เหลก็ แลว้ นำ� ปลายดา้ นหนงึ่ ของแทง่ เหลก็ ไปใหค้ วามรอ้ น จะเกดิ การถา่ ยโอนความรอ้ นอยา่ งไร และลกู ชนิ้ ทตี่ ำ� แหนง่ ใดจะสกุ กอ่ น เพราะเหตใุ ด (นกั เรยี นควรตอบไดว้ า่ เกดิ จากการนำ� ความรอ้ นจากปลายแทง่ เหลก็ ทไ่ี ดร้ บั ความรอ้ นตอ่ เนอื่ งไปยงั บรเิ วณอืน่ ท่มี ีอณุ หภมู ติ �่ำกว่าซึ่งอยขู่ า้ งเคียง มีผลทำ� ให้ลกู ชนิ้ ทเี่ สยี บไวใ้ กล้กับปลายแท่งเหล็กดา้ นทีไ่ ดร้ บั ความร้อนสกุ ก่อนลกู ทอี่ ยูถ่ ัดไป) 11. ร่วมกันอภิปรายโดยใช้การถามตอบเพ่ือให้ได้ข้อสรุปว่า การน�ำความร้อนเป็นการถ่ายโอนความร้อนโดยการสั่น ของอนุภาค เมื่ออนุภาคซ่ึงเป็นตัวกลางได้รับความร้อน อนุภาคนั้นจะส่ันมากขึ้น มีอุณหภูมิเพ่ิมขึ้น และไปชนกับ อนุภาคท่ีอยู่ข้างเคียง ท�ำให้อนุภาคที่อยู่ข้างเคียงส่ันมากขึ้น และมีอุณหภูมิเพ่ิมข้ึนตามไปด้วย ความร้อนจะถ่ายโอน จากบริเวณที่อยู่ใกล้แหล่งพลังงานความร้อนไปยังบริเวณที่ห่างออกไป การน�ำความร้อนเกิดขึ้นกับสสารได้ ทกุ สถานะ สสารแตล่ ะชนดิ จะนำ� ความรอ้ นไดแ้ ตกตา่ งกนั ดงั นน้ั เราสามารถนำ� ความรเู้ กย่ี วกบั การนำ� ความรอ้ นไปใชใ้ น การเลอื กวัสดใุ หเ้ หมาะสมกับการใชง้ าน 12. ถ้าครูพบว่านักเรียนมีแนวคิดคลาดเคล่ือนเก่ียวกับเรื่องน้ี ให้ครูแก้ไขโดยให้นักเรียนร่วมกันอภิปรายเพ่ือแก้ไขแนวคิด คลาดเคลื่อนให้ถกู ตอ้ ง เช่น แนวคิดคลาดเคลื่อน แนวคดิ ทถี่ ูกตอ้ ง การนำ� ความร้อนเกิดขนึ้ ในสสารทีเ่ ป็นของแข็งเทา่ น้นั สสารทกุ สถานะสามารถนำ� ความรอ้ นได้ แตส่ สารแตล่ ะชนดิ ซ่งึ มสี ถานะต่าง ๆ สามารถน�ำความรอ้ นได้ไม่เท่ากัน 13. ให้นักเรียนเขียนสรุปส่ิงที่ได้เรียนรู้ตามความเข้าใจของตนเองลงในสมุดบันทึก และอาจให้นักเรียนยกตัวอย่าง การนำ� ความรเู้ ก่ียวกบั เรอื่ งการนำ� ความร้อนไปใช้ในกิจกรรมอนื่ ๆ นอกเหนือจากในหนังสอื เรยี น 14. เชือ่ มโยงความร้ทู ่ีไดเ้ รยี นรไู้ ปสกู่ ิจกรรมต่อไปโดยใช้คำ� ถามวา่ มกี ารถา่ ยโอนความร้อนด้วยวธิ ีอ่ืนอีกหรือไม่ อย่างไร สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน่วยท่ี 5 | พลงั งานความรอ้ น 93 คมู่ อื ครูรายวชิ าพืน้ ฐานวทิ ยาศาสตร์ กจิ กรรมท่ี 5.6 การถ่ายโอนความร้อนของของเหลวและแกส๊ เปน็ อย่างไร แนวการจดั การเรยี นรู้ ครูด�ำเนินการดงั น้ี กอ่ นการทำ� กิจกรรม 1. ใหน้ กั เรยี นอา่ นวธิ ดี ำ� เนนิ กจิ กรรม จากนน้ั ครแู ละนกั เรยี นรว่ มกนั อภปิ รายจดุ ประสงคแ์ ละวธิ ดี ำ� เนนิ กจิ กรรมโดยอาจใช้ คำ� ถามดงั ตอ่ ไปนี้ • กจิ กรรมนีเ้ กย่ี วกับเรือ่ งอะไร (เรื่องการถา่ ยโอนความร้อนของน�้ำและอากาศ) • การท�ำกิจกรรมมีข้ันตอนโดยสรุปอย่างไร (ตอนท่ี 1 ให้ความร้อนแก่น้�ำ สังเกตการเปล่ียนแปลงของเมล็ดแมงลัก ในน้�ำ วัดอุณหภูมิของน�้ำเม่ือได้รับความร้อน สร้างแบบจ�ำลองการถ่ายโอนความร้อนของของเหลวตามความคิด ของกลมุ่ และสบื ค้นข้อมูลการถา่ ยโอนความรอ้ นของของเหลวจากแหล่งทีเ่ ชอ่ื ถือได้ แล้วน�ำมาปรับปรงุ แบบจำ� ลอง ของตนเอง นำ� เสนอ ตอนที่ 2 แขวนพกู่ ระดาษใหส้ ูงจากเทยี นไข เมือ่ จุดเทยี นไขแลว้ วัดอณุ หภูมิของอากาศ สงั เกต การเปล่ียนแปลงของพูก่ ระดาษ สรา้ งแบบจ�ำลองการถ่ายโอนความรอ้ นของแก๊สตามความคดิ ของกล่มุ และสืบคน้ ขอ้ มูลการถ่ายโอนความรอ้ นของแก๊สจากแหล่งท่เี ชือ่ ถอื ได้ แลว้ น�ำมาปรบั ปรุงแบบจ�ำลองของตนเอง น�ำเสนอ) • ข้อควรระวงั ในการท�ำกิจกรรมมีอะไรบ้าง (ควรระวังการใชช้ ดุ ตะเกยี งแอลกอฮอล์ และการจุดเทยี นไข) 2. เปดิ โอกาสใหน้ กั เรยี นซกั ถามเกย่ี วกบั ขนั้ ตอนการทำ� กจิ กรรมทน่ี กั เรยี นยงั ไมเ่ ขา้ ใจ จากนน้ั ครแู ละนกั เรยี นรว่ มอภปิ ราย เพอื่ แกไ้ ขสง่ิ ทนี่ กั เรยี นยงั ไมเ่ ขา้ ใจ เนน้ ยำ้� เกยี่ วกบั วธิ กี ารบนั ทกึ ผล ขอ้ ควรระวงั ในการทำ� กจิ กรรม โดยอาจใชค้ ำ� ถามดงั นี้ • ในตอนท่ี 1 นกั เรยี นตอ้ งตดิ ตงั้ เทอรม์ อมเิ ตอรว์ ดั อณุ หภมู ขิ องนำ�้ ทต่ี ำ� แหนง่ ใดบา้ ง (จมุ่ กระเปาะเทอรม์ อมเิ ตอรล์ งใน บรเิ วณใกล้กับก้นบกี เกอร์ และจุม่ อกี อันลงในบรเิ วณใกล้กบั ผวิ น�ำ้ ให้กระเปาะเทอรม์ อมิเตอร์จมใต้ผิวน�้ำ) • ในตอนที่ 1 สง่ิ ทต่ี อ้ งสงั เกตและวดั มอี ะไรบา้ ง (สงั เกตสงิ่ ทเ่ี กดิ ขนึ้ กบั เมลด็ แมงลกั และวดั อณุ หภมู ขิ องนำ�้ บรเิ วณใกลก้ บั ก้นบกี เกอร์ และบริเวณใกลผ้ วิ น้ำ� ทกุ ๆ 30 วินาที จนนำ้� เดือด) • ในตอนที่ 2 นกั เรยี นตอ้ งตดิ ตง้ั เทอรม์ อมเิ ตอรว์ ดั อณุ หภมู ขิ องอากาศทต่ี ำ� แหนง่ ใดบา้ ง (จดั เทอรม์ อมเิ ตอรใ์ หก้ ระเปาะ อย่บู ริเวณปลายบนและปลายลา่ งของพกู่ ระดาษ) • ในตอนท่ี 2 สงิ่ ทต่ี อ้ งสงั เกตและวดั มอี ะไรบา้ ง (สงั เกตสง่ิ ทเ่ี กดิ ขน้ึ กบั พกู่ ระดาษ และวดั อณุ หภมู ขิ องอากาศทตี่ ำ� แหนง่ ปลายบนและปลายล่างของพู่กระดาษ ทกุ ๆ 30 วนิ าที เป็นเวลา 3 นาท)ี 3. แบง่ กลมุ่ นักเรียน กลุ่มละ 4 - 5 คน เพ่ือท�ำกจิ กรรมท่ี 5.6 พร้อมทง้ั ออกแบบตารางบันทกึ ผลการท�ำกิจกรรม สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

94 หน่วยที่ 5 | พลงั งานความรอ้ น คู่มือครูรายวชิ าพืน้ ฐานวิทยาศาสตร์ ระหวา่ งการทำ� กจิ กรรม 4. ให้นักเรียนร่วมกันท�ำกิจกรรมตามวิธีการด�ำเนินกิจกรรม ครูควรสังเกตการท�ำงานของนักเรียนทุกกลุ่ม ตอนที่ 1 ในหนังสือเรียน และสังเกตการเปลี่ยนแปลงท่ี รวบรวมข้อมูลที่พบจากการท�ำกิจกรรมของ เกิดข้นึ นักเรียน เพื่อจะใช้ประกอบการอภิปราย หลงั จากท�ำกจิ กรรม 5. ให้นักเรียน 1 - 2 กลุม่ น�ำเสนอผลการสงั เกต นักเรยี นกลมุ่ อน่ื ฟงั การนำ� เสนอ เพอื่ เปรยี บเทยี บผลการทำ� กจิ กรรมรว่ ม กนั หากมขี อ้ แตกตา่ งควรอภปิ รายเพอ่ื แกไ้ ขใหเ้ ขา้ ใจถกู ตอ้ ง ตรงกัน 6. ใหน้ กั เรยี นแตล่ ะกลมุ่ อภปิ รายรว่ มกนั และวาดแบบจำ� ลองการถา่ ยโอนความรอ้ นของของเหลว โดยแสดงถงึ การจดั เรยี ง อนภุ าคของของเหลวเม่ือไดร้ บั ความรอ้ น จากนัน้ นักเรียนน�ำเสนอแบบจำ� ลองทส่ี รา้ งขึน้ ตามความคิดของกลมุ่ 7. ใหน้ กั เรยี นรว่ มกนั สบื คน้ ขอ้ มลู การถา่ ยโอนความรอ้ นของของเหลวจากแหลง่ ขอ้ มลู ทเ่ี ชอื่ ถอื ได้ เชน่ หนงั สอื เวบ็ ไซต์ หรอื วีดิทศั น์ โดยใหน้ ักเรยี นระบแุ หล่งท่มี าของข้อมลู นักเรียนน�ำขอ้ มลู ที่รวบรวมไดม้ าปรบั แกแ้ บบจำ� ลองของกลมุ่ พรอ้ ม ทง้ั อธิบายแนวทางในการปรับแก้แบบจำ� ลองอีกครั้ง หลงั การท�ำกิจกรรม 8. ให้นักเรยี นใชผ้ ลจากการทำ� กิจกรรมเพ่ือตอบค�ำถามท้ายกจิ กรรม 9. ใหน้ กั เรียนร่วมกันท�ำกิจกรรมตามวิธกี ารดำ� เนินกิจกรรมตอนที่ 2 ในหนังสือเรียน สงั เกตการเปล่ียนแปลงที่เกดิ ข้ึน 10. ให้นักเรยี น 1 - 2 กลมุ่ นำ� เสนอผลการสงั เกต นกั เรียนกลุ่มอื่นฟังการน�ำเสนอ และเปรียบเทียบผลการทำ� กจิ กรรมรว่ ม กัน หากมขี อ้ ผิดพลาดควรอภิปรายเพอ่ื แก้ไขให้ถูกต้อง 11. ให้นักเรียนแต่ละกลุ่มอภิปรายร่วมกันและวาดแบบจ�ำลองการถ่ายโอนความร้อนของแก๊ส โดยแสดงถึงการจัดเรียง อนภุ าคของแก๊สเม่ือได้รบั ความรอ้ น จากนั้นนักเรียนแต่ละกลมุ่ น�ำเสนอแบบจ�ำลองท่ีสร้างข้นึ ตามความคิดของตนเอง 12. ให้นักเรียนร่วมกันสืบค้นข้อมูลการถ่ายโอนความร้อนของแก๊สจากแหล่งข้อมูลท่ีเช่ือถือได้ เช่น หนังสือ เว็บไซต์ หรอื วดี ทิ ศั น์ พรอ้ มทง้ั ระบแุ หลง่ ทม่ี าของขอ้ มลู ดว้ ย จากนนั้ นำ� ขอ้ มลู ทร่ี วบรวมไดม้ าปรบั แกแ้ บบจำ� ลองของตนเอง และ อธิบายแนวทางการปรับแก้แบบจำ� ลอง 13. ให้นกั เรียนใช้ผลการท�ำกิจกรรมเพ่อื ตอบคำ� ถามท้ายกิจกรรม สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยท่ี 5 | พลงั งานความรอ้ น 95 คมู่ ือครูรายวชิ าพื้นฐานวทิ ยาศาสตร์ 14. ให้นักเรียนอ่านเน้ือหาและศึกษาแบบจ�ำลองการพาความร้อนในหนังสือเรียนโดยใช้สื่อดิจิทัลเสมือนจริง พร้อมกับ ตอบค�ำถามระหว่างเรียน จากน้ันครูและนักเรียนร่วมกันอภิปรายเกี่ยวกับการน�ำความรู้เรื่องการพาความร้อนไปใช้ ประโยชน์ในการออกแบบระบบระบายอากาศในอาคาร นัน่ คือการท�ำช่องเปดิ หรือหนา้ ต่างบรเิ วณดา้ นบนอาคารหรือ หลังคาเพื่อระบายอากาศที่มีอุณหภูมิสูงให้ออกจากอาคาร หรือน�ำความรู้มาใช้อธิบายปรากฏการณ์ในธรรมชาติ เช่น การเกิดลม การเคลอ่ื นทข่ี องกระแสน้�ำในมหาสมทุ ร เป็นต้น 15. ร่วมกันอภิปรายเพ่ือให้ได้ข้อสรุปว่า การพาความร้อนเกิดข้ึนกับสสารท่ีเป็นของเหลวและแก๊ส ตัวกลางจะพาความ ร้อนไปพร้อมกับการเคลื่อนท่ีของอนุภาคของตัวกลาง และความรู้เกี่ยวกับการพาความร้อนสามารถน�ำไปใช้อธิบาย ปรากฏการณ์ตา่ ง ๆ ได้ เฉลยคำ�ถามระหวา่ งเรยี น • การพาความรอ้ นแตกต่างจากการนำ� ความรอ้ นหรือไม่ อยา่ งไร แนวค�ำตอบ การพาความรอ้ นตา่ งจากการนำ� ความรอ้ น การพาความรอ้ นเกดิ ขน้ึ โดยตวั กลางทเ่ี คลอ่ื นทไ่ี ปพรอ้ ม กบั พาความรอ้ นไปดว้ ย สว่ นการนำ� ความร้อน ตวั กลางจะไม่เคลือ่ นท่ี แต่ความร้อนถกู ส่งผา่ นโดย การสัน่ ของอนภุ าค โดยอนุภาคไม่เคลอ่ื นที่ • เม่ือเกดิ เหตกุ ารณ์ไฟไหม้ในอาคาร ผู้ประสบภยั ควรหลีกเล่ยี งการสูดดมควันไฟอย่างไร เพราะเหตุใด แนวค�ำตอบ ผู้ประสบภัยควรหมอบกับพื้นเพื่อหลีกเลี่ยงการสูดดมควันไฟ เพราะเมื่ออากาศได้รับความร้อน จากเปลวไฟ อากาศจะขยายตวั แลว้ ลอยสงู ข้นึ พรอ้ มกับพาควันไฟลอยข้ึนไปด้วย ผปู้ ระสบภยั ท่ี หมอบกบั พนื้ จงึ ปลอดภยั จากการสดู ดมควนั ไฟ เนอื่ งจากควนั ไฟเปน็ อนั ตรายหากสดู ดมเขา้ ไปเปน็ จ�ำนวนมาก สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

96 หนว่ ยท่ี 5 | พลงั งานความรอ้ น ค่มู ือครูรายวชิ าพื้นฐานวิทยาศาสตร์ 16. ให้นักเรียนเขียนสรุปส่ิงที่ได้เรียนรู้จากความเข้าใจของตนเองโดยใช้แผนผังเวนน์เปรียบเทียบความเหมือนและความ แตกต่างกันระหวา่ งการพาความร้อนและนำ� ความร้อน โดยควรสรปุ ได้ดงั ตวั อยา่ งดงั น้ี การพาความร้อน การนำ� ความรอ้ น อนุภาคของตัวกลาง ความร้อนถา่ ยโอน อนุภาคของตัวกลาง เคลอื่ นทไ่ี ปพร้อมกบั จากบริเวณท่ีมีอณุ หภูมิ ไม่เคลอื่ นที่ แตส่ ่นั พาความรอ้ นไปดว้ ย สงู กวา่ ไปยงั บรเิ วณทีม่ ี อณุ หภมู ติ �ำ่ กว่าโดยต้อง ตอ่ เนอ่ื งกนั ไป อาศัยตวั กลาง 17. ใชค้ ำ� ถามเพอื่ ใหน้ กั เรยี นเกดิ ขอ้ สงสยั วา่ ถา้ บรเิ วณทไี่ มม่ สี สารทเ่ี ปน็ ตวั กลางใดเลยในการนำ� ความรอ้ นหรอื พาความรอ้ น ความร้อนจะถ่ายโอนมายังบรเิ วณที่มอี ณุ หภมู ติ ำ�่ กวา่ ไดห้ รอื ไม่ เชน่ ในอวกาศระหวา่ งโลกและดวงอาทติ ย์ บางชว่ งไมม่ ี ตัวกลาง ไม่มีอากาศ โลกของเราไดร้ ับพลงั งานความรอ้ นจากดวงอาทติ ยไ์ ดอ้ ยา่ งไร เพอื่ เชื่อมโยงเขา้ สู่กจิ กรรมที่ 5.7 ตอ่ ไป สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน่วยท่ี 5 | พลงั งานความร้อน 97 คู่มอื ครรู ายวิชาพืน้ ฐานวิทยาศาสตร์ กิจกรรมที่ 5.7 การถา่ ยโอนความร้อนโดยไม่อาศัยตวั กลางเปน็ อย่างไร แนวการจัดการเรียนรู้ ครดู ำ� เนินการดังน้ี ก่อนการท�ำกจิ กรรม 1. ใหน้ กั เรยี นอา่ นวธิ ดี ำ� เนนิ กจิ กรรม จากนน้ั ครแู ละนกั เรยี นรว่ มกนั อภปิ รายจดุ ประสงคแ์ ละวธิ ดี ำ� เนนิ กจิ กรรมโดยอาจใช้ ค�ำถามดงั นี้ • กจิ กรรมน้ีเกยี่ วกบั เรือ่ งอะไร (เร่อื งการถ่ายโอนความรอ้ นโดยไม่อาศยั ตัวกลาง) • การท�ำกิจกรรมมีขั้นตอนโดยสรุปอย่างไร (สืบค้นข้อมูลและสร้างแบบจ�ำลองการถ่ายโอนความร้อนโดยไม่อาศัย ตัวกลาง) • การสบื คน้ ขอ้ มลู ใหไ้ ดข้ อ้ มลู ทถี่ กู ตอ้ งควรทำ� อยา่ งไร (ตอ้ งสบื คน้ ขอ้ มลู จากแหลง่ ทเี่ ชอื่ ถอื ได้ เชน่ เวบ็ ไซตข์ องสถาบนั การศึกษา หน่วยงานทมี่ ีความเชีย่ วชาญและเก่ยี วขอ้ ง) ระหวา่ งการทำ� กจิ กรรม 2. แบง่ กลุ่มนักเรียน กล่มุ ละ 4 - 5 คน ท�ำกิจกรรมที่ 5.7 โดยรว่ มกันอภปิ รายการถ่ายโอนความร้อนโดยไมอ่ าศัยตัวกลาง และสรา้ งแบบจ�ำลองตามความคดิ ของสมาชิกในกลมุ่ 3. ให้นักเรียนร่วมกันสืบค้นข้อมูลเกี่ยวกับการถ่ายโอนความร้อนโดยไม่อาศัยตัวกลาง พร้อมทั้งระบุแหล่งท่ีมาของข้อมูล ครแู นะนำ� ตัวอยา่ งแหล่งสืบคน้ ขอ้ มลู ท่ีเช่อื ถือได้ เช่น หนังสือ วดี ิทศั น์ เว็บไซต์ของหน่วยงานราชการ 4. ให้นักเรียนน�ำข้อมูลที่รวบรวมได้มาปรับแก้แบบจ�ำลองของกลุ่มตนเอง จากน้ันนักเรียนอธิบายแนวทางในการปรับแก้ แบบจำ� ลอง แลว้ น�ำเสนอแบบจ�ำลองทไี่ ดป้ รับแกแ้ ลว้ อีกคร้งั ครคู วรสงั เกตการทำ� งานของนกั เรยี นทกุ กลมุ่ รวบรวมขอ้ มลู ทพี่ บจากการทำ� กจิ กรรมของนกั เรยี น เพอ่ื จะใชป้ ระกอบ การอภิปรายหลังจากทำ� กจิ กรรม สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

98 หน่วยที่ 5 | พลังงานความร้อน คมู่ อื ครูรายวชิ าพื้นฐานวทิ ยาศาสตร์ หลังการท�ำกิจกรรม 5. ใหน้ กั เรยี นตอบคำ� ถามทา้ ยกิจกรรม 6. ใหน้ กั เรยี นอา่ นเนอ้ื หาหลงั จากการทำ� กจิ กรรม และตอบคำ� ถามระหวา่ งเรยี น ครแู ละนกั เรยี นรว่ มกนั อภปิ รายเพอ่ื ใหไ้ ด้ ขอ้ สรปุ วา่ การแผร่ งั สคี วามรอ้ นเปน็ การถา่ ยโอนความรอ้ นโดยไมต่ อ้ งอาศยั ตวั กลางทเ่ี ปน็ อนภุ าคของสสาร แตค่ วามรอ้ น ถ่ายโอนโดยแผ่รงั สอี นิ ฟราเรดซ่ึงเปน็ คลนื่ แมเ่ หลก็ ไฟฟ้า ะ เฉลยคำ�ถามระหว่างเรียน • การแผ่รงั สคี วามร้อนเหมือนและแตกตา่ งจากการน�ำความร้อนและการพาความรอ้ นอยา่ งไร แนวค�ำตอบ การแผร่ งั สคี วามรอ้ นเหมอื นกบั การนำ� ความรอ้ นและการพาความรอ้ นคอื เปน็ การถา่ ยโอนความรอ้ น จากบรเิ วณทมี่ อี ณุ หภมู สิ งู กวา่ ไปยงั บรเิ วณทมี่ อี ณุ หภมู ติ ำ่� กวา่ แตก่ ารแผร่ งั สคี วามรอ้ นแตกตา่ งจาก การน�ำความร้อนและการพาความร้อนคือ การแผ่รังสีความร้อนไม่อาศัยตัวกลางในการถ่ายโอน ความร้อน แต่ถ่ายโอนความร้อนโดยแผ่คล่ืนแม่เหล็กไฟฟ้า ส่วนการน�ำความร้อนและการพา ความร้อนต้องใชอ้ นุภาคของสสารเปน็ ตวั กลางในการถ่ายโอนความรอ้ น 7. ให้นักเรียนดูภาพการส่งหนังสือเรียนจากหน้าห้องไปหลังห้องดังภาพด้านล่าง แล้วให้นักเรียนคิดเปรียบเทียบว่า ภาพแตล่ ะภาพแสดงการถา่ ยโอนความร้อนแบบใด เพราะเหตุใด และสิง่ ทอ่ี ยู่ในภาพแทนอะไร (ภาพทั้ง 3 ภาพ แสดงวิธีการท่ีนักเรียนส่งหนังสือจากท่ีหนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง ด้วยวิธีการที่แตกต่างกัน 3 แบบ เปรยี บเสมอื นการถา่ ยโอนความรอ้ นแตล่ ะวธิ ี โดยนกั เรยี นแตล่ ะคนแทนอนภุ าคของสสาร และหนงั สอื สแี ดงแทนความรอ้ น ภาพ ก เปรยี บได้กบั การนำ� ความรอ้ น เพราะหนังสอื ทส่ี ่งผ่านแตล่ ะคนไปนนั้ นักเรยี นแตล่ ะคนไมไ่ ด้เคล่อื นที่ ภาพ ข เปรยี บไดก้ บั การพาความรอ้ น เพราะนกั เรยี นถอื หนงั สอื ไปพรอ้ มกบั การเคลอ่ื นทไี่ ปดว้ ย ภาพ ค เปรยี บไดก้ บั การแผร่ งั สี ความร้อน เพราะหนังสือถกู ส่งไปได้โดยไมต่ ้องอาศัยตัวนกั เรียนเป็นผ้ถู อื ไป) สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยท่ี 5 | พลงั งานความรอ้ น 99 คมู่ ือครรู ายวิชาพนื้ ฐานวทิ ยาศาสตร์ 8. รว่ มกนั เปรยี บเทยี บแบบจำ� ลองการสง่ หนงั สอื เรยี นจากหนา้ หอ้ งไปหลงั หอ้ งและแบบจำ� ลองการถา่ ยโอนความรอ้ นจรงิ วา่ มสี ง่ิ ใดทเ่ี หมอื นและไมเ่ หมอื นกบั ปรากฏการณจ์ รงิ บา้ ง (แบบจำ� ลองการสง่ หนงั สอื เรยี นมสี ว่ นทเ่ี หมอื นปรากฏการณ์ จริง คอื แสดงใหเ้ ห็นการส่งผา่ นความรอ้ นดว้ ยวธิ ตี ่าง ๆ แต่ส่วนท่ีไมเ่ หมอื นจริงมีหลายอยา่ ง เช่น การส่งผา่ นความรอ้ น เกิดจากการส่ันของตัวกลาง แต่ในแบบจ�ำลองไม่ได้เห็นถึงการสั่นของตัวกลาง และจ�ำนวนอนุภาคท่ีแทนด้วยจ�ำนวน นักเรียนไมส่ มจรงิ เป็นต้น) 9. รว่ มกนั อภปิ รายสง่ิ ทไี่ ดเ้ รยี นรเู้ พอื่ ใหไ้ ดข้ อ้ สรปุ วา่ การถา่ ยโอนความรอ้ นมี 3 วธิ ี คอื การนำ� ความรอ้ น การพาความรอ้ น และการแผ่รังสีความร้อน การน�ำความร้อนและการพาความร้อนต้องอาศัยตัวกลางในการถ่ายโอนความร้อน ในขณะท่ีการแผ่รังสีความร้อนไม่ต้องอาศัยตัวกลาง ความรู้เก่ียวกับการถ่ายโอนความร้อนแต่ละวิธีน�ำไปใช้ ประโยชน์ในชีวิตประจ�ำวัน เช่น การอธิบายปรากฏการณ์ในธรรมชาติหรือการออกแบบส่ิงของต่าง ๆ ท่ีเกี่ยวข้อง กับความร้อน 10. ถ้าครูพบว่านักเรียนมีแนวคิดคลาดเคลื่อนเก่ียวกับเร่ืองน้ี ให้นักเรียนร่วมกันอภิปรายเพื่อแก้ไขแนวคิดคลาดเคลื่อนให้ ถูกตอ้ ง เช่น แนวคิดคลาดเคลือ่ น แนวคิดท่ีถูกตอ้ ง การถา่ ยโอนความรอ้ นทกุ วธิ ตี อ้ งอาศยั สสารหรอื ตวั กลาง การน�ำความร้อนและการพาความร้อนต้องอาศัยสสาร ในการถา่ ยโอนความรอ้ น หรือตัวกลางในการถ่ายโอนความร้อน ส่วนการแผ่รังสี ความร้อนเป็นการแผ่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าซ่ึงไม่ต้องอาศัย ตวั กลางในการเคล่ือนท่ี 11. น�ำอภปิ รายเพอ่ื เชอื่ มโยงเข้าส่เู รอ่ื งท่ี 2 สมดุลความร้อน โดยอาจถามให้นักเรยี นเกดิ ข้อสงสัยวา่ การถ่ายโอนความรอ้ น ระหว่างสสารที่มีอุณหภมู ติ า่ งกนั จะเกิดขึน้ จนอณุ หภูมขิ องสารทง้ั สองเป็นอยา่ งไร สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

100 หน่วยที่ 5 | พลังงานความร้อน คมู่ ือครรู ายวิชาพื้นฐานวทิ ยาศาสตร์ กิจกรรมที่ 5.5 ความรอ้ นถ่ายโอนผา่ นของแข็งไดอ้ ยา่ งไร นักเรียนจะได้เรียนรู้เก่ียวกับการถ่ายโอนความร้อนของของแข็งหรือการน�ำความร้อน รวมทั้งสร้างแบบจ�ำลองอธิบาย การนำ� ความร้อนของของแขง็ จดุ ประสงค์ 1. สงั เกตและอธบิ ายการถ่ายโอนความร้อนของแผ่นอะลมู ิเนยี ม เวลาทใ่ี ช้ใน 2. รวบรวมขอ้ มลู และสรา้ งแบบจำ� ลองเพอ่ื อธิบายการถ่ายโอนความร้อนของของแขง็ การทำ� กจิ กรรม 2 ชว่ั โมง วสั ดุและอุปกรณ์ วัสดุที่ใช้ต่อกลุ่ม รายการ ปรมิ าณ/กลุม่ 1. เทยี นไข 1 เล่ม 2. เทยี นไขขนาดเลก็ 2 เล่ม 3. แผ่นอะลูมิเนยี มขนาด 15 x 15 cm 1 แผ่น 4. วงเวยี น 1 อนั 5. ไมข้ ดี ไฟ 1 กลกั 6. ที่ก้ันลมของชดุ ตะเกยี งแอลกอฮอล์ 1 อัน 7. ไมบ้ รรทดั 1 อนั 8. กรรไกร 1 เล่ม 9. มีดคัดเตอร์ 1 อนั 10. เคร่ืองบันทกึ ภาพเคลอ่ื นไหว (ถ้าม)ี 1 เครื่อง สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยที่ 5 | พลงั งานความรอ้ น 101 คู่มือครรู ายวชิ าพ้ืนฐานวทิ ยาศาสตร์ การเตรียมตวั ลว่ งหนา้ ส�ำหรับครู • ครคู วรเตรยี มโทรศัพท์เคลอ่ื นทที่ ด่ี าวนโ์ หลดส่อื AR (Augmented Reality) ไว้ลว่ งหน้า ขอ้ ควรระวัง ขอ้ เสนอแนะ • ระวังความร้อนจากเปลวเทียนไข และความร้อนจากการสัมผัสแผ่นโลหะท่ีได้รับความร้อน ในการทำ� กิจกรรม ควรใช้ผ้าจบั หรือรอใหแ้ ผน่ โลหะเยน็ ลงกอ่ นจึงจะสัมผสั ได้ สื่อการเรียนรู/้ • ถา้ ครไู มส่ ามารถหาแผน่ อะลมู เิ นยี ม อาจใชแ้ ผน่ โลหะชนดิ อนื่ ทดแทนได้ เชน่ ทองแดง สงั กะสี แหล่งเรียนรู้ หรอื อาจใชแ้ ผน่ อะลมู เิ นยี มฟอยลส์ ำ� หรบั ประกอบอาหาร แตม่ ขี อ้ ควรระวงั วา่ แผน่ อะลมู เิ นยี ม ฟอยล์บางและอาจติดไฟได้ถ้าไม่ระมดั ระวงั • การบันทึกผลอาจใช้เครื่องบันทึกภาพเคล่ือนไหวโดยใช้แอพลิเคช่ันในโทรศัพท์เคล่ือนท่ี เพื่อช่วยในการสังเกตผลการเปลีย่ นแปลงท่ีเกิดขนึ้ กบั ชิน้ เทียนไข เนือ่ งจากการเปลยี่ นแปลง ของชิน้ เทียนไขจะเกิดข้นึ คอ่ นข้างรวดเรว็ จนอาจทำ� ให้นกั เรียนสงั เกตรายละเอียดไม่ทนั • หนังสือเรยี นวทิ ยาศาสตร์ระดบั มัธยมศกึ ษาปีที่ 1 สสวท. • สอื่ AR (Augmented Reality) แบบจ�ำลองการนำ� ความร้อน • เวบ็ ไซต์ส�ำหรับการสืบค้นข้อมูลเกีย่ วกับแบบจ�ำลองการนำ� ความรอ้ น เช่น o ศูนย์การเรยี นรวู้ ทิ ยาศาสตรโ์ ลกและดาราศาสตร์ http://www.lesa.biz/earth/atmosphere/heat-transfer o Science transfer of heat (designmate.com) https://www.youtube.com/watch?v=bMsKIfxliA4 o Conduction of heat - Elementary Science (Elearnin) https://www.youtube.com/watch?v=w_IbPRNZ6ho สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

102 หนว่ ยท่ี 5 | พลงั งานความร้อน ค่มู ือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์ ตวั อย่างผลการทำ�กจิ กรรม ผลการสงั เกต ช้ินเทียนไขที่วางอยู่กลางแผ่นอะลูมิเนียมหลอมเหลวก่อน จากนั้นช้ินเทียนไขท่ีอยู่ห่างออกไปเริ่มหลอมเหลว และช้นิ ท่อี ยู่ไกลจากเทยี นไขมากทส่ี ุด จะหลอมเหลวช้าทสี่ ดุ ช้นิ เทียนไขทว่ี างกลางแผ่นอะลูมิเนยี มเรมิ่ ชิ้นเทียนไขทอี่ ยหู่ ่างจากกลางแผน่ อะลูมเิ นยี ม หลอมเหลวก่อน ออกมาเรม่ิ หลอมเหลวตามล�ำดับ แบบจ�ำลองทปี่ รับปรงุ แล้ว ตวั อยา่ งผลการทำ�กจิ กรรม แบบจ�ำลองตามความคิดของตนเอง อนุภาคของอะลูมิเนียมที่อยู่ชิดติดกันร้อนข้ึนต่อ ๆ กัน อนภุ าคของของแขง็ อยเู่ รยี งชดิ ตดิ กนั เมอ่ื อนภุ าคทไ่ี ดร้ บั ไปเป็นแนวยาว อนุภาคท่ีมีอุณหภูมิสูงกว่าเป็นสีแดง ความร้อนจะมีพลังงานมากข้ึน ท�ำให้อนุภาคส่ันมากข้ึน และอนภุ าคท่ีมีอณุ หภูมติ �่ำกว่าเปน็ สสี ม้ สีเหลือง สเี ขยี ว แสดงด้วยลูกศรสีแดงยาว และอนุภาคท่ีอยู่ข้างเคียง ทกุ ทศิ ทางสนั่ ตามมากขน้ึ แสดงดว้ ยลกู ศรสแี ดงทสี่ นั้ กวา่ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยที่ 5 | พลงั งานความรอ้ น 103 ค่มู ือครรู ายวชิ าพน้ื ฐานวิทยาศาสตร์ เฉลยคำ�ถามท้ายกิจกรรม 1. เมอ่ื ใหค้ วามรอ้ นแกแ่ ผน่ อะลมู เิ นยี ม การเปลย่ี นแปลงของชน้ิ เทยี นไขแตล่ ะตำ� แหนง่ เหมอื นหรอื แตกตา่ งกนั อยา่ งไร แนวค�ำตอบ เม่ือให้ความร้อนแก่แผ่นอะลูมิเนียม ช้ินเทียนไขท่ีวางแต่ละต�ำแหน่งเปล่ียนแปลงแตกต่างกัน โดยช้นิ เทียนไขทอี่ ยู่ใกล้เปลวเทยี นไขจะหลอมเหลวก่อนชนิ้ เทยี นไขทว่ี างในต�ำแหนง่ หา่ งออกไป 2. การถ่ายโอนความร้อนของแผน่ อะลูมเิ นียมเปน็ อยา่ งไร ทราบไดอ้ ยา่ งไร แนวคำ� ตอบ ความรอ้ นถ่ายโอนจากบรเิ วณทอี่ ยใู่ กล้เปลวเทยี นไขซง่ึ มอี ุณหภมู ิสงู กวา่ ไปยงั บริเวณทีอ่ ย่หู ่างจาก เปลวเทยี นไขซง่ึ มอี ณุ หภมู ติ ำ่� กวา่ ทราบไดจ้ ากชน้ิ เทยี นไขทบี่ รเิ วณใกลเ้ ปลวไฟจะหลอมเหลวกอ่ น แสดงว่าบริเวณใกล้เปลวเทียนไขมีอุณหภูมิสูงกว่าบริเวณข้างเคียง ชิ้นเทียนไขที่อยู่ห่างจากเปลว เทียนไขจะหลอมเหลวในเวลาตอ่ มา แสดงว่าบริเวณทห่ี า่ งจากเปลวเทียนไขมอี ุณหภมู ติ ่�ำกวา่ 3. แบบจ�ำลองการถ่ายโอนความร้อนของของแข็งทีส่ ร้างขนึ้ ในตอนแรกเหมือนหรอื แตกตา่ งจากแบบจ�ำลองท่ี ปรับปรงุ แล้วอย่างไร แนวค�ำตอบ นักเรียนตอบตามความคิดของตนเอง โดยแนวการตอบอาจเป็นดังน้ี แตกต่างกัน แบบจ�ำลองท่ี สรา้ งขน้ึ ในตอนแรกไม่ไดแ้ สดงการส่นั ของอนุภาคของของแขง็ 4. แบบจำ� ลองการถา่ ยโอนความร้อนทป่ี รบั ปรุงแลว้ อธิบายการถ่ายโอนความร้อนของของแขง็ ไดอ้ ยา่ งไร แนวคำ� ตอบ อนภุ าคของของแขง็ ทไ่ี ดร้ บั ความรอ้ นกอ่ นจะมพี ลงั งานมากขนึ้ อนภุ าคจงึ สนั่ มากขนึ้ อนภุ าคทอ่ี ยู่ ข้างเคยี งจงึ ส่ันมากขึ้นตามไปดว้ ยในทุกทศิ ทาง 5. แบบจำ� ลองการถา่ ยโอนความรอ้ นของของแขง็ ทสี่ รา้ งขน้ึ มอี ะไรบา้ งทไี่ มส่ ามารถแสดงใหเ้ หน็ ตามความเปน็ จริงได้ แนวคำ� ตอบ แบบจ�ำลองท่ีสร้างข้ึนไม่สามารถแสดงให้เห็นตามความเป็นจริงได้ เช่น จ�ำนวนอนุภาค ขนาด อนุภาค หรือการส่ันของอนุภาคอยา่ งตอ่ เนื่องกันไปโดยรอบทกุ ทศิ ทาง 6. จากกจิ กรรม สรปุ ไดว้ ่าอย่างไร แนวค�ำตอบ ความร้อนจะถ่ายโอนผ่านของแข็งจากบริเวณท่ีมีอุณหภูมิสูงกว่าไปยังบริเวณที่มีอุณหภูมิต่�ำ กว่า โดยอนุภาคของของแข็งท่ีได้รับความร้อนจะเกิดการสั่นมากขึ้น ท�ำให้อนุภาคที่อยู่ข้างเคียง สั่นมากขึน้ ตอ่ เนอื่ งกนั ไปตามลำ� ดบั สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

104 หน่วยท่ี 5 | พลังงานความรอ้ น คมู่ อื ครรู ายวิชาพ้ืนฐานวทิ ยาศาสตร์ กจิ กรรมท่ี 5.6 การถา่ ยโอนความร้อนของของเหลวและแก๊ส นกั เรยี นจะไดเ้ รยี นรเู้ กย่ี วกบั การถา่ ยโอนความรอ้ นของของเหลวและแกส๊ หรอื การพาความรอ้ น รวมทง้ั สรา้ งแบบจำ� ลอง อธิบายการพาความรอ้ นของของเหลวและแก๊ส จุดประสงค์ 1. สงั เกตและอธิบายการถา่ ยโอนความร้อนของน�้ำและอากาศ เวลาท่ใี ช้ใน 2. รวบรวมข้อมลู และสร้างแบบจำ� ลองเพื่ออธิบายการถา่ ยโอนความรอ้ นของของเหลวและแกส๊ การทำ� กจิ กรรม 3 ชั่วโมง วสั ดแุ ละอุปกรณ์ วัสดทุ ใ่ี ช้ตอ่ กลุ่ม รายการ ปริมาณ/กลุม่ 1. บกี เกอรข์ นาด 250 cm3 1 ใบ 2. ชดุ ตะเกียงแอลกอฮอล์ 1 ชุด 3. เทอรม์ อมิเตอร์ 0 - 100 °C 2 อนั 4. ขาตงั้ พร้อมที่จับ 2 ชุด 5. เมล็ดแมงลกั 10 เมลด็ 6. นำ�้ 7. ไมข้ ีดไฟ 200 cm3 8. นาฬิกาจบั เวลา 1 กลกั 9. กระดาษลอกลาย 1 เรอื น 10. เส้นดา้ ยยาว 30 cm 1 แผ่น 11. กรรไกร 1 เส้น 12. เทยี นไข 1 เล่ม 13. เคร่ืองบนั ทึกภาพเคลื่อนไหว (ถ้าม)ี 1 เลม่ 1 เครอื่ ง สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยที่ 5 | พลังงานความร้อน 105 คูม่ อื ครูรายวิชาพ้ืนฐานวทิ ยาศาสตร์ การเตรียมตวั • น�ำเมล็ดแมงลักแช่น้�ำ 10 นาที เพื่อให้พองตัวเต็มที่ก่อนท่ีจะแบ่งให้นักเรียนแต่ละกลุ่มใช้ ลว่ งหน้าสำ� หรับครู ในการท�ำกจิ กรรม ข้อควรระวัง ขอ้ เสนอแนะ • เตรียมผ้าขนหนูหรือถงุ มอื จับของรอ้ นไว้ให้นักเรยี นจับบีกเกอรท์ ่ีบรรจุน้�ำร้อนจดั ในการทำ� กิจกรรม • ควรตรวจสอบเทอร์มอมิเตอร์ให้อยู่ในสภาพพร้อมใช้งาน เช่น แอลกอฮอล์ในกระเปาะ เทอร์มอมิเตอร์ไมข่ าดเป็นช่วง เทอร์มอมเิ ตอรแ์ ตล่ ะอันอา่ นคา่ อณุ หภูมิได้ใกล้เคยี งกนั • ครคู วรกำ� ชบั ใหน้ กั เรยี นระวงั ความรอ้ นจากตะเกยี งแอลกอฮอล์ และความรอ้ นจากการสมั ผสั บีกเกอร์ท่ีบรรจุน้�ำท่ีร้อนจัด แนะน�ำให้ใช้ผ้าหรือถุงมือกันความร้อนเพื่อจับบีกเกอร์ที่ร้อน นอกจากน้ีครูควรก�ำชับให้นักเรียนจับบีกเกอร์ด้วยความระมัดระวัง เพราะถ้าหากหล่นแตก ยอ่ มเกิดอนั ตรายได้ • การท�ำกิจกรรมตอนที่ 1 ควรแนะน�ำให้นักเรียนวางบีกเกอร์ท่ีบรรจุน้�ำบนตะแกรงของชุด ตะเกียงแอลกอฮอล์ จากนั้นค่อย ๆ หย่อนเมล็ดแมงลักที่พองแล้วลงไปให้จมที่ก้นบีกเกอร์ ติดต้ังเทอร์มอมิเตอร์กับที่จับและขาต้ัง 2 ชุด โดยจัดกระเปาะเทอร์มอมิเตอร์อันแรกให้ อยใู่ กลก้ บั กน้ บกี เกอรแ์ ละใกลก้ บั ตำ� แหนง่ ของเปลวไฟ สว่ นกระเปาะเทอรม์ อมเิ ตอรอ์ นั ทส่ี อง จัดให้อยู่ใต้ผิวน้�ำลงไปเล็กน้อย โดยกระเปาะเทอร์มอมิเตอร์ท้ังสองต้องไม่แตะก้นหรือขอบ ดา้ นขา้ งของบีกเกอร์ • ครอู าจใหน้ กั เรยี นใชเ้ ครอื่ งบนั ทกึ ภาพนงิ่ หรอื ภาพเคลอื่ นไหวโดยใชโ้ ทรศพั ทเ์ คลอื่ นทเี่ พอ่ื ชว่ ย สงั เกตผลการเปลยี่ นแปลงทเี่ กดิ ขน้ึ กบั เมลด็ แมงลกั และอาจนำ� ภาพมาใชป้ ระกอบการอธบิ าย ในการน�ำเสนอผลการทำ� กิจกรรมของนกั เรียนดว้ ย • การทำ� กจิ กรรมตอนท่ี 2 นกั เรยี นตดั กระดาษลอกลายเปน็ รว้ิ เลก็ ๆ แลว้ มว้ นใหเ้ ปน็ พู่ (ดงั ภาพ) จากนั้นนำ� ไปแขวนใหส้ งู จากเปลวเทียนไขประมาณ 20 - 25 เซนติเมตร เพราะถา้ แขวนใกล้ กบั เปลวเทียนไขมากเกินไป จะทำ� ใหก้ ระดาษลอกลายลกุ ตดิ ไฟ จนเกิดอนั ตรายได้ ส่ือการเรียนร้/ู • ควรจัดอปุ กรณใ์ นตอนท่ี 2 ใหห้ ่างจากบรเิ วณทม่ี ีลมพัด เช่น หนา้ ต่าง ประตู หรือพดั ลม แหล่งเรยี นรู้ • หนังสือเรยี นวทิ ยาศาสตร์ระดบั มัธยมศึกษาปที ่ี 1 สสวท. • ส่ือ AR (Augmented Reality) แบบจำ� ลองการพาความร้อน สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

106 หน่วยที่ 5 | พลังงานความรอ้ น คูม่ ือครูรายวิชาพนื้ ฐานวิทยาศาสตร์ ตวั อยา่ งผลการทำ�กิจกรรม ตอนท่ี 1 อุณหภมู ขิ องนำ้� (°C) การเปล่ียนแปลงของเมลด็ แมงลกั เวลา (นาท)ี บริเวณผวิ นำ�้ ใกล้ก้นบีกเกอร์ 0 เมล็ดจมนง่ิ อยกู่ ้นบกี เกอร์ 0.5 25.0 25.0 ไม่มกี ารเปลี่ยนแปลง 1 25.8 26.5 1.5 27.3 29.5 บางเมลด็ เริ่มเคลื่อนทีข่ ึ้นมาช้า ๆ ถึงกลางภาชนะ 2 29.2 31.0 แล้วตกกลับลงมาทก่ี ้นบกี เกอร์ 2.5 32.2 35.0 3 35.0 36.2 บางเมลด็ เรม่ิ เคลอ่ื นทข่ี ้นึ มาช้า ๆ ถงึ กลางภาชนะ 3.5 38.0 39.5 แลว้ ตกกลับลงมาทก่ี ้นบีกเกอร์ 4 39.8 41.5 4.5 41.5 43.3 บางเมลด็ เร่มิ เคลอ่ื นที่ขน้ึ มาช้า ๆ ถงึ กลางภาชนะ 5 44.0 47.5 แลว้ ตกกลับลงมาทก่ี น้ บีกเกอร์ 5.5 47.5 51.2 6 50.0 54.4 บางเมลด็ เร่มิ เคลื่อนทขี่ น้ึ มาช้า ๆ ถงึ กลางภาชนะ 6.5 52.0 56.5 แล้วตกกลับลงมาที่กน้ บกี เกอร์ 7 54.0 59.0 56.8 61.8 บางเมล็ดเริม่ เคลื่อนท่ีขึ้นมาช้า ๆ ถึงกลางภาชนะ แล้วตกกลับลงมาที่กน้ บีกเกอร์ บางเมล็ดเร่มิ เคลอ่ื นที่ข้นึ มาถึงกลางภาชนะ แลว้ ตกกลับลงมาทก่ี น้ บกี เกอร์ บางเมล็ดเร่ิมเคลือ่ นที่ขึ้นมาถงึ กลางภาชนะ แล้วตกกลบั ลงมาที่ก้นบีกเกอร์ บางเมล็ดเคล่ือนท่ขี น้ึ ไปใกล้ผวิ น�้ำ แลว้ ตกกลับลงมาที่ก้นบีกเกอร์ 2 - 3 เมลด็ เคลอ่ื นที่ขึ้นไปใกลผ้ วิ น�้ำ แล้วตกกลบั ลงมาที่กน้ บีกเกอร์ 2 - 3 เมลด็ เคลือ่ นทข่ี น้ึ ไปใกลผ้ ิวนำ�้ แลว้ ตกกลับลงมาทก่ี น้ บกี เกอร์ 3 - 4 เมล็ดเคล่อื นที่ขน้ึ ไปใกลผ้ ิวน้�ำ แล้วตกกลบั ลงมาที่กน้ บีกเกอร์ 4 - 5 เมล็ดเคลื่อนที่ขนึ้ ไปใกลผ้ ิวนำ้� แล้วตกกลบั ลงมาทีก่ น้ บกี เกอร์ 4 - 5 เมลด็ เคลอื่ นทขี่ ึ้นไปใกลผ้ ิวน้ำ� อย่างรวดเร็ว แล้วตกกลับลงมาทีก่ น้ บกี เกอร์ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยท่ี 5 | พลังงานความร้อน 107 ค่มู ือครูรายวิชาพ้นื ฐานวิทยาศาสตร์ ตัวอยา่ งผลการทำ�กจิ กรรม แบบจำ� ลองท่ีปรบั ปรงุ แลว้ ตวั อยา่ งแบบจำ� ลองการถ่ายโอนความรอ้ นของของเหลว แบบจำ� ลองตามความคิดของตนเอง อนภุ าคของของเหลวเคล่อื นท่ีชนตอ่ ๆ กันไป อนุภาคของของเหลวเคลอื่ นทข่ี ้นึ ไปดา้ นบน จนทำ� ใหอ้ นภุ าคทอี่ ยบู่ ริเวณผวิ หนา้ มอี ณุ หภูมสิ ูงขน้ึ บริเวณผิวหนา้ พรอ้ มกับพาความร้อนไปดว้ ย แสดงด้วยวงกลมสีแดง เมอ่ื ถึงบรเิ วณผวิ หน้าของ ของเหลว อนุภาคของของเหลวตกกลับลงมา แสดงเส้นทางการเคล่ือนท่ดี ้วยเส้นประ สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

108 หน่วยท่ี 5 | พลงั งานความร้อน คมู่ อื ครูรายวชิ าพน้ื ฐานวิทยาศาสตร์ เฉลยคำ�ถามทา้ ยกจิ กรรม 1. เมือ่ ให้ความร้อนแกน่ ำ�้ ความร้อนถา่ ยโอนจากบรเิ วณใดไปส่บู ริเวณใด ทราบไดอ้ ยา่ งไร แนวคำ� ตอบ เมอื่ ใหค้ วามรอ้ นแกน่ ำ�้ ความรอ้ นจะถา่ ยโอนจากนำ้� บรเิ วณทอี่ ยใู่ กลเ้ ปลวไฟซง่ึ มอี ณุ หภมู สิ งู กวา่ ไปยงั นำ�้ บรเิ วณทอี่ ยหู่ า่ งออกไปซง่ึ มอี ณุ หภมู ติ ำ่� กวา่ ทราบไดจ้ ากการวดั อณุ หภมู ขิ องนำ้� บรเิ วณกน้ บกี เกอร์ ซง่ึ สงู กวา่ น�้ำบรเิ วณใกล้ผิวน�้ำ 2. เมอื่ ให้ความรอ้ นแกน่ ำ�้ น�้ำมกี ารเคลือ่ นที่อยา่ งไร ทราบไดอ้ ย่างไร แนวค�ำตอบ เม่ือใหค้ วามรอ้ นแก่นำ้� น้ำ� บริเวณดา้ นล่างใกล้กับกน้ บีกเกอร์ เคลอ่ื นทข่ี ้ึนมาดา้ นบน ทราบได้จาก การเคลอื่ นทขี่ องเมลด็ แมงลกั ทลี่ อยตวั ขน้ึ ไปใกลผ้ วิ นำ้� แสดงวา่ นำ้� ทอ่ี ยดู่ า้ นลา่ งซง่ึ มอี ณุ หภมู สิ งู กวา่ เคลอ่ื นทีข่ ้ึนไปด้านบน 3. แบบจ�ำลองการถ่ายโอนความร้อนของน้�ำท่ีสร้างขึ้นในตอนแรกเหมือนหรือต่างจากแบบจ�ำลองที่ปรับปรุง แลว้ อย่างไร แนวค�ำตอบ นักเรยี นตอบตามความคิดของตนเอง โดยแนวการตอบอาจเปน็ ดังนี้ แตกต่างกันโดยแบบจ�ำลองที่ สรา้ งข้นึ ในตอนแรกไม่ไดแ้ สดงการเคล่อื นทีข่ องอนภุ าคนำ�้ 4. แบบจำ� ลองการถา่ ยโอนความร้อนทีป่ รับปรงุ แลว้ อธิบายการถา่ ยโอนความร้อนของของเหลวไดอ้ ย่างไร แนวคำ� ตอบ เม่ือของเหลวได้รับความร้อน ท�ำให้แต่ละอนุภาคอยู่ห่างกันมากข้ึน จึงมีปริมาตรมากข้ึน ความหนาแน่นของของเหลวจึงลดลง ท�ำใหอ้ นภุ าคท่ีได้รบั ความรอ้ นลอยขึน้ ไปดา้ นบน 5. แบบจ�ำลองการถ่ายโอนความร้อนของของเหลวที่สร้างข้ึน มีอะไรบ้างที่ไม่สามารถแสดงให้เห็นตามความ เป็นจริงได้ แนวคำ� ตอบ สิ่งทไ่ี ม่สามารถแสดงใหเ้ หน็ ตามความเปน็ จริงได้ เช่น ขนาดอนุภาค จำ� นวนอนภุ าค การเคลอ่ื นที่ ของอนุภาคเมือ่ ได้รบั ความร้อน 6. จากกิจกรรม สรุปไดว้ ่าอยา่ งไร แนวคำ� ตอบ ความร้อนถ่ายโอนผ่านของเหลวจากบริเวณที่มีอุณหภูมิสูงกว่าไปยังบริเวณท่ีมีอุณหภูมิต่�ำกว่า โดยอนุภาคของของเหลวท่ีมีอุณหภูมิสูงกว่าจะเคล่ือนท่ีขึ้นด้านบน พร้อมกับพาความร้อนไปด้วย จงึ ทำ� ให้ของเหลวบรเิ วณดา้ นบนมีอุณหภมู ิสงู ข้ึนตามไปด้วย สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หนว่ ยท่ี 5 | พลังงานความรอ้ น 109 คมู่ ือครูรายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์ ตวั อย่างผลการทำ�กิจกรรม ตอนที่ 2 ผลการสังเกต ตวั อยา่ งผลการสงั เกต พู่กระดาษอยนู่ ิ่ง ไมข่ ยับ ตาราง ผลการสังเกตพูก่ ระดาษ พกู่ ระดาษขยับบานขึ้นด้านบน สกี ระดาษเรมิ่ เปลย่ี นเป็นสนี ำ้� ตาล พู่กระดาษตกกลับลงมาอยนู่ ิง่ เหมือนเดิม กจิ กรรม ก่อนจดุ เทยี นไข อณุ หภมู ขิ องอากาศ (°C) จุดเทียนไข บรเิ วณดา้ นบนของพ่กู ระดาษ บรเิ วณด้านลา่ งของพกู่ ระดาษ เม่ือน�ำเทยี นไขออก 29.5 29.5 ตัวอย่างผลการสงั เกต ตาราง อุณหภมู ขิ องอากาศ 31.0 32.0 เวลา (นาท)ี 31.5 34.0 0 32.0 38.0 0.5 1 33.0 40.0 1.5 2 35.0 43.0 2.5 3 37.0 47.0 สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

110 หนว่ ยที่ 5 | พลงั งานความรอ้ น คมู่ อื ครรู ายวิชาพืน้ ฐานวทิ ยาศาสตร์ ตัวอยา่ งผลการทำ�กิจกรรม ตัวอย่างแบบจ�ำลองการถา่ ยโอนความร้อนของแกส๊ แบบจำ� ลองที่ปรับปรงุ แลว้ แบบจ�ำลองตามความคิดของตนเอง อนุภาคของอากาศเคล่อื นทีช่ นตอ่ กนั ข้ึนไปด้านบน อนภุ าคของแกส๊ ทีไ่ ดร้ บั ความร้อนจะลอยตัวสูงขึ้นไป พร้อมกบั พาความร้อนขึน้ ไปดา้ นบน สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน่วยที่ 5 | พลังงานความร้อน 111 คู่มอื ครูรายวชิ าพื้นฐานวทิ ยาศาสตร์ เฉลยคำ�ถามทา้ ยกิจกรรม 1. เมอื่ ให้ความรอ้ นแกอ่ ากาศ ความรอ้ นถ่ายโอนจากบรเิ วณใดไปสบู่ ริเวณใด ทราบได้อย่างไร แนวค�ำตอบ เมื่อใหค้ วามรอ้ นแก่อากาศ ความรอ้ นจะถา่ ยโอนจากอากาศบริเวณท่ีอยู่ใกล้เปลวไฟซึ่งมอี ณุ หภูมิ สูงกว่าไปยังอากาศบริเวณท่ีอยู่ห่างออกไปซึ่งมีอุณหภูมิต่�ำกว่า ทราบได้จากการวัดอุณหภูมิของ อากาศบริเวณด้านล่างของพู่กระดาษซงึ่ มคี า่ มากกวา่ อากาศบริเวณดา้ นบนของพกู่ ระดาษ 2. เมอ่ื ให้ความร้อนแกอ่ ากาศ อากาศมกี ารเคลือ่ นที่อยา่ งไร ทราบไดอ้ ย่างไร แนวค�ำตอบ เม่อื ใหค้ วามร้อนแกอ่ ากาศ อากาศบรเิ วณท่อี ยใู่ กลเ้ ปลวไฟจะเคลอื่ นทีข่ ึ้นมาด้านบน ทราบไดจ้ าก การเคลอ่ื นทข่ี องพกู่ ระดาษทเี่ คลอื่ นไหวและบานขน้ึ แสดงวา่ อากาศดา้ นลา่ งทมี่ อี ณุ หภมู สิ งู กวา่ จะ เคลอ่ื นที่ขน้ึ ไปดา้ นบน 3. แบบจ�ำลองการถ่ายโอนความร้อนของแก๊สที่สร้างขึ้นในตอนแรกเหมือนหรือต่างจากแบบจ�ำลองที่ปรับปรุง แล้วอยา่ งไร แนวค�ำตอบ นกั เรียนตอบตามความคดิ ของตนเอง โดยแนวการตอบอาจเป็นดงั นี้ แตกต่างกันโดยแบบจำ� ลองท่ี สรา้ งขึ้นในตอนแรกไม่ได้แสดงการเคลื่อนท่ีของอนภุ าคของแกส๊ 4. แบบจำ� ลองการถา่ ยโอนความร้อนทป่ี รบั ปรงุ แล้วอธิบายการถา่ ยโอนความรอ้ นของแกส๊ ได้อยา่ งไร แนวค�ำตอบ เมื่อแก๊สได้รับความร้อน อนุภาคจะมีพลังงานสูงขึ้น อยู่ห่างกันมากข้ึน และมีปริมาตรมากข้ึน ความหนาแนน่ ของแกส๊ จงึ ลดลง แกส๊ จงึ ลอยขนึ้ สดู่ า้ นบน พรอ้ มกบั พาความรอ้ นไปดว้ ย แกส๊ บรเิ วณ ด้านบนท่ีมอี ณุ หภูมิต�ำ่ กวา่ จะเข้ามาแทนที่ 5. แบบจำ� ลองการถา่ ยโอนความรอ้ นของแกส๊ ทส่ี รา้ งขนึ้ มอี ะไรบา้ งทไ่ี มส่ ามารถแสดงใหเ้ หน็ ตามความเปน็ จรงิ ได้ แนวคำ� ตอบ สงิ่ ที่ไม่สามารถแสดงให้เหน็ ตามความเปน็ จริงได้ เชน่ ขนาดอนภุ าค จ�ำนวนอนุภาค การเคลอ่ื นที่ ของอนภุ าคของแก๊สเม่ือได้รบั ความร้อน 6. จากกิจกรรม สรปุ ไดว้ ่าอย่างไร แนวค�ำตอบ แก๊สมีการถ่ายโอนความร้อนจากบริเวณท่ีมีอุณหภูมิสูงกว่าไปยังบริเวณที่มีอุณหภูมิต�่ำกว่า โดยอนุภาคของแกส๊ บรเิ วณที่มอี ณุ หภูมิสงู กว่าจะเคลื่อนท่ขี นึ้ ด้านบน จนทำ� ใหแ้ ก๊สบรเิ วณด้านบน มอี ุณหภูมสิ งู ขึน้ ตามไปด้วย 7. จากกจิ กรรมท้ัง 2 ตอน สรปุ ได้ว่าอย่างไร แนวคำ� ตอบ ของเหลวและแกส๊ ถา่ ยโอนความรอ้ นจากบรเิ วณทม่ี อี ณุ หภมู สิ งู กวา่ ไปยงั บรเิ วณทม่ี อี ณุ หภมู ติ ำ�่ กวา่ โดยอนภุ าคของของเหลวและแกส๊ ทม่ี อี ณุ หภมู สิ งู กวา่ จะเคลอ่ื นทขี่ นึ้ ดา้ นบน พรอ้ มกบั พาความรอ้ น ไปดว้ ย จนทำ� ใหข้ องเหลวและแก๊สบรเิ วณดา้ นบนมีอณุ หภูมสิ ูงข้ึนตามไปดว้ ย สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

112 หน่วยที่ 5 | พลังงานความรอ้ น คมู่ อื ครูรายวิชาพนื้ ฐานวทิ ยาศาสตร์ กิจกรรมที่ 5.7 การถา่ ยโอนความรอ้ นโดยไมอ่ าศยั ตัวกลางเปน็ อย่างไร นกั เรยี นจะไดเ้ รยี นรเู้ กยี่ วกบั การถา่ ยโอนความรอ้ นโดยไมอ่ าศยั ตวั กลาง หรอื การแผร่ งั สคี วามรอ้ น รวมทง้ั สรา้ งแบบจำ� ลอง อธบิ ายการแผ่รังสคี วามร้อน จุดประสงค์ สบื คน้ ข้อมลู และสร้างแบบจำ� ลองการถ่ายโอนความร้อนโดยไม่อาศยั ตัวกลาง เวลาที่ใช้ใน 1 ชว่ั โมง 30 นาที การทำ� กิจกรรม -ไมม่ -ี วัสดุและอุปกรณ์ ส่อื การเรียนรู/้ • หนงั สอื เรียนวทิ ยาศาสตรร์ ะดบั มัธยมศึกษาปีท่ี 1 สสวท. แหล่งเรยี นรู้ • แหลง่ เรียนร้สู ำ� หรับการสืบค้นข้อมลู เก่ยี วกบั แบบจำ� ลองการแผ่รงั สีความร้อน เชน่ - http://einstein.sc.mahidol.ac.th/~wsiripun/courses/scpy155/Lecture9/sld001. html - สารานกุ รมวทิ ยาศาสตร์ ตวั อยา่ งผลการทำ�กิจกรรม ตัวอย่างแบบจ�ำลองการถ่ายโอนความรอ้ นโดยไม่อาศัยตวั กลาง แบบจ�ำลองตามความคดิ ของตนเอง แบบจ�ำลองจากการสบื คน้ ขอ้ มลู ความรอ้ นมาพรอ้ มกับแสงอาทิตย์ ดวงอาทติ ยแ์ ผค่ ลนื่ แมเ่ หล็กไฟฟ้าออกจากแหลง่ พลังงาน ความรอ้ นทกุ ทิศทกุ ทาง สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

หน่วยที่ 5 | พลังงานความร้อน 113 คมู่ ือครูรายวิชาพืน้ ฐานวทิ ยาศาสตร์ เฉลยคำ�ถามทา้ ยกจิ กรรม 1. การถา่ ยโอนความรอ้ นโดยไม่อาศัยตวั กลางเปน็ อย่างไร ตวั อย่างการถ่ายโอนความรอ้ นโดยไม่อาศยั ตวั กลาง มอี ะไรบ้าง แนวคำ� ตอบ การถา่ ยโอนความรอ้ นโดยไมอ่ าศยั ตวั กลางเกดิ จากแหลง่ พลงั งานความรอ้ นแผค่ ลน่ื แมเ่ หลก็ ไฟฟา้ โดยไม่ตอ้ งอาศัยอนุภาคของสสาร ตวั อยา่ งเชน่ การส่งผา่ นความรอ้ นของดวงอาทิตยม์ ายังโลก 2. แบบจำ� ลองการถา่ ยโอนความรอ้ นโดยไมอ่ าศยั ตวั กลางทส่ี รา้ งขนึ้ ในตอนแรกเหมอื นหรอื ตา่ งจากแบบจำ� ลอง ท่ปี รบั ปรุงแลว้ อยา่ งไร แนวคำ� ตอบ นกั เรยี นตอบตามความเขา้ ใจของตนเอง เชน่ แตกตา่ งกนั แบบจำ� ลองสรา้ งขน้ึ ในตอนแรกไมไ่ ดแ้ สดง ถึงสนามแม่เหลก็ ไฟฟ้า 3. แบบจำ� ลองท่ีปรบั ปรงุ แล้วสามารถอธิบายการถา่ ยโอนความรอ้ นโดยไม่อาศัยตัวกลางไดอ้ ย่างไร แนวค�ำตอบ การถ่ายโอนความร้อนโดยไม่อาศัยตัวกลางเกิดขึ้นโดยการแผ่คล่ืนแม่เหล็กไฟฟ้าออกจาก แหล่งความร้อนในทุกทิศทาง โดยคลนื่ แมเ่ หล็กไฟฟา้ ไม่ต้องอาศัยตวั กลางในการเคลื่อนที่ 4. แบบจ�ำลองการถ่ายโอนความร้อนโดยไม่อาศัยตัวกลางท่ีสร้างขึ้น มีอะไรบ้างที่ไม่สามารถแสดงให้เห็น ตามความเป็นจริงได้ แนวคำ� ตอบ แบบจ�ำลองการถ่ายโอนความร้อนไม่สามารถแสดงให้เห็นตามความเป็นจริงได้ เช่น ทิศทาง การเคลื่อนทข่ี องคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า 5. จากกจิ กรรม สรปุ ไดว้ า่ อย่างไร แนวค�ำตอบ ความรอ้ นถา่ ยโอนโดยไมอ่ าศยั ตวั กลางของอนภุ าค แตค่ วามรอ้ นสง่ ผา่ นโดยแผค่ ลนื่ แมเ่ หลก็ ไฟฟา้ ซึ่งเคล่อื นทีอ่ อกจากแหล่งพลงั งานความรอ้ นในทุกทศิ ทาง สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

114 หน่วยท่ี 5 | พลังงานความรอ้ น คมู่ ือครูรายวชิ าพ้ืนฐานวทิ ยาศาสตร์ ความรเู้ พิ่มเตมิ สำ�หรับครู • คลนื่ แมเ่ หลก็ ไฟฟา้ (electromagnetic wave) เกดิ จากสนามไฟฟา้ ทเ่ี ปลย่ี นแปลงตามเวลา ทำ� ใหเ้ กดิ สนามแมเ่ หลก็ และในขณะเดียวกันสนามแม่เหล็กท่ีเปล่ียนแปลงตามเวลาก็ท�ำให้เกิดสนามไฟฟ้าด้วย โดยสนามไฟฟ้าและ สนามแม่เหล็กตา่ งก็มีทศิ ทางต้งั ฉากกัน • คลนื่ แม่เหลก็ ไฟฟา้ มีช่วงความถแ่ี ตกต่างกนั ชว่ งความถี่ตา่ ง ๆ ของคลนื่ แม่เหล็กไฟฟา้ เรียกว่า สเปกตรมั ของ คล่นื แมเ่ หล็กไฟฟา้ สเปกตรมั ของคลน่ื แมเ่ หล็กไฟฟา้ เชน่ แสง รังสอี นิ ฟราเรด รงั สีอลั ตราไวโอเลต คล่นื วทิ ยุ มนุษย์ประยุกต์ใช้คล่ืนแม่เหล็กไฟฟ้าในหลายด้าน เช่น การสื่อสาร โทรศัพท์เคล่ือนที่ และการรับส่งสัญญาณ วิทยุ • วตั ถทุ มี่ คี วามรอ้ นตำ�่ กวา่ 1,000 องศาเซลเซยี ส จะแผร่ งั สอี นิ ฟราเรดออกมาซง่ึ ไมส่ ามารถมองเหน็ ไดด้ ว้ ยตาเปลา่ แตส่ ามารถใชเ้ ครอ่ื งตรวจวดั หรอื บนั ทกึ ภาพความรอ้ นไดด้ ว้ ยกลอ้ งถา่ ยภาพรงั สอี นิ ฟราเรด ซงึ่ สที ป่ี รากฏในภาพ จะสอดคลอ้ งกบั อุณหภมู ิของวัตถนุ ั้น (สสวท., 2556; Walker, 2008) สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี