ใบความรู้ อีบุ๊ก 2

ใบความรอู้ เิ ล็กทรอนิกส์ (E-Books) หนว่ ยการเรยี นรู้ที่ 1 พลังงานความรอ้ น เร่อื ง ปรมิ าณความร้อนกบั การเปลย่ี นสถานะของสาร 1 โดย ........................................................................................ ม.1/____ เลขที่____ ผู้สอน นายเอกลักษณ์ ราชไรกจิ ภาคเรยี นที่ 2 ปีการศกึ ษา 2564 ชั้นมัธยมศึกษาปที ี่ 1 รหัสวิชา ว21103 กลมุ่ สาระการเรียนรู้วิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี โรงเรียนวังสามหมอวทิ ยาคาร



สารบญั หนา้ ปริมาณความร้อนกับการเปล่ยี นสถานะของสาร........................................1 1. ความหมายของปรมิ าณความรอ้ น ...................................................1 2. การเปลี่ยนสถานะของสาร ..............................................................2 2.1 คายความรอ้ น .........................................................................2 2.2 ดูดความรอ้ น ...........................................................................2

1 ปริมาณความรอ้ นกบั การเปลี่ยนสถานะของสาร 1. ความหมายของปรมิ าณความร้อน ปริมาณความร้อน 1 Cal คือ ปริมาณความร้อนที่ทำให้น้ำมวล 1 กรัมมีอณุ หภูมิสงู ขน้ึ 1 องศาเซลเซยี ส ปริมาณความร้อน 1 Kcal คือ ปริมาณความร้อนที่ทำให้น้ำมวล 1 กโิ ลกรัม มอี ุณหภมู ิสงู ข้ึน 1 องศาเซลเซียส ปริมาณความรอ้ น 1 กโิ ลแคลอรี่ = 1000 Cal ปริมาณความร้อน 1 Btu คือ ปริมาณความร้อนที่ทำให้น้ำมวล 1 ปอนด์มอี ณุ หภมู ิสูงขน้ึ 1 องศาฟาเรนไฮด์ โดยท่ปี รมิ าณความร้อน 1 Btu = 252 Cal เจมส์ จูล นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษพบว่าพลังงานความร้อน 1 แคลอรี่ เกิดจากการทำงาน 4.2 จูล ดังนั้นเราจึงใช้ตัวเลขค่านี้คำนวณ พลังงานความรอ้ นจากแคลอรเี่ ป็นจลู ได้ นัน่ คือ 1 Cal = 4.2J หรอื 1 Kcal = 4,200J โดยปรมิ าณความรอ้ น 1 จลู (1 J) คอื ปริมาณความรอ้ นท่ีมีขนาด เท่ากับงานที่เกิดจากแรง 1 นิวตัน (N) กระทำต่อวัตถุแล้วมีผลให้วัตถุนั้น เคลื่อนทไ่ี ปตามทิศทางของแรงกระทำเป็นระยะทาง 1 เมตร (m)

2 พลงั งานความร้อน 1 แคลอรี คอื พลังงานความรอ้ นที่ทำให้น้ำมวล 1 กรมั มอี ณุ หภมู เิ พม่ิ ข้นึ 1 องศาเซลเซยี ส (℃) พลังงานความรอ้ น 1 บีทียู คือ พลังงานความร้อนที่ทำใหน้ ำ้ มวล 1 ปอนด์ มีอุณหภูมิเพิ่มขึ้น 1 องศาฟาเรนไฮต์ (℉) ในช่วง 58.1 ℉ ถึง 59.1 ℉ จากการทดลองพบวา่ 1 cal = 4.186 J 1 BTU = 252 cal = 1055 J 2. การเปลยี่ นสถานะของสาร การเปลี่ยนสถานะของระบบ จะแบง่ ออกเปน็ 2 ประเภท คอื 2.1 คายความร้อน เปน็ การถ่ายเทพลังงานจากระบบสู่ส่ิงแวดล้อม ทำให้สงิ่ แวดลอ้ มมอี ุณหภูมสิ งู ขน้ึ 2.2 ดูดความร้อน เป็นการถ่ายเทพลังงานจากสิ่งแวดล้อมสู่ระบบ ทำให้สง่ิ แวดล้อมมีอณุ หภมู ลิ ดลง การเปล่ียนแปลงสถานะของสารจะมีพลงั งานเข้ามาเกี่ยวข้อง ดังน้ี

3 รปู ท่ี 1 แสดงตวั อย่างการเปลยี่ นสถานะของระบบ รปู ท่ี 2 แสดงตัวอย่างการเปล่ียนสถานะของสาร การหลอมเหลว (melting) สารเปลี่ยนสถานะจากของแข็งเป็น ของเหลว โดยต้องให้ความร้อน ทำให้อนุภาคเอาชนะแรงยึดเหนี่ยวได้ ณ อุณหภูมิที่เรียกว่า จุดหลอมเหลว (melting point) เป็นค่าคงที่ของสาร หนึง่ ๆ เทา่ น้ัน

4 การกลายเป็นไอ (evaporation) สารเปลี่ยนสถานะจากของ เหลวไปเป็นแก๊ส เมื่ออนุภาคของของเหลวมีพลังงานมาก จนทำให้อนภุ าค แยกออกจากกัน เรียกอุณหภูมิที่ทำให้อนุภาคชนะแรงยึดเหนี่ยวของ ของเหลวไดว้ ่า จดุ เดือด (boiling point) การแข็งตัว (freezing) สารเปลี่ยนสถานะจากของเหลวเป็น ของแข็ง หรือแก๊สเป็นของแข็ง โดยจะมีการคายพลังงานออกมา ทำให้ อนภุ าคมีพลังงานในการส่นั น้อย อนุภาคจงึ เรยี งตัวแบบชิดกันมากขึน้ การควบแน่น (condensation) สารเปลี่ยนสถานะจากแก๊สเป็น ของเหลว เช่น กระบวนการเกิดฝน (ไอน้ำ ระบบความเย็น จะกลั่นตัวเปน็ นำ้ ) การระเหิด (sublimation) สารเปลี่ยนสถานะจากของแข็งเป็น แกส๊ เชน่ การระเหดิ ของลกู เหม็นการเปลยี่ นแปลงสถานะของน้ำ ความร้อนแฝง (latent heat) เป็นพลังงานความร้อนที่ใช้เพ่ือ เปล่ยี นสถานะ (ดดู พลงั งาน) โดยอุณหภูมไิ ม่เปลย่ี นแปลง มี 2 ประเภท คอื 1. ความร้อนแฝงจำเพาะของการหลอมเหลว (latent heat of fusion) เป็นพลังงานความร้อนท่ีดูดเข้าไป เพือ่ เปลยี่ นสถานะจากของแข็ง เปน็ ของเหลว โดยอุณหภูมิคงที่

5 2. ความร้อนแฝงจำเพาะของการกลายเปน็ ไอ (latent heat of vaporization) เป็นพลังงานความร้อนที่ดูดเข้าไปเพื่อเปลี่ยนสถานะจาก ของเหลวเป็นแก๊สสารที่เราพบเห็นได้ในชีวิตประจำวันนั้นมีทั้งสารที่อยู่ใน สถานะของแข็ง ของเหลว และแก๊ส โดยสารสามารถเปล่ียนจากสถานะหน่ึง ไปเป็นอีกสถานะหนึ่งได้ ซึ่งเกิดจากการเปลี่ยนแปลงพลังงานประเภทดูด หรือคายพลังงาน และสามารถทำให้สารเปล่ียนกลับมาอยู่ในสถานะเดิมได้ อีกด้วย เช่น นำ้ แขง็ เมอ่ื ไดร้ ับความรอ้ นจะหลอมเหลวกลายเป็นน้ำ และเม่ือ น้ำได้รับความรอ้ นสูง ๆ จนถงึ จุดเดอื ดจะกลายเปน็ ไอนำ้ ซง่ึ ไอนำ้ นี้สามารถ ควบแน่นกลับมาเป็นน้ำได้ และเมื่อนำ้ ได้รับความเย็นจนถึงจุดเยือกแข็งจะ กลบั มาอยูใ่ นรปู ของนำ้ แข็ง เป็นตน้ การเปลี่ยนสถานะของสารจากของแข็งไปเป็นของเหลว และจาก ของเหลวไปเป็นแก๊ส จะต้องให้ความร้อนแก่สาร เพื่อให้แรงยึดเหนี่ยว ระหว่างอนุภาคของสารลดลง ทำให้อนุภาคของสารเกิดการจับตัวกัน น้อยลง และเกดิ ชอ่ งวา่ งระหวา่ งอนุภาคมากขึ้น การเปลี่ยนสถานะของสารจากแก๊สกลับมาเป็นของเหลว และจาก ของเหลวกลับมาเป็นของแข็ง จะต้องลดอุณหภูมิของสาร เพื่อให้แรงยึด เหนี่ยวระหว่างอนุภาคของสารเพิ่มขึ้น ทำให้อนุภาคของสารเกิดการจับตวั กนั มากขน้ึ และเกดิ ช่องวา่ งระหว่างอนภุ าคนอ้ ยลง

ติดต่อ นายเอกลักษณ์ ราชไรกิจ (ครูนอตแนต) 6 เว็บไซต์ https://www.facebook.com/KnotNat01/ เวบ็ ไซต์ https://pubhtml5.com/bookcase/mvty สบื ค้นจากชั้นหนงั สอื อเิ ล็กทรอนกิ ส์ จัดทาโดย นายเอกลกั ษณ์ ราชไรกิจ