สสารและการ เปลี่ยนแปลง

สสารและการ เปลี่ยนแปลง โดย นางสาววาสนา เวียงสุข



คำนำ E-book เรื่อง สสารและการ เปลี่ยนแปลง ฉบับนี้จัดทำขึ้นเพื่อใช้ใน การประกอบการจัดการเรียนการสอน วิชาวิทยาศาสตร์ ในระดับชั้นประถม ศึกษาปีที่ 4 โรงเรียนหัตถกิจคริสเตียน โดยการบูรณาการเนื้อหาให้เข้าใจง่าย และสอดคล้องกับหลักสูตรแกนกลาง การศึกษาขั้นพื้นฐาน ผู้จัดทำหวังว่า E-book ฉบับนี้ จะ เป็นประโยชน์ต่อนักเรียนหรือผู้ที่สนใจใน เรื่อง \" สสารและการเปลี่ยนแปลง\" ไม่ มากก็น้อย หากผิดพลาดประการใด ขออภัยมา ณ ที่นี้ด้วย นางสาววาสนา เวียงสุข



สารบัญ หน้ า 1 เรื่อง 1 ความหมายของสสารและสาร 2 3 สสาร 4 สาร 4 สมบัติของสาร 5 สมบัติทางกายภาพ 5 สมบัติทางเคมี 7 สถานะของสาร 11 ของแข็ง 17 ของเหลว 18 แก๊ ส บรรณานุกรม ประวัติผู้จัดทำ



ความหมายของสารและสสาร สสาร ( Matter ) คือสิ่งที่มีมวล ต้องการที่อยู่ และ สามารถสัมผัสได้ หรืออาจหมายถึงสิ่งต่าง ๆ ที่อยู่รอบ ตัวเรา มีตัวตน ต้องการที่อยู่ สัมผัสได้ อาจมองเห็น หรือมองไม่เห็นก็ได้ ดังนั้ นอาจกล่าวได้ว่าสิ่งต่าง ๆ ที่ อยู่รอบตัวเรานั้ น ล้วนเป็น สสาร ทั้งสิ้น เช่น อากาศ หิน ดิน น้ำ ต้นไม้ สัตว์ บ้าน รถ หรือแม้กระทั้งตัวเรา เองเป็นต้น 1

สาร ( Substance ) คือสสารที่ศึกษาค้นคว้าจนทราบ สมบัติและองค์ประกอบที่แน่ นอนสารทุกชนิ ดจะมี ลักษณะเฉพาะตัวที่สามารถนำมาใช้ระบุชนิ ดของสาร ลักษณะเฉพาะตัวนี้ เรียกว่า สมบัติของสาร 2

สมบัติของสาร สมบัติของสาร หมายถึง ลักษณะเฉพาะตัวของสาร เช่น เนื้ อสาร สี กลิ่น รส การนำไฟฟ้า การละลายน้ำ จุดเดือด จุดหลอมเหลว ความเป็นกรด – เบส เป็นต้น ตัวอย่าง สมบัติของน้ำบริสุทธิ์ ไม่มีสี ไม่มีกลิ่น ไม่มีรส มีจุดเดือด = 100 °C และ จุดเยือกแข็ง = 0 °C 3

นั กวิทยาศาสตร์แบ่งสมบัติของสารออกเป็น 2 ประเภท คือ 1.สมบัติทางกายภาพ หรือสมบัติทางฟิสิกส์ ( Physical Properties ) หมายถึง สมบัติของสารที่ สามารถสังเกตได้จากลักษณะภายนอก หรือจาก การทดลองที่ไม่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาเคมี เช่น สถานะ เนื้ อสาร สี กลิ่น รส ความแข็ง ความอ่อน ความเหนี ยว ความหนาแน่ น จุดเดือด จุดหลอมเหลว การนำไฟฟ้า การละลายน้ำ ความถ่วงจำเพาะ ความร้อนแฝง เป็นต้น ซึ่งสมบัติ ทางกายภาพสามารถสังเกตลักษณะ ทาง กายภาพของสารได้โดยการใช้ประสาทสั มผัสหรือใช้ อุปกรณ์ที่ประดิษฐ์ขึ้น เช่น เครื่องวัดความหนาแน่ น เครื่องวัดการนำไฟฟ้า เครื่องวัดความชื้น เป็นต้น 2.สมบัติทางเคมี ( Chemical Properties ) หมายถึง สมบัติของสารที่เกี่ยวข้องกับองค์ประกอบภายในขอ สารที่แสดงออกมาให้เห็นเมื่อมีการเปลี่ยนแปลง ทางเคมีหรือการเกิดปฏิกิริยาเคมี โดยจะมีสารใหม่ เกิดขึ้น ซึ่งสารใหม่ที่เกิดขึ้นจะมีสมบัติแตกต่างไป จากเดิม เช่น การติดไฟ การผุกร่อน การทำ ปฏิกิริยากับน้ำ การทำปฏิกิริยากับกรด – เบส การ เกิดสนิ ม การเน่ าของผัก ผลไม้ เป็นต้น 4

สถานะของสาร เมื่อจำแนกสารโดยใช้การจัดเรียงตัวของอนุภาค ที่เป็นองค์ประกอบเป็นเกณฑ์ สารแบ่งออกเป็น 3 สถานะ ดังนี้ 1. ของแข็ง ( Solid ) หมายถึงสารที่มีลักษณะรูปร่างและปริมาตรคงที่ มีรูปร่างเฉพาะตัว เนื่ องจากอนุภาคในของแข็งจัดเรียง ชิดติดกันและอัดแน่ นอย่างมีระเบียบ มีแรงยึดเหนี่ ยว ระหว่างกันสูงมากทำให้อนุภาคไม่มีการเคลื่อนที่หรือ เคลื่อนที่ได้น้ อยมาก เปลี่ยนแปลงรูปร่างได้ยาก เช่น ไม้ หิน เหล็ก ทองคำ ดิน ทราย พลาสติก กระดาษ น้ำตาล เกลือแกง ตะกั่ว ถ่านไฟฉาย ยางรถยนต์ เป็นต้น 5

การเปลี่ยนสถานะของแข็ง - การหลอมเหลว เมื่อให้ความร้อนแก่ของแข็ง อนุภาคของของแข็งจะมีพลังงานจลน์ เพิ่มขึ้น ทำให้ อนุภาคมีการสั่นมากขึ้น และมีการถ่ายโอนพลังงานให้ แก่อนุภาคข้างเคียงอย่างต่อเนื่ อง จนกระทั่งบางอนุภาค ของของแข็งมีพลังงานสูงกว่าแรงยึดเหนี่ ยวระหว่าง อนุภาค อนุภาคของของแข็งจึงเริ่มเคลื่อนที่และอยู่ห่าง กันมากขึ้น ของแข็งจึงเกิดการเปลี่ยนสถานะเป็น ของเหลว เรียกว่า การหลอมเหลว ( Melting ) และเรียก อุณหภูมิในขณะที่ของแข็งเปลี่ยนสถานะเป็นของเหลวว่า จุดหลอมเหลว ( Melting point ) - การระเหิด เป็นการเปลี่ยนแปลงที่เกิดกับสาร ชนิ ดที่ไม่มีขั้วหรือมีขั้วน้ อยมาก และมีแรงยึดเหนี่ ยว ระหว่างอนุภาคเป็นแรงแวนเดอร์วาลส์ ( Van der Waals forces ) อย่างอ่อน เช่น แรงลอนดอน เมื่ออนุภาคของ สารได้รับความร้อนจากสิ่งแวดล้อมเพียงเล็กน้ อย จะ ทำให้อนุภาคของสารนั้ นแยกออกจากผลึก โดยเฉพาะ อนุภาคที่อยู่บริเวณผิวหน้ าของผลึกจะหลุดออกและ เคลื่อนที่เป็นอิสระได้ง่าย เช่น การระเหิดของไอโอดีน การระเหิดของแนฟทาลีน การบูร เมนทอล เป็นต้น 6

2. ของเหลว ( Liquid ) หมายถึงสารที่มีปริมาตรคงที่ แต่รูปร่างเปลี่ยนไป ตามภาชนะที่บรรจุ สามารถไหลได้ เนื่ องจากอนุภาคใน ของเหลวอยู่ห่างกันมากกว่าของแข็ง อนุภาคไม่ยึดติด กันจึงสามารถเคลื่อนที่ได้ในระยะใกล้ และมีแรงดึงดูด ซึ่งกันและกัน สามารถทะลุผ่านได้ เช่น น้ำ แอลกอฮอล์ น้ำมันพืช น้ำมันเบนซิน น้ำส้มสายชู น้ำหมึก น้ำอัดลม น้ำปลา เป็นต้น 7

สมบัติเพิ่มเติมของ ของเหลว - ความหนาแน่ น ( Density ) ของของเหลว ถ้า โมเลกุลของของเหลวมีแรงยึดเหนี่ ยวซึ่งกันและกันมาก โมเลกุลจะเข้าใกล้กันมากขึ้น ทำให้ความหนาแน่ นของ ของเหลวนั้ นสูง - แรงตึงผิว ( Surface tension ) เกิดจากความ ไม่สมดุลของแรงยึดเหนี่ ยวระหว่างโมเลกุลที่บริเวณผิว หน้ าของของเหลว โมเลกุลที่อยู่ภายในจะมีแรงยึด เหนี่ ยวระหว่างโมเลกุลกับโมเลกุลอื่นทุกทิศทุกทางใน ขณะที่ที่ผิวหน้ าของของเหลว โมเลกุลของเหลวบริเวณนี้ จะมีแรงยึดเหนี่ ยวระหว่างโมเลกุลกับโมเลกุลภายใน เท่านั้ น ด้านบนไม่มีแรงยึดเหนี่ ยวระหว่างโมเลกุล จึง เกิดแรงดึงเข้าภายในซึ่งแรงนั้ นคือแรงตึงผิว เสมือนมี ผิวมาเคลือบของเหลวไว้ ไม่ยอมให้วัตถุผ่านเข้าไป เป็นการพยายามลดพื้นที่ผิวให้น้ อยลง 8

ดังจะเห็นได้จากจิงโจ้น้ำเดินบนผิวน้ำได้โดยไม่ จมลงไป หรือหยดน้ำบนใบบอน บนฝากระโปรงรถที่ เคลือบเงาหรือบนผิวแอปเปิลหยดน้ำเหล่านี้ จะจับตัวกัน เป็นหยดคล้ายทรงกลม เนื่ องจากทรงกลมเป็นรูปทรงที่ มีพื้นที่ผิวน้ อยที่สุด ของเหลวที่มีแรงยึดเหนี่ ยวระหว่าง โมเลกุลมากจะมีแรงตึงผิวมาก เช่นน้ำซึ่งมีพันธะ ไฮโดรเจนก็จะมีแรงตึงผิวมากกว่าของเหลวชนิ ดอื่น ๆ - ความหนื ด ซึ่งเกิดจากแรงยึดเหนี่ ยวระหว่าง โมเลกุล ถ้ามีแรงยึดเหนี่ ยวระหว่างโมเลกุลมากเท่าไร โมเลกุลจะอยู่ใกล้ชิดกันมากขึ้น ทำให้มีความหนาแน่ น แรงตึงผิว และความหนื ดมากขึ้นด้วย 9

การเปลี่ยนสถานะของของเหลว - การระเหย ( Evaporation ) คือ การเปลี่ยน สถานะของสารจากของเหลวเป็นแก๊ส โดยที่การระเหย สามารถเกิดได้ทุกอุณหภูมิและเกิดเฉพาะผิวหน้ าของ ของเหลวเท่านั้ น การระเหยเกิดขึ้น เนื่ องจากโมเลกุล ของของเหลวมีการเคลื่อนที่ตลอดเวลา โดยไม่มีทิศทาง การเคลื่อนที่แน่ นอน บางโมเลกุลอาจเคลื่อนที่มาชนกัน จึงมีการถ่ายเทพลังงานจลน์ ระหว่างกันและกัน ภาย หลังการชนบางโมเลกุลมีพลังงานจลน์ สูงขึ้น แต่บาง โมเลกุลมีพลังงานจลน์ ต่ำลง โมเลกุลซึ่งมีพลังงานจลน์ สูงกว่า แรงยึดเหนี่ ยวระหว่างโมเลกุลและอยู่ที่ผิวหน้ า ของของเหลวจะสามารถแยกตัวอออกจากของเหลว เกิด การเปลี่ยนสถานะเป็นแก๊ส โมเลกุลที่เหลืออยู่มี พลังงานจลน์ ต่ำลงจึงต้องดูดพลังงาน ดังนั้ น เมื่อเหงื่อ แห้งจะรู้สึกเย็นเพราะเมื่อเหงื่อบางส่วนระเหยไป เหงื่อ ส่วนที่เหลือจะมีพลังงานต่ำจึงต้อง ดูดพลังงานจาก ผิวหนั งทำให้รู้สึกเย็น 10

3. แก๊ส ( Gas ) หมายถึงสารที่มีรูปร่าง และปริมาตรไม่คงที่ เปลี่ยนไปตามภาชนะที่บรรจุ มีลักษณะฟุ้งกระจายเต็ม ภาชนะที่บรรจุ เนื่ องจากอนุภาคของแก๊สอยู่ห่างกันมาก มีพลังงานในการเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วไปได้ในทุก ทิศทางตลอดเวลา จึงมีแรงดึงดูดระหว่างอนุภาคน้ อย มาก สามารถทะลุผ่านได้ง่าย และบีบอัดให้เล็กลงได้ง่าย เช่น อากาศ แก๊สออกซิเจน แก๊สหุงต้ม ไอน้ำ เป็นต้น 11

สมบัติเพิ่มเติมของแก๊ส 1. ถ้าให้แก๊สอยู่ในภาชนะที่เปลี่ยนแปลงปริมาตรได้ ปริมาตรของแก๊สจะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ความดันและจำ นวนโมล ดังนั้ นเมื่อบอกปริมาตรของแก๊สจะต้องบอก อุณหภูมิ ความดันและจำนวนโมลด้วย เช่น แก๊ส ออกซิเจน 1 โมล มีปริมาตร 22.4 dm3 ที่อุณหภูมิ 0 °C ความดัน 1 บรรยากาศ ( STP ) 2. สารที่อยู่ในสถานะแก๊สมีความหนาแน่ นน้ อยกว่า เมื่ออยู่ในสถานะของเหลวและของแข็งมาก เช่น ไอน้ำ มี ความหนาแน่ น 0.0006 g/cm3 แต่น้ำมีความแน่ นถึง 0.9584 g/cm3 ที่100 °C 3. แก๊สสามารถแพร่ได้ และแพร่ได้เร็วเพราะแก๊สมี แรงยึดเหนี่ ยวระหว่างโมเลกุลน้ อยกว่าของเหลวและ ของแข็ง 4. แก๊สต่าง ๆ ตั้งแต่ 2 ชนิ ดขึ้นไปเมื่อนำมาใส่ใน ภาชนะเดียวกัน แก๊สแต่ละชนิ ดจะแพร่ผสมกันอย่าง สมบูรณ์ทุกส่วน นั้ นคือส่วนผสมของแก๊สเป็นสารเดียว หรือเป็นสารละลาย ( Solution ) 5. แก๊สส่วนใหญ่ไม่มีสีและโปร่งใส เช่น แก๊ส ออกซิเจน ( O2 ) แก๊สไฮโดเจน ( H2 ) แก๊ส คาร์บอนไดออกไซด์ ( CO2 ) เป็นต้น 12

มาทำแบบฝึกหัดกัน 13

จงตอบคำถามต่อไปนี้ ให้ถูกต้อง 1.การที่ของแข็งเปลี่ยนสถานะเป็นของเหลว เรียกว่าอะไร ตอบ 2. การระเหยคือการเปลี่ยนสถานะจากอะไร ไปเป็นอะไร ตอบ 3..แก๊สมีลักษณะอย่างไร ตอบ 14

เฉลย จะตอบถูกไหมน้ า 15

จงตอบคำถามต่อไปนี้ ให้ถูกต้อง 1.การที่ของแข็งเปลี่ยนสถานะเป็นของเหลว เรียกว่าอะไร ตอบ การหลอมเหลว ( Melting ) 2. การระเหยคือการเปลี่ยนสถานะจากอะไร ไปเป็นอะไร ตอบ ของเหลวไปเป็นแก๊ส 3..แก๊สมีลักษณะอย่างไร ตอบ มีรูปร่าง และปริมาตรไม่คงที่ เปลี่ยนไปตาม ภาชนะที่บรรจุ มีลักษณะฟุ้งกระจายเต็มภาชนะที่ บรรจุ เนื่ องจากอนุภาคของแก๊สอยู่ห่างกันมาก 16

บรรณานุกรม กระทรวงศึกษาธิการ.(2561). บทเรียน อิเล็กทรอนิกส์ วิทยาศาสตร์ ป.5 เทอม 1. สืบค้นเมื่อวันที่ 9 มิถุนายน2566. จากhttp://www.mcp.ac.th/e- learning456.php กิตติศักดิ์ ปัญญา และคณะ. (2561). ของแข็ง ของเหลว แก๊ส. สืบค้นเมื่อวันที่ 9 มิถุนายน 2566.จากhttp://www.atom. rmutphysics.com/charud/oldnews /0/286/2/3/gas/gas/index.htm 17

ประวัติผู้จัดทำ ชื่อ : วาสนา เวียงสุข ชื่อเล่น : กาเหว่า ตำแหน่ ง : ครู สถานที่ทำงาน : โรงเรียนหัตถกิจคริสเตียน อีเมล : wassana3597ga@gmail .com 18