We’ve updated our privacy policy so that we are compliant with changing global privacy regulations and to provide you with insight into the limited ways in which we use your data.
You can read the details below. By accepting, you agree to the updated privacy policy.
Thank you!
View updated privacy policy
We've encountered a problem, please try again.
เอกสารประกอบการจดั การเรยี นการสอน เรื่อง พลงั งานความร้อน โดย ................................................................................. ช้ัน ม.1/......................... เลขท่ี ........................... เสนอ คณุ ครูนางสาวนิตยา นาสีเคน คณุ ครูเอกลักษณ์ ราชไรกจิ ครผู สู้ อนประจำรายวชิ า รหัสวชิ า ว 21103 รายวชิ าวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี ภาคเรียนที่ 2 ปีการศึกษา 2564 โรงเรยี นวังสามหมอวิทยาคาร
ก รายละเอยี ดแผนการจัดการเรียนรู้ รายวิชาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี สาระที่ 2 วิทยาศาสตร์กายภาพ หน่วยการเรียนรู้ที่ 3 เรื่อง พลังงานความรอ้ น ชัน้ มธั ยมศึกษาปีที่ 1 ดังนี้ มาตรฐาน ว 2.1 เขา้ ใจสมบัติของสสาร องคป์ ระกอบของสสาร ความสัมพันธ์ระหว่างสมบัติ ของสสารกับโครงสร้างและแรงยึดเหนีย่ วระหว่างอนุภาค อยากและธรรมชาติของการเปลี่ยนแปลง สถานะของสสาร การเกดิ สารละลาย การเกดิ ปฏิกริ ยิ าเคมี ตัวชี้วัด ม.1/10 อธิบายความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานความร้อนกับ การเปลี่ยนสถานะของ สสาร โดยใช้หลักฐานเชิงประจักษ์และแบบจำลอง และมาตรฐาน ว 2.3 เข้าใจความหมายของพลังงาน การเปลี่ยนแปลงและการถ่ายโอน พลังงาน ปฏิสัมพันธ์ระหว่างสสารและพลังงาน พนักงานในชีวิตประจำวัน ธรรมชาติของคลื่น ปรากฏการณ์ทเ่ี กย่ี วข้องกบั เสยี่ ง แสง และคลนื่ แมเ่ หลก็ ไฟฟา้ รวมท้ังนำความรูไ้ ปใช้ประโยชน์ ตัวชวี้ ัด ม.1/1 วเิ คราะห์ แปลความหมายข้อมูล และคำนวณปรมิ าณความร้อน ทที่ ำให้สสาร เปลย่ี นอุณหภูมิ และเปลย่ี นสถานะ โดยใชส้ มการ Q = mcΔt และ Q = mL ตวั ชว้ี ดั ม.1/2 ใช้เทอร์มอมเิ ตอรใ์ นการวดั อณุ หภูมิของสสาร ตัวชี้วัด ม.1/3 สร้างแบบจำลองที่อธิบาย การขยายตัวหรือหดตัวของสสารเนื่องจากได้รับ หรือสูญเสีย ความร้อน ตัวชี้วัด ม.1/4 ตระหนักถึงประโยชน์ของความรู้ของการหดและขยายตัวของสสารเน่ืองจาก ความร้อน โดยวิเคราะห์สถานการณ์ปัญหา และเสนอแนะวิธีการนำความรู้มาแก้ปัญหาใน ชีวิตประจำวัน ตวั ช้ีวดั ม.1/5 วเิ คราะห์สถานการณ์ การถา่ ยโอนความรอ้ นและคำนวณปรมิ าณความร้อนที่ ถ่ายโอนระหว่างสสารจนเกดิ สมดุลความร้อนโดยใชส้ มการ Qสญู เสยี = Qไดร้ ับ และตัวชี้วัด ม.1/6 สร้างแบบจำลองที่อธิบาย การถ่ายโอนความร้อน โดยการนำความร้อน การพาความร้อน การแผร่ งั สีความรอ้ น
ข สารบญั เร่อื งที่ หนา้ พลังงานความรอ้ นกบั การเปลี่ยนสถานะของสาร...……………………....…....…………… 1 ใบกจิ กรรมที่ 1 ..............…………………….........….......................…………....…………… 4 ปรมิ าณความร้อนกับการเปลย่ี นสถานะของสาร 1 ...…………………….........….......... 5 ใบกิจกรรมที่ 2 ..............…………………….........….......................…………....…………… 6 ปริมาณความร้อนกับการเปลย่ี นสถานะของสาร 2 ...…………………….........….......... 7 ใบกิจกรรมที่ 3 ..............…………………….........….......................…………....…………… 12 เครื่องมือในการวัดอณุ หภมู ขิ องสาร...……………….....................…………....…………… 13 ใบกิจกรรมที่ 4 ..............…………………….........….......................…………....…………… 15 การขยายและหดตัวของสสารเนื่องจากความรอ้ น...…………......…………....…………… 16 ใบกจิ กรรมที่ 5 ..............…………………….........….......................…………....…………… 17 ประโยชน์การขยายและหดตัวของสสารเนื่องจากความรอ้ น...………...….................. 18 ใบกจิ กรรมท่ี 6 ..............…………………….........….......................…………....…………… 19 สมดุลความรอ้ น..............…………………….........….......................…………....…………… 20 ใบกจิ กรรมท่ี 7 ..............…………………….........….......................…………....…………… 21 การถา่ ยโอนความรอ้ น....…………………….........….......................…………....…………… 22 ใบกิจกรรมที่ 8 ..............…………………….........….......................…………....…………… 23
1 พลังงานความร้อนกบั การเปลี่ยนสถานะของสสาร นกั เรยี นคงเคยเดินท่ามกลางแสงแดด หรือเคยนง่ั รอบกองไฟแล้วรู้สึกว่าร้อน ที่เป็นเช่นนั้นก็ เพราะวา่ ดวงอาทิตย์หรือกองไฟเปน็ แหลง่ กำเนิดพลงั งานความรอ้ น เมื่อความรอ้ นแผก่ ระจายออกไป จะส่งผลให้อากาศรอบ ๆ มีอุณหภูมิสูงขึ้น ทำให้เรารู้สึกร้อน ความร้อนเป็นพลังงานรูปหนึ่ง ซึ่ง สามารถทำงานไดแ้ ละเปลี่ยนรูปได้ มนุษย์นำพลังงานความรอ้ นไปใช้ประโยชน์ในชวี ิตมากมายความ ร้อนจะถ่ายโอนไปยังวัตถุต่าง ๆ โดยวิธีการใดบ้าง และจะส่งผลต่อการเปลีย่ นแปลงของสารอย่างไร เราจะไดเ้ รยี นรกู้ นั ในบทเรยี นนี้ พลังงานความร้อน (thermal energy) เป็นพลังงานที่สามารถเคลื่อนที่จากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง เนื่องจากความแตกต่างของอุณหภูมิ โดยจะเคลื่อนที่จากบริเวณที่มีอุณหภูมิสูงกว่าไปยังบรเิ วณที่มี อณุ หภูมติ ำ่ กว่า เมอื่ วตั ถดุ ดู พลังงานความร้อนจะทำใหพ้ ลังงานในวตั ถุเพ่ิมข้นึ การเปลี่ยนแปลงสถานะของสสาร สถานะของสสาร คือ การเรยี งตวั ของโมเลกุลของสสารในอณุ หภมู ิท่แี ตกต่างกัน ทำให้เกดิ เป็นสถานะ ที่แตกต่างกัน สถานะของสสารที่เราเห็นความแตกต่างไดช้ ัดเจน คือ สถานะของนำ้ ซึ่งเรารู้จักน้ำใน รูปแบบของของแข็ง ของเหลว และก๊าซ ส่วนสสารอื่น ๆ เราอาจจะพบเจอในรูปแบบที่แตกต่างกัน ออกไป สถานะของสสาร - สถานะของแขง็ (_______) อนุภาคจะอยู่ใกล้ชิดกันมากทีส่ ุด และไม่สามารถเคลือ่ นทีไ่ ด้ แรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาคจะสูงกว่าในสถานะอื่น ๆ ของสสาร ทำให้เราสามารถวัดปริมาตรของ สสารไดอ้ ยา่ งคงท่ี เชน่ อะลมู ิเนยี ม ทอง ในอณุ หภมู หิ ้องจะมีสถานะของแข็ง - สถานะของเหลว (_______) อนุภาคที่อยู่ในสถานะของเหลวจะมีระยะห่างระหว่าง อนภุ าคมากข้ึน อนภุ าคสามารถเคลอื่ นที่ได้อยา่ งอิสระตามภาชนะทบี่ รรจุ แม้จะมรี ปู รา่ งไมแ่ น่นอนแต่ ปริมาตรของมันยังคงท่ี เชน่ แอลกอฮอล์ หรอื น้ำในอุณหภูมิห้อง - สถานะก๊าซ (_______) เปน็ สถานะท่ีอนภุ าคจะอยหู่ ่างกันมากที่สดุ แรงยึดเหนี่ยวระหว่าง อนุภาคก็น้อยที่สุดเช่นกัน ปริมาตรและรูปร่างจะแปรผันตามภาชนะที่บรรจุ สสารในสถานะก๊าซ
2 ปริมาณที่เท่ากันแต่บรรจุในภาชนะที่มีปริมาตรต่างกัน ก็จะมีความเข้มข้นต่างกัน เนื่องจากมันจะ กระจายตัวอยเู่ ตม็ พนื้ ท่ีของภาชนะ เช่น กา๊ ซออกซเิ จน ภาพที่ 1 แสดงสถานะของสสาร การเปลยี่ นสถานะของระบบ จะแบง่ ออกเปน็ 2 ประเภท คือ 1. คายความรอ้ น เป็นการถา่ ยเทพลังงานจากระบบสสู่ ิง่ แวดล้อม ทำใหส้ ิ่งแวดล้อมมีอุณหภูมิ สูงข้ึน 2. ดดู ความรอ้ น เปน็ การถา่ ยเทพลังงานจากสิง่ แวดล้อมส่รู ะบบ ทำใหส้ งิ่ แวดล้อมมีอุณหภูมิ ลดลง ภาพที่ 2 แสดงการเปล่ียนสถานะของระบบ
3 ตารางท่ี 1 การความสมั พันธ์ระหว่างพลงั งานความรอ้ นกบั การเปล่ียนสถานะของสสาร ภาพท่ี 3 แสดงการเปลย่ี นสถานะของสสาร ควิ อาร์โค้ดใบความร้เู พม่ิ เตมิ : ควิ อารโ์ ค้ด PhET :
4 ใบกิจกรรมท่ี 1 คำช้แี จง ใหน้ กั เรียนสรุปความรู้พลังงานความรอ้ นกบั การเปล่ียนสถานะของสสารในรปู แบบแผนผัง มโนทัศน์ (Concept Mapping) ชอ่ื -สกลุ ........................................................................................ ชน้ั ...................... เลขที่ .........
5 ปรมิ าณความรอ้ นกบั การเปลยี่ นสถานะของสาร 1 สสารมี 3 สถานะ คอื ของแขง็ ของเหลว และกา๊ ช สสารสามารถเปลี่ยนสถานะจากสถานะใด สถานะหน่งึ ไปเป็นอีกสถานะหน่งึ เม่อื ได้รับปรมิ าณความรอ้ นหรอื คายความร้อนในปริมาณทเ่ี หมาะสม เช่น น้ำแข็งเมื่อไดร้ บั ความรอ้ นจะละลายกลายเป็นน้ำหรือไอน้ำเม่อื คายความรอ้ นจะเกิดกาควบแน่น หยดนำ้ ความหมายของปริมาณความรอ้ น ปริมาณความร้อน 1 Cal คือ ปริมาณความร้อนที่ทำให้น้ำมวล 1 กรัมมีอุณหภูมิสูงขึ้น 1 องศาเซลเซยี ส ปริมาณความร้อน 1 Kcal คือ ปริมาณความร้อนที่ทำให้น้ำมวล 1 กโิ ลกรมั มีอุณหภูมิสูงขึ้น 1 องศาเซลเซียส ปริมาณความร้อน 1 กโิ ลแคลอรี่ = 1000 Cal ปริมาณความร้อน 1 Btu คือ ปริมาณความร้อนที่ทำให้น้ำมวล 1 ปอนด์มีอุณหภูมิสูงขึ้น 1 องศาฟาเรนไฮด์ โดยทีป่ ริมาณความร้อน 1 Btu = 252 Cal เจมส์ จูล นกั วิทยาศาสตรช์ าวองั กฤษพบวา่ พลังงานความร้อน 1 แคลอรี่ เกิดจากการทำงาน 4.2 จูล ดงั นนั้ เราจงึ ใชต้ ัวเลขคา่ นีค้ ำนวณพลังงานความร้อนจากแคลอร่เี ป็นจลู ได้ นั่นคอื 1 Cal = 4.2J หรือ 1 Kcal = 4,200J โดยปริมาณความร้อน 1 จูล (1 J) คอื ปริมาณความร้อนท่มี ขี นาดเทา่ กับงานท่ีเกดิ จากแรง 1 นิวตัน (N) กระทำต่อวัตถุแล้วมผี ลให้วัตถุนัน้ เคลื่อนทีไ่ ปตามทิศทางของแรงกระทำเป็นระยะทาง 1 เมตร (m) คิวอารโ์ คด้ ใบความรเู้ พิ่มเตมิ : ควิ อาร์โคด้ PhET :
6 ใบกิจกรรมท่ี 2 คำชีแ้ จง ให้นกั เรียนสรุปความรู้เรื่อง ความหมายของปริมาณความรอ้ น ที่ทำให้สสารเปล่ียนอุณหภูมิ และเปลี่ยนสถานะ ในรูปแบบแผนผังมโนทศั น์ (Concept Mapping) ช่อื -สกุล........................................................................................ ชนั้ ...................... เลขท่ี ......
7 ปรมิ าณความรอ้ นกบั การเปลี่ยนสถานะของสาร 2 ภาพท่ี 4 แสดงกราฟแสดงการเปลีย่ นสถานะของน้ำที่อณุ หภมู ิต่าง ๆ 1. การคำนวณหาค่าปริมาณความร้อน กรณีที่ 1 การคำนวณหาค่าปริมาณความร้อนที่ทำให้สารเปลี่ยนสถานะโดยอุณหภูมิคงที่ คำนวณไดจ้ ากสูตร Q = mL เมอื่ Q คือ ปริมาณความรอ้ นหรอื คา่ ความรอ้ นแฝงทีใ่ ช้ในการเปลี่ยนสถานะ มีหน่วยเป็นแคลอรี หรอื กโิ ลแคลอรี m คือมวลของสาร มหี น่วยเป็นกรัมหรอื กิโลกรัม L คือ ความรอ้ นแฝงจำเพาะของสาร มีหนว่ ยเปน็ แคลอรีตอ่ กรัมหรอื กโิ ลแคลอรีตอ่ กโิ ลกรมั
8 กรณีที่ 2 การคำนวณหาปริมาณความร้อนโดยที่อุณหภูมิเปลี่ยนแปลง คำนวณได้จากสูตร Q = mcΔt เมอ่ื Q คอื ปริมาณความร้อนที่สารได้รบั มหี น่วยเปน็ แคลอรี m คอื มวลของสาร มหี นว่ ยเปน็ กรมั c คือ ความจจุ ำเพาะของสาร มีหนว่ ยเป็นแคลอรีต่อกรัม×องศาเซลเซยี ส (น้ำใช้สัญลักษณ์ c แทนคา่ ความจุจำเพาะของนำ้ ) ของนำ้ แขง็ และ ไอน้ำ คือ ประมาณ 0.5) Δt คือ อณุ หภูมิของนำ้ ทเ่ี ปลยี่ นไป มหี นว่ ยเปน็ องศาเซลเซียส รูปที่ 5 แสดงการเปลีย่ นแปลงอณุ หภูมิเม่ือมีเวลามาเกย่ี วขอ้ ง ในชว่ งหมายเลข 1 กบั หมายเลข 3 สถานะเปล่ียนแต่อณุ หภูมไิ ม่เปลี่ยน ส่วนในชว่ งหมายเลข 2 อุณหภูมิเปลี่ยนแต่สถานะไม่เปลี่ยน นักเรียนจะได้ศึกษาการคำนวณหาค่าพลังงานที่ใช้ในการ เปล่ียนสถานะจากตัวอย่างตอ่ ไปนี้ สรปุ ปรมิ าณความรอ้ น 1. สูตร Q = mcΔt ไม่เปล่ยี นสถานะ, เปลีย่ นอณุ หภมู ิ 2. สตู ร Q = mL เปล่ยี นสถานะ, ไม่เปล่ียนอณุ หภมู ิ
9 ภาพที่ 6 แสดงสรุป ปรมิ าณความรอ้ น ตวั อยา่ งการคำนวณ ภาพท่ี 7 แสดงสูตรที่นกั เรียนควรจดจำ
10 ตวั อยา่ งท่ี 1 นำ้ มวล 60 กรมั 40 °C มอี ุณหภมู เิ พิ่มเปน็ 70 °C ต้องใชพ้ ลังงานความร้อนก่แี คลอร่ี? วธิ ีทำ วาดรูป ของเหลว ของแข็ง นำ้ 40 °C นำ้ 70 °C ก๊าซ กำหนดตัวแปร m = 60 g, Δt = 70 °C – 40 °C = 30 °C, Q = ? แทนคา่ Q = mcΔt Q = (60)(1)(30) Q = 1,800 แคลอร่ี ตอบ ตอ้ งใช้พลังงานความรอ้ น 1,800 แคลอรี่ ตัวอย่างท่ี 2 นำ้ 100 กรัม ที่ 0 °C กลายเป็นน้ำแขง็ ทง้ั หมด ต้องใช้ความรอ้ นเท่าใด? วธิ ีทำ วาดรูป ของเหลว ของแข็ง ก๊าซ น้ำ 0 °C นำ้ 0 °C กำหนดตวั แปร m = 100 g, Q = ? แทนค่า Q = mL Q = (100)(80) Q = 8,000 แคลอร่ี เปลย่ี นเป็นกโิ ลแคลอรี่ Q = 8,000 / 1,000 Q = 8 กโิ ลแคลอร่ี
11 ตวั อย่างที่ 3 ไอน้ำ 80 กรัม กลายเป็นน้ำท่อี ณุ หภูมิ 30 °C ใชค้ วามร้อนก่ีแคลอรี?่ วธิ ที ำ วาดรูป เปล่ียนอณุ หภมู ิ เปล่ียนสถานะ น้ำ (g) น้ำ (aq) น้ำ (aq) 100 °C 100 °C 30 °C กำหนดตัวแปร m = 8g, Q = ? แทนคา่ Q = mL + mcΔt Q = ((80)(540)) + ((80)(1)(100 – 30) Q = 43,200 + 5,600 Q = 48,800 แคลอร่ี ควิ อารโ์ คด้ ใบความร้เู พ่มิ เตมิ : ควิ อารโ์ คด้ PhET :
12 ใบกจิ กรรมที่ 3 คำชี้แจง ให้นักเรียนสรุปความรู้จากตัวอย่างปัญหาความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานความร้อนกับการ เปลยี่ นสถานะของสสาร ในรปู แบบแผนผงั มโนทัศน์ (Concept Mapping) ตามโจทย์ต่อไปนี้ ช่อื -สกุล........................................................................................ ชน้ั ...................... 1. น้ำแข็งมวล 60 กรัม อุณหภูมิ 0 °C ต้องการทำให้เป็นไอน้ำเดือดอุณหภูมิ 100 °C จะต้องใช้ ปริมาณความรอ้ นเทา่ ใด? 2. นำ้ มวล 30 กรัม อุณหภูมิ 0 °C ทำให้อณุ หภูมิสงู ขึ้นเป็น 60 °C จะต้องใช้ปรมิ าณความรอ้ นเท่าใด?
13 เครื่องมอื ในการวัดอณุ หภูมิของสสาร Thermometer เป็นเครื่องวัดอุณหภูมิ คือเครื่องมือวัดปริมาณของระดับความร้อนหรือ ความเยน็ เครอ่ื งมือวดั ท่ีใช้วดั อณุ หภูมิเรยี กวา่ เทอร์โมมเิ ตอร์ ทำจากหลอดแก้วภายในบรรจุของเหลว ประเภทปรอทหรือแอลกอฮอล์ โดยของเหลวภายในหลอดแก้วจะหดตัวเมื่อได้รับความเย็นและ ขยายตัวเม่อื ไดร้ บั ความร้อน บนหลอดแกว้ จะมสี เกลสำหรับบอกระดบั อุณหภูมิ เมือ่ ต้องการวัดให้จุ่ม กระเปาะที่ปลายของหลอดแก้วให้สัมผัสกับวัตถุที่ต้องการวัด นอกจากเทอร์โมมิเตอร์แล้วยังมี เครอ่ื งมือวดั อณุ หภมู ิประเภทอ่นื ๆ เช่น เทอร์โมคัปเปลิ , รงั สอี นิ ฟาเรด, เทอรม์ ิสเตอร์ ฯลฯ ภาพท่ี 7 แสดงภาพเทอโมมเิ ตอร์ในหนว่ ยต่าง ๆ 1. อุณหภมู ิ 30 องศาเซลเซยี ส มีคา่ เปน็ กอี่ งศาฟาเรนไฮต์ องศาโรเมอร์ และเคลวิน? ควิ อาร์โคด้ ใบความรู้เพ่ิมเตมิ : คิวอารโ์ คด้ PhET :
14 วิธกี ารใชง้ านเทอรโ์ มมิเตอร์ 1. ใชม้ ือท่ีถนัดจบั ทางสว่ นปลายของเทอร์มอมิเตอร์ด้านท่ีไม่มกี ระเปาะ 2. ใช้เทอร์มอมเิ ตอร์ตั้งตรงในแนวดงิ่ และหนั ดา้ นทีม่ ีตัวเลขเขา้ หาตวั 3. กระเปาะตอ้ งไม่สมั ผสั กบั ภาชนะทีบ่ รรจุสิ่งทต่ี ้องการวดั 4. การอา่ นอุณหภมู ิสายตาจะต้องอย่ใู นระดับเดียวกบั ของเหลวทีอ่ ยใู่ นเทอรม์ อมเิ ตอร์ ภาพท่ี 8 แสดงภาพเทอโมมเิ ตอร์
15 ใบกิจกรรมท่ี 4 คำชี้แจง ให้นักเรียนสรุปความรู้การใช้เทอรม์ อมิเตอรใ์ นการวดั อุณหภูมิของสสาร ในรูปแบบแผนผงั มโนทัศน์ (Concept Mapping) ชอ่ื -สกุล........................................................................................ ชน้ั ......................
16 การขยายและหดตวั ของสสารเนือ่ งจากความร้อน เคยสงสัยหรือไม่ครับว่าทำไม เวลาหน้าร้อน ประตูห้องของคุณจะปิดยากขึ้นกว่าปกติ (หาก เป็นประตไู ม้นะครับ) และทำไมรางรถไฟจึงไม่ตอ่ เป็นเส้นเดียวกนั โดยตลอด ทำไมจงึ ต้องเว้นช่องว่าง เล็ก ๆ เอาไว้ระหว่างรางแต่ละเส้น เนื่องจากว่า วัตถุเมื่อได้รับความร้อนจะเกิดการขยายตัว ทำให้ ความยาว พ้นื ทหี่ น้าตดั และปริมาตรของ วัตถเุ พ่มิ ขึ้นมากกว่าเดมิ ในทางตรงกนั ข้ามถ้าวัตถคุ ายความ ร้อนออก (วัตถุมีอุณหภูมิเย็นลง) ย่อมทำให้เกิดการหดตัว ความยาว พื้นที่หน้าตัด และปริมาตรลด นอ้ ยลง การขยายตวั ของวตั ถุ วัตถุบางชนิดจะขยายตัวเมื่อได้รับความรอ้ นและจะหดตัวเมื่อคายความร้อน การขยายตัวของ วตั ถเุ ป็นสมบตั ิเฉพาะตัวของวัตถุ อัตราส่วนระหว่างขนาดของวัตถุที่เปลย่ี นแปลงไปกับขนาดเดิมของ วตั ถุตอ่ อณุ หภมู ิทีเ่ ปลย่ี นแปลง เรียกว่า \"สมั ประสิทธ์ขิ องการขยายตวั \" วตั ถุใดทีม่ สี ัมประสิทธ์ิของการ ขยายตัวมากจะขยายตัวได้มากกว่าวัตถุที่มีสัมประสิทธิ์การขยายตัวน้อย เช่น ที่อุณหภูมิ 25 องศา เซลเซียส และความดันบรรยากาศเดียวกัน สังกะสี ตะกั่ว อะลูมิเนียม จะขยายตัวได้มากไปน้อย ตามลำดบั ความรู้เรือ่ งการขยายตวั ของวัตถเุ ม่อื ได้รับความร้อนถูกนำไปใช้ประโยชนอ์ ย่างกว้างขวาง เช่น การเว้นรอยต่อของรางรถไฟ การเว้นช่องว่างของหัวสะพาน การประดิษฐ์เทอร์มอมิเตอร์ และการ ตดิ ต้งั เทอรม์ อสแตตไฟฟา้ เพอ่ื ใชค้ วบคมุ ระดบั อณุ หภมู ิของเคร่อื ง ขอ้ สังเกตุท่คี วรทราบ 1. วัตถุชนิดเดียวกันหากมีความยาวเท่ากัน เมื่อได้รับความร้อนปริมาณเท่ากัน วัตถุจะ ขยายตวั ออก (ความยาว หรือ พน้ื ทีห่ นา้ ตดั ) เทา่ กัน 2. วัตถุตา่ งชนิดกนั หากมคี วามยาวเทา่ กัน เม่อื ได้รบั ความรอ้ นปรมิ าณเท่ากนั วัตถจุ ะขยายตัว ออก (ความยาว หรือ พ้ืนทห่ี น้าตัด) ไมเ่ ท่ากัน คิวอารโ์ ค้ดใบความรเู้ พม่ิ เติม :
17 ใบกิจกรรมที่ 5 คำชี้แจง ให้นักเรียนสรุปความรู้จากตัวอย่างแบบจำลองที่อธิบายการขยายตัวหรือหดตัวของสสาร เนอื่ งจากได้รบั หรอื สญู เสยี ความรอ้ น ในรูปแบบแผนผงั มโนทศั น์ (Concept Mapping) ชือ่ -สกุล........................................................................................ ชนั้ ......................
18 ประโยชน์ของการหดและขยายสสารเนอ่ื งจากความรอ้ น การนำความรู้เกี่ยวกบั การขยายตัวของวัตถไุ ปใชป้ ระโยชน์ มีมากมาย เชน่ 1. การออกแบบบ้านให้ระบายความร้อนได้ดี จากการขยายตัวของแก๊สได้นำมาใช้ในการ ออกแบบบา้ นทรงไทยใหม้ ีใต้ถนุ สงู หนา้ จั่วหลงั คาสูงมากและมีชอ่ งอากาศเพ่ือให้อากาศร้อนที่ลอยตัว สูงข้นึ ระบายออกมาจากบ้านได้ดี ทำใหม้ อี ากาศเย็นจากภายนอกเคล่อื นเขา้ มาแทนที่ 2. การสร้างบอลลูน การเป่าลมร้อนเข้าไปในบอลลูน ทำให้อากาศที่อยู่ภายในบอลลูนร้อน และลอยสูงขนึ้ เม่อื มีปริมาณมากจะทำให้บอลลนู สามารถลอยตวั ได้ 3. การสร้างตัวควบคุมอุณหภูมิ จากความรู้เกี่ยวกับขยายตัวของของแข็งได้นำมาใช้ในการ สรา้ งตัวควบคุมอณุ หภูมิ เพ่ือใช้ในการทำงานของเครื่องใช้ไฟฟ้าต่าง ๆ เชน่ เครอ่ื งปรบั อากาศ เตารีด ไฟฟ้า หม้อหงุ ข้าวไฟฟ้า เปน็ ต้น 4. การสรา้ งสะพานหรอื รางรถไฟ การสร้างสะพานหรือรางรถไฟมักจะเว้นระยะหา่ งระหว่าง รอยต่อของสะพานหรือรางรถไฟเล็กน้อย เพื่อป้องกันการขยายตัวของเหล็กเมื่ออากาศร้อนจัด หรือ เมอ่ื เกดิ การเสยี ดสกี บั ลอ้ รถจนทำใหเ้ กิดความร้อน ควิ อาร์โคด้ วิดโี อทีค่ รสู อน : คิวอารโ์ ค้ดใบความรเู้ พิ่มเติม :
19 ใบกิจกรรมท่ี 6 คำชี้แจง ให้นักเรียนสรุปความรู้จากประโยชน์ของการหดและขยายสสารเนื่องจากความร้อน ใน รูปแบบแผนผงั มโนทศั น์ (Concept Mapping) ช่อื -สกลุ ........................................................................................ ชน้ั ......................
20 สมดลุ ความรอ้ น เมื่อสสารที่มีอุณหภูมิไม่เท่ากันมาสัมผัสหรือวางใกล้กันจะเกิดการถ่ายโอนความร้อนจาก สสารท่ีมอี ณุ หภมู ิสงู กวา่ ไปยังสสารทม่ี อี ณุ หภมู ติ ่ำกว่าจนกระท่ังสสารท้ังสองมีอุณหภมู เิ ทา่ กัน เรยี กว่า สมดุลความร้อน โดยที่ปริมาณความร้อนที่สสารหนึ่งสูญเสียจะเท่ากับปริมาณความร้อนที่อีกสสาร หน่ึงไดร้ บั Q สญู เสีย = Q ได้รบั ตัวอยา่ งท่ี 4 หนูดีตอ้ งการผสมนำ้ อาบ โดยผสมน้ำเย็น มวล 3,500 กรมั อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส เขา้ กับน้ำรอ้ นมวล 1,000 กรัม อุณหภมู ิ 70 องศาเซลเซียส จงหาอุณหภูมิผสมของน้ำอนุ่ ? วิธีทำ นำ้ ร้อน m 1,000 g, น้ำอุน่ นำ้ เย็น m 3,500 g, 70 °C 100 °C Z °C ? จากสตู ร Q สญู เสยี (ลด) = Q ไดร้ ับ (เพม่ิ ) mcΔt = mcΔt (1,000)(1)(70-Z) = (3,500)(1)(Z-30) 7,000 – 1,000Z = 3,500Z-105,000 7,000 +105,000 = 3,500Z + 1,000Z 175,000 = 4,500Z Z = 38.9 °C ตอบ อณุ หภมู ิผสมของน้ำอ่นุ มีค่า 38.9 °C คิวอารโ์ ค้ดใบความรู้เพม่ิ เตมิ :
21 ใบกจิ กรรมท่ี 7 คำชแี้ จง ใหน้ ักเรยี นสรุปความรจู้ ากโจทยจ์ ากสมการ Qสูญเสีย = Qไดร้ ับ ในรปู แบบแผนผังมโนทัศน์ (Concept Mapping) ชือ่ -สกุล........................................................................................ ชนั้ ...................... 1. เมอ่ื น้ำร้อนมวล 100 กรมั ท่ี 90 องศาเซลเซียส มาผสมกบั น้ำเย็นมวล 100 กรัม ท่ี 15 องศา เซลเซยี ส แลว้ ได้นำ้ อุ่น จงหาอณุ หภูมินำ้ อุ่น
22 การถา่ ยโอนความร้อน ภาพที่ 9 แสดงสรุปการถา่ ยโอนความรอ้ น คิวอาร์โคด้ วิดโี อท่คี รสู อน : คิวอาร์โค้ดใบความรเู้ พ่มิ เติม :
23 ใบกิจกรรมท่ี 8 คำชแี้ จง ใหน้ กั เรยี นสรุปความรู้ตวั อย่างแบบจำลองท่ีอธบิ ายการถ่ายโอนความรอ้ น โดยการนำความ ร้อน การพาความร้อน การแผ่รังสีความร้อนโดยใช้อุปกรณ์ภายในบ้าน ในรูปแบบแผนผังมโนทัศน์ (Concept Mapping) ชื่อ-สกุล........................................................................................ ชน้ั ......................
24 วเิ คราะหแ์ บบทดสอบทกั ษะการคดิ วเิ คราะห์วิชาวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี หนว่ ยการเรียนรทู้ ี่ 3 เรือ่ ง พลังงานความรอ้ น ชั้นมธั ยมศกึ ษาปที ่ี 1 (วงรอบท่ี 1) ชื่อ...............................................................................ชั้น..................................เลขที่...................... วิชา................................................................................. วนั ท่ี.............................. คะแนน ข้อ ก ข ค ง จ ข้อ ก ข ค ง จ A B C D E A B C D E 1 14 2 15 3 16 4 17 5 18 6 19 7 20 8 21 9 22 10 23 11 24 12 25 13 ลงชอ่ื ........................................ผูต้ รวจ คณุ ครปู ระจำวิชา
25 วเิ คราะห์แบบทดสอบทกั ษะการคดิ วิเคราะห์วิชาวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี หน่วยการเรียนร้ทู ่ี 3 เรอ่ื ง พลังงานความรอ้ น ช้นั มัธยมศกึ ษาปีท่ี 1 (วงรอบท่ี 2) ชอ่ื ...............................................................................ชน้ั ..................................เลขที่...................... วิชา................................................................................. วันท.ี่ ............................. คะแนน ขอ้ ก ข ค ง จ ข้อ ก ข ค ง จ A B C D E A B C D E 1 14 2 15 3 16 4 17 5 18 6 19 7 20 8 21 9 22 10 23 11 24 12 25 13 ลงช่อื ........................................ผูต้ รวจ คณุ ครูประจำวิชา