อณหภม (Temperature) อณหภม คอ ระดบของความรอนทสะสมอยในวตถ และเครองมอทใชวดอณภมทนยมใชกนมากคอ เทอรมอมเตอร โดยใชวดระดบความรอน หรออณหภมของสงตางๆ โดยใชหลกการขยายตวของของเหลวเมอไดรบความรอน ของเหลวทบรรจคอปรอท แบงตามลกษณะการใชได 2 ประเภท 1. เทอรมอมเตอรแบบธรรมดา ทใชกนทวไปนนท าดวยหลอดแกวยาว ปลายทงสองขางปด ปลายหลอดขางหนงพองออกเปนกระเปาะส าหรบบรรจปรอท หรอแอลกอฮอล บนหลอดแกวมขดมาตราสวนส าหรบบอกอณหภม เมอตองการวดสงใดใหจมกระเปาะอยในสงนน หรอสมผสกบสงทจะวดใหมากทสดและดานเทอรมอมเตอรตองตงตรง เมอระดบปรอทหรอระดบของเหลวในหลอดแกวคงท จงอานคาอณหภม

เทอรมอมเตอรแบบธรรมดา 2. เทอรมอมเตอรแบบวดไข ม 2 แบบ คอ 2.1 แบบดจตอล จะแสดงอณหภมออกมาเปนตวเลข

เทอรมอมเตอรวดไขแบบดจตอล 2.2 แบบบรรจปรอท จะมลกษณะคลายเทอรมอมเตอรแบบธรรมดา แตการแบงชวงอณหภมจะอยระหวาง 35 – 42 องศาเซลเซยส และมขนาดสนกวา

พลงงานความรอน

1

2

เทอรมอมเตอรวดไขแบบบรรจปรอท

หลกการใชเทอรมอมเตอร 1. กระเปาะเทอรมอมเตอรตองสมผสกบสงทจะวด 2. ขณะอานคาอณหภม เทอรมอมเตอรตองตงตรง และสายตาตองใหอยในระดบเดยวกบของเหลวในเทอรมอมเตอร และของเหลวตองคงท 3. ระวงไมใหกระเปาะเทอรมอมเตอรกระทบกบของแขง 4. เมอใชเทอรมอมเตอรเสรจแลว ท าความสะอาดใหแหง และเกบเขากลอง 5. ในการวดอณหภมไมควรใชเทอรมอมเตอรวดอณหภมทแตกตางกนมากในระยะเวลาทตอเนองกน

ของเหลวทนยมใชบรรจในเทอรมอมเตอร คอ ปรอท และแอลกอฮอล

เทอรมอมเตอรทใชปรอท ขอด 1. ขยายตวทนทเมออณหภมเปลยนแปลง ท าใหอานอณหภมไดละเอยด 2. เปนตวน าความรอนทด 3. ทบแสงและสะทอนแสงไดด 4. ไมเกาะผวหลอดแกว ท าใหเคลอนทขนลงไดสะดวก ไมมการตดคางหรอขาดตอน 5. เปลยนสถานะเปนไอยาก ขอเสย 1. จะแขงตว ถาใชในบรเวณทหนาวมากๆ ซงปรอทมจดหลอมเหลวท -39 องศา และมจดเดอดท 357 องศา 2. ปรอทเปนสารพษ เทอรมอมเตอรทใชแอลกอฮอล ขอด 1. สามารถใชในบรเวณทมอณหภมต ามากๆ ได เพราะมจดหลอมเหลวท -895 องศา และมจดเดอดท 117.7 องศา 2. ขยายตวไดดกวาปรอท 6 เทา 3. ราคาถกกวา ขอเสย

3

- ใชในบรเวณททรอนมากไมได เพราะแอลกอฮอลจะเดอดทอณหภมต ากวาปรอท

หนวยวดอณหภม เทอรมอมเตอรทใชวดอณหภมโดยทวไป มอยหลายหนวย ดงน

ชนด อณหภมทอานได จดเดอด จดเยอกแขง จ านวนชอง องศาเซลเซยส ๐C 100 0 100 ชอง องศาฟาเรนไฮต ๐F 212 32 212 ชอง องศาโรเมอร ๐R 80 0 80 ชอง องศาเคลวน K 373 273 100 ชอง องศาทท าขนใหม X B M -

จดเดอด (Boiling Point) คอ จดทอณหภมของน าก าลงเดอดเปลยนสถานะกลายเปนไอหรอจดทอณหภมของไอน าก าลงเปลยนสถานะกลายเปนน าทความดนระดบน าทะเล จดเยอกแขง (Freezing Point) คอ จดทอณหภมของน าแขงก าลงเปลยนสถานะกลายเปนน าหรอจดทอณหภมของน าก าลงเปลยนสถานะกลายเปนน าแขงทความดนระดบน าทะเล

ความสมพนธของอณหภมในหนวยตางๆ

5

C =

9

32F = 4

R = 5

273K = M - B

M - X20 และ 5

C = 9

F = 4

R = 5

K

เมอ C คอ อณหภมของเทอรมอมเตอรแบบองศาเซลเซยส F คอ อณหภมของเทอรมอมเตอรแบบองศาฟาเรนไฮต R คอ อณหภมของเทอรมอมเตอรแบบองศาโรเมอร X คอ อณหภมของเทอรมอมเตอรแบบใหม M คอ อณหภมของจดเยอกแขงทอานไดจากเทอรมอมเตอรแบบใหม B คอ อณหภมของจดเดอดทอานไดจากเทอรมอมเตอรแบบใหม

คอ ความแตกตางของอณหภมจาก 2 แหลง

ความสมพนธของความดนของอากาศกบความสงและจดเดอดของน า ความดนของอากาศจะลดลง 1 mm.Hg ททกๆ ความสงจากระดบน าทะเล 11 เมตร จดเดอดของน าจะลดลง 1 องศา ททกๆ ความดนลดลง 27 mm.Hg

ขอควรร น าบรสทธจะเดอดทอณหภม 100 ๐C ทความดนบรรยากาศ 760 mm.Hg ความรอน (Heat) ความรอน คอ พลงงานรปแบบหนงทไดมาจากการเปลยนแปลงของพลงงานในรปแบบอนๆ หรอจากแหลงก าเนดความรอน ไดแก ปฏกรยาการเผาไหม ดวงอาทตย ปฏกรยานวเคลยร ความรอนใตพภพ เปนตน

4

การถายโอนความรอน (Heat Transfer) การถายโอนความรอน คอ การทพลงงานความรอนถายโอนจากวตถทมอณหภมสงไปสวตถทมอณหภมต ากวา พลงงานความรอนจะหยดการถายโอนเมอวตถมอณหภมเทากน ถามพลงงานความรอนจากวตถอนถายโอนเขาสตวเรา เราจะรสกรอน เชน เมอเอามอจมลงในน ารอน ความรอนจากน ารอนจะถายโอนเขาสมอเราท าใหเรารสกรอนทมอ ถาพลงงานความรอนจากตวเราถายโอนไปสวตถอนเราจะรสกเยน เชน เมอเราเอามอไปจบน าแขง ความรอนจากมอเราจะถายโอนไปสน าแขง ท าใหเรารสกเยนทมอ ตวอยางการรบพลงงานความรอน ไดแก 1) ยนกลางแดดแลวรสกรอน (เราไดรบความรอนจากแสงแดด) 2) จบทอไอเสยรถจกรยานยนตแลวรอนจนมอพอง (มอเราไดรบพลงงานความรอนจากทอไอเสย) 3) หงตมอาหารแลวอาหารสก (อาหารไดรบความรอนจากเตา) 4) ตมน าแลวน ารอนขนจนเดอด (น าไดรบความรอนจากเตา)

ตวอยางการใหพลงงานความรอน ไดแก 1) รนน ารอนใสแกวทงไว น าเยนลง (น ารอนใหความรอนแกอากาศและสงทอยรอบๆ) 2) เอาน าไปแชในตเยน น าเยนลง (น าใหความรอนแกตเยน) 3) ใชมอก ากอนน าแขง แลวรสกเยน (มอใหความรอนแกน าแขง) 4) น าแถบขวโลกเยนลงจนกลายเปนเปนน าแขง (น าใหความรอนแกอากาศและสงทอยรอบๆ)

1. การพาความรอน (convection) การพาความรอน คอ การถายโอนพลงงานความรอนโดยโมเลกลของสารลอยตวสงขนแลวพาความรอนขนไปดวย การพาความรอนเกดขนเฉพาะในของเหลวและแกส แตไมเกดขนในของแขง

เชน กาตมน า น าตอนลางทอยใกลกบเตาไฟไดรบความรอนแลวขยายตว จงมความหนาแนนนอย จะลอยขนตอนบน สวนทเยนซงหนกกวาจะจมลงมาแทนท ท าใหเกดการเคลอนทของน าเปนกระแสวนเวยนจนทวทงกา น าจงรอนทวถงทงหมด

เมอน าไดรบความรอน น าดานลางมอณหภมสงกวาน าดานบน น าทรอนมขอบหนาแนนนอยกวาน าเยน น ารอนจงลอยตวขนขางบน น าทเยนกวาจะจมลงขางลาง

5

รป แสดงการถายโอนความรอนโดยการพาความรอน

การน าความรเรองการพาความรอนไปใชประโยชน 1. ชาวประมงใชประโยชนจากลมบกลมทะเล โดยการพาความรอน ท าใหเกดกระแสลมในบรเวณตางๆ

ทงนเนองจากอณหภมของอากาศในบรเวณ 2 แหงความแตกตางกนจงท าใหอากาศเยนเคลอนเขาไปแทนทอากาศรอน ตวอยางเชน การเกดลมบก ลมทะเล โดยลมบกและลมทะเลเกดจากการพาความรอนของอากาศซงในเวลากลางวนพนดนดดซบความรอนไดดกวาพนน า ท าใหมอณหภมสงกวาพนน าอากาศเหนอพนดนมความหนาแนนนอย จงลอยตวขน อากาศเหนอพนน าทเยนกวาจะพดเขามาแทนท เกดการหมนเวยนของอากาศ คอ มลมพดจากทะเลเขาสฝง เรยกวา ลมทะเล ซงชาวประมงใชประโยชนในการน าเรอประมงทออกหาปลาในเวลากลางคนกลบเขาฝง พอถงเวลากลางคนพนดนคายความรอนไดเรวกวาพนน า พนน าจงมอณหภมสงกวาพนดน ดงนนอากาศบรเวณเหนอพนน าซงม ความหนาแนนนอยกวาจะลอยตวสงขน อากาศทเยนกวาเหนอพนดนจะเคลอนมาแทนทเกดเปนลมพดจากพนดนออกสทะเล เรยกวา ลมบก ซงชาวประมงใชประโยชนในการน าเรอประมงออกหาปลาในเวลากลางคน

2. ใชในการประดษฐเครองใชไฟฟาตางๆ เชน กาตมน ารอน เครองท าน าอน ตเยนเครองปรบอากาศ 2. การน าความรอน (conduction)

การน าความรอน คอ การถายโอนพลงงานความรอน โดยพลงงานความรอนท าใหโมเลกลของของแขงสนมากขน จงไปชนกบโมเลกลทอยตดก ท าใหโมเลกลสนตอเนองกนไป ท าใหความรอนถายโอนไปดวย

6

รป แสดงการถายโอนความรอนโดยการน าความรอน

การน าความรเรองการน าความรอนไปใชประโยชน 1. ภาชนะทใชในการหงตมเชน ตวกระทะ หรอ หมอหงตม ทตองการใหความรอนสงผานไปยงอาหารท

ปรงไดรวดเรว จะท าดวยโลหะ สเตนเลสหรออลมเนยมแตสวนดามจบภาชนะหรอหหวจะเปนวสดประเภทไมหรอ พลาสตก ซงเปนฉนวนความรอน

2. ภาชนะทใชส าหรบเกบอาหารทปรงแลวตองเปนภาชนะทเปนฉนวนความรอน เพอใหสามารถเกบความรอนไวไดนาน เชน พลาสตก แกว และโฟม เปนตน

3. ในฤดหนาวควรจะสวมเสอผาหรอหมผาทหนาๆ ทท าดวยขนสตว หรอสวมเสอหลายๆ ตว อากาศทแทรกอยระหวางขนสตวและเสอผาแตละชน เปนตวน าความรอนทไมด ท าใหการถายโอนความรอนจากรางกายออกสภายนอกเปนไปไดยาก จงท าใหรางกายอบอนตลอดเวลา

4. พนของเตารดจะท าดวยโลหะ ทจะน าความรอนไปสผาทตองการรด แตมอจบเตารดจะท าดวยพลาสตกซงเปนฉนวนความรอน

5. ตวกระตกน าแขงนยมท าดวยพลาสตก เพอปองกนความรอนจากภายนอกไมใหผานเขาไปภายใน อาหารและเครองดมในกระตกจงเยนและสดอยเสมอ

6. กลองบรรจอาหารนยมใชสไทโรโฟมซงเปนฉนวนความรอน ชวยปองกนอาหารทเกบรกษาไมใหสญ เสยความรอนไปหรอปองกนไมใหความรอนจากภายนอกเขาไปขางในได กรณทตองการเกบรกษาอาหารใหเยน

7. ทรองอปกรณปรงอาหารภายในครวจะท าดวยไมคอรก เพอปองกนไมใหพนโตะเสยหาย เมอน าอปกรณปรงอาหารทรอนๆ มาวางบนโตะ

8. ถงมอทจบภาชนะหงตมอาหารจะมชองหรอบรเวณทใชเกบกกอากาศ เพอใหอากาศเปนตวกนไมใหความรอนไหลเขาสมอ ขณะจบจาน กระทะ หรอภาชนะอนๆ ทรอนอย

9. ถาขอมอหรอขอเทาเกดอาการเคลด ขดยอก ใหใชของเยนๆ ประคบตรงบรเวณทเกดอาการเพราะการกระท าดงกลาวเปนการน าความรอนออกจากบรเวณรางกายทไดรบบาดเจบ ซงจะชวยลดการไหลเวยนของเลอด ไมใหเกดอาการปวดบวมมากขนได

3. การแผรงส (radiation) การแผรงส คอ การถายโอนความรอนโดยไมใชตวกลางใดๆ เชน ความรอนจากดวงอาทตยมาถงโลกโดยไมตองผานตวกลางใดๆ

7

รป แสดงการถายโอนความรอนโดยการแผรงส การน าความรเรองการแผรงสความรอนไปใชประโยชน

1. การใชแผนอะลมเนยมฟอยด (aluminium foil) หออาหารเนองจากแผนอะลมเนยมฟอยดมสเงนและเปนมนซงสมบตในการแผรงสความรอนไดชา จงท าใหอาหารทอยภายในรอนอยไดนานกวาปกต

2. ภาชนะบรรจน ารอนเชน กระตกน ารอน ควรจะมสออนๆ หรอเปนมนวาวเพราะจะสามารถเกบความรอนไดดกวาภาชนะทมสด า เนองจากวตถทมสเขมจะแผ รงสความรอนไดดกวาวตถทมสออน

ตารางแสดงความแตกตางระหวางการน าความรอนและการพาความรอน

การน าความรอน การพาความรอน 1. สวนใหญเกดขนในสารทมสถานะเปนของแขง 1. สวนใหญเกดขนในสารทมสถานะเปนของไหล,

(ของเหลวและแกส) 2. ความรอนสามารถไหลเวยนไปในทศทางใดๆ กได 2. ความรอนไหลขนไปสเบองบน 3. พลงงานความรอนจะสงผานโมเลกลของสารทม สถานะเปนของแขง โดยทโมเลกลของสารนนไม เคลอนท

3. ของไหล (ตวกลางทมอณหภมสง) จะเคลอน ท อยางอสระ และน าพลงงานตดตวอนภาคของ ของไหลไปยงทมอณหภมต ากวา

การดดกลนความรอนของวตถ วตถทกชนดสามารถดดกลนพลงงานรงส การดดกลนพลงงานรงสของวตถเรยกวา "การดดกลนความรอน" จากการคนพบของนกวทยาศาสตรพบวา วตถทมผวนอกสด าทบหรอสเขม จะดดกลนความรอนไดด วตถทมผวนอกสขาวหรอสออนจะดดกลน ความรอนไดไมด ในท านองตรงกนขาม วตถทมความรอนทกชนดสามารถคายความรอนไดเชนกน โดยวตถทมผวนอกสด าจะคายความรอนไดด และวตถทมผวนอกขาวจะคายความรอนไดไมด ในชวตประจ าวนใชประโยชนจากสมบตของการดดกลนความรอนและการคายความรอนของวตถในการเลอกสทาอปกรณเครองใชตางๆ เชน ชดนกดบเพลงมสสวางและแวววาวเพอไมใหรบพลงงานความรอนมากเกนไป บานเรอนทอยอาศยในเขตรอนนยมทาดวยสขาว เปนตน

8

ปจจยทมผลตอการดดกลนแสง และการคายความรอน

1. วตถแตละชนด มความสามารถในการดดกลนพลงงานความรอนไดไมเทากน - วตถสด าหรอสเขมและไมเรยบ จะดดกลนความรอนไดมากและปลดปลอยรงสความรอนไดด - วตถสขาว เปนมนวาว และเรยบ จะดดกลนความรอน และปลดปลอยรงสความรอนไดไมด - วตถทดดความรอนไวมากจะแผรงสความรอนทมความยาวของคลนแสงสแดง ดงนนเราจง

มองเหนวตถทรอนจดเปนสแดง 2. ในเวลากลางวนขณะทเรายนอยกลางแดดจะพบวาสวนตางๆ ในรางกายจะมความรอนไมเทากนโดย

พบวาผมของเราจะรอนมากทสด นอกจากนคนทใสเสอผาสด าจะรสกรอนมากกวาคนทใสเสอผาสขาวหรอสออน

ประโยชนจากการดดกลนแสงและคายความรอนของวตถ 1. ท าตอบพลงงานแสงอาทตย 2. ท ากลองอบแหงพลงงานแสงอาทตย 3. เครองกลนน าพลงงานแสงอาทตย 4. การผลตพลงงานไฟฟาจากแสงอาทตย "เซลลสรยะ" (solar cell) 5. การเลอกสเสอผาสวมใสใหเหมาะกบสภาพของอากาศและฤดกาล 6. เลอกทาสภายในอาคารใหเหมาะสมกบสภาพแวดลอมของอณหภม

สมดลความรอน

1. เมอน าวตถ 2 ชนด (สถานเดยวกน หรอตางสถานะกได) ทมอณหภมตางกนมาสมผสกนวตถทมอณหภมสงในบรเวณเดยวกนจะเกดการถายเทความรอนจากอณหภมสงไปยงอณหภมต า จนกระทงอณหภมเทากน ขณะนเรยกวา สมดลความรอนและเรยกอณหภมขณะนวา อณหภมผสม จงหยดการถายเทความรอน 2. ในบางครงความรอนทใหหรอคายออกมา ไมเพยงพอในการเปลยนสถานะจะท าใหอณหภมสดทายของของผสม เปนอณหภมขณะทเปลยนสถานะ เชน น าแขงไมสามารถละลายน าแขงหมด จะท าใหอณหภมสด ทายอยท 0 C

9

การขยายตวของวตถ

1. การขยายตวของของแขง วตถบางชนด เมอไดรบความรอน จะท าใหวตถมอณหภมเพมขน สงผลใหพลงงานจลนเฉลยของโมเลกลมคาเพม ท าใหโมเลกลสนมากขน จงท าใหวตถขยายตว การขยายตวเปนสมบตเฉพาะของวตถและวตถจะหดตวเมอคายความรอนสวนทรบเขาไปออกมา จากหลกการสามารถน าไปใชประโยชนดงน 1.1 การสรางตวควบคมอณหภม ใชควบคมการท างานของเครองใชไฟฟาตางๆ เชน เตารดไฟฟา เมอมกระแส ไฟฟาผานแผนน าความรอน เตารดจะมความรอนและท าใหแผนโลหะ 2 ชนด คอ เหลกและทองเหลองขยายตวไมเทากนจนเกดการบดงอ วงจรไฟฟาขาดออกจากกน เมออณหภมของเตารดลดลง แผนโลหะทงสองชนดจะหดตวกลบมาสมผสกนตามเดม กระแสไฟฟากจะไหลผานไดอก

1.2 การสรางสะพานหรอรางรถไฟ มกจะเวนระยะหางรอยตอของสะพานหรอรางรถไฟเลก นอย เพอปองกนการขยายตวของเหลกเมออากาศรอนจด หรอเมอเกดการเสยดสกบลอรถจนท าใหเกดความรอน

2. การขยายตวของของเหลว ของเหลวไดรบความรอนจะมการขยายตวเพมปรมาตรขนในกรณของน าความสมพนธระหวางปรมาตรกบอณหภมของน าเปนดงน

10

ถาท าใหน ารอนขนจากจดเยอกแขง 0 องศาเซลเซยส เปน 4 องศาเซลเซยส จะมปรมาตรนอยลงแมวาจะรอนขน ณ อณหภมสงกวา 4 องศาเซลเซยสขนไป น าจะแสดงลกษณะเหมอนกบของเหลวชนดอน และจะขยายตวเมอรอนขน

ของเหลวเมอไดรบความรอนจะเกดการขยายตว ดงนนการบรรจของเหลวลงในขวด จะไมบรรจจนเตมขวดตองเวนทวางไวใหของเหลวส าหรบขยาย

3. การขยายตวของแกส เมออณหภมของแกสสงขน โมเลกลจะเ คลอนทเรวมากขน ท าใหระยะหางระหวางโมเลกลเพมมากขน ปรมาตรของแกสจงขยายตวเพมขน 3.1 การออกแบบบาน บานทรงไทยใหมใตถนสง หนาจว หลงคาสงมาก และมชองอากาศเพอใหอากาศรอนทลอยสงขนระบายออกมาจากบานไดด ท าใหมอากาศเยนจากภายนอกเคลอนเขามาแทนท

3.2 การสรางบอลลน การเปาลมรอนเขาไปภายในบอลลน ท าใหอากาศทอยภายในบอลลนรอนและลอยสงขน เมอปรมาณมากจะท าใหบอลลนสามารถลอยตวได

การขยายตวของวตถม 3 รปแบบดงน 1. การขยายตวเชงเสน จะขยายตวไปตามแนวยาวของวตถ

11

16

2. การขยายตวเชงพนท จะขยายตวทงทางกวางทางยาว 3. การขยายตวเชงปรมาตร จะขยายตวทกทศทาง

หนวยทใชวดปรมาณความรอนในระบบตางๆ

ระบบเมตรก ใชพลงงานความรอนในหนวยของ แคลอร (Cal) หรอกโลแคลอร (Kcal) ระบบเอสไอ ใชพลงงานความรอนในหนวยของ จล (J) หรอกโลจล (KJ) ระบบองกฤษ ใชพลงงานความรอนในหนวยของ บทย (Btu) 1. เทอรมอมเตอรอนหนงมจดเยอกแขงท – 10 องศา และมจดเดอดท 90 องศา จงหาทอณหภม 20 องศา ของเทอรมอมเตอรอนนจะมคาเทากบกองศาเซลเซยส ............................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................................................. ....................................................

............................................................................................................................. ....................................................

............................................................................. ....................................................................................................

............................................................................................................................. ....................................................

............................................................................................................................. ....................................................

......................................................... ........................................................................................................................

............................................................................................................................. .................................................... 2. ยอดเขาแหงหนงสง 1,485 เมตร ถาเมธาน าน านขนไปตมทบนยอดเขา น าจะเดอดทอณหภมกองศา .................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................... .................................. ................................................................................................ .............................................................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................................. .................................................... ............................................................................ .................................................................................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................................. .................................................... 3. นายอนภส ก าลงตมน าในทพกแรมซงอยบนยอดเขา ปรากฏวาน าเดอดท 85 องศาเซลเซยส อยากทราบวายอดเขาแหงนสงกเมตรจากระดบน าทะเล ...................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................................ ..................................................................................................................................................................................................... ................................ .................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................. .................................................... .............................................................................. ................................................................................................................................................................................................................................ .................................................... 4. ถาวดความดนของอากาศบนยอดเขาแหงหนงได 610 มลลเมตรปรอท อยากทราบวายอดเขานอยสงจากระดบน าทะเลเทาใด และถาตมน าทยอดเขาแหงนน าจะเดอดทอณหภมเทาใด ........................................................................................... ................................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................. .................................................... ....................................................................... ....................................................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................. ....................................................

................................................................................................................................................................................ .

............................................................................................................................. ....................................................

............................................................................................................................. ....................................................

............................................................................................................................................................ .....................

.............................................................................................................. ...................................................................

............................................................................................................................. ....................................................

........................................................................................................................................ ......................................... 5. นกเรยนนายรอยเอกตมน าบนยอดเขาแหงหนง ปรากฏวาน าเดอดทอณหภม 95 องศาเซลเซยส จงหาวายอดเขาอยสงจากระดบน าทะเลเทาใดและมความกดอากาศกมลลเมตรปรอท ............................................................................................................................. ...................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ............................................................................................. ............................................................................................................................. ................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................... ................................................................................................................. ............................................................................................................................. ................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................................................................................................................. ........ .......................................................................................................................... .................................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................................................... ............................ ...................................................................................................... ........................................................................... ............................................................................................................................. .................................................... 6. ความดนอากาศบนยอดเขาแหงหนงมคาเปน 630 มลลปรอท ยอดเขานสงกวาระดบน าทะเลกเมตร ............................................................................................................................. ................................................................................................................................................................................. ......................................................................................................................... ............................................................................................................ ............................................................................................................................. ................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................................................................. ... ............................................................................................................................. ................................................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................. ....................... 7. ทยอดเขาแหงนสงจากระดบน าทะเล 616 m อยากทราบวาทความสงน ความดนอากาศมคาเทาไร

............................................................................................................................. ....................................................

............................................................................................................................. ....................................................

................................................................. ................................................................................................................

............................................................................................................................. ....................................................

............................................................................................................................. ....................................................

.......................................................................................................................................................................... .......

.................................................................................................................................................................................

.................................................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................... ........................... 8. ถาตกสง 330 เมตร ระดบความสงน จะท าใหบารอมเตอรวดความดนไดกมลลเมตรปรอท ............................................................................................................................. ................................................................................................................................................................................. ............................................................................................................................... ...................................................................................................... ............................................................................................................................. ................................................................................................................................................................................. ..................................................................................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. ................. 9. ณ ยอดเขาแหงหนง จะพบวา น าเดอนท 95 ๐C จงค านวณหาความดนบรรยากาศและความสงของยอดเขาแหงน ........................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................................. .................................................... ............................................................................................................................. ............................................................................................................................. ..................................................................................................................................................................................................................................... .................................................... ............................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. .................................................... ............................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................... ................................................................. ............................................................................................................................. .................................................... ......................................................................................................................................... ........................................

10. ทบรเวณความสงจากระดบน าทะเล 1,485 เมตร น าจะมจดเดอดลดลงไปกองศาเซลเซยส ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................................................................... .................................................... ............................................................................................................................. ..................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................................................................................. .................................................... ............................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................... ..................................................... ............................................................................................................................. .......................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ......................................................................... ............................................................................................................................. .................................................... ................................................................................................................................. ................................................ พลงงาน 1 แคลอร คอ พลงงานความรอนทท าใหน ามวล 1 กรม มอณหภมเพมขน 1 องศาเซลเซยส

โดย

1 cal = 4.2 J 1 g = 0.24 cal

1 Cal = 4.2J หรอ 1 Kcal = 4,200J

ตวอยางท 1 อณหภมทสยามสแควรวดได 27 องศาเซลเซยส จะมคาเทาใดในหนวยระบบเอสไอ

วธท า จาก K = C + 273

= 27 + 273

= 300 เคลวน

ตวอยางท 2 ตอนเชาเดนทางจากอ าเภอเมอง จงหวดเลย อณหภม 5 องศาเซลเซยส ไปภกระดง เมอขนถงยอดภกระดงอณหภมของอากาศเปน 28.4 องศาฟาเรนไฮต ทอ าเภอเมอง และยอดภกระดงมอณหภมตางกนอยางไร วธท า เราเปลยนอณหภมใหอยในหนวยเดยวกน จงจะเปรยบเทยบคาได ส าหรบขอนเราเปลยน

5 C ใหเปนฟาเรนไฮต โดยใชความสมพนธ

C/5 = (F - 32)/92

แทนคา 5/5 = (F-32)/9

F = 41

ดงนน อณหภมทอ าเภอเมองสงกวาทภกระดง 41 - 28.4 = 12.6 F

ตวอยางท 3 อณหภมของรางกายมนษย 98.6?F คดเปนองศาเซลเซยส และเคลวน ไดเทาไร วธท า แปลงเปนองศาเซลเซยส C/5 = (F - 32)/9

C/5 = (98.6 - 32)/9

c = (66.6 )/9 X 5

= 37 C

แปลงเปนองศาเคลวน = 37 + 273 K = 310

ผลของพลงงานความรอนตอการเปลยนแปลงของวตถ

พลงงานความรอน มตอการเปลยนแปลงของวตถ 2 รปแบบ คอ ท าใหอณหภมของวตถเพมขนหรอลดลงโดยไมเปลยนสถานะและท าใหวตถเปลยนสถานะ โดยอณหภมไมเปลยนแปลง 1. ท าใหอณหภมของวตถเกดการเปลยนแปลง โดยไมเปลยนสถานะ ถาวตถไดรบความรอนแลวอณหภมสงขน ถาวตถคายความรอนแลวอณหภมลดลง

โดย

เมอ Q = ปรมาณความรอนทสารไดรบหรอคายออก มหนวยเปนแคลอร (cal) หรอกโลแคลอร (kcal) หรอจล (J) m = มวลของสาร มหนวยเปนกรม (g) หรอกโลกรม (kg) c = ความจความรอนจ าเพาะของสาร มหนวยเปน (cal/g C) , (kcal/kg C) , (J/kg K) = อณหภมทเพมขนหรอลดลงของสาร มหนวยเปนองศาเซลเซยส (C) หรอ (K)

ความจความรอนจ าเพาะ (c) คอ ปรมาณความรอนทพอดทท าใหสารมวล 1 หนวย มอณหภมเพมขนหรอลดลงจากเดม 1 องศา

2. ท าใหวตถเปลยนสถานะ โดยอณหภมไมเปลยนแปลง - ถารบความรอน ของแขง -> ของเหลว -> แกส

- ถาคายความรอน แกส -> ของเหลว -> ของแขง

โดย เมอ t คงท

Q = พลงงานความรอน (J) m = มวลของสาร มหนวยเปนกรม (g) หรอกโลกรม (kg) L = ความรอนแฝงจ าเพาะ มหนวยเปน cal/g หรอ J/kg

- ความรอนแฝงจ าเพาะ (L) คอ พลงงานความรอนทท าใหวตถมวล 1 หนวย เปลยนสถานะจนหมดโดยอณหภมไมเปลยน

- ความรอนแฝงจ าเพาะของน าแขง = 80 cal/g หมายความวา ในการท าน าแขง 1 กรม อณหภม 0 C กลายเปนน า 1 กรม ทอณหภม 0 C จะตองใหความรอนแกน าแขง 80 cal หรอในการท าใหน า 1 กรม อณหภม 0 C กลายเปนน าแขง 1 กรม อณหภม 0 C ตองคายน ารอน 80 cal - ความรอนแฝงจ าเพาะของการกลายเปนไอ = 540 cal/g หมายความวา ในการท าน า 1 กรม อณหภม 100 C กลายเปนไอน า 1 กรม ทอณหภม 100 C จะตองใหความรอนแกน า 540 cal หรอในการท าใหไอน า 1 กรม อณหภม 100 C กลายเปนน า 100 กรม อณหภม 100 C ตองคายน ารอน 540 cal

3. ถาวตถไดรบพลงงานความรอนอยางสม าเสมอ โดยมการเปลยนแปลงทงอณหภมและเปลยนสถานะอยางตอเนองกนไป เชน น าแขง 0 C กลายเปนไอน า 100 C

แผนภาพการเปลยนแปลงของน าเมอไดรบความรอนหรอคายความรอน

คาคงทตาง ๆ ทควรจ า

ตวอยางท 1 น าแขงมวล 200 กรม อณหภม 0 องศาเซลเซยส ดดพลงงานความรอนเทาใดเพอท าใหละลายกลายเปนน าหมดพอด

วธท า จาก Q_1 = mL

= 200 x 80 = 16,000 cal = 16 kcal เพราะฉนน ตองใชพลงงานความรอน 16 kcal

ตวอยางท 2 น าเดอด 300 กรม อณหภม 100 องศาเซลเซยส ถาตมจนน าระเหยหมดพอด ตองใชพลงงานความรอนอกเทาใด

วธท า จาก Q_1 = mL

= 300 x 540 = 162,000 cal = 162 kcal เพราะฉนน ตองใชพลงงานความรอน 162 kcal

ตวอยางท 3 จะตองใชพลงงานความรอนเทาใดท าใหน าแขง 500 กรม อณหภม 0 C มอณหภมเพมขนเปน 0 C

วธท า จาก Q_1 = mL

= 500 x 80 = 40,000 cal = 40 kcal Q_2 = mc

= 500 x 1 x (60 - 0) = 30,000 cal = 30 kcal เพราะฉนน ตองใชพลงงานความรอนทงหมด Q_1 + Q_2 = 40 + 30 = 70 kcal

ตวอยางท 4 มน าในบกเกอร 400 กรม อณหภม 30 องศาเซลเซยส น าไปตมใหเดอดจนระเหยเปนไอหมดพอด จงหาคาพลงงานความรอนทใชทงหมด

วธท า จาก Q_1 = mc

= 400 x 1 x (100 - 30) = 28,000 cal = 28 kcal Q_2 = mL

= 400 x 540 = 216,000 cal = 216 kcal เพราะฉนน ตองใชพลงงานความรอนทงหมด Q_1 + Q_2 = 28 + 216 = 244 kcal

ตวอยางท 5 น าแขงกอนหนงมวล 500 กรม อณหภม 0 องศาเซลเซยส วางไวจนละลายกลายเปนน าทมอณหภม 0 องศาเซลเซยส แลวใหความรอนตอจนระเหยเปนไอหมดพอด จงหาคาพลงงานความรอนทงหมดทกอนน าแขงใชในครงน

วธท า จาก Q_1 = mL

= 500 x 80 = 40,000 cal = 40 kcal Q_2 = mc

= 500 x (100 - 0) = 50,000 cal = 50 kcal Q_3 = mL

= 500 x 540 = 270,000 cal = 270 kcal เพราะฉนน ตองใชพลงงานความรอนทงหมด Q_1 + Q_2 + Q_3 = 40 + 50 + 270 = 360 kcal

ตวอยางท 6 น าแขงกอนหนงมวล 500 กรม อณหภม -4 องศาเซลเซยส วางไวจนละลายกลายเปนน าทมอณหภม 30 องศาเซลเซยส จงหาคาพลงงานความรอนทงหมดทกอนน าแขงใชในครงน

วธท า จาก Q_1 = mc t = 500 x 0.5 x (-1 - (-4)) = 750 cal = 0.75 kcal Q_2 = mL

= 500 x 80 = 40,000 cal = 40 kcal Q_3 = mc

= 500 x (30 - 0) = 15,000 cal = 15 kcal เพราะฉนน ตองใชพลงงานความรอนทงหมด Q_1 + Q_2 + Q_3 = 1.5 + 40 + 15 = 55.75 kcal

ตวอยางท 7 น ามวล 500 กรม อณหภม 25 องศาเซลเซยส เมอไดรบพลงงานความรอน 2 กโลแคลอร จะท าใหน ามอณหภมเทาใด

วธท า จาก Q = mc

2 kcal = 500 x 1 x ( t - 25 ) 2 x 1,000 = 500 x 1 x (t - 25) (2 ,000)/500 = (t - 25) t = 4 + 25

t = 29 C