1. เอกสารประกอบเรียน รายวิชาฟิสิกส์ 6 เรื่องความร้อน และการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ หน้า 1
รายวิชา ฟิสิกส์6
ใบความรู้ 5
ผลการเรียนรู้ที่ 5
ระดับชั้น ม. 6
ใช้ประกอบแผนจัดการเรียนรู้ที่ 5
ความร้อน และการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ
ความร้อน (Thermal)
ความร้อนเป็นพลังงานรูปหนึ่งที่เปลี่ยนมาจากพลังงานรูปอื่น เช่น พลังงานไฟฟ้า พลังงานกล (พลังงานศักย์และ พลังงานจลน์) พลังงานเคมี พลังงานนิวเคลียร์ หรืองาน เป็นต้น
พลังงานความร้อนมีหน่วยเป็นจูล (Joule, J ) ในระบบเอสไอ (SI) แต่บางครั้งอาจบอกเป็นหน่วยอื่นได้ เช่น แคลอรี (cal) และบีทียู (BTU)
พลังงานความร้อน 1 แคลอรี คือ พลังงานความร้อนที่ท้าให้น้้ามวล 1 กรัม มีอุณหภูมิเพิ่มขึ้น 1 องศาเซลเซียส (℃) ในช่วง 14.5 ℃ ถึง 15.5 ℃
พลังงานความร้อน 1 บีทียู คือ พลังงานความร้อนที่ท้าให้น้้ามวล 1 ปอนด์ มีอุณหภูมิเพิ่มขึ้น 1 องศาฟาเรนไฮต์ (℉) ในช่วง 58.1 ℉ ถึง 59.1 ℉
จากการทดลองพบว่า
1 cal = 4.186 J
1 BTU = 252 cal = 1055 J
อุณหภูมิ (Temperature )
นักวิทยาศาสตร์ได้ก้าหนดว่า อุณหภูมิ คือ ปริมาณที่แปรผันโดยตรงกับพลังงานจลน์เฉลี่ยของแก๊ส การที่เราจะบอกว่าวัตถุ ใดร้อนมากหรือน้อย เราสามารถบอกได้ด้วยอุณหภูมิของวัตถุนั้น คือ วัตถุที่มีระดับความร้อนมากจะมีอุณหภูมิสูง วัตถุที่มีระดับความ ร้อนน้อยจะมีอุณหภูมิต่้า ดังนั้นถ้าเราเอาวัตถุที่มีอุณหภูมิสูงมาสัมผัสวัตถุที่มีอุณหภูมิต่้า พลังงานความร้อนจะถูกถ่ายโอนจากวัตถุที่มี อุณหภูมิสูงไปยังวัตถุที่มีอุณหภูมิต่้า จนวัตถุทั้งสองมีอุณหภูมิเท่ากัน
อุปกรณ์ที่ใช้วัดอุณหภูมิเรียกว่า เทอร์โมมิเตอร์ เทอร์โมมิเตอร์มีหลายชนิด เช่น
1. สเกลองศาเซลเซียส (Celsuis, ℃ ) หรือบางที่เรียกว่าองศาเซนติเกรด (ที่ความดัน 1 บรรยากาศ จุดเยือกแข็งของน้้า เป็น 0 เซลเซียสและจุดเดือดเป็น 100 เซลเซียส ระหว่างจุดเยือกแข็งและจุดเดือดแบ่งเป็น
100 ส่วนเท่าๆ กัน )
2. สเกลองศาเคลวิน (Kelvin, K) เป็นหน่วยของอุณหภูมิสัมบูรณ์ (ที่ความดัน 1 บรรยากาศ จุดเยือกแข็งของน้้าเป็น 273.16 เคลวินและจุดเดือดเป็น 373.16 เคลวิน ระหว่างจุดเยือกแข็งและจุดเดือดแบ่งเป็น 100 ส่วนเท่าๆ กัน ) ## หน่วยเคลวิน เป็นหน่วยมาตรฐานในระบบเอสไอ
ความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิหน่วย เซลเซียส ฟาเรนไฮต์ โรเมอร์ และเคลวิน ตามลาดับ
จากรูป เป็นเทอร์โมมิเตอร์ 4 อัน ต่างชนิดกัน วัดอุณหภูมิ ของวัตถุชนิดเดียวกัน จะได้ความสัมพันธ์ดังนี้
퐶 100= 퐹−32180= 푅 80= 퐾−273100
หรือ
퐶 5= 퐹−329= 푅 4= 퐾−2735

2. เอกสารประกอบเรียน รายวิชาฟิสิกส์ 6 เรื่องความร้อน และการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ หน้า 2
ปริมาณความร้อนของวัตถุ (HEAT, Q) เป็นพลังงานความร้อนที่วัตถุรับเข้ามาหรือคายออกไป จากการศึกษาผลของความร้อนต่อสสารหรือวัตถุในชั้นนี้จะศึกษาเพียง สองด้าน คือ 1. ความร้อนจาเพาะ ( Specific heat ) หมายถึง พลังงานความร้อนที่ท้าให้วัตถุมีอุณหภูมิสูงขึ้นหรือต่้าลงโดยสถานะ ยังคงรูปเดิม 2. ความร้อนแฝง (Latent Heat) หมายถึง พลังงานความร้อนที่ท้าให้วัตถุเปลี่ยนสถานะโดยที่อุณหภูมิยังคงที่ 3. ความจุความร้อน ( Heat capacity,C ) คือ ความร้อนที่ท้าให้สารทั้งหมดที่ก้าลังพิจารณามีอุณหภูมิเปลี่ยนไปหนึ่ง หน่วย โดยสถานะไม่เปลี่ยน
ถ้าให้ปริมาณความร้อน Q แก่วัตถุ ท้าให้อุณหภูมิของวัตถุเปลี่ยนไป T ดังนั้นถ้าอุณหภูมิของวัตถุเปลี่ยนไป 1 หน่วย จะใช้ความร้อน C คือ 퐶= Δ푄 Δ푇 มีหน่วยเป็น จูล/ เคลวิน (J/K)
ความจุความร้อนจาเพาะ (Specific Heat Capacity, c ) คือความร้อนที่ท้าให้สาร(วัตถุ) มวลหนึ่งหน่วยมีอุณหภูมิ เปลี่ยนไปหนึ่งองศาเคลวิน คือ 푐= Δ푄 푚Δ푇 ความจุความร้อนจ้าเพาะของสาร(J/kg-K)
นั่นคือ เมื่อสารมวล m มีอุณหภูมิเพิ่มจาก T1 เป็น T2 และความจุความร้อนจ้าเพาะมีค่าคงตัว ความร้อนที่สารได้รับ คือ 푄=퐶Δ푇 หรือ 푄=푚푐Δ푇
ตารางที่ 1 แสดงความจุความร้อนจ้าเพาะของสารที่อุณหภูมิห้องและที่ความดันบรรยากาศ
วัสดุ
ความจุความร้อนจาเพาะของสาร(J/kg K)
อะลูมิเนียม
ทองแดง
เหล็ก
ตะกั่ว
ปรอท
หินอ่อน
เอทานอล
น้้า
ร่างกายมนุษย์
900
090
450
100
140
860
2,500
4,186
0,500
ตัวอย่างที่ 1 จงหาพลังงานความร้อนที่ท้าให้น้้ามวล 500 กรัม ที่อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียสมีอุณหภูมิ
สูงขึ้นเป็น 50 องศาเซลเซียส
วิธีท้า m = 500 g = 0.5 kg
จากตาราง น้้ามีค่า c = 4,186 J/kg K
T = T2 - T1 = (50 - 25) = 25 K
Q = mcT
= 0.5 x 4,186 x 25
= 52,325 J
คาตอบ ความร้อนที่ต้องการคือ 52,325 จูล

3. เอกสารประกอบเรียน รายวิชาฟิสิกส์ 6 เรื่องความร้อน และการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ หน้า 3
4. ความร้อนแฝง (Latent Heat) คือ ปริมาณความร้อนที่ท้าให้วัตถุเปลี่ยนสถานะโดยอุณหภูมิคงที่
5. ความร้อนแฝงจาเพาะ (Specific Latent Heat, L ) คือ ความร้อนที่ท้าให้สาร(วัตถุ) มวลหนึ่งหน่วยเปลี่ยน สถานะไปจนหมด เช่น น้้าที่ความดัน 1 บรรยากาศ ความร้อนที่ท้าให้น้้าแข็ง 1 กิโลกรัม อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียส หลอมเหลว กลายเป็นน้้าหมดที่อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียส จะใช้ความร้อน 000 กิโลจูล
ดังนั้น ความร้อนแฝงจ้าเพาะของการหลอมเหลวของน้้า คือ Lf
Lf = 333 kJ/kg
และที่ความดัน 1 บรรยากาศ ความร้อนที่ท้าให้น้้า 1 กิโลกรัม อุณหภูมิ 100 องศาเซลเซียส
กลายเป็นไอน้้าหมดที่อุณหภูมิ 100 องศาเซลเซียส จะใช้ความร้อน 2256 กิโลจูล
ดังนั้น ความร้อนแฝงจ้าเพาะของในการกลายเป็นไอของน้้า คือ Lv
Lv = 2256 kJ/kg นั่นคือ ถ้าให้ Q คือความร้อนที่ท้าให้สาร(วัตถุ) มวล m เปลี่ยนสถานะหมดคือ 푄=푚퐿
การเปลี่ยนสถานะของสาร
สารและสิ่งของที่อยู่รอบตัวเราพบว่ามีอยู่ 3 สถานะ คือ ของแข็ง(น้้าแข็ง) ของเหลว(น้้า) และแก๊ส(ไอน้้า) ได้
I. ของแข็ง แรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลมีค่ามาก ท้าให้โมเลกุลอยู่ใกล้กัน จึงท้าให้รูปทรงของของแข็งไม่เปลี่ยนแปลงมากเมื่อมี แรงขนาดไม่มากนักมากระท้า ตามค้าจ้ากัดความนี้ เหล็ก คอนกรีต ก้อนหิน เป็นของแข็ง
II. ของเหลว แรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลมีค่าน้อย โมเลกุลจึงเคลื่อนที่ไปมาได้บ้าง จึงท้าให้รูปทรงของของเหลวเปลี่ยนแปลง ไปตามภาชนะที่ที่บรรจุ น้้า น้้ามัน ปรอท เป็นของเหลว
III. แก๊ส แรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลมีค่าน้อยมาก จนโมเลกุลของแก๊สอยู่ห่างกันมากและเคลื่อนที่ได้สะเปะสะปะ ฟุ้งกระจาย เต็มภาชนะที่บรรจุ เช่นอากาศและแก๊สชนิดต่างๆ
รูป แสดงการเปลี่ยนสถานะของน้้าเมื่อได้รับความร้อน
ถ้าเราน้าน้้าแข็งที่อุณหภูมิ -20 ℃ ที่ความดันบรรยากาศ 1 บรรยากาศ ความร้อนท้าให้น้้าแข็งมีการเปลี่ยนแปลงเป็น ช่วงๆ คือ
1. น้้าแข็งที่อุณหภูมิ -20 ℃ กลายเป็นน้้าแข็ง 0 ℃ (เป็นค่า c ของน้้าแข็ง)
2. น้้าแข็ง 0 ℃ ละลายกลายเป็นน้้า 0 ℃
3. น้้า 0 ℃ อุณหภูมิสูงขึ้นจนเป็นน้้า 100 ℃ (เป็นค่า c ของน้้า )
4. น้้า 100 ℃ เดือดกลายเป็นไอน้้า 100 ℃

4. เอกสารประกอบเรียน รายวิชาฟิสิกส์ 6 เรื่องความร้อน และการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ หน้า 4
ที่มาของภาพ http://www.myfirstbrain.com/thaidata/image.asp?ID=1654594
ตัวอย่างที่ 2 จงหาปริมาณความร้อนที่ท้าให้น้้าแข็งมวล 250 กรัมอุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียส กลายเป็นน้้าหมด และสุดท้าย น้้า 50 กรัม เดือดกลายเป็นไอ
วิธีทา มวลน้้าแข็ง 250 g = 0.25 kg
น้้าแข็งละลายหมดกลายเป็นน้้า 0 ℃ ต้องการความร้อน
Q1 = mLf
= 0.25 x 333
= 83.25 kJ
น้้า 0 ℃ กลายเป็นน้้า 100 ℃ ต้องการความร้อน
Q2 = mcT
= 0.25 x 4.2 x 100
= 105 กิโลจูล
น้้า 10 กรัม หรือ 0.01 กิโลกรัม ที่ 100 ℃ เดือดเป็นไอน้้า 100 ℃ ต้องการความร้อน
Q3 = mLv
= 0.05 x 2256
= 112.8 kJ
ความร้อนทั้งหมดที่ต้องใช้ Q = Q1 + Q2 + Q3
= 83.25 + 105 + 112.8
= 301.05 kJ
คาตอบ ความร้อนที่ต้องการคือ 301.05 กิโลจูล
ตัวอย่างที่ 3 ก้อนอะลูมิเนียมมวล 200 กรัม อุณหภูมิ 300 องศาเซลเซียส อยู่ในภาชนะที่เป็นฉนวน เมื่อเทน้้าแข็งอุณหภูมิ 0 ℃ มวล 70 กรัม ลงในภาชนะจากนั้นปิดภาชนะด้วยฉนวนอุณหภูมิสุดท้ายภายในภาชนะเป็นเท่าใด (ให้คิดว่าภาชนะให้หรือรับความ ร้อนน้อยมาก)
วิธีทา เหตุการณ์ที่อาจเกิดขึ้นได้ในภาชนะ 4 รูปแบบคือ
1.) น้้าแข็งละลายไม่หมด ดังนั้นอุณหภูมิสุดท้าย t = 0 ℃
2.) น้้าแข็งละลายหมด แต่อุณหภูมิของอะลูมิเนียมสูงกว่า 0 ℃ ท้าให้น้้ามีอุณหภูมิสูงขึ้น แต่ไม่เดือด ดังนั้นอุณหภูมิสุดท้าย อยู่ระหว่าง 0 ℃ กับ 100 ℃ คือ 0 < t < 100
3.) น้้าบางส่วนเดือด อุณหภูมิสุดท้าย t = 100 ℃
4.) น้้าเดือดหมด และก้อนอะลูมิเนียม อุณหภูมิสุดท้าย t > 100 ℃
คายความร้อน
คายความร้อน
คายความร้อน

5. เอกสารประกอบเรียน รายวิชาฟิสิกส์ 6 เรื่องความร้อน และการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ หน้า 5
ดังนั้นเราต้องค้านวณความร้อนทีละช่วงคือ
พิจารณา ความร้อนที่น้้าแข็งมวล 0.07 kg ละลายหมดต้องการความร้อน
Q1 = mLf = .07 x 333000 = 23310 J
พิจารณา ความร้อนที่ก้อนอะลูมิเนียม 0.2 kg คายออกมาจนมีอุณหภูมิเป็น 0 oC คือ
Q2 = mcT = 0.2 x 900 x 300 = 54000 J
พิจารณา ความร้อนที่น้้า 0 oC กลายเป็นน้้า 100 oC ความร้อนที่ต้องการ คือ
Q3 = mcT = 0.07 x 4200 x 100 = 29400 J
เมื่อพิจารณาความร้อนของน้้าและอะลูมิเนียมแล้วได้ผลดังนี้
(Q1 + Q3 ) < Q2
นั่นคือ ดังนั้นอุณหภูมิสุดท้ายอยู่ระหว่าง 0 ℃ กับ 100 ℃ คือ 0 < t < 100
จากกฏการอนุรักษ์พลังงาน
Q1 + mc(t - 0) = mAlcAl(300 - t)
23310 + 0.07 x 4200 x t = 0.2 x 900(300 - t)
t = 64.7 ℃
ตอบ อุณหภูมิผสมสุดท้ายของน้้าและอะลูมิเนียมเท่ากับ 64.7 องศาเซลเซียส
ตัวอย่างที่ 4 จงหาพลังงานความร้อนที่ท้าให้น้้าแข็งมวล 100 กรัม อุณหภูมิ -20 ℃ หลอมละลายกลายเป็นน้้าหมด น้้า และน้้ามี อุณหภูมิสูงจนเดือดเป็นไอหมดที่ความดัน 1 บรรยากาศ
วิธีท้า น้้าแข็ง -20 ℃ กลายเป็นน้้าแข็ง 0 ℃ ต้องการความร้อน
Q1 = mcT = 0.100 x 2.1(0 - (-20))
= 4.2 กิโลจูล
มวลน้้าแข็ง 100 g = 0.100 kg
น้้าแข็งละลายหมดกลายเป็นน้้า 0 ℃ ต้องการความร้อน
Q2 = mLf = 0.100 x 333
= 33.3 kJ
น้้า 0 ℃ กลายเป็นน้้า 100 ℃ ต้องการความร้อน
Q3 = mcT
= 0.100 x 4.2 x 100
= 42 กิโลจูล
น้้า 10 กรัม หรือ 0. 1 กิโลกรัม ที่ 100 ℃ เดือดเป็นไอน้้า 100 ℃ ต้องการความร้อน
Q4 = mLv
= 0.100 x 2256
= 225.6 kJ
ความร้อนทั้งหมดที่ต้องใช้ Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4
= 4.2 + 33.3 + 42 + 225.6
= 305.1 kJ
คาตอบ ความร้อนที่ต้องการคือ 305.1 กิโลจูล

6. เอกสารประกอบเรียน รายวิชาฟิสิกส์ 6 เรื่องความร้อน และการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ หน้า 6
การขยายตัวของวัตถุเนื่องจากความร้อน
วัตถุโดยทั่วไปเมื่อได้รับความร้อนจะขยายตัว การขายตัวของวัตถุจะขึ้นอยู่กับรูปร่างลักษณะของวัตถุ เช่น วัตถุที่มีความยาวมีลักษณะเป็นเส้นหรือแท่งยาว จะมี การขยายตัวตามเส้น (การขยายตัวตามยาว) วัตถุที่เป็น แผ่นจะมีการขยายตัวตามพื้นที่ วัตถุที่มีรูปร่างเป็น ปริมาตรจะมีการขยายตัวตามปริมาตร ในทางกลับกันถ้า วัตถุสูญเสียความร้อนก็จะหดตัว
ที่มาของภาพ http://www.thaiceramicsociety.com/images/ch_heat-0.jpg
สมบัติที่สาคัญๆ เกี่ยวกับการขยายของของแข็ง ได้แก่
1. ของแข็งต่างชนิดกัน ถ้าเดิมมีความยาวเท่ากัน เมื่อร้อนขึ้นเท่ากันจะมีส่วนขยายตัวเพิ่มขึ้นไม่เท่ากัน
2. ของแข็งชนิดเดียวกัน ถ้าเดิมมีความยาวเท่ากัน เมื่อร้อนขึ้นเท่ากันจะมีส่วนขยายตัวเพิ่มขึ้นเท่ากัน
3. การขยายตัวของวัตถุเป็นเรื่องที่ส้าคัญมากในทางวิศวกรรม เช่น การวางเหล็กรางรถไฟ การขึงสายไฟฟ้าแรงสูงเป็นต้น
การถ่ายโอนความร้อน (Heat Transfer)
ความร้อนจะถ่ายโอนหรือส่งผ่านจากวัตถุที่มีระดับความร้อนสูง(อุณหภูมิสูง) ไปสู่วัตถุที่มีระดับความร้อนต่้า (อุณหภูมิต่้า) การถ่าย โอนความร้อนมี 3 แบบ คือ
1. การนา (Conduction) เป็นการถ่ายโอนพลังงานความร้อนผ่านตัวกลางซึ่งโดยมากจะเป็นพวกโลหะต่างๆ เช่น เราเอามือ ไปจับช้อนโลหะที่ปลายข้างหนึ่งแช่อยู่ในน้้าร้อน มือเราจะรู้สึกร้อน เพราะความร้อนถูกส่งผ่านจากน้้าร้อนมายังมือเราโดยมีช้อนโลหะ เป็นตัวน้าความร้อน
2. การพา (Convection) เป็นการถ่ายโอนความร้อนโดยการเคลื่อนที่ของโมเลกุลของตัวกลางเป็นตัวพาความร้อนไปจาก บริเวณที่มีระดับความร้อนสูง(อุณหภูมิสูง) ไปสู่บริเวณที่มี ระดับความร้อนต่้า(อุณหภูมิต่้า) เช่น เวลาต้มน้้าความร้อน จากเตาท้าให้น้้าที่ก้นภาชนะร้อนมันจะขยายตัวท้าให้มีความ หนาแน่นน้อยกว่าน้้าด้าน บนจึงลอยตัวสูงขึ้นส่วนน้้าด้านบน อุณหภูมิต่้ากว่าความหนาแน่นมากก็จะจมลงมาแทนที่ การ หมุนวนของน้้าท้าให้เกิดการพาความร้อน
3. การแผ่รังสี (Radition) เป็นส่งพลังงาน ความร้อนที่อยู่ในรูปคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า(รังสีอินฟราเรด) ดังนั้นจึงไม่ต้องอาศัยตัวกลางในการเคลื่อนที่ เช่นการแผ่รังสี ความร้อนจากดวงอาทิตย์มายังโลก โดยทั่วไปวัตถุที่แผ่รังสี ได้ดีก็จะรับ(ดูดกลืน)รังสีได้ดีด้วย วัตถุชนิดนั้นเราเรียกว่า วัตถุด้า(Black Body) วัตถุด้าไม่มีในธรรมชาติ มีแต่ในอุดมคติ ดังนั้นวัตถุที่มีลักษณะใกล้เคียงวัตถุด้าคือ วัตถุที่มีสีด้า ในทางกลับกันวัตถุขาวจะ ไม่ดูดกลืนรังสีและ ไม่แผ่รังสีที่ ตกกระทบ มีแต่ในอุดมคติเท่านั้น
ที่มาของภาพ http://www.fao.org/docrep/008/y7223e/y7223e0d.jpg

7. เอกสารประกอบเรียน รายวิชาฟิสิกส์ 6 เรื่องความร้อน และการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ หน้า 7
1. ให้นักเรียนเขียนแสดงความคิดเห็นว่า ความร้อนถ่ายโอนพลังงาน ไปได้อย่างไร
…………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………….………………………………………………… ………………………………………………………….
ฟิสิกส์6
ใบงาน 5.2
ผลการเรียนรู้ที่ 5
Physics VI
ใช้ประกอบแผนจัดการเรียนรู้ที่ 5
ระดับชั้น มัธยมศึกษาปีที่ 6
5 คะแนน ( P )
เวลา 40 นาที
เรื่อง ความร้อน และการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ
1. ให้นักเรียนสรุปสาระส้าคัญที่ได้จากการสืบค้น ข้อมูล แล้วบันทึกลงในสมุดจดบันทึก
1. ความร้อน และการถ่ายโอนความร้อน
2. ความร้อนกับการเปลี่ยนสถานะ
3. ความร้อนกับการเปลี่ยนอุณหภูมิ
2. ให้นักเรียนเติมค้า หรือข้อความลงในช่องว่างให้ถูกต้อง
1. การถ่ายโอนความร้อนจากบริเวณหนึ่งไปยังอีกบริเวณท้าได้กี่วิธี ……………………………………….
2. การถ่ายโอนความร้อนจากบริเวณหนึ่งผ่านตัวกลางไปยังอีกบริเวณหนึ่ง โดยตัวกลางนั้นสัมผัสกันอยู่ทั้ง 2 บริเวณ เรียกการถ่ายโอนในลักษณะนี้ว่า ……………………………………………………………….
3. การถ่ายโอนความร้อนจากบริเวณหนึ่งไปยังอีกบริเวณหนึ่ง โดยมีตัวกลางพาความร้อนแล้วเคลื่อนที่เรียกการ ถ่ายโอนในลักษณะนี้ว่า ………………………………………………………………………………
4. การถ่ายโอนความร้อนไปยังบริเวณโดยรอบดวยการส่งพลังงานความร้อนโดยไม่ต้องอาศัยตัวกลางในการถ่าย โอนพลังงาน เรียกการถ่ายโอนในลักษณะนี้ว่า ………………………………………………….
5. วิธีใดที่ การถ่ายโอนความร้อน อยู่ในลักษณะของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า …………………………………..
6. ขณะที่ ความร้อนท้าให้วัตถุ เกิดการเปลี่ยนสถานะ อุณหภูมิของวัตถุจะเป็นอย่างไร …………………..
7. วัตถุเมื่อได้รับความร้อน แล้วมีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ขณะนั้นสถานะของวัตถุจะเป็นอย่างไร …….
8. การที่ของเหลวได้รับความร้อน แล้วกลายเป็นไอ บางส่วน เราเรียกเหตุการณ์นี้ว่า ……………………..
9. การที่ของแข็งได้รับความร้อน แล้วกลายเป็นไอ โดยไม่มีการเปลี่ยนเป็นของเหลว เราเรียกเหตุการณ์นี้ว่า ……………………………………
10. ความร้อน 1 แคลอรี มีค่าเท่ากับกี่จูล …………………………………………………………………….
ฟิสิกส์6
ใบงาน 5.1
ผลการเรียนรู้ที่ 5
Physics VI
ใช้ประกอบแผนจัดการเรียนรู้ที่ 5
ระดับชั้น มัธยมศึกษาปีที่ 6
5 คะแนน ( A )
เวลา 10 นาที
เรื่อง ความร้อน และการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ

8. เอกสารประกอบเรียน รายวิชาฟิสิกส์ 6 เรื่องความร้อน และการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ หน้า 8
11. ก้อนหินน้้าแข็งมวล 4 กิโลกรัม มีอุณหภูมิ 0 C ตกลงไปในทะเลสาบ ที่มีอุณหภูมิ 0 C เช่นเดียวกัน ปรากฏ ว่าน้้าแข็งละลายไป 0.05 กิโลกรัม น้้าแข็งตกลงมาจากระดับความสูงกี่เมตร ( ความร้นแฝงจ้าเพาะของการ หลอมเหลวของน้้าแข็งเท่ากับ 300 kJ / kg )
วิธีทา จากหลักทรงพลังงาน
แสดงว่า พลังศักย์ของก้อนน้้าแข็ง ถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานความร้อนให้กับน้้าแข็ง
mgh = mL
( ….. kg )( 10 m/s2 )( h ) = ( ………. kg )( 300x103 J / kg )
h = …………….. m
12. วัตถุชิ้นหนึ่งมีมวล 400 กรัม เมื่อให้ความร้อนกับวัตถุนี้ด้วยอัตราคงที่ 2 กิโลจูล/วินาที เป็นเวลา 4 นาที พบว่า อุณหภูมิของวัตถุเปลี่ยนไป 80 องศาเซลเซียส จงหาความจุความร้อนจ้าเพาะของวัตถุนี้เป็นกี่กิโลจูลต่อกิโลกรัม เคลวิน
วิธีทา เมื่อวัตถุได้รับความร้อนแล้วเปลี่ยนแปลงเฉพาะอุณหภูมิ จะได้
Q = cmT
ได้รับความร้อนนาน 2 นาที จะได้ Q = (4 x 60 s )(2 x103 J/s )
แทนค่า (4 x 60 s )(2 x103 J/s ) = c ( ……… x 10-3 kg )( ……….. K )
c = ……………… J/kg.K
ฟิสิกส์6
ใบงาน 5.3
ผลการเรียนรู้ที่ 5
Physics VI
ใช้ประกอบแผนจัดการเรียนรู้ที่ 5
ระดับชั้น มัธยมศึกษาปีที่ 6
5 คะแนน ( A )
เวลา 20 นาที
เรื่อง ความร้อน และการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ
1. เติมน้้าเย็น 6 องศาเซลเซียส ปริมาณ 400 กรัม ลงไปในแก้ว แล้วใช้เปลวไฟจากตะเกียงลนก้นแก้ว จนกระทั่งน้้า มีอุณหภูมิเพิ่มขึ้นเป็น 31 องศาเซลเซียส พลังงานความร้อนที่เปลวไฟจากตะเกียงถ่ายเทให้มีค่ากิโลจูล ก้าหนดให้ ความจุความร้อนจ้าเพาะของน้้าเท่ากับ 4.2 กิโลจูลต่อกิโลกรัม เคลวิน ( ตอบ 42 kJ )
วิธีทา Q = cmT
2. กาต้มน้้าไฟฟ้าให้ความร้อนขนาด 800 วัตต์ น้้ารับพลังงานความร้อน 70% นานกี่นาที จึงต้มน้้า 700 กรัม ที่ 4 องศาเซลเซียส มีอุณหภูมิเป็น 100 องศาเซลเซียส ก้าหนดให้ความจุความร้อนจ้าเพาะของน้้าเท่ากับ 4.2 กิโลจูล ต่อกิโลกรัม เคลวิน
วิธีทา จาก (70%)Q = cmT
และ W = Pt ( W = Q)

9. เอกสารประกอบเรียน รายวิชาฟิสิกส์ 6 เรื่องความร้อน และการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ หน้า 9
3. ผลักก้อนเหล็กมวล 8 กิโลกรัม เคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ไปบนพื้นฝืดได้ระยะทาง 80 เมตร พบว่าก้อนเหล็กมี อุณหภูมิเปลี่ยนไป 0.80 องศาเซลเซียส ถ้าความร้อนเปลี่ยนมาจากแรงเสียดทานทั้งหมด สัมประทธิ์ความเสียด ทานของพื้นกับก้อนเหล็กมีค่าเท่าใด ก้าหนดให้ ความจุความร้อนจ้าเพาะของเหล็กเท่ากับ 0.6 กิโลจูลต่อ กิโลกรัมเคลวิน
วิธีทา จาก Q = cmT
และ Wf = Q , Wf = f.S
4. ลูกกระสุนปืนยิงทะลุผ่านก้อนน้้าแข็งในเวลา 0.4 วินาที พบว่ามีน้้าแข็ง 0.1 กิโลกรัม เปลี่ยนสถานะเป็นน้้า 0 C ถ้าการละลายของน้้าแข็งเกิดจากการสูญเสียพลังงานของลูกปืนเพียงอย่างเดียว อยากทราบว่าลูกปืนสูญเสีย พลังงานให้น้้าแข็งกี่กิโลจูล/วินาที ( ความร้อนแฝงจ้าเพาะของการหลอมเหลวเท่ากับ 333 kJ / kg )
วิธีทา จาก Q = mL และ
5. ปริมาณความร้อนทั้งหมดกี่กิโลจูลที่ท้าให้น้้าแข็งมวล 100 กรัมอุณหภูมิ 0 C กลายเป็นน้้าหมดและสุดท้ายน้้า 10 กรัม เดือดกลายเป็นไอ ก้าหนดให้ ( ความร้อนแฝงจ้าเพาะของการหลอมเหลวเท่ากับ 300 kJ / kg , ความจุความ ร้อนจ้าเพาะของน้้าเท่ากับ 4.2 kJ / kg.K , ความร้อนแฝงจ้าเพาะของการกลายเป็นไอเท่ากับ 2,256 kJ / kg )
วิธีทา จาก Q = mL + cmT + mL

10. เอกสารประกอบเรียน รายวิชาฟิสิกส์ 6 เรื่องความร้อน และการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ หน้า 10
ฟิสิกส์6
แบบฝึกทักษะ 5
ผลการเรียนรู้ที่ 5
Physics VI
ใช้ประกอบแผนจัดการเรียนรู้ที่ 5
ระดับชั้น มัธยมศึกษาปีที่ 6
5 คะแนน ( P )
เวลา 20 นาที
เรื่อง ความร้อน และการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ
1. เติมน้้าเย็น 6 องศาเซลเซียส ปริมาณ 100 ลูกบาศก์เซนติเมตร ลงไปในแก้ว แล้วใช้เปลวไฟจากตะเกียงลนก้นแก้ว จนกระทั่งน้้ามีอุณหภูมิเพิ่มขึ้นเป็น 11 องศาเซลเซียส พลังงานความร้อนที่เปลวไฟจากตะเกียงถ่ายเทให้มีค่าเท่าไร ก้าหนดให้ความจุความร้อนจ้าเพาะของน้้าเท่ากับ 4.18 กิโลจูลต่อกิโลกรัม เคลวิน
วิธีทา จาก Q = cm T
2. กาต้มน้้าไฟฟ้าให้ความร้อนขนาด 420 วัตต์ น้้ารับพลังงานความร้อน 25% นานกี่นาที จึงต้มน้้า 100 กรัม ที่25 องศา เซลเซียส มีอุณหภูมิเป็น 100 องศาเซลเซียส ก้าหนดให้ความจุความร้อนจ้าเพาะของน้้าเท่ากับ 4.2 กิโลจูลต่อกิโลกรัม เคลวิน
วิธีทา จาก 25%W = Q
3. วัตถุชิ้นหนึ่งมีมวล 1 กิโลกรัม เมื่อให้ความร้อนกับวัตถุนี้ด้วยอัตราคงที่ 1 กิโลจูล/วินาที เป็นเวลา 3 นาที พบว่า อุณหภูมิของวัตถุเปลี่ยนไป 90 องศาเซลเซียส จงหาความจุความร้อนจ้าเพาะของวัตถุนี้เป็นกี่กิโลจูลต่อกิโลกรัม เคลวิน
วิธีทา จาก Q = cm T
4. ผลักก้อนเหล็กมวล 8 กิโลกรัม เคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ไปบนพื้นฝืดได้ระยะทาง 50 เมตร พบว่าก้อนเหล็กมี อุณหภูมิเปลี่ยนไป 0.40 องศาเซลเซียส ถ้าความร้อนเปลี่ยนมาจากแรงเสียดทานทั้งหมด สัมประสิทธิ์ความเสียดทาน ของพื้นกับก้อนเหล็กมีค่าเท่าใด ก้าหนดให้ ความจุความร้อนจ้าเพาะของเหล็กเท่ากับ 0.5 กิโลจูลต่อกิโลกรัมเคลวิน
วิธีทา จาก f = Q

11. เอกสารประกอบเรียน รายวิชาฟิสิกส์ 6 เรื่องความร้อน และการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ หน้า 11
5. ก้อนหินน้้าแข็งมวล 1 กิโลกรัม มีอุณหภูมิ 0 C ตกลงไปในทะเลสาบ ที่มีอุณหภูมิ 0 C เช่นเดียวกัน ปรากฏว่า น้้าแข็งละลายไป 0.01 กิโลกรัม น้้าแข็งตกลงมาจากระดับความสูงกี่เมตร ( ความร้นแฝงจ้าเพาะของการหลอมเหลว ของน้้าแข็งเท่ากับ 300 kJ / kg )
วิธีทา จาก Mgh = Q
6. ลูกกระสุนปืนยิงทะลุผ่านก้อนน้้าแข็งในเวลา 0.5 วินาที พบว่ามีน้้าแข็ง 0.1 กิโลกรัม เปลี่ยนสถานะเป็นน้้าที่อุณหภูมิ 0 C ถ้าการละลายของน้้าแข็งเกิดจากการสูญเสียพลังงานของลูกปืนเพียงอย่างเดียว อยากทราบว่าลูกปืนสูญเสีย พลังงานให้น้้าแข็งกี่กิโลจูล/วินาที ( ความร้อนแฝงจ้าเพาะของการหลอมเหลวเท่ากับ 333 kJ / kg )
วิธีทา จาก W = Q
7. จงหาปริมาณความร้อนที่ท้าให้น้้าแข็งมวล 250 กรัมอุณหภูมิ 0 C กลายเป็นน้้าหมดและสุดท้ายน้้า 10 กรัม เดือก กลายเป็นไอ ก้าหนดให้ ( ความร้อนแฝงจ้าเพาะของการหลอมเหลวเท่ากับ 333 kJ / kg , ความจุความร้อนจ้าเพาะของ น้้าเท่ากับ 4.2 kJ / kg.K , ความร้อนแฝงจ้าเพาะของการกลายเป็นไอเท่ากับ 2,256 kJ / kg )