�ݺ�ߣ

1. นายจักรพันธ์ อันภักดี เลขที่ 3 2. นายยุทธภูมิ โสเส เลขที่ 10 3. นายอรรถกฤษ สุราวรรณ์ เลขที่ 13 1 หน้าถัดไป ครูชมัยพร โคตรโยธา

คำนำ งานนำเสนอวิชา เคมี เรื่องสมบัติของแก๊ส กลุ่มของข้าพเจ้าได้ตั้งใจทำเพื่อให้อาจารย์นำไปสอนน้องๆ รุ่นหลังเพื่อความเข้าใจยิ่งขึ้น หรืออาจนำไปเป็นตัวอย่างให้น้องๆ รุ่นหลังได้นำไปทำเป็นแบบอย่าง ถ้าหากผิดพลาดประการใดกลุ่มของข้าพเจ้าก็ต้องของอภัยไว้ ณ ที่นี่ด้วย คณะผู้จัดทำ 1 หน้าถัดไป

สารบัญ เรื่อง หน้า สมบัติของแก๊ส 1 ความสัมพันธ์ของปริมาตร 5 กฎของ บอยล์ 8 กฎอง ชาร์ล 11 กฎรวมแก๊ส 13 กฎแก๊สสมบูรณ์ 14 1

ในสภาวะที่อุณหภูมิและความดันเหมาะสม สารหลายชนิดสามารถเปลี่ยนของแข็ง ของเหลวหรือแก็สได้ นอกจากนี้ธาตุที่เป็นอโลหะ เช่น ไฮโดรเจน ฟลูออรีน คลอรีน ออกซิเจน ไนโตรเจนและแก๊สเฉื่อย รวมทังสารประกอบโคเวเลนต์ที่มีมวลโมเลกุลต่ำบางสาร เช่น CO CO 2 NH 3 H 2 S SO 2 ล้วนมีสถานะแก๊สที่อุณหภูมิห้อง สารในสถานะแก๊สมีสมบัติเหมือนหรือแตกต่างจากของแข็งและของเหลว คือ 1 1 หน้าถัดไป

แก๊สมีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างนะภาคน้อยมาก อนุภาคจะอยู่ห่างกันมากเมื่อเปรียบเทียบกับของแข็งและของเหลว ดังนั้นเมื่อบรรจุแก๊สไว้ในภาชนะ แก๊สจึงแพร่เต็มภาชนะที่บรรจุ ทำให้มีรูปร่างเปลี่ยนแปลงตามขณะและรูปร่างตามภาชนะ แก๊สมีความ หนาแน่นต่ำกว่าของเหลวและของแข็งมาก รวมทั้งสามารถบีบอัดได้มากที่สุด 1 2 หน้าถัดไป

จากการศึกษาของนักวิทยาศาสตร์ในอดีตเกี่ยวกับพฤติกรรมแลละสมบัติต่างๆ ของแก๊สในระดับอนุภาค พบว่าแก๊สเกือบทุกชนิดมีสมบัติบางประการคล้ายกันจนสรุปเป็นทฤษฎีที่สามารถนำไปใช้อธิบายสมบัติต่างๆ ของแก๊สได้ ทฤษฎีดังกล่าวนั้นเรียกว่า ทฤษฎีจลน์ของแก๊ส มีสาระสำคัญดังนี้ 1. แก๊สประกอบด้วยอนุภาคจำนวนมากที่มีขนาดเล็กมาก จนถือได้ว่าอนุภาคแก๊สไม่มีปริมาตรเมื่อเทียบกับขนาดภาชนะที่บรรจุ 2. โมเลกุลของแก๊สอยู่ห่างกันมาก ทำให้แรงดึงดูดและแรงผลักระหว่างโมเลกุลน้อยมาก จนถือได้ว่าไม่มีแรงกระทำต่อกัน 3. โมเลกุลของแก๊สเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วในแนวเส้นตรง เป็นอิสระด้วยอัตราเร็วคงที่และไม่เป็นระเบียบ จนกระทั่งชนกันโมเลกุลอื่นหรือชนกับผนังของภาชนะจึงจะเปลี่ยนทิศทางและอัตราเร็ว 1 3 หน้าถัดไป

4. โมเลกุลของแก๊สที่ชนกันเองหรือชนกับผนังภาชนะ จะเกิดการถ่ายโอนพลังงานให้แก่กันได้พลังงานรวมของระบบมีค่าคงที่ 5. ณ อุณหภูมิเดียวกัน โมเลกุลของแก๊สแต่ละโมเลกุลเคลื่อนที่ด้วยความเร็วไม่เท่ากัน แต่จะมีพลังงานจลน์เฉลี่ยเท่ากัน โดยพลังงานจลน์เฉลี่ยของแก๊สจะแปรผันตรงกันอุณหภูมิเคลวิน 1 4 สารบัญ

ความสัมพันธ์ของปริมาตร จากทฤษฎีจลน์ของแก๊สทำให้ทราบว่า แก๊สประกอบด้วยโมเลกุลจำนวนมากที่อยู่ห่างกันจนถือได้ว่าไม่มีแรงกระทำต่อกัน ซึ่งเป็นผลให้แก๊สฟุ้งกระจายได้ง่าย แก๊สจึงมีรูปร่างและปริมาตรไม่แน่นอนขึ้นอยู่กับภาชนะที่บรรจุ ซึ่งเป็นสมบัติประการหนึ่งที่แตกต่างจากของแข็งและของเหลว ปัจจัยที่มีผลกระทบต่อการเปลี่ยนแปลงปริมาตรของแก๊ส ได้ศึกษาจากการทึϸ�อง 1 5 หน้าถัดไป

การทึϸ�อง ผลของความดันหรืออุณหภูมิต่อปริมาตรของแก๊ส ตอนที่ 1 ผลของความดันต่อปริมาตรของแก๊ส 1. ดึงก้านหลอดฉีดยาขึ้นมาอยู่ประมาณกึ่งกลางของกระบอกฉีดยา ใช้ปลายนิ้วอุดปลายกระบอกฉีดยาไว้ กดก้านหลอดฉีดยาช้าๆ จนกระทั่งกดไม่ลง ปล่อยมือที่กดและสังเกตการเปลี่ยนแปลง 2. ดึงก้านหลอดฉีดยาขึ้นมาอยู่ประมาณกึ่งกลางของกระบอกฉีกยา ใช้ปลายนิ้วอุดปลายกระบอกฉีดยา แล้วดึงก้านหลอดฉีกยาช้าๆ จนเกือบสุด ปล่อยมือและสังเกตการเปลี่ยนแปลง 1 6 หน้าถัดไป

ตอนที่ 2 ผลของอุณหภูมิต่อปริมาตรของแก๊ส 1. ดึงก้านหลอกฉีดยาให้มีอากาศอยู่ภายในประมาณครึ่งกระบอกฉีดยา แล้วนำไปดูดน้ำให้มีปริมาตร 2 cm 3 2. จุ่มกระบอกฉีดยาจากข้อ 1 ลงในน้ำร้อนที่มีอุณหภูมิประมาณ 60 - 70 ๐ c สังเกตการเปลี่ยนแปลง เมื่อการปลี่ยนแปลง สิ้นสุดแล้ว ตั้งกระบอกฉีดยาให้ตรงและเลื่อนกระบอกฉีดยาขึ้น หรือลงจนกระทั่งน้ำภายในกระบอกฉีดยาเท่ากับระดับน้ำภายนอกอ่านปริมาตรอากาศในกระบอกฉีดยาทันที 3. ทำการทึϸ�องเช่นเดียวกับข้อ 2 แต่เปลี่ยนเป็นจุ่มระบอกฉีดยาทันที 1 7 หน้าถัดไป

ในการทึϸ�องตอนที่ 1 เมื่อกดก้านหลอดฉีดยาลดลง และเมื่อปล่อยมือก้านหลอดฉีดยาจะเลื่อนกลับสู่ตำแหน่งเดิม ในทำนองเดียวกันเมื่อดึงก้านหลอกฉีดยาขึ้น ทำให้ปริมาตรแก๊สภายในกระบอกฉีดยาเพิ่มขึ้น และเมื่อปล่อยมือจะทำให้ก้านหลอดฉีดกลับสู่ตำแหน่งเดิม ผลการทึϸ�องดังกล่าวนี้ใช้ทฤษฎีจลน์ของแก๊สอธิบายได้ว่า เมื่อปริมาตรของแก๊สในกระบอกฉีดยาลดลง ทำให้โมเลกุลของแก๊สอยู่ใกล้กันมากขึ้น จึงเกิดการชนกันเองและชนกับผนังภาชนะมากขึ้น เป็นผลให้ความดันของแก๊สในกระบอกฉีดยาเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับตอนเริ่มต้น ในทางตรงกันข้ามการเพิ่มปริมาตรของแก๊สในกระบอกฉีดยา ทำให้โมเลกุลของแก๊สอยู่ห่างกัน การชนกันเองของโมเลกุลของแก๊สและชนกับผนังภาชนะมีความถี่ลดลง ความดันของแก๊สในกระบอกฉีดยาจึงลดลง 1 8 สารบัญ

กฎของบอยล์ นักวิทยาศาสตร์ได้ทำการทึϸ�องเพื่อศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างปริมาตรและความดันของแก๊ส โดยการควบคุมให้อุณหภูมิคงที่ ได้ผลการทึϸ�องดังตาราง 1 8 หน้าถัดไป

นักวิทยาศาสตร์ได้ทำการทึϸ�องเพื่อศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างปริมาตรกับความดันของแก๊ส โดยควบคุมในอุณหภูมิคงที่ ได้ผลการทึϸ�องดังตาราง ตารางความสัมพันธ์ระหว่างปริมาตร ( V ) กับความดัน ( P ) ของแก๊สเมื่ออุณหภูมิคงที่ 1 9 หน้าถัดไป การทึϸ�องครั้งที่ V ( cm 3 ) P ( mmHg ) PV ( mmHg.cm 3 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 760 380 253 191 151 127 109 95 84 3.80 x 10 3 3.80 x 10 3 3.80 x 10 3 3.82 x 10 3 3.78 x 10 3 3.81 x 10 3 3.82 x 10 3 3.80 x 10 3 3.78 x 10 3

รอเบิร์ต บอยล์ นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษได้ทำการศึกษาเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงปริมาตรและความดันของแก๊ส ในปี ค . ศ . 1662 ( พ . ศ . 2205) ได้สรุปเป็นสาระสำคัญกว่า เมื่ออุณหภูมิและมวลของแก๊สคงที่ ปริมาตรของแก๊สจะแปรผกผันกับความดัน ซึ่งต่อมาเรียกความสัมพันธ์นี้เรียกว่า กฎของบอยล์ 1 10 สารบัญ

กฎของชาร์ล จากกฎของบอยล์ แสดงว่าการเปลี่ยนความดันมีผลทำให้ปริมาตรแก๊สเปลี่ยนแปลง นอกจากความดันแล้วมีปัจจัยอื่นอีกหรือไม่มีผลต่อปริมาตรของแก๊ส ในการทึϸ�องพบว่าเมื่อจุ่มกระบอกฉีดยาเมื่อบรรจุน้ำ 2 cm 3 ในน้ำร้อน น้ำในกระบอกฉีดยาจะถูกดันออก ในทางตรงกันข้ามถ้าจุ่มกระบอกฉีดยาในน้ำเย็น น้ำจากภายนอกจะเข้าไปแทนที่อากาศในกระบอกฉีดยา การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ใช้ความรู้เรื่องทฤษฎีจลน์ 1 11 หน้าถัดไป

จากผลการทึϸ�องในตอนที่ 2 อธิบายได้ว่าการเพิ่มอุณหภูมิมีผลให้ปริมาตรของแก๊สเพิ่มขึ้นและการลดอุณหภูมิมีผลให้ปริมาตรของแก๊สลดลงด้วย แสดงว่าอุณหภูมิมีผลต่อการเปลี่ยนแปลงปริมาตรของแก๊ส ซึ่งใช้ทฤษฎีจลน์ของแก๊สอธิบายได้ว่า การเพิ่มอุณหภูมิจะทำให้โมเลกุลของแก๊สมีพลังงานจลน์เฉลี่ยเพิ่มขึ้น โมเลกุลของแก๊สจึงเคลื่อนที่เร็วขึ้น ทำให้โมเลกุลชนกันเองและชนกับผนังของภาชนะมากขึ้น รวมทั้งพลังงานในการชนกันสูงขึ้นด้วย เป็นผลให้แก๊สในกระบอกฉีดยามีความดันเพิ่มขึ้น จึงดันน้ำออกจากกระบอกฉีดยาจนความดันของแก๊สภายในเท่ากับความดันภายนอก จึงสังเกตเห็นว่าแก๊สในกระบอกฉีดยามรปริมาตรเพิ่มขึ้น ในทางกับกันเมื่ออุณหภูมิลดลง พลังงานจลน์เฉลี่ยของโมเลกุลของแก๊สจะลดลง ทำให้โมเลกุลชนกันเองระหว่างโมเลกุลและชนกับผนังของภาชนะน้อยลง รวมทั้งพลังงานในการชนลดลงด้วย ความดันของแก๊สภายในกระบอกฉีดยาจึงต่ำ อากาศภายนอกซึ่งมีความดันสูงกว่าจึงดันน้ำให้เข้าไปในกระบอกฉีดยา ความดันภายในจึงเพิ่มขึ้นจนเท่ากับความดันภายนอก จึงสังเกตเห็นว่าปริมาตรของแก๊สในกระบอกฉีดยาลดลงจนกระทั่งคงที่ จากผลการทึϸ�องและคำอธิบายดังกล่าวจึงสรุปได้ว่าอุณหภูมิเป็นอีกปัจจัยหนึ่งที่มีผลต่อการเปลี่ยนแปลงปริมาตรของแก๊ส 1 12 สารบัญ

กฎรวมแก๊ส เนื่องจากกฎของบอยล์และชาร์ลกล่าวถึงเฉพาะความสัมพันธ์ ระหว่างปริมาตรและความดัน และปริมาตรกับอุณหภูมิ แต่การเปลี่ยนแปลงในธรรมชาติอาจเกิดขึ้นพร้อมๆ กัน ดังนั้นจึงมีการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างปริมาตร ความดัน และอุณหภูมิของแก๊สในขณะที่มวลมีค่าคงที่ ความสัมพันธ์ระหว่างความดัน อุณหภูมิ และปริมาตรที่แสดงไว้นี้เรียกว่า “ กฎรวมแก๊ส ” ซึ่งสามารถนำไปใช้ในการคำนวณหาความดัน ปริมาตรและอุณภูมิของแก๊สได้ 1 13 สารบัญ

กฎแก๊สสมบูรณ์ ในกฎแก๊สรวมเป็นการศึกษาการเปลี่ยนแปลงสมบัติของแก๊สเกี่ยวกับความดัน ปริมาตร และอุณหภูมิ แต่ยังมีสมบัติที่ควรคำนึงถึงอีกอย่างหนึ่งคือ ปริมาตรหรือจำนวนโมล ( n ) ของแก๊สในระบบ จากกฎของอาโวกาโดรซึ่งกล่าวไว้ว่า “ ที่อุณหภูมิและความดันเดียวกัน แก๊สที่มีปริมาตรเท่ากันจะมีจำนวนอนุภาคเท่ากัน ” นอกจากนี้จำนวนโมลของแก๊สยังมีความสัมพันธ์โดนตรงกับจำนวนอนุภาคและปริมาตรของแก๊สอีกด้วย กล่าวคือแก๊ส 1 โมลจะมีจำนวน 6.02 x 10 23 อนุภาคและปริมาตร 22.4 ลิตรหรือลูกบาศก์เดซิเมตรที่ STP จึงสามารถเขียนนิยามของกฎอาโวกาโดรได้ว่า ที่อุณหภูมิและความดันคงที่ ปริมาตรของแก๊สใด ๆ จะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับจำนวนโมลของแก๊สนั้น ๆ 1 14 สารบัญ

1 สวัสดีครับ

�ݺ�ߣ

Gass คอม

Recommended

More Related Content

Similar to Gass คอม (16)

Gass คอม