1

รายวิชา ฟสิกสพ้ืนฐานและเพ่ิมเติม 3 ใบงาน 7.1

ผลการเรียนท่ีคาดหวังท่ี 7 รหัสวิชา ว 40203 ใชประกอบแผนจัดการเรียนรูท่ี 7 ระดับช้ัน มัธยมศึกษาปท่ี 5 5 คะแนน ( A ) เวลา 10 นาที

เรื่อง ทฤษฎจีลนของแกส

ชื่อ…………………………………………………..……ชั้น……………เลขท่ี…………. 1. ใหนักเรียนเขียนแสดงความคิดเห็นวา การท่ีถังแกสระเบิด เปนผลเนื่องจากสิ่งใดบาง ……………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………. รายวิชา ฟสิกสพ้ืนฐานและเพ่ิมเติม 3

ใบงาน 7.2 ผลการเรียนท่ีคาดหวังท่ี 7

รหัสวิชา ว 40203 ใชประกอบแผนจัดการเรียนรูท่ี 7 ระดับช้ัน มัธยมศึกษาปท่ี 5 5 คะแนน ( P ) เวลา 40 นาที

เรื่อง ทฤษฎจีลนของแกส

ชื่อ………………………………………………………ชั้น…………เลขท่ี……..กลุมท่ี………… 1. ใหนักเรียนสรุปสาระสําคัญท่ีไดจากการสืบคน ขอมูล ลงในสมุดบันทึก

1. ทฤษฎีจลนของแกส 2. อัตราเร็วรากท่ีสองกําลังสองเฉล่ีย ( vrms )

2. ใหนักเรียนเติมคําลงในชองวางใหถูกตอง

1. พลังงานจลนของวัตถุใดๆ จะข้ึนกับปริมาณใดของวัตถุ ………………………………………………… 2. ดังนั้นพลังงานจลนของแกส ในบริเวณหนึ่ง ซ่ึงมีการเคลื่อนท่ีแบบบราวน ก็จะข้ึนกับ………………ของวตัถุ

3. สิ่งท่ีทําใหวัตถุมีการเคลื่อนท่ีเปลี่ยนไป เม่ือดูจากความสัมพันธ kE = 2

3kBT สิ่งท่ีมีผลทําให

พลังงานจลนเฉลี่ยของแกส คือ …………………………………………………………………………….

4. จากความสัมพันธ kE = 2

3kBT นี้ เปนการคิดกับโมเลกุลของแกสก่ีโมเลกุล ……………………….

5. อัตราเร็วเฉล่ียของโมเลกุลของแกส คือ อัตราเร็วรากท่ีสองของกําลังสองเฉลี่ยของโมเลกุลของแกส ใชสัญลักษณ ……………………….. แทน

6. มวล M ในสมการ vrms = M

3RT คือ ………………………………………………………

7. มวล M ของ ออกซิเจน คือ 16 ดังนั้นมวล M ของแกสออกซิเจน คือ ………………………..กิโลกรมั

2

8. มวล m ในสมการ vrms = m

T3kB คือ ………………………………………………………

9. มวล m ของไนโตรเจน คือ 14 ดังนั้นมวล m ของไนโตรเจน คือ ……………………………กิโลกรมั 10. จากสมการในขอ 6 และ ขอ 8 อัตราเร็วเฉลี่ยของโมเลกุลของแกส จะข้ึนกับ ……………………………

รายวิชา ฟสิกสพ้ืนฐานและเพ่ิมเติม 3 ใบงาน 7.3

ผลการเรียนท่ีคาดหวังท่ี 7 รหัสวิชา ว 40203 ใชประกอบแผนจัดการเรียนรูท่ี 7 ระดับช้ัน มัธยมศึกษาปท่ี 5 5 คะแนน ( A ) เวลา 10 นาที

เรื่อง ทฤษฎจีลนของแกส

ชื่อ………………………………………………………ชั้น…………เลขท่ี……..กลุมท่ี…………

1. จงหาพลังงานจลนเฉลี่ยของโมเลกุลของแกสท่ี 37 °C กําหนดคาโบลตซมันน ( kB = 1.38 x 10- 23 J / K ) ( ตอบ 641.7 x 10- 23 จูล )

วิธีทํา จาก kE = 2

3kBT

2. แกสชนิดหนึ่งบรรจุในภาชนะปดท่ีอุณหภูมิ 27 °C จะตองทําใหแกสนี้มีอุณหภูมิเปนเทาไร จึงจะมีพลังงานจลนเฉลี่ยตอโมเลกุลเปน1.5 เทาของคาเดิม ( ตอบ 177 องศาเซลเซียส )

วิธีทํา จาก kE = 2

3kBT

3. ถาพลังงานจลนเฉลี่ยของแกสในภาชนะปดเทากับ 6.0 x 10- 21 จูล และจํานวนโมเลกุลตอปริมาตรของแกส

เทากับ 2.5 x 1025 โมเลกุลตอลูกบาศกเมตร จงหาความดันของแกสนี้ ( ตอบ 1.0 x 105 N/m2 )

วิธีทํา จาก N kE = 2

3N kBT

และ PV = N kBT

จะได N kE = 2

3 PV

3

4. แกส X และแกส Y เปนแกสอะตอมเดี่ยวท่ีมีมวลและอุณหภูมิเทากัน แตมวลโมเลกุลของแกส X มากกวาของแกส Y 3 เทา จงเปรียบเทียบพลังงานจลนท้ังหมดของแกส Y และแกส X ( ตอบ 3 : 1 )

วิธีทํา จาก N kE = 2

3 nRT

และ n = M

m

จะได N kE = 2

3

M

mRT

5. จงหา vrms ของโมเกุลของแกสไฮโดรเจนท่ีอุณหภูมิ 7 องศาเซลเซียส (ให R = 8 J / mole.K , H – 1 )

( ตอบ 18.33 x 10 2 เมตรตอวินาที )

วิธีทํา จาก vrms = M

3RT

6. จงหาอุณหภูมิของแกสออกซิเจนท่ีมีคาเฉลี่ยของรากท่ีสองกําลังสองของอัตราเร็วเทากับของแกสคารบอน

ไนโตรเจน ท่ีอุณหภูมิ – 63 °C ( ให N – 14 , O – 16 ) ( ตอบ - 33 องศาเซลเซียส )

วิธีทํา จาก vrms = M

3RT

4

รายวิชา ฟสิกสพ้ืนฐานและเพ่ิมเติม 3 แบบฝกทักษะ 7

ผลการเรียนท่ีคาดหวังท่ี 7 รหัสวิชา ว 40203 ใชประกอบแผนจัดการเรียนรูท่ี 7 ระดับช้ัน มัธยมศึกษาปท่ี 5 5 คะแนน ( P ) เวลา 20 นาที

เรื่อง ทฤษฎจีลนของแกส

ชื่อ.............................................................. ชั้น ม. 5 /......……. เลขท่ี...............คะแนนท่ีได………….…….

1. จงหาพลังงานจลนเฉลี่ยของโมเลกุลของแกสท่ี 30 °C กําหนดคาโบลตซมันน ( kB = 1.38 x 10- 23 J / K )

วิธีทํา kE = 2

3kBT

2. แกสชนิดหนึ่งบรรจุในภาชนะปดท่ีอุณหภูมิ 0 °C จะตองทําใหแกสนี้มีอุณหภูมิเปนเทาไร จึงจะมีพลังงานจลนเฉลี่ยตอโมเลกุลเปน 2 เทาของคาเดิม

วิธีทํา จาก kE = 2

3kBT

จะได kE ∝ T

( )( )1k

2k

E

E =

1

2

T

T

3. จงหาพลังงานจลนเฉลี่ยของแกสออกซิเจนท่ีอุณหภูมิและความดันปกติ ( อุณหภูมิ 0 °C และ ความดัน 1 บรรยากาศ ) กําหนดให ความหนาแนนของแกสออกซิเจนท่ีอุณหภูมิและความดันปกติเทากับ 1.43 กิโลกรมัตอลูกบาศกเมตร ( ตอบ 5.7 x 10-21 จูล )

วิธีทํา จาก kE = 2

3kBT

4. จงหา vrms ของโมเลกุลของแกสไนโตรเจนท่ีอุณหภูมิ 7 องศาเซลเซียส (ให R = 8.31 J / mole.K , N – 14 )

วิธีทํา จาก vrms = M

3RT ( ตอบ 499.3 m/s )

5

5. จงหา พลังงานจลนเฉลี่ยของโมเกุลของแกสไนโตรเจนท่ีอุณหภูมิ 7 องศาเซลเซียส กําหนดให kB = 1.38 x 10- 23 J /K

วิธีทํา จาก kE = 2

3kBT

6. จงหา vrms ของอะตอมนีออนท่ีอุณหภูมิ 450 เคลวิน กําหนดให R = 8.31 J / mole.K ( Ne – 20 )

วิธีทํา จาก vrms = M

3RT

7. จงหา พลังงานจลนเฉลี่ยของอะตอมนีออนท่ีอุณหภูมิ 450 เคลวิน กําหนดให kB = 1.38 x 10- 23 J /K

วิธีทํา จาก kE = 2

3kBT

8. ถาพลังงานจลนเฉลี่ยของแกสในภาชนะปดเทากับ 6.3 x 10- 21 จูล และจํานวนโมเลกุลตอปริมาตรของแกสเทากับ 2.4 x 1025 โมเลกุลตอลูกบาศกเมตร จงหาความดันของแกสนี้

วิธีทํา จาก kE = 2

3kBT PV = NkBT

9. แกส A และแกส B เปนแกสอะตอมเดี่ยวท่ีมีมวลและอุณหภูมิเทากัน แตมวลโมเลกุลของแกส A มากกวาของ

แกส B จงเปรียบเทียบ ก. พลังงานจลนเฉลี่ยของโมเลกุลของแกส A และ แกส B

kE ( พลังงานจลนเฉลี่ย 1โมเลกุล ) = 2

3kBT

6

ข. พลงังานจลนทัง้หมดของแกส A และแกส B

N kE ( พลงังานจลนทัง้หมด ) = 2

3NkBT =

2

3nRT =

2

3

M

mRT

N kE α M

1

10. แกสปริมาณหนึ่งอยูในกระบอกสูบถูกอัดจนมีความดันเพ่ิมข้ึนเปน 2 เทาของความดันเดิมโดยมีอุณหภูมิคงตัว จงหาอัตราสวนระหวางปริมาณตอไปนี้ในสภาวะใหมกับสภาวะเดิม ก. ปริมาตร จาก P1V1 = P2V2 ข. ความหนาแนน

จาก 1

1P

ρ =

2

2P

ρ

ค. จํานวนโมเลกุลตอปริมาตร จาก PV = NkBT

จะได V

N α P

ง. พลังงานจลนเฉลี่ยของโมเลกุลของแกส

จาก kE = 2

3kBT

7

11. สมมุติวาวัดอัตราเร็วของแกสท้ังหมด 10โมเลกุล ไดดังนี้ มีอัตราเร็ว 2v จํานวน 3 โมเลกุล , มีอัตราเร็ว 3v จํานวน 5 โมเลกุล และมีอัตราเร็ว v จํานวน 2 โมเลกุล อัตราเร็วรากท่ีสองของกําลังสองเฉลี่ยของโมเลกุลของแกสท้ังหมดมีคาเทาไร

วิธีทํา จาก vrms = 2v =

N

v2i∑

= N

v . . . v v v2i

23

22

21 ++++

12. จงหาอัตราเร็วรากท่ีสองของกําลังสองเฉลี่ยของโมเลกุลของแกสจํานวนหนึ่ง ท่ีมีการแจกแจงอัตราเร็วของโมเลกุลของแกสดังนี้

จํานวนโมเลกุล อตัราเร็ว(m/s)

วิธทีาํ จาก vrms = 2v =

N

v2i∑ =

N

v . . . v v v2i

23

22

21 ++++

2 250 5 400 3 300

13. จงหาอัตราเร็วรากท่ีสองของกําลังสองเฉลี่ยของโมเลกุลของแกสออกซิเจนท่ี 27 °C ( ให R = 8 J / mole.K , O – 16 )

วิธีทํา จาก vrms = M

3RT

8

14. จงหาอุณหภูมิของแกสออกซิเจนท่ีมีคาเฉลี่ยของรากท่ีสองกําลังสองของอัตราเร็วเทากับของแกสไนโตรเจนท่ี

อุณหภูมิ 7 °C ( ให N – 14 , O – 16 )

วิธีทํา จาก vrms = M

3RT

15. ถามีแกสนีออนอยูในอากาศ อัตราเร็วรากท่ีสองของกําลังสองเฉลี่ยของโมเลกุลของแกสนีออนจะเปนก่ีเทาของอัตราเร็วรากท่ีสองของกําลังสองเฉลี่ยของโมเลกุลของแกสออกซิเจน ( โดยประมาณ ) ( ให Ne – 20 , O – 16 )

วิธีทํา จาก vrms = M

3RT

16. จงหาอัตราเร็วรากท่ีสองของกําลังสองเฉลี่ยของโมเลกุลของแกสหนึ่งท่ีบรรจุภายในภาชนะปดท่ีมีความดัน 1

บรรยากาศ อุณหภูมิ 17 ° C มีความหนาแนน 1.2 กิโลกรัมตอลูกบาศกเมตร เม่ืออัดอากาศนี้ใหมีปริมาตรลดลง

และมีความดันเปน 3 บรรยากาศท่ีอุณหภูมิ 75 °C ( กําหนดให ความดัน 1 บรรยากาศ = 105 N/m3 )

วิธีทํา จาก 11

1

T

P

ρ =

212

2

T

P

ρ จาก vrms =

ρ3P