สมดุลความร้อน วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ม.1

⚖️ บทเรียนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มัธยมศึกษาปีที่ 1 · หน่วย: พลังงานความร้อน · ตัวชี้วัด ว 2.1 ม.1/10, ว 2.3 ม.1/1, ว 2.3 ม.1/2, ว 2.3 ม.1/3 ฯลฯ

📖 เรียนบทนี้ (มีภาพเคลื่อนไหวและเสียง)🎮 เล่นเกมแบบฝึกหัด

เนื้อหาบทเรียน: สมดุลความร้อน

เริ่มกันชาร้อนทิ้งไว้ ทำไมเย็นลง?

ทิ้งไว้นาน ๆ ชาจะอุ่นเท่ากับอากาศในห้อง

ความร้อนหายไปไหนนะ?

สมดุลความร้อน

วัตถุร้อนกับวัตถุเย็นสัมผัสกัน

ความร้อนถ่ายโอนจากร้อนไปเย็น

จนอุณหภูมิเท่ากัน = สมดุลความร้อน

ความร้อนที่ให้ = ความร้อนที่รับ

ถ้าไม่มีความร้อนสูญเสียออกไปภายนอก

ความร้อนที่วัตถุร้อนให้ = ความร้อนที่วัตถุเย็นรับ

อุณหภูมิสุดท้ายอยู่ตรงไหน?

อยู่ระหว่างอุณหภูมิร้อนกับเย็นเสมอ

มวลเท่ากัน (สารเดียวกัน) → อยู่ตรงกลาง

มวลไม่เท่ากัน → ใกล้ฝั่งที่มวลมากกว่า

สูตรผสมน้ำ (สารเดียวกัน)

m₁ คู่กับ t₁ m₂ คู่กับ t₂

t คืออุณหภูมิสุดท้าย

ตัวอย่างตัวอย่างที่ 1: มวลเท่ากัน

ผสมน้ำร้อน 1 kg 80 °C กับน้ำเย็น 1 kg 20 °C

มวลเท่ากัน ชนิดเดียวกัน

อุณหภูมิสุดท้าย = (80 + 20) ÷ 2 = 50 °C

ตัวอย่างตัวอย่างที่ 2: มวลไม่เท่ากัน

น้ำร้อน 1 kg ที่ 80 °C ผสมน้ำเย็น 3 kg ที่ 20 °C

t = (1×80 + 3×20) ÷ (1+3) = 140 ÷ 4 = 35 °C

ใกล้ 20 °C เพราะน้ำเย็นมีมวลมากกว่า

ตัวอย่างตัวอย่างที่ 3: ตรวจคำตอบ

น้ำร้อนให้ความร้อน = 1 × 4,200 × (80 − 35) = 189,000 J

น้ำเย็นรับความร้อน = 3 × 4,200 × (35 − 20) = 189,000 J

เท่ากันพอดี!

สมดุลความร้อนในชีวิตจริง

เราใช้หลักนี้ทุกวันโดยไม่รู้ตัว

ฉนวนช่วยชะลอ

กระติก กล่องโฟม ลดการถ่ายโอนความร้อน

สมดุลความร้อนจึงเกิดช้าลง

น้ำแข็งในกระติกจึงละลายช้า

ระวัง!ระวัง!

อุณหภูมิสุดท้ายไม่ใช่ผลบวก (80 + 20 = 100 ❌)

และไม่ได้เป็นค่าเฉลี่ยครึ่งเสมอ ถ้ามวลไม่เท่ากัน

ต้องอยู่ระหว่างสองค่าเสมอ

สรุปสรุป

เคล็ดลับจำง่าย: "ร้อนให้ เย็นรับ จนเท่ากัน"

Q ที่ให้ = Q ที่รับ

อุณหภูมิสุดท้ายอยู่ระหว่างสองค่าเสมอ

แบบฝึกหัด สมดุลความร้อน พร้อมเฉลย

ผสมน้ำ 2 kg ที่ 60 °C กับน้ำ 2 kg ที่ 20 °C อุณหภูมิสุดท้ายกี่ °C
ดูเฉลย
ตอบ: 40 — มวลเท่ากัน: (60 + 20) ÷ 2 = 40 °C
ผสมน้ำ 1 kg ที่ 90 °C กับน้ำ 2 kg ที่ 30 °C อุณหภูมิสุดท้ายเท่าไร
- ก. 50 °C
- ข. 60 °C
- ค. 70 °C
- ง. 120 °C
ดูเฉลย
ตอบ: 50 °C — (1×90 + 2×30) ÷ 3 = 150 ÷ 3 = 50 °C ใกล้ 30 °C เพราะน้ำเย็นมวลมากกว่า
ผสมน้ำ 1 kg ที่ 90 °C กับน้ำ 1 kg ที่ 30 °C อุณหภูมิสุดท้ายกี่ °C
ดูเฉลย
ตอบ: 60 — มวลเท่ากัน: (90 + 30) ÷ 2 = 60 °C
จริงหรือไม่: เมื่อวัตถุสองชิ้นถึงสมดุลความร้อน อุณหภูมิจะเท่ากัน
ดูเฉลย
ตอบ: จริง
ความร้อนถ่ายโอนจากที่ใดไปที่ใด
- ก. จากวัตถุอุณหภูมิต่ำไปสูง
- ข. จากวัตถุอุณหภูมิสูงไปต่ำ
- ค. จากวัตถุหนักไปเบา
- ง. จากวัตถุใหญ่ไปเล็ก
ดูเฉลย
ตอบ: จากวัตถุอุณหภูมิสูงไปต่ำ
ผสมน้ำ 2 kg ที่ 70 °C กับน้ำ 2 kg ที่ 10 °C อุณหภูมิสุดท้ายกี่ °C
ดูเฉลย
ตอบ: 40 — มวลเท่ากัน: (70 + 10) ÷ 2 = 40 °C
ผสมน้ำ 1 kg ที่ 70 °C กับน้ำ 4 kg ที่ 20 °C อุณหภูมิสุดท้ายกี่ °C
ดูเฉลย
ตอบ: 30 — (1×70 + 4×20) ÷ 5 = 150 ÷ 5 = 30 °C
น้ำร้อน 2 kg เย็นลงจาก 80 °C เหลือ 50 °C ให้ความร้อนออกไปกี่จูล (c = 4,200 J/kg·°C)
ดูเฉลย
ตอบ: 252000 — Q = 2 × 4,200 × 30 = 252,000 J
ผสมน้ำ 30 °C กับน้ำ 70 °C อุณหภูมิสุดท้ายข้อใด "เป็นไปไม่ได้"
- ก. 80 °C
- ข. 40 °C
- ค. 50 °C
- ง. 65 °C
ดูเฉลย
ตอบ: 80 °C — อุณหภูมิสุดท้ายต้องอยู่ระหว่าง 30 °C ถึง 70 °C
จริงหรือไม่: เมื่อถึงสมดุลความร้อน วัตถุทั้งสองต้องมีพลังงานความร้อนเท่ากัน
ดูเฉลย
ตอบ: ไม่จริง — สิ่งที่เท่ากันคือ "อุณหภูมิ" ไม่ใช่ปริมาณพลังงานความร้อน

อยากฝึกต่อ? เล่นเกมแบบฝึกหัดบทนี้ ได้คะแนนและดาวทันที

บทนี้อยู่ใน วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ม.1 หน่วย “พลังงานความร้อน” · ครูและผู้ปกครองพิมพ์ใบงานได้ฟรี