1. 1
เอกสารประกอบการสอนวิชาเคมี 2 ว 40122 โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ
บทที่ 5
ของแข็ง ของเหลว และแกส
5.1 การถายเทพลังงานกับการเปลี่ยนแปลงของสาร
ในการพิจารณาการถายเทพลังงานจะพิจารณาเฉพาะ ระบบกับสิ่งแวดลอมเทานั้น โดยมีหลักวาพลังงานจะมีการถายเทจากที่ที่มีระดับ
พลังงานสูงไปสูระดับที่มีพลังงานต่ํากวา เชนเดียวกับการไหลของน้ํา
ถามีการถายเทพลังงานจาก ระบบไปยังสิ่งแวดลอม จะทําใหสิ่งแวดลอมมีอุณหภูมิเพิ่มขึ้น เรียกการเปลี่ยนแปลงแบบ คายความรอน
( Exothermic Change )
ถามีการถายเทพลังงานจาก สิ่งแวดลอม ไปยังระบบ จะทําใหสิ่งแวดลอมมีอุณหภูมิ เรียกการเปลี่ยนแปลงแบบ ดูดความรอน
( Endothermic Change )
พลังงานกับการเปลี่ยนสถานะ
การเปลี่ยนสถานะ คือ การที่ของแข็งเปลี่ยนเปนของเหลว หรือของเหลวเปลี่ยนเปนไอ หรือการที่ไอเปลี่ยนเปนของเหลว หรือ
ของเหลวเปลี่ยนเปนของแข็ง
น้ําแข็ง
0๐
C
น้ําเย็น
0๐
C
น้ําเดือด
100๐
C
ไอน้ําที่
100๐
C
ระบบดูดความรอน
ระบบคายความรอน

2. 2
เอกสารประกอบการสอนวิชาเคมี 2 ว 40122 โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ
- อธิบายการเปลี่ยนแปลงสถานะของน้ําแข็งเปนไอน้ําและพลังงานที่เปลี่ยนแปลงไป ดังนี้
เมื่อน้ําแข็งไดรับความรอนจนถึง 0๐
C จะหลอมเหลวเปนน้ําทั้งหมดที่ 0๐
C พลังงานจะ
ถูกดูดเขาสูระบบ เพื่อใชในการหลอมเหลว และเมื่อใหความรอนตอไป จนของเหลวเดือดเปนไอที่ 100๐
C ระบบจะดูดพลังงานจาก
สิ่งแวดลอมไปใชในการเปลี่ยนสถานะของสาร โดยอุณหภูมิคงที่ เรียกวา ความรอนแฝง
ความรอนแฝง ( Latent heat ) หมายถึง ปริมาณความรอนที่ใชในการเปลี่ยนสถานะของ
สาร ซึ่งมี 2 ประเภทคือความรอนแฝงของการหลอมเหลว และความรอนแฝงของการกลายเปนไอ ความรอนแฝงของสารแตละชนิดมีคา
เฉพาะตัว
1) ความรอนแฝงของการหลอมเหลว (Latent heat of fusion ) หมายถึง ปริมาณความรอนที่ตองใชในการเปลี่ยนสถานะ
ของแข็งใหกลายเปนของเหลว ณ จุดหลอมเหลวของสาร
2) ความรอนแฝงของการกลายเปนไอ (Latent heat of vaporization ) ปริมาณความรอนที่ตองใชในการเปลี่ยนสถานะของเหลว
ใหกลายเปนไอ ณ จุดเดือดของของเหลวนั้น
รูปแสดงการเปลี่ยนสถานะของน้ํา ( ณ ความดัน 1 บรรยากาศ )
- จากรูป ของแข็งเมื่อไดรับพลังงานความรอน จะมีอุณหภูมิสูงขึ้น จนถึงอุณหภูมิหนึ่ง
ที่ของแข็งเริ่มเปลี่ยนสถานะเปนของเหลว อุณหภูมิขณะนั้นคือจุดหลอมเหลวของสาร ขณะที่ของแข็งหลอมเหลวเปนของเหลวทั้งหมดใช
พลังงานความรอนแฝง เรียกวา ความรอนแฝงของการหลอมเหลว อุณหภูมิจึงคงที่ เมื่อของเหลวไดรับพลังงานความรอนเพิ่มขึ้น อุณหภูมิจะ
สูงขึ้นอีก จนถึงอุณหภูมิหนึ่งที่ของเหลวเริ่มเปลี่ยนสถานะเปนไอ อุณหภูมิขณะนั้นคือ จุดเดือดของสาร ขณะที่ของเหลวกลายเปนไอทั้งหมด
จะ ใชพลังงานความรอนแฝง เรียกวา ความรอนแฝงของการกลายเปนไอ ดังนั้น ในการเปลี่ยนสถานะจากของแข็งเปนของเหลว และ
ของเหลวเปนไอ เปนกระบวนการดูดพลังงานทุกขั้นตอน ในทางตรงกันขาม เมื่อไอควบแนนเปนของเหลว และของเหลวควบแนนเปน
ของแข็งเปนกระบวนการคายพลังงานทุกขั้นตอน

3. 3
เอกสารประกอบการสอนวิชาเคมี 2 ว 40122 โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ
Phase diagram
5.2 สมบัติของของแข็ง
สารที่อยูในสถานะของแข็งจะมีแรงยึดเหนี่ยวระหวางอนุภาคมากกวาของเหลวและกาซ จึงเปนเหตุผลหนึ่งที่ทําใหจุดหลอมเหลวและ
จุดเดือดของสารในสถานะของแข็งสวนใหญมีคาสูงกวาของเหลวและกาซ นอกจากนี้ของแข็งยังมีสมบัติเฉพาะตัวที่สําคัญอีกหลายประการคือ
มีรูปรางแนนอนไมขึ้นอยูกับภาชนะที่บรรจุ มีปริมาตรคงที่ที่อุณหภูมิและความดันคงที่ ไมสามารถไหลไดตามภาวะปกติ เนื่องจากอนุภาค
ของแข็งอยูชิดกันมาก การจัดเรียงอนุภาคอยูในตําแหนงที่แนนอน
รูปแสดงการจัดเรียงอนุภาคของสาร

4. 4
เอกสารประกอบการสอนวิชาเคมี 2 ว 40122 โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ
การจัดเรียงอนุภาคของของแข็ง
การจัดเรียงอนุภาคในของแข็งแบงตามลักษณะการจัดเรียงอนุภาคของสารได 2 ชนิด คือ
1. ของแข็งผลึก(Crystalline solid) คือ ของแข็งที่มีโครงสรางประกอบดวยอนุภาคเรียงกันอยูอยางมีระเบียบแบบแผน
• อนุภาคเรียงตัวกันอยางมีระเบียบแบบแผนทางเรขาคณิตเปนสามมิติ เรียกวา Crystal lattice หรือ Space lattice
• ผิวหนาเรียบ มุมระหวางผิวหนามีคาแนนอน
• มีจุดหลอมเหลวแนนอน
• มีสมบัติไมเหมือนกันทุกทิศทาง (Anisotropic Substance)
Crystalline Solid

5. 5
เอกสารประกอบการสอนวิชาเคมี 2 ว 40122 โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ
2. ของแข็งอสัณฐาน คือ ของแข็งที่อนุภาคอยูปะปนกันอยางไมเปนระเบียบ ไมมีรูปรางที่แนนอน
• อนุภาคเรียงตัวโดยไมมีระเบียบแบบแผน
• ผิวหนาไมเรียบ และมุมตางๆ กัน
• ชวงการหลอมเหลวกวาง
• มีสมบัติเหมือนกันทุกทิศทาง (Isotropic Substance)
ผลึกของกํามะถัน
โมเลกุลของกํามะถันประกอบดวยกํามะถัน 8 อะตอม ตอกันเปนวง โดยอะตอม 1, 3, 5, 7 อยูในระนาบหนึ่งเหนืออะตอม 2, 4, 6, 8 ซึ่ง
อยูอีกระนาบหนึ่ง แบบจําลองโมเลกุลของ กํามะถันแสดงไดโดยใชลูกทรงกลม 8 ลูกตอกัน แบบจําลองบอกแตเพียงลักษณะและทิศทาง ที่แตละ
อะตอมจัดตัวเองเทานั้น แตไมไดบอกวา กํามะถันอะตอม อยูหางกันเทาไร
การเปลี่ยนแปลงของกํามะถันเมื่อไดรับความรอน
เมื่อเทกํามะถันเดือดลงในน้ํา จะไดกํามะถันเหนียว มีลักษณะยืดหยุนได เพราะกํามะถันเหนียวมีโมเลกุลลักษณะเปนสาย ซึ่งมีความ
ยาวไมเทากันปนกันอยู

6. 6
เอกสารประกอบการสอนวิชาเคมี 2 ว 40122 โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ
ผลึกของกํามะถันมีดังนี้
1. กํามะถันรอมบิก ( Rhombic Sulphur ) เปนกํามะถันที่อยูในธรรมชาติ และเสถียรที่อุณหภูมิปกติ เปนของแข็งสีเหลืองออนผลึก
เปนรูปสี่เหลี่ยม มีจุดหลอมเหลว 112.8๐
C จุดเดือด 445 ๐
C ความหนาแนน 2.07 g/cm3
สามารถละลายไดในตัวทําละลายที่ไมมีขั้ว เชน
คารบอนไดซัลไฟล ( CS2) อีเทอร เบนซีนและโทลูอีน แตไมละลายน้ํา
การเตรียม โดยใชผงกํามะถันละลายใน CS2 หรือโทลูอีน แลวปลอยใหระเหย ก็จะไดผลึกของกํามะถันรอมบิกเปนรูปเหลี่ยม
2. กํามะถันมอนอคลินิก ( Monoclinic Sulphur ) มีสถานะเปนของแข็งรูปผลึกเปนรูปเข็ม ผลึกนี้จะอยูตัวที่อุณหภูมิสูงกวา 96 ๐
C
ดังนั้นจึงไมอยูตัวที่ภาวะปกติ การเปลี่ยนรูปของผลึก กํามะถันสามารถเปลี่ยนกลับไปกลับไปกลับมาระหวางกํามะถันรอมบิก และกํามะถันโม
โนคลินิก เมื่ออุณหภูมิสูงหรือต่ํากวา 96 ๐
C เรียกอุณหภูมินี้วา Transition Temperature
การเตรียม เอากํามะถันผงไปละลายในโทลูอีน ที่รอนจนไดสารละลายอิ่มตัว นํามาตั้งทิ้งไวใหเย็นจะไดผลึกของกํามะถันมอนอ
คลินิก
รูปผลึกกํามะถัน

7. 7
เอกสารประกอบการสอนวิชาเคมี 2 ว 40122 โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ
ตาราง แสดงชนิดและสมบัติบางประการของของแข็งที่อยูในรูปผลึก
ลักษณะเฉพาะและ
สมบัติ
ชนิดของผลึก
ชนิดของอนุภาค
ภายในผลึก
ชนิดของพันธะหรือแรงยึดเหนี่ยว
ระหวางอนุภาค
สมบัติทั่วไป ตัวอยางของของแข็ง
ผลึกโมเลกุล โมเลกุล
หรือ
อะตอม
โมเลกุลมีขั้ว
- แรงดึงดูดระหวางขั้ว
- พันธะไฮโดรเจน
โมเลกุลไมมีขั้วหรืออะตอม
- แรงลอนดอน
- ออนหรือแข็งปาน
กลางเปราะไมมาก
- จุดหลอมเหลวต่ํา
- ไมนําความรอน
และไฟฟา
โมเลกุลมีขั้ว
- น้ําแข็ง
- แอมโมเนีย
โมเลกุลไมมีขั้ว
- น้ําแข็งแหง
- แนฟทาลีน
- กํามะถัน
- ไอโอดีน
ลักษณะเฉพาะและ
สมบัติ
ชนิดของผลึก
ชนิดของอนุภาค
ภายในผลึก
ชนิดของพันธะหรือแรงยึดเหนี่ยว
ระหวางอนุภาค
สมบัติทั่วไป ตัวอยางของของแข็ง
ผลึกโคเวเลนต
รางตาขาย
อะตอม พันธะโคเวเลนต - แข็ง
- จุดหลอมเหลวสูง
- สวนใหญไมนํา
ความรอนและไฟฟา
- เพชร
- แกรไฟต
- ควอตซ
ผลึกโลหะ อะตอม พันธะโลหะ - แข็ง
- จุดหลอมเหลวสูง
- นําความรอนและ
ไฟฟาไดดี
- แมกนีเซียม
- เหล็ก
- ทองแดง
- โซเดียม
ผลึกไอออนิก ไอออน พันธะไอออนิก - แข็ง
- จุดหลอมเหลวสูง
- ไมนําความรอน
และไฟฟา
- โพแทสเซียม
ไนเตรต
- ซิลเวอรคลอไรด

8. 8
เอกสารประกอบการสอนวิชาเคมี 2 ว 40122 โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ
การเปลี่ยนสถานะของของแข็ง
1. การหลอมเหลว
เมื่อของแข็งไดรับความรอน อนุภาคจะมีพลังงานจลนของการสั่นมากขึ้น จนในที่สุดความสั่นสะเทือนรุนแรงถึงขีดที่อนุภาคหลุด
ออกจากที่ในแลตทิชผลึกและเคลื่อนที่ไปมาได ความเปนระเบียบของอนุภาคภายในของแข็งสิ้นสุดลง ของแข็งจึงเปลี่ยนเปนของเหลว
อุณหภูมินั้นเปนจุดหลอมเหลวของของแข็ง และเปนอุณหภูมิเดียวกันกับอุณหภูมิที่ของเหลวเปลี่ยนเปนของแข็งหรือที่เรียกวา จุดเยือกแข็ง
จุดหลอมเหลวปกติ หมายถึง จุดหลอมเหลวของของแข็งที่ความดัน 1 บรรยากาศ ในระหวางการหลอมเหลว ของแข็งอยูใน
สมดุลกับของเหลว จุดหลอมเหลวของของแข็ง เปนอุณหภูมิที่ของแข็งและของเหลวอยูรวมกันในสมดุล ที่อุณหภูมิ 0๐
C
2. การระเหิด
เนื่องจากอนุภาคของของแข็งอยูใกลกันมาก ทําใหมีโอกาสกระทบกันได จึงมีการถายเทพลังงานใหแกกันที่อุณหภูมิหนึ่งบาง
อนุภาคที่ผิวหนาของของแข็งมีพลังงานสูงพอที่จะหลุดเปนไอได ปรากําการณที่ของแข็งเปลี่ยนสถานะเปนไอ โดยไมผานสถานะของเหลว
กอน เรียกวา การระเหิด ( Sublimation ) จึงทําใหแนฟทาลีนมีขนาดเล็กลงและหมดไปในที่สุดไดสารที่ระเหิดได นอกจากแนฟทาลีนแลวยังมี
การบูร พิมเสน ไอโอดีน เปนตน
5.3 สมบัติทั่วไปของของเหลว
1. ความตึงผิว
เนื่องจากโมเลกุลของของเหลวมีแรงดึงดูดซึ่งกันและกัน การเคลื่อนที่ของแตละโมเลกุลจึงอยูภายใตอิทธิพลของโมเลกุลอื่นที่อยู
ใกลเคียง โมเลกุลที่อยูตรงกลางไดรับแรงดึงดูดจากโมเลกุลอื่นที่อยูลอมรอบเทากันทุกทิศทุกทาง สวนโมเลกุลที่ผิวหนาจะไดรับแรงดึงดูดจาก
โมเลกุลที่อยูดานลางและดานขางเทานั้น โมเลกุลที่ผิวหนาจึงถูกดึงเขาภายในของเหลว ทําใหพื้นที่ผิวของของเหลวลดลงเหลอนอยที่สุด จะ
เห็นไดจากหยดน้ําที่เกาะบนพื้นผิวที่เรียบและสะอาดจะมีลักษณะเปนทรงกลมซึ่งมีพื้นที่ผิวนอยกวาน้ําที่อยูในลักษณะแผออกไป ของเหลว
พยายามจัดตัวเองใหมีพื้นที่ผิวนอยที่สุด เนื่องจากโมเลกุลที่ผิวไมมีแรงดึงเขาทางดานบน จึงมีเสถียรภาพนอยกวาโมเลกุลที่อยูตรงกลาง การลด
พื้นที่ผิวเทากับเปนการลดจํานวนโมเลกุลที่ผิวหนา จึงทําใหของเหลวเสถียรมากขึ้น
ในบางกรณีของเหลวมีความจําเปนตองเพิ่มพื้นที่ผิว โดยที่โมเลกุลที่อยูดานในของของเหลวจะเคลื่อนมายังพื้นผิว ในการนี้โมเลกุล
เหลานั้นตองเอาชนะแรงดึงดูดระหวางโมเลกุลที่อยูรอบ ๆ หรือกลาววาตองทํางาน งานที่ใชในการขยายพื้นที่ผิวของของเหลว 1 หนวย เรียกวา
ความตึงผิว ( Surface tension )

9. 9
เอกสารประกอบการสอนวิชาเคมี 2 ว 40122 โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ
ปจจัยที่มีผลตอความตึงผิว
1) แรงดึงดูดระหวางโมเลกุล ความตึงผิวจะมากหรือนอยขึ้นอยูกับแรงดึงดูดระหวางโมเลกุล ถาแรงดึงดูดระหวางโมเลกุลมาก
โมเลกุลที่ผิวหนาจะถูกดึงเขาภายในอยางแรงงานที่ใชในการขยายพื้นที่ผิวของของเหลวจะมากตาม ความตึงผิวก็มาก
2) อุณหภูมิ ถาอุณหภูมิเพิ่มขึ้นพลังงานจลนของแตละโมเลกุลเพิ่มขึ้น แตแรงดึงดูดระหวางโมเลกุลลดลง ทําใหความตึงผิวลดลง
รูปแสดงลักษณะผิวหนา ระดับปรอท และระดับน้ําในหลอดคะปลลารี
จากรูปเนื่องจากองคประกอบของแกวสวนใหญเปน SiO2 โมเลกุลของน้ําจึงมีแรงยึดเหนี่ยวกับออกซิเจนที่ผนังดานในของหลอดแกว
ได แรงยึดติดระหวางโมเลกุลของแกวกับน้ําแข็งแรงมากกวาแรงเชื่อมแนนระหวางโมเลกุลของน้ํากับน้ํา โมเลกุลของน้ําจึงยึดติดกับผนัง
หลอดแกวในลักษณะแผนฟลมบางๆ ความตึงผิวของน้ําซึ่งมีคาสูงจะทําใหผิวน้ําหดตัวไดและดึงโมเลกุลอื่น ๆ ของน้ําตามขึ้นไปดวย เปนผลให
ระดับน้ําในหลอดคะปลลารีสูงกวาระดับน้ําในบีกเกอร
ในกรณีของเหลวบางชนิด เชน ปรอท จะมีลักษณะตรงขามกับน้ํา เนื่องจากปรอทมีแรงเชื่อมแนนระหวางโมเลกุลของปรอทกับปรอท
มากกวาแรงยึดติดระหวางโมเลกุลของปรอทกับแกว ดังนั้นโมเลกุลของปรอทที่อยูบริเวณผิวและที่ติดกับผนังหลอดคะปลลารีจะถูกดึงเขาสู
ภายในหรือใหหางจากผนัง จึงทําใหปรอทไมเปยกแกว รวมทั้งทําใหระดับปรอทในคะปลลารีต่ํากวาระดับปรอทในบีกเกอรและผิวหนามี
ลักษณะโคงนูน
2. การระเหย
เนื่องจากโมเลกุลของของเหลวเคลื่อนที่อยูตลอดเวลา ซึ่งแตละโมเลกุลเคลื่อนที่ดวยความเร็วไมเทากัน ดังนั้นการเคลื่อนที่ของ
โมเลกุลอาจมีการขนกันและมีการแลกเปลี่ยนพลังงานกันไดทําใหโมเลกุลหนึ่ง ๆ อาจไดรับพลังงานเพิ่มขึ้น และบางโมเลกุลสูญเสียพลังงาน
ลงไป ถาโมเลกุลที่มีพลังงานจลนสูง ๆ อยูที่บริเวณผิวของของเหลว ก็สามารถชนะแรงดึงดูดระหวางโมเลกุลไดก็จะหลุดออกไป โมเลกุลที่
หลุดออกจากผิวหนาของของเหลวและอยูในสถานะกาซ เรียกกระบวนการดังกลาวนี้วา การระเหย ( Evaporation )

10. 10
เอกสารประกอบการสอนวิชาเคมี 2 ว 40122 โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ
ปจจัยในการระเหย
1) อุณหภูมิ การเพิ่มอุณหภูมิทําใหโมเลกุลมีพลังงานจลนสูงขึ้น โอกาสที่จะชนะแรงดึงดูดระหวางโมเลกุลยอมมีมากขึ้น
2) พื้นที่ผิวของของเหลว ทําใหโมเลกุลที่มีพลังงานจลนสูงอยูที่ผิวมากขึ้นมีโอกาสหลุดออกจากแรงดึงดูดระหวางโมเลกุลไดมาก
ขึ้น
3) การที่ของเหลวอยูในระบบเปด เปนการปองกันมิใหมีโอกาสกลับมาควบแนนไดอีกและไมใหมีความดันไอตอตานโมเลกุลที่จะ
ระเหยออกไปอีก
4) ความดันของบรรยากาศเหนือของเหลว ถามีความดันของบรรยากาศต่ําของเหลวยอมระเหยไดดีขึ้น
5) การถายเทของอากาศเหนือของเหลวและการคน กวนของเหลวนั้น ยอมมีผลใหการระเหยดีขึ้น
รูปแสดงการระเหยในระบบปดและระบบเปด
3. ความดันไอ
เมื่อใสของเหลวไวในระบบปด โมเลกุลของของเหลวที่มีพลังงานมากและชนะแรงดึงดูดระหวางโมเลกุลดวยกัน ก็จะระเหย
กลายเปนไอ อยูเหนือผิวของของเหลวนั้น โมเลกุลของไอที่อยูเหนือผิวของเหลวนั้นจะชนกันเอง ชนกับผิวของภาชนะบาง และควบแนน
กลับมาเปนของเหลวบาง เมื่อของเหลวระเหยกลายเปนไอเพิ่มขึ้นจนถึงจํานวนหนึ่งจะทําใหไอนั้นมีความดันคาหนึ่งจนคงที่ ณ ความดันไอที่คง
ที่นี้จะมีจํานวนโมเลกุลของไอเหนือขงเหลวมีคาเทาเดิมอยูตลอดเวลา เรียกวาภาวะสมดุล ที่ภาวะสมดุล จํานวนโมเลกุลของของเหลวที่ระเหย
ไปเปนไอ และจํานวนโมเลกุลของไอที่ควบแนนกลับมาเปนของเหลวเทากันตลอดเวลา ที่ภาวะสมดุลใด ๆ ที่ยังมีการเปลี่ยนแปลงกลับไป
กลับมาไดตลอดเวลา ดวยอัตราเร็วเทากันและผลของการเปลี่ยนแปลง ระบบมีสมบัติคงที่ เรียกวา สมดุลไดนามิก ความดันไอที่อยูเหนือ
ของเหลว ณ ภาวะสมดุลนี้เรียกวา ความดันไอ ( Vapor pressure )
ปจจัยที่มีผลตอความดันไอ
1) แรงดึงดูดระหวางโมเลกุลของของเหลว ถาสารที่มีแรงดึงดูดระหวางโมเลกุลมากความดันไอจะต่ํา เพราะโอกาสที่โมเลกุลจะ
ชนะแรงดึงดูดกลายเปนไอนั้นยาก
2) อุณหภูมิ ถาอุณหภูมิของระบบสูง ยอมทําใหโมเลกุลของสารมีพลังงานจลนสูงขึ้นโอกาสที่จะระเหยกลายเปนไอมีมากขึ้นความ
ดันไอก็จะเพิ่มขึ้น

11. 11
เอกสารประกอบการสอนวิชาเคมี 2 ว 40122 โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ
3) สารชนิดเดียวกันที่อุณหภูมิเทากันยอมมีความดันไอเทากันเสมอไมวาสารนั้นจะมีปริมาณมากหรือนอยกวากัน นั่นคือ ความดันไอ
ไมขึ้นอยูกับปริมาตรของสาร
4) ความดันไอจะเกิดขึ้นที่ภาวะสมดุลเทานั้น ดังนั้นตองพิจารณาในระบบปดเสมอ
5) สารที่มีจุดเดือดต่ําจะมีความดันไอสูง เพราะสารนั้นระเหยงายสวนสารที่มีจุดเดือดสูงความดันไอจะต่ําเพราะสารนั้นระเหยยาก
4. จุดเดือด
การเดือด ( Boiling ) เปนขบวนการที่โมเลกุลของของเหลวไดรับพลังงานสูงมากจนกลายเปนไอไดอยางรวดเร็ว และโมเลกุลของ
ของเหลวทั่วทุกบริเวณในภาชนะนั้นสามารถที่จะหลุดหนีแรงดึงดูดระหวางโมเลกุลไดอยางรวดเร็ว การเดือดของของเหลวจะเกิดขึ้นที่อุณหภูมิ
หนึ่ง ซึ่งจะคงที่สําหรับของเหลวแตละชนิด เรียกวา จุดเดือด ( Boiling point )
ความดันไอของของเหลวขณะเดือดจะมีคาเทากับความดันภายนอกหรือมากกวาซึ่งก็คือความดันบรรยากาศขณะนั้น ความดันของ
บรรยากาศจะมีผลตอจุดเดือดของของเหลว คือ ถาเปลี่ยนความดันจะทําใหจุดเดือดของของเหลวเปลี่ยนไปดวย ดังนั้นการบอกจุดเดือดของ
ของเหลวชนิดหนึ่ง ๆ จะตองบอกความดันของบรรยากาศดวย เชน จุดเดือดของน้ําเทากับ 100 ๐
C ที่ความดัน 1 บรรยากาศ แตโดยทั่วไปเมื่อ
กลาวถึงจุดเดือดโดยไมระบุความดันเราหมายถึงจุดเดือดที่ความดัน 1 บรรยากาศ และเรียกวา จุดเดือดปกติ
5.4 สมบัติของแกส
แกสแบงออกได 2 ประเภท คือ
1) แกสสมบูรณ ( Ideal gas ) หรือกาซอุดมคติ หมายถึง กาซที่มีสมบัติเปนไปตามกฎตาง ๆ ของกาซ ไมวาที่ภาวะใด ๆ ก็ตาม ซึ่ง
ตามความเปนจริงแลว กาซในธรรมชาตินั้นไมมีที่จะเปนไปตามกฎตาง ๆ ไดทุกประการ แตเปนเรื่องที่นักวิทยาศาสตรไดคิดสมมติขึ้นเพื่อจะ
ใชอธิบายพฤติกรรมของกาซตาง ๆ ในธรรมชาติเทานั้น
2) แกสจริง ( Real gas ) หมายถึง กาซที่มีอยูในธรรมชาติทั่ว ๆ ไป ซึ่งจะไมเปนไปตามกฎตาง ๆ ตามกาซสมมติทุกประการ โดย
เฉพาะที่อุณหภูมิต่ําและความดันสูงมาก ๆ อยางไรก็ตามกาซจริงจะมีสมบัติใกลเคียงกับกาซสมบูรณไดเมื่ออุณหภูมิสูงและความดันต่ํา
ทฤษฎีจลนของแกส ใชอธิบายสมบัติของกาซ เสนอวา
1. แกสประกอบดวยอนุภาคที่มีขนาดเล็กมาก จนถือวาอนุภาคแกสไมมีปริมาตรเมื่อเทียบกับขนาดภาชนะที่บรรจุ
2. โมเลกุลของแกสอยูหางกัน ทําใหแรงดึงดูดและแรงผลักระหวางโมเลกุลนอยมาก จนถือไดวาไมมีแรงกระทําตอกัน
3. โมเลกุลของแกสเคลื่อนที่อยางรวดเร็วในแนวเสนตรง เปนอิสระดวยอัตราเร็วคงที่และไมเปนระเบียบจนกระทั่งชนกับโมเลกุล
อื่นหรือชนกับผนังภาชนะจึงจะเปลี่ยนทิศทางและอัตราเร็ว
4. โมเลกุลของแกสที่ชนกันเองหรือชนกับผนังภาชนะ จะเกิดการถายโอนพลังงานใหแกกันไดแตพลังงานรวมของระบบมีคาคงที่
5. ณ อุณหภูมิเดียวกัน โมเลกุลของแกสแตละโมเลกุลเคลื่อนที่ดวยอัตราเร็วไมเทากัน แตจะมีพลังงานจลนเฉลี่ยเทากัน โดยที่ลังงาน
จลนเฉลี่ยของแกสจะแปรผันตรงกับอุณหภูมิเคลวิน
กาซที่มีสมบัติครบถวนตามทฤษฎีจลนเรียกวา กาซสมบูรณ ซึ่งไมมีจริง กาซจริงอาจมี สมบัติใกลเคียงกับกาซสมบูรณได ถาอยูใน
ระบบที่อุณหภูมิสูงและความดันต่ํา กาซ สวนใหญโดยเฉพาะกาซเฉื่อยที่อุณหภูมิหอง ความดัน 1 บรรยากาศ มีสมบัติใกลเคียง กับกาซสมบูรณ

12. 12
เอกสารประกอบการสอนวิชาเคมี 2 ว 40122 โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ
ทฤษฎีจลนอธิบายปริมาตรของกาซ
สาเหตุที่กาซมีปริมาตรไมแนนอนซึ่งขึ้นอยูกับปริมาตรของภาชนะ เนื่องจากโมเลกุลของกาซมีขนาดเล็ก อยูหางกัน และมีแรงยึด
เหนี่ยวระหวางโมเลกุลนอยมากจนถือวาไมมีเลย ดังนั้นเมื่อบรรจุกาซไวในภาชนะใดก็ตามโมเลกุลของกาซจะเคลื่อนที่ไปทั่วทั้งภาชนะไดอยาง
อิสระ กาซจึงมีปริมาตรไมแนนอนขึ้นอยูกับปริมาตรของภาชนะ
ทฤษฎีจลนอธิบายความดันของกาซ
เนื่องจากโมเลกุลของกาซเคลื่อนที่ตลอดเวลา ชนกันเองบาง ชนกับผนังภาชนะบาง การที่โมเลกุลของกาซเคลื่อนที่ชนผนังภาชนะ
ตลอดเวลาทําใหเกิดแรงดัน ผลรวมของแรงดันทั้งหมดที่มีตอหนวยพื้นที่ก็คือความดัน
กฎของบอยล เมื่ออุณหภูมิและมวลของกาซคงที่ ปริมาตรของกาซจะแปรผกผันกับความดัน
V ∝ 1/P n และ T คงที่
โดย k เปนคาคงที่PV = k1 1
เมื่อมวลและอุณหภูมิคงที่ ผลคูณระหวางความดันกับปริมาตรของแกสในแตละ
สภาวะจะมีคาเทากัน
P V = P
กฎของชารลส เมื่อความดันและมวลของกาซคงที่ ปริมาตรของกาซจะ แปรผันตรงกับอุณหภูมิเคลวิน
1 1 2V = P V2 3 3 = …= P Vn n = k1
V ∝ T n และ P คงที่
V/T = k2 โดย k เปนคาคงที่2
เมื่อมวลและความดันของแกสคงที่ ปริมาตรของแกสจะแปรผันตรงกับอุณหภูมิ
เคลวิน
/TV1 1 = V /T = V /T = …= V /T = k2 2 3 3 n n 2

13. 13
เอกสารประกอบการสอนวิชาเคมี 2 ว 40122 โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ
ก าซ โดยการรวมกฎของบอลยและชารลเขาด เมื่อมวลของกาซคงที่ฎรวมก วยกัน
วามดันคงที่)
ความสัมพันธดังนี้
งที่
เมื่อมวลคงที่)
จากกฎของบอยล V ∝ 1/P (เมื่อมวลและอุณหภูมิคงที่)
จากกฎของชารล V ∝ T (เมื่อมวลและค
ถารวมกฎของบอยลและกฎของชารล จะได
V ∝ T/P
V = k T/P โดย k3 3 เปนคาค
PV = k T (3
PV/T = k3
P1V = P1 2V2 = P3V3 = … = PnVn = k3 (เมื่อมวลคงที่)
T1 T2 T3 Tn
เมื่อปริมาตรคงที่ ความดันของกาซที่มีมวลคงที่จํานวนหนึ่ง จะแปรผันตรงกับอุณหภูมิเคลวินกฎของเกย-ลุสแซก
หลักของอาโวกาโดร ภายใตสภาวะที่อุณหภูมิและความดันคงที่ กาซที่มีปริมาตรเทากันจะมีจํานวนอนุภาคเทากัน หรือที่อุณหภูมิและ
ดันคงที่ ปริมาตรของกาซใด ๆ จะแปรผันโดยตรงกับจํานวนโมลของกาซนั้น
P ∝ T n คงที่และ V
าตรและมวลของแกสคงที่ ความดันของแกสจะแปรผันตรงกับอุณหภูมิ
ลวิน
P1/T1 = P2/T2 = P3/T3 = …= Pn/Tn = k4
1 1 2 2 3 3 n n 5
P/T = k โดย k4 4 เปนคาคงที่
เมื่อปริม
เค
ความ
V ∝ n T คงที่และ P
V/n = k โดย k5 5 เปนคาคงที่
เมื่ออุณหภูมิและความดันของแกสคงที่ ปริมาตรของแกสจะแปรผันตรงกับ
านวนโมลของแกสจํ
V /n = V /n = V /n = …= V /n = k

14. 14
เอกสารประกอบการสอนวิชาเคมี 2 ว 40122 โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ
กฎของกาซสมบูรณ กาซที่มีปริมาตรเทากันวัดที่อุณหภูมิและความดันเดียวกันจะมีจํานวนโมเลกุลเทากัน
จากกฎของบอยล V = k1/P (เมื่อโมลและอุณหภูมิคงที่)
จากกฎของชารล V = k2T ( ื่อโมลและความดันคงที่)
ดร V = k5n (เมื่ออุณหภูมิและความดันคงที่)
∝
เม
กฎของอาโวกาโ
จะได V nT/P
V = RnT
P
PV = nRT เมื่อ R คือคาคงที่ของแกส
R = 0.082058 L. . -1.
atmmol K-1
ทฤษฎีจลนอธิบายก ของกาซ
) เมื่ออ หภูมิคง ถาเราทํ องกาซลดลง ความดันของอากาศในภาชนะจะเพิ่มขึ้นเพราะ โมเลกุลของกาซจะชนผนัง
ภาชนะม ึ้น ทําใหมีแรงดันเพิ่มขึ้น ขาม ถ ิ่มขึ้น ความดันก็จะลดลง ทั้งนี้เพราะโมเลกุลของ
อากาศจะ
ตุผลที่อากาศมีปริมาตรเพิ่มขึ้น เมื่อไดรับความรอนเพราะ เมื่ออุณหภูมิของอากาศเพิ่มขึ้น อัตราเร็วเฉลี่ยของ
นังของภาชนะบอย และแรง ทําใหอากาศภายในภาชนะมีแรงดันมากกวาความดันภายนอก ( ซึ่งคงที่ ) อากาศ
จึงดันน้ําใ
ฎ
1 ุณ ที่ าใหปริมาตรข
ากข ในทางตรงกัน าทําใหปริมาตรของอากาศเพ
ชนภาชนะดวยความถี่นอยลง
2) เมื่อความดันคงที่ เห
อากาศจะเพิ่มขึ้น โมเลกุลจึงชนผ
นภาชนะออกใหอากาศมีปริมาตรเพิ่มขึ้น ในทางตรงกันขาม เมื่ออุณหภูมิของอากาศในภาชนะลดลง จึงมีผลให อัตราเร็วเฉลี่ยของ
โมเลกุลลดลงจากเดิมจึงชนไดชาและเบากวาเดิม ดังนั้นความดันของอากาศในภาชนะจึงต่ํากวาความดันของอากาศภายนอก ( ซึ่งคงที่ ) เปนผล
ใหความดันภายนอกดันน้ําใหเขาไปในภาชนะทําใหอากาศในภาชนะมีปริมาตรลดลง
3) เมื่อเพิ่มอุณหภูมิ ทําใหโมเลกุลเคลื่อนที่เร็วขึ้นโอกาสที่จะชนกันเอง และชนภาชนะก็จะแรงและบอยขึ้น เปนผลใหความดันมาก
ขึ้น ( เมื่อปริมาตรยังคงเดิม )
พฤติกรรมของแกสจริง
แกสจริงจะมีพฤติกรรมเปนแกสสมบูรณแบบเมื่อความดันต่ํามากและอุณหภูมิสูงมาก
สมการกฎของแกสสมบูรณ PV = nRT
สมการแวนเดอรวาลส (P + an2
)(V - nb) = nRT
V2
a และ b คือ คาคงที่แวนเดอรวาลส

15. 15
เอกสารประกอบการสอนวิชาเคมี 2 ว 40122 โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ
การแพรของกาซ
การแพรของกาซ ( Diffusion of gases ) เปนการเคลื่อนที่ของโมเลกุลของกาซตั้งแต 2 ชนิด ขึ้นไป เขาไปในบริเวณหนึ่ง ๆ ที่มีความ
เขมขนตางกัน โดยที่โมเลกุลของกาซแตละชนิดสามารถสอดแทรกผสมกลมกลืนกัน หรืออาจชนกันระหวางโมเลกุลของกาซที่เคลื่อนที่ผานนั้น
ได ดังรูป (a)
รแพรผานของกาซ ( ases ) หมายถึงกระบวนการที่กาซเคลื่อนที่จากบริเวณหนึ่งผานรูที่เล็กมาก ๆ ออกสูบริเวณอื่น
ดยโมเลกุลไมชนกันเอง ดังรูป (b)
: ที่อุณหภูมิและความดันคาหนึ่ง อัตราการแพรของกาซจะแปรผกผันกับรากที่สองของมวลโมเลกุลของ
กส
เนื่องจากน้ําหนักโมเลกุ
r1 และ r2 คือ อัตราการแพรผานของแกสชนิดหนึ่งที่ 1 และ 2
M1 และ M2 คือ มวลตอโมลของแกสชนิดที่ 1 และ 2
กา Effusion of g
โ
อัตราการแพรผานของกาซ คือ อัตราสวนระหวางระยะทางของกาซที่เคลื่อนที่จากจุดเริ่มตน ไปยังจุดจุดหนึ่งในแนวเสนตรงตอเวลา
กฎการแพรผานของแกรหม
แ
ลของแกสแปรผันตรงกับความหนาแนน จะได
1
2
1
2
2
1
d
d
M
M
r
r
==
d และ d คือ มวลตอโมลของแกสชนิดที่ 1 และ 21 2

16. 16
เอกสารประกอบการสอนวิชาเคมี 2 ว 40122 โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ
5.5 เทคโนโลยีที่เกี่ องกับสมบัติของของแข็ง ของเหลว และแกส
1. การทําน้ําแข็งแหง
หลักการท คือ เพิ่มความดัน และลดอุณหภูมิ วัตถุดิบที่ใชคือ กาซ CO2
เริ่มจากการนํากาซคารบอนไดออกไซดมาทําใหเปนของเหลว โดยเพิ่มความดันและลดอุณหภูมิ จากนั้นทําใหคารบอนไดออกไซด
บริสุทธิ์และปราศจากความชื้นดวยวิธีการที่เหมาะสมแลวเพิ่มความดันและลดอุณหภูมิจนกระทั่งมีความดัน 18 atm และอุณหภูมิเทากับ -25 ๐
C แลวอัดคารบอนไดออกไซดเหลวผานรูพรุน คารบอนไดออกไซดเหลวสวนหนึ่งจะระเหยกลายเปนไอโดยดูดความรอนจากโมเลกุลขางเคียง
ูมิต่ํากวาจุดเเยือกแข็ง จึงกลายเปนของแข็งที่มีลักษณะเปนเกล็ด เรียกวา
น้ําแข็งแหง
งแหง ใชเปนสวนผสมในการทําฝนเทียม และใชในอุตสาหกรรมหองเย็น
2.
หลั
เริ่  แลวผาน
อากาศที่ไดเขาเคร ึง 183 ๐
C กาซ
ออกซเจนจะกลายเป ยกตัวออกมา
: ประโยชน 
ยวข
ํา
ทําใหโมเลกุลของคารบอนไดออกไซดเหลวที่ถูกดูดความรอนมีอุณหภ
: ประโยชนของน้ําแข็
การทําไนโตรเจนเหลว
กการทํา คือ ลดอุณหภูมิ วัตถุดิบที่ใชคือ อากาศ
มจากการดูดอากาศเขาเครื่องอัดอากาศ ผานลงในสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซดเพื่อกําจัดกาซคารบอนไดออกไซด
ื่องกรองเพื่อแยกน้ํามันออก แลวทําใหแหงดวยสารดูดความชื้น จากนั้นทําใหอากาศแหงมีอุณหภูมิลดลงจนถ
นของเหลวแยกตัวออกมากอน และเมื่อลดอุณหภูมิตอไปจนถึง -196 ๐
C ไนโตรเจนจะกลายเปนของเหลวแ
ของไนโตรเจนเหลว ใชในโรงงานอุตสาหกรรมตาง ๆ เชน การแชแข็งอาหาร และใชในทางการแพทย