เฉลย แบบทดสอบ

เฉลยแบบทดสอบ เรื่อง อิเล็กโทรลิซิส
1. 4
2. 1
3. 3
4. 2
5. 3
6. 3
7. 4
8. 1
9. 2
10. 4

เฉลยแบบทดสอบ เรื่อง อิเล็กโทรลิซิส
1. 3
2. 3
3. 2
4. 3
5. 4
6. 1
7. 3
8. 2
9. 4
10. 3

แบบทดสอบ เรื่อง ธาตุและสารประกอบ

แบบทดสอบ เรื่อง อิเล็กโทรลิซิส

Part 2

Part 2

เมื่อนักเรียนได้สืบค้นข้อมูลจาก website แล้ว ให้ตอบคำถามต่อไปนี้


1. อธิบายว่าอะไรเป็นสาเหตุให้เกิดฟ้าผ่า หลักการของประจุชนิดต่างกันทำให้เกิดฟ้าผ่าได้หรือไม่ อย่างไร

ตอบ ฟ้าผ่าเกิดจากการที่ก้อนเมฆลอยตัวไปแล้วเสียดสีกับบรรยากาศหรือเสียดสีระ ว่างก้อนเมฆด้วยกันทำให้เกิดการสะสมไฟฟ้าสถิตในตัวก้อนเมฆมากทำให้ก้อนเมฆมี ศักดิ์ไฟฟ้าสูงตั้งแต่ 10-100 MV เมื่อสะสมไว้มากก็เกิดความเครียดของสนามไฟฟ้าเมื่อความเครียดของสนามไฟฟ้า ถึงขั้นวิกฤตก็ต้องปลดปล่อยโดยการดิสชาร์จระหว่างก้อนเมฆกับพื้นโลกเลยเกิด เป็นฟ้าผ่า(Ground Flash)

2. อธิบายว่าแสงที่เกิดขึ้นขณะฟ้าผ่า ว่าเดินทางจากเมฆลงมายังพื้นดิน หรือจากพื้นดินขึ้นไปบนท้องฟ้า

ตอบ เกิดจากถ่ายเทประจุไฟฟ้าระหว่างก้อนเมฆกับพื้นดินเป็น ถ้ามีสิ่งกีดขวางไม่ยอมให้ประจุผ่านไปได้สะดวก เช่น ต้นไม้ บ้าน รถยนต์ คน สัตว์ต่างๆ ก็จะเกิดความร้อนและลุกไหม้เป็นอันตรายอย่างมาก หรือที่เราเรียกกันว่า ฟ้าผ่า ดังนั้นจึงสังเกตได้ว่าตามอาคารสูงๆ จึงมักติดสายล่อฟ้า ทำด้วยเหล็กกล้ารูปสามง่ามไว้บนยอดสุดของอาคาร เชื่อมต่อกับสายทองแดงลงมาที่พื้นดินเพื่อถ่ายเทประจุไฟฟ้านำลงสู่พื้นดิน

3. วาด diagram แสดงอิเล็กตรอนบนก้อนเมฆ และที่พื้นดิน





4. ในระหว่างที่เกิดฟ้าผ่า นักเรียนควรปฏิบัติอย่างไรเพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดอุบัติเหตุ บอกมา 3 ประการ

ตอบ 1. ปิดโทรทัศน์ >> ถ้าฟ้าผ่าเปรี้ยงๆ ควรที่จะรีบปิดโทรทัศน์ทันทีนะจ๊ะ เพราะเสาอากาศเป็นตัวนำไฟฟ้าอย่างหนึ่ง ถ้าเสาอากาศถูกฟ้าผ่า กระแสไฟฟ้าจะไหลเข้ามาในโทรทัศน์ทำให้ระเบิดได้ ดังนั้นวิธีป้องกันสำหรับเรื่องนี้คือ ควรที่จะต่อสายดินไว้ข้างเสาอากาศเพื่อช่วยลดความเสี่ยงลงได้บ้าง แต่ทางที่ดีที่สุดควรที่จะปิดโทรทัศน์ดีกว่าจ้ะ เพื่อความปลอดภัยของตัวน้องๆ เองและทรัพย์สิน

2. ไม่อยู่ใกล้ของสูง >> ไม่ควรที่จะยืนอยู่ใกล้ต้นไม้ หรือเสาไฟฟ้า เพราะฟ้าผ่าชอบที่จะผ่าลงมายังของที่อยู่สูงๆ เช่นนี้

3. มือถือ >> ถ้าฝนตกลงมาล่ะก็ ไม่ควรที่จะใช้โทรศัพท์มือถือนะจ๊ะ เพราะว่าแผ่นโลหะ แบตเตอรี่ที่อยู่ในโทรศัพท์มือถือ เป็นตัวล่อสายฟ้าได้นะจ๊ะ ดังนั้นถ้าฝนตกน้องๆ จึงควรที่จะเก็บเจ้าเครื่องมือสื่อสารเครื่องนี้ไว้ในซองหนังหรือซองผ้าที่ มิดชิดทันที

5. เพราะเหตุใดนักเรียนจึงไม่ควรอยู่ในน้ำในขณะที่เกิดฟ้าผ่า

ตอบ สภาวะที่อำนวยให้เกิดฟ้าผ่านี้ จึงมีไม่เท่ากันทุกแห่งบนโลก โดยมากจะเกิดเหนือพื้นทวีปเพราะความแตกต่างของกระแสอากาศมีสูง คืออากาศเหนือพื้นดินสามารถร้อนขึ้นได้มากจากการที่พื้นโลกดูดซับพลังงาน ของดวงอาทิตย์ แล้วคายออกมาสู่อากาศเหนือพื้นโดยตรง จึงเป็นเงื่อนไขสำคัญที่ก่อให้เกิดพายุฝน อันเป็นแหล่งกำเนิดของฟ้าผ่า และบนพื้นโลก ก็ยังมีสิ่งก่อสร้างสูงๆ ทั้งโดยธรรมชาติและที่มนุษย์สร้างขึ้น มากกว่าที่จะหาได้ในท้องทะเลอันราบเรียบ อัตราการเกิดฟ้าผ่าจึงมีสูงมากในภาคพื้นทวีป ส่วนเหนือพื้นน้ำนั้น เนื่องจากน้ำอมความร้อนได้ดีมากจนคายออกมาน้อยมาก อากาศเหนือพื้นจึงไม่ได้ร้อนมาก เมื่อไม่มีกระแสอากาศร้อนติดพื้น ก็ไม่ค่อยมีการก่อเมฆฝน ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญในการทำให้เกิดฟ้าผ่า ประชากรในประเทศเกาะในมหาสมุทร มักจะไม่เจอปรากฏการณ์ฟ้าผ่ามากเท่าใด ภาษาพูดของประชากรเหล่านี้ จึงมีศัพท์เกี่ยวกับฟ้าผ่ากันไม่มากนัก

6. ให้นักเรียนยกตัวอย่างผลของไฟฟ้าสถิตที่มีในชีวิตประจำวันมาสัก 5 ตัวอย่าง

ตอบ ในชีวิตประจำวันของเรา เราพบปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าสถิตอยู่เสมอ เช่น ถ้าเราใช้ปกพลาสติกที่หุ้มหนังสือถูกับโต๊ะไปมาหลายๆ ครั้งแล้วนำมือเข้ามาใกล้ๆ ปกพลาสติกนี้ จะรู้สึกว่าขนเล็ก ๆ ที่มือลุกชันขึ้นได้ ซึ่งปรากฏการณ์อย่างเดียวกันนี้จะเกิดได้เมื่อเรานำมือเข้าไปใกล้จอโทรทัศน์ ที่เพิ่งปิดใหม่ ๆ ในฤดูหนาวเราจะสังเกตได้ว่าเมื่อเราหวีผม เส้นผมมักจะชูตามหวีมาด้วยเสมอ คล้าย ๆ กับว่าหวีพลาสติกดูดเส้นผมออกมา ความจริงปรากฏการณ์ดังกล่าวข้างต้นมนุษย์พบมานานแล้วเท่าที่มีการบันทึกไว้ เริ่มมาตั้งแต่ 600 ปีก่อนคริสตศักราชหรือราว ๆ สมัยพุทธกาลนั่นเอง


7. อธิบายว่าอิเล็กโทรสโคปสามารถใช้ตรวจสอบไฟฟ้าสถิตได้อย่างไร

ตอบ เป็นเครื่องมือที่ใช้ตรวจสอบประจุไฟฟ้าจำนวนน้อยๆ

8. เพราะเหตุใดจึงไม่ใช้โลหะเป็นตัวทำให้เกิดไฟฟ้าสถิต

ตอบ ไฟฟ้าสถิตมันเกิดกับวัตถุที่เป็นฉนวนเท่านั้นถ้าเราทำให้อิเล็กตรอนในโลหะ หรือตัวนำ หลุดออกไปได้ มันก็จะวิ่งไปรวมตัวเพื่อเป็นกลาง จึงไม่สามารถ "สถิต" อยู่บนตัวนำนั้นได้

9. ยกตัวอย่างประโยชน์ของไฟฟ้าสถิตมาสัก 5 ตัวอย่าง

ตอบ 1.การดูดน้ำใต้ดิน

2. เครื่องพิมพ์เลเซอร์

3. ทางด้านการแพทย์เพื่อประดิษฐ์เส้นใยนาโน

4. การทำกระดาษทราย

5. การกรองฝุ่นและเขม่าออกจากควันไฟ

10.อธิบายว่าสามารถใช้หลักการเกี่ยวกับเรื่องไฟฟ้าสถิตในการควบคุมมลพิษทางอากาศได้อย่างไร

ตอบ การควบคุมมลพิษทางอากาศ(Air Pollution Control) การเก็บฝุ่นโดยอาศัยหลักการกรอง (Filter) ด้วยเครื่องจับอนุภาคด้วยไฟฟ้าสถิต

Part 1

Part 1

ให้นักเรียนสืบค้นข้อมูลใน website ต่าง ๆ เกี่ยวกับ "ฟ้าผ่า" แล้วตอบคำถามต่อไปนี้


1. อะไรคือสาเหตุที่ทำให้เกิดไฟฟ้าสถิต
การที่ปริมาณประจุไฟฟ้าขั้วบวกและขั้วลบบนผิววัสดุมีไม่เท่ากันทำให้เกิดแรง ดึงดูดเมื่อวัตถุทั้ง 2 ชิ้นมีประจุต่างชนิดกัน หรือเกิดแรงผลักกันเมื่อวัสดุทั้ง 2 ชิ้นมีประจุชนิดเดียวกัน

2. ฟ้าผ่าเกิดจากอะไร

ฟ้าผ่าเกิดจากการที่ก้อนเมฆลอยตัวไปแล้วเสียดสีกับบรรยากาศหรือเสียดสีระ ว่างก้อนเมฆด้วยกันทำให้เกิดการสะสมไฟฟ้าสถิตในตัวก้อนเมฆมากทำให้ก้อนเมฆมี ศักดิ์ไฟฟ้าสูงตั้งแต่ 10-100 MV เมื่อสะสมไว้มากก็เกิดความเครียดของสนามไฟฟ้าเมื่อความเครียดของสนามไฟฟ้า ถึงขั้นวิกฤตก็ต้องปลดปล่อยโดยการดิสชาร์จระหว่างก้อนเมฆกับพื้นโลกเลยเกิด เป็นฟ้าผ่า(Ground Flash)

3. การเกิดฟ้าผ่าเกี่ยวข้องกับไฟฟ้าสถิตหรือไม่ อย่างไร

การเกิดไฟฟ้าสถิต เมื่อมีวัสดุทั้งสองชนิดเป็นฉนวนที่มีการสัมผัสกันจะมีประจุบางส่วน (Electrons) ถูกถ่ายโอนจากวัสดุฉนวนชิ้นหนึ่งไปสู่วัสดุฉนวนอีกชิ้นหนึ่ง และเมื่อฉนวนทั้งสองชิ้นถูกแยกออกจากกัน ประจุดังกล่าวก็จะไม่สามารถย้อนกลับไปยังวัสดุฉนวนชิ้นเดิมได้ จึงทำให้ประจุดังกล่าวก็จะไม่สามารถเคลื่อนที่ในวัสดุฉนวนได้ ซึ่งถ้าวัสดุทั้งสองเป็นกลางแล้วก็จะเกิดประจุบวกขึ้นในวัสดุฉนวนชิ้นหนึ่ง และเกิดประจุลบกับวัสดุอีกชิ้นหนึ่ง
ส่วนการเกิดฟ้าผ่า เกิดจากถ่ายเทประจุไฟฟ้าระหว่างก้อนเมฆกับพื้นดินเป็น ถ้ามีสิ่งกีดขวางไม่ยอมให้ประจุผ่านไปได้สะดวก เช่น ต้นไม้ บ้าน รถยนต์ คน สัตว์ต่างๆ ก็จะเกิดความร้อนและลุกไหม้เป็นอันตรายอย่างมาก หรือที่เราเรียกกันว่า ฟ้าผ่า ดังนั้นจึงสังเกตได้ว่าตามอาคารสูงๆ จึงมักติดสายล่อฟ้า ทำด้วยเหล็กกล้ารูปสามง่ามไว้บนยอดสุดของอาคาร เชื่อมต่อกับสายทองแดงลงมาที่พื้นดินเพื่อถ่ายเทประจุไฟฟ้านำลงสู่พื้นดิน

ไฟฟ้ากระแสตรง 2

วงจรไฟฟ้า !!

วงจรไฟฟ้า ประกอบด้วย ความต้านทานหลายตัวต่อเข้าด้วยกันแบบต่างๆ เซลล์ไฟฟ้าหลายๆ เซลล์ต่อเข้าด้วยกัน มีการใช้แอมมิเตอร์ โวลต์มิเตอร์วัดในจุดต่างๆ ซึ่งเมื่อต่อตัวนำหรือตัวต้านทานเข้ากับแหล่งกำเนิดไฟฟ้า จะมี
กระแสไฟฟ้าไหลผ่านตัวต้านทานและแหล่งกำเนิดไฟฟ้านั้น กระแสไฟฟ้าที่เกิดก็เนื่องจากการเคลื่อนที่ของประจุ
ไฟฟ้า โดยประจุไฟฟ้าได้รับพลังงานจากแหล่งกำเนิดไฟฟ้า

แรงเคลื่อนไฟฟ้า (electromotive force ; e.m.f.)

แรงเคลื่อนไฟฟ้า หรือ electromotive force (emf ; E) ของแหล่งกำเนิดไฟฟ้าใดๆ นิยามว่า เป็นพลังงาน
ที่แหล่งกำเนิดนั้นจะสามารถให้ได้ต่อหน่วยประจุไฟฟ้า ตัวอย่างเช่น
เมื่อกล่าวว่า ถ่านไฟฉายก้อนหนึ่งมีแรงเคลื่อนไฟฟ้า 1.5 โวลต์ (V) หรือจูลต่อคูลอมบ์ (J/C) จะหมายความว่า
ถ่านไฟฉายก้อนนั้น สามารถให้พลังงานได้ 1.5 จูลต่อประจุไฟฟ้าทุกๆ 1 คูลอมบ์ ที่เคลื่อนที่ระหว่างขั้วไฟฟ้า
ภายในถ่านไฟฉายนั้นหรืออาจหมายความว่า ถ่านไฟฉายนั้นสามารถทำให้เกิดความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างขั้วของ
ถ่านไฟฉายได้ 1.5 โวลต์ เมื่อไม่มีกระแสไฟฟ้า

จากรูป สัญลักษณ์ หมายถึง เซลล์ไฟฟ้า นำโวลต์มิเตอร์ (เครื่องมือวัดความต่างศักย์ไฟฟ้า) V
มาวัดความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างขั้วของถ่านไฟฉาย ปรากฏว่า วัดได้ค่า V₁ ตามความหมายของแรงเคลื่อน
ไฟฟ้า จะได้ ...

V1 = E = 1.5 โวลต์

ถ้าวงจรเปลี่ยนไปเป็นรูป (ข) โวลต์มิเตอร์อ่านได้ V₂ ตอนนี้ V₂ จะเป็นความต่างศักย์ไฟฟ้าที่ตกคร่อม
ความต้านทาน R และเป็นความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างขั้วของเซลล์ไฟฟ้า เมื่อมีความต้านทาน R ต่อรวมอยู่
พบว่า V₂ น้อยกว่าแรงเคลื่อนไฟฟ้า E อธิบายได้ว่า เพราะเซลล์ไฟฟ้ามีความต้านทานภายใน r ทำให้พลังงาน
ไฟฟ้าบางส่วนสูญเสียไป โดยการอาศัยกฎของโอห์ม และความหมายของแรงเคลื่อนไฟฟ้า และความต่างศักย์
ไฟฟ้า จะได้ ...

E = IR + Ir

หรือ...

เมื่อ ... I เป็นกระแสไฟฟ้า

สรุปนิยาม...

แรงเคลื่อนไฟฟ้า (electromotive force “e.m.f.”) หมายถึง พลังงานไฟฟ้าที่แหล่งกำเนิด (เซลล์ไฟฟ้า) ใช้ในการเคลื่อนประจุ +1 คูลอมบ์ ครบวงจรพอดี จากขั้วบวกไปยังขั้วลบผ่านตัวต้านทาน (R) ภายนอกเซลล์และจากขั้วลบไปยังขั้วบวก ผ่านเซลล์ไฟฟ้าภายใน มีหน่วยเป็น จูลต่อคูลอมบ์ หรือ โวลต์
ความต่างศักย์ไฟฟ้าภายนอกเซลล์ (V_R) หมายถึง พลังงานไฟฟ้าที่ใช้ในการเคลื่อนประจุ +1 คูลอมบ์ จากขั้วบวกไปยังขั้วลบของเซลล์ โดยผ่านตัวต้านทานภายนอกเซลล์ (R) มีหน่วยเป็น จูลต่อคูลอมบ์ หรือ โวลต์
ความต่างศักย์ไฟฟ้าภายในเซลล์ (V_r) หมายถึง พลังงานไฟฟ้าที่ใช้ในการเคลื่อนประจุ +1 คูลอมบ์ จากขั้วลบไปยังขั้วบวกของเซลล์ โดยผ่านภายในเซลล์ไฟฟ้า มีหน่วย เป็น จูลต่อคูลอมบ์ หรือ โวลต์
ความต้านทานภายใน (r) หมายถึง ความต้านทานภายในเซลล์ไฟฟ้า มีหน่วย เป็น โวลต์ต่อแอมแปร์ หรือ โอห์ม

ไฟฟ้ากระแสตรง

กระแสไฟฟ้า !!

จากการศึกษาเรื่องประจุไฟฟ้า พบว่า

ประจุไฟฟ้าบวก จะเคลื่อนที่จากบริเวณที่มีศักย์ไฟฟ้าสูงไปสู่บริเวณที่มีศักย์ไฟฟ้าต่ำ
และประจุไฟฟ้าลบ จะเคลื่อนที่จากบริเวณที่มีศักย์ไฟฟ้าต่ำไปยังบริเวณที่มีศักย์ไฟฟ้าสูง

ถ้านำตัวนำที่มีประจุและศักย์ไฟฟ้าต่างกัน มาวางติดกันหรือใช้ลวดโลหะตัวนำเชื่อมต่อกัน ตัวนำที่มีประจุทั้งสอง
จะเกิดการถ่ายเทประจุระหว่างตัวนำทั้งสองผ่านลวดโลหะตัวนำ แสดงว่ามีกระแสไฟฟ้าในลวดตัวนำนั้น จนกระทั่ง
ศักย์ไฟฟ้าบนตัวนำทั้งสองเท่ากัน ประจุหยุดถ่ายเท กระแสไฟฟ้าหมดไป ถ้าต้องการให้เกิดกระแสไฟฟ้าในลวดตัวนำ
อย่างต่อเนื่อง ต้องมีแหล่งกำเนิดที่ให้ความต่างศักย์ไฟฟ้าตลอดเวลา
ไฟฟ้าสถิต เป็นการศึกษาเฉพาะประจุไฟฟ้าที่อยู่นิ่ง
ส่วนไฟฟ้ากระแสจะเป็นประจุไฟฟ้าที่เคลื่อนที่แล้ว

กระแสไฟฟ้า

เมื่อประจุไฟฟ้าถ่ายโอนจากที่หนึ่งไปสู่ที่หนึ่ง แสดงว่า มีกระแสไฟฟ้าเกิดขึ้น กระแสไฟฟ้าจะถูกกำหนดให้ไหลออกจากขั้วบวกของแบตเตอรี่

การถ่ายโอนประจุไฟฟ้าที่ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า มีเงื่อนไขดังนี้

ระหว่างจุดสองจุดที่กระแสไหล จะต้องมีตัวนำไฟฟ้า
จะต้องมีความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างจุดสองจุดนั้น และกระแสไฟฟ้าจะไหลจากจุดที่มีความต่างศักย์สูงไปยัง
จุดที่มีความต่างศักย์ต่ำ