Particles & Changes of Stateอนุภาคและการเปลี่ยนสถานะ

IGCSE Physics · Edexcel 4PH1 only (Triple Award) · free step-by-step lesson, every question with its answer and the reason behind itบทเรียนฟรีทีละขั้น ทุกข้อมีเฉลยและเหตุผลกำกับ

1. Warm-upวอร์มอัพ

Heat ice: it turns into water, then into steamให้ความร้อนกับน้ำแข็ง · มันกลายเป็นน้ำ แล้วกลายเป็นไอน้ำ

The particles stay the same. Their arrangement and their motion change.อนุภาคยังเป็นตัวเดิม · ที่เปลี่ยนคือการจัดเรียงและการเคลื่อนที่

1. At normal air pressure, pure water boils at what temperature?ที่ความดันอากาศปกติ น้ำบริสุทธิ์เดือดที่อุณหภูมิเท่าไร
   Answer:เฉลย: $100$ °C$100$ °CMelts at 0, boils at 100 These two numbers come back on the graphs in this lesson.หลอมที่ 0 เดือดที่ 100 สองค่านี้จะกลับมาในกราฟของบทนี้
2. Which state of matter keeps its own shape?สถานะไหนคงรูปร่างของตัวเองไว้ได้
   Answer:เฉลย: a solidของแข็งSolid: a fixed shape The next level shows why: its particles are held in place.ของแข็ง: รูปร่างคงที่ ระดับถัดไปจะบอกเหตุผล · อนุภาคของมันถูกยึดไว้กับที่

2. Particles in each stateอนุภาคในแต่ละสถานะ

Describe how the particles are arranged and how they move.บรรยายว่าอนุภาคจัดเรียงตัวและเคลื่อนที่อย่างไร

The same particles, arranged and moving in different waysอนุภาคเหมือนกัน · แต่จัดเรียงและเคลื่อนที่ต่างกัน

Solid: fixed and regular. Liquid: touching and irregular. Gas: far apart and random.ของแข็ง: อยู่กับที่ เรียงเป็นระเบียบ · ของเหลว: ชิดกัน ไม่เป็นระเบียบ · แก๊ส: อยู่ห่างกัน เคลื่อนที่แบบสุ่ม

1. Which state do these particles show?อนุภาคในกล่องนี้เป็นสถานะไหน
   Answer:เฉลย: a liquid: the particles touch, in no regular patternของเหลว: อนุภาคชิดกัน แต่ไม่เรียงเป็นระเบียบTouching, no pattern: liquidชิดกัน ไม่เป็นระเบียบ: ของเหลว
2. How do the particles in a solid move?อนุภาคในของแข็งเคลื่อนที่อย่างไร
   Answer:เฉลย: they vibrate about fixed positionsสั่นอยู่รอบตำแหน่งที่คงที่Solid: vibrate in placeของแข็ง: สั่นอยู่กับที่
3. You can squash a gas into a smaller volume. A liquid hardly squashes at all. Why?เราบีบแก๊สให้ปริมาตรเล็กลงได้ · แต่ของเหลวแทบบีบไม่ได้เลย · เพราะอะไร
   Answer:เฉลย: gas particles are far apart, with space between themอนุภาคแก๊สอยู่ห่างกัน มีที่ว่างระหว่างอนุภาคSpace between the particles Liquid particles already touch, so there is no space to close.ที่ว่างระหว่างอนุภาค อนุภาคของเหลวชิดกันอยู่แล้ว · จึงไม่มีที่ว่างให้บีบ
4. State two differences between the particles in a solid and the particles in a liquid.บอกความแตกต่างสองข้อ ระหว่างอนุภาคในของแข็งกับอนุภาคในของเหลว
   Answer:เฉลย: solid: vibrate in fixed positions, regular pattern · liquid: slide past each other, irregularของแข็ง: สั่นอยู่กับที่ เรียงเป็นระเบียบ · ของเหลว: เคลื่อนที่ผ่านกันได้ ไม่เป็นระเบียบOne mark for the motion, one for the arrangement.การเคลื่อนที่ได้หนึ่งคะแนน · การจัดเรียงได้อีกหนึ่ง

3. Heating adds energyความร้อนเพิ่มพลังงาน

Heating raises the temperature or changes the state.การให้ความร้อนทำให้อุณหภูมิสูงขึ้น หรือทำให้สถานะเปลี่ยน

Heating increases the energy stored in a substanceการให้ความร้อนเพิ่มพลังงานที่สะสมในสาร

Heating adds energy. Then the temperature rises, or the state changes.การให้ความร้อนเพิ่มพลังงาน · แล้วอุณหภูมิสูงขึ้น หรือสถานะเปลี่ยน

1. Heating adds energy to a substance. What can this do?การให้ความร้อนเพิ่มพลังงานให้สาร · ผลที่เกิดได้คืออะไร
   Answer:เฉลย: raise its temperature or change its stateทำให้อุณหภูมิสูงขึ้น หรือทำให้สถานะเปลี่ยนTemperature up, or state changeอุณหภูมิขึ้น หรือสถานะเปลี่ยน
2. Water is heated. By how much does its temperature rise?น้ำได้รับความร้อน · อุณหภูมิของน้ำเพิ่มขึ้นเท่าไร
   Answer:เฉลย: $65-20=45$ °C$65-20=45$ °CRise = after minus before: $65-20$   $=45\,^{\circ}\text{C}$ที่เพิ่ม = หลัง ลบ ก่อน: $65-20$   $=45\,^{\circ}\text{C}$
3. Explain why heating a pan of water raises its temperature. Two of the phrases score nothing.อธิบายว่าทำไมการให้ความร้อนกับน้ำในหม้อจึงทำให้อุณหภูมิสูงขึ้น · มีสองวลีที่ไม่ได้คะแนน
   Answer:เฉลย: Heating increases the energy stored in the water, so its particles move faster and its temperature rises.การให้ความร้อนเพิ่มพลังงานที่สะสมในน้ำ อนุภาคของน้ำจึงเคลื่อนที่เร็วขึ้น และอุณหภูมิของน้ำก็สูงขึ้นEnergy up, particles fasterพลังงานเพิ่ม อนุภาคเร็วขึ้น

4. Melting and boilingการหลอมเหลวและการเดือด

While the state changes, the temperature stays the same.ระหว่างที่สถานะเปลี่ยน อุณหภูมิจะเท่าเดิม

While ice melts, its temperature does not changeตอนน้ำแข็งกำลังหลอมเหลว อุณหภูมิไม่เปลี่ยน

Energy breaks the bonds between the particles. They do not move faster, so the temperature stays the same.พลังงานไปทำลายพันธะระหว่างอนุภาค · อนุภาคไม่ได้เคลื่อนที่เร็วขึ้น อุณหภูมิจึงเท่าเดิม

1. Ice at 0 °C is heated. What happens to its temperature while it melts?ให้ความร้อนกับน้ำแข็งที่ 0 °C · ระหว่างที่หลอมเหลว อุณหภูมิเป็นอย่างไร
   Answer:เฉลย: it stays at 0 °C until all the ice has meltedค้างอยู่ที่ 0 °C จนน้ำแข็งหลอมเหลวหมดMelting: the temperature is flatหลอมเหลว: อุณหภูมิคงที่
2. While the ice melts, where does the energy go?ระหว่างที่น้ำแข็งหลอมเหลว พลังงานไปไหน
   Answer:เฉลย: into breaking the bonds between the particlesไปทำลายพันธะระหว่างอนุภาคEnergy breaks the bondsพลังงานทำลายพันธะ
3. Water boils at 100 °C. The heater is turned up. What happens to the temperature of the water?น้ำเดือดอยู่ที่ 100 °C · เพิ่มไฟให้แรงขึ้น · อุณหภูมิของน้ำเป็นอย่างไร
   Answer:เฉลย: it stays at 100 °C: more water changes into steam each secondค้างที่ 100 °C: น้ำกลายเป็นไอมากขึ้นในแต่ละวินาทีBoiling: the temperature is flat Melting and boiling follow the same rule: the state changes, the temperature does not.เดือด: อุณหภูมิคงที่ การหลอมเหลวกับการเดือดเป็นกฎเดียวกัน · สถานะเปลี่ยน อุณหภูมิไม่เปลี่ยน
4. Water boils. What happens to its particles?น้ำเดือด · อนุภาคของน้ำเป็นอย่างไร
   Answer:เฉลย: they gain energy, break free of each other and spread far apartได้รับพลังงาน หลุดออกจากกัน และกระจายอยู่ห่างกันBoiling: particles break free, far apart In the gas they move fast in random directions.เดือด: อนุภาคหลุดจากกัน อยู่ห่างกัน ในแก๊ส อนุภาคเคลื่อนที่เร็วในทิศสุ่ม
5. Describe what happens to the particles of a solid when it is heated and melts.บรรยายว่าเกิดอะไรขึ้นกับอนุภาคของของแข็ง เมื่อได้รับความร้อนจนหลอมเหลว
   Answer:เฉลย: gain energy, vibrate more · bonds break, particles break free · still close, now move past each otherได้รับพลังงาน สั่นมากขึ้น · พันธะถูกทำลาย อนุภาคหลุดจากตำแหน่ง · ยังชิดกัน แต่เคลื่อนที่ผ่านกันได้Energy in, then bonds break, then the particles move past each other.พลังงานเข้า · พันธะถูกทำลาย · อนุภาคเคลื่อนที่ผ่านกันได้

5. Evaporation and boilingการระเหยและการเดือด

Evaporation is at the surface, at any temperature. Boiling is all through the liquid.การระเหยเกิดที่ผิว ที่อุณหภูมิใดก็ได้ · การเดือดเกิดทั่วทั้งของเหลว

Evaporation or boiling?ระเหยหรือเดือด

Evaporation: the fastest particles escape from the surface. Boiling: bubbles of gas form all through the liquid.การระเหย: อนุภาคที่เร็วที่สุดหลุดออกจากผิว · การเดือด: เกิดฟองแก๊สทั่วทั้งของเหลว

1. Where in a liquid does evaporation happen?การระเหยเกิดที่ส่วนไหนของของเหลว
   Answer:เฉลย: only at the surfaceที่ผิวเท่านั้นEvaporation: surface onlyการระเหย: ที่ผิวเท่านั้น
2. A puddle of water dries on a day at 25 °C. Which process is this?แอ่งน้ำแห้งไปในวันที่อากาศ 25 °C · นี่คือกระบวนการอะไร
   Answer:เฉลย: evaporationการระเหยBelow boiling point: evaporationต่ำกว่าจุดเดือด: การระเหย
3. The fastest particles escape from the surface of a liquid. What happens to the liquid left behind?อนุภาคที่เร็วที่สุดหลุดออกจากผิวของเหลว · ของเหลวที่เหลือเป็นอย่างไร
   Answer:เฉลย: it cools downเย็นลงFastest leave, liquid coolsตัวเร็วออก ของเหลวเย็นลง
4. Evaporation and boiling both turn a liquid into a gas. Compare where and when each one happens.การระเหยและการเดือดเปลี่ยนของเหลวเป็นแก๊สทั้งคู่ · เปรียบเทียบว่าแต่ละแบบเกิดที่ไหนและเมื่อไร
   Answer:เฉลย: evaporation: surface only, any temperature · boiling: all through, at the boiling point onlyการระเหย: ที่ผิวเท่านั้น อุณหภูมิใดก็ได้ · การเดือด: ทั่วทั้งของเหลว ที่จุดเดือดเท่านั้นA compare answer gives both sides of each point.คำตอบแบบเปรียบเทียบ ต้องบอกทั้งสองฝั่งในแต่ละข้อ

6. The temperature-time graphกราฟอุณหภูมิกับเวลา

A flat part of the graph shows a change of state.ช่วงราบของกราฟคือช่วงที่สถานะเปลี่ยน

Ice heated until it boils: the graph has two flat partsให้ความร้อนกับน้ำแข็งจนเดือด · กราฟมีช่วงราบสองช่วง

Each flat part is a change of state. Its temperature is the melting point or the boiling point.แต่ละช่วงราบคือการเปลี่ยนสถานะ · อุณหภูมิของช่วงราบคือจุดหลอมเหลวหรือจุดเดือด

Ice is heated. How long does it take to melt?ให้ความร้อนกับน้ำแข็ง · ใช้เวลาหลอมเหลวนานเท่าไร

1. $t_1=2\text{ min}$The flat part starts here.ช่วงราบเริ่มตรงนี้
2. $t_2=7\text{ min}$The flat part ends here.ช่วงราบจบตรงนี้
3. $\Delta t=t_2-t_1$Δt means the change in time: end minus start.Δt คือเวลาที่เปลี่ยนไป · เวลาจบ ลบ เวลาเริ่ม
4. $=7-2$Read both times from the grid.อ่านเวลาทั้งสองค่าจากเส้นตาราง
5. $=5\text{ min}$Answer and unit.คำตอบพร้อมหน่วย

1. Solid X is heated. What is the melting point of X?ให้ความร้อนกับของแข็ง X · จุดหลอมเหลวของ X คือเท่าไร
   Answer:เฉลย: $50$ °C: the temperature of the flat part$50$ °C: อุณหภูมิของช่วงราบFlat part = melting point: $T=50\,^{\circ}\text{C}$ช่วงราบ = จุดหลอมเหลว: $T=50\,^{\circ}\text{C}$
2. Use the same graph. For how long does X melt?ใช้กราฟเดิม · X หลอมเหลวนานเท่าไร
   Answer:เฉลย: $7-3=4$ minutes$7-3=4$ นาทีEnd minus start: $\Delta t=7-3$   $=4\text{ min}$จบ ลบ เริ่ม: $\Delta t=7-3$   $=4\text{ min}$
3. Stearic acid cools. Where does it freeze?กรดสเตียริกเย็นตัวลง · มันแข็งตัวที่ช่วงไหน
   Answer:เฉลย: B: the flat partB: ช่วงราบFlat part: it freezes A cooling curve has its flat part at the melting point too.ช่วงราบ: กำลังแข็งตัว กราฟการเย็นตัวก็มีช่วงราบที่จุดหลอมเหลวเช่นกัน
4. The graph shows the temperature of a solid as it is heated. Explain why the temperature stays the same between B and C.กราฟแสดงอุณหภูมิของของแข็งขณะได้รับความร้อน · อธิบายว่าทำไมอุณหภูมิจึงคงที่ระหว่าง B กับ C
   Answer:เฉลย: it is melting · the energy breaks the bonds, so the particles do not speed upกำลังหลอมเหลว · พลังงานไปทำลายพันธะ อนุภาคจึงไม่ได้เร็วขึ้นName the change of state, then say where the energy goes.บอกว่าเปลี่ยนสถานะอะไร แล้วบอกว่าพลังงานไปไหน

7. Exam formแบบข้อสอบจริง

Full questions, in the wording and mark pattern of a 4PH1 paper.ข้อเต็มในสำนวนและรูปแบบคะแนนของข้อสอบ 4PH1

A thermometer and a stopwatch make the graphเทอร์โมมิเตอร์กับนาฬิกาจับเวลา ให้ข้อมูลของกราฟ

Read the thermometer at regular times. Stir, so all the ice is at one temperature.อ่านเทอร์โมมิเตอร์ทุกช่วงเวลาเท่ากัน · คนน้ำแข็ง ให้อุณหภูมิเท่ากันทุกจุด

1. Why do you stir the ice all the time?ทำไมต้องคนน้ำแข็งตลอดเวลา
   Answer:เฉลย: so all the ice is at the same temperatureเพื่อให้น้ำแข็งทุกส่วนมีอุณหภูมิเท่ากันStir: one temperature everywhere Regular readings give evenly spaced points, so the flat part is easy to see.คน: อุณหภูมิเท่ากันทุกจุด อ่านค่าทุกช่วงเวลาเท่ากัน · จุดบนกราฟจึงห่างเท่ากัน และเห็นช่วงราบได้ง่าย
2. The graph shows liquid Y as it cools. State the melting point of Y. (1 mark)กราฟแสดงอุณหภูมิของของเหลว Y ขณะเย็นตัวลง · บอกจุดหลอมเหลวของ Y · (1 คะแนน)
   Answer:เฉลย: $70$ °C$70$ °C1 mark: $\text{B1}\quad 70\,^{\circ}\text{C}$ A liquid freezes at the same temperature as the solid melts.1 คะแนน: $\text{B1}\quad 70\,^{\circ}\text{C}$ ของเหลวแข็งตัวที่อุณหภูมิเดียวกับที่ของแข็งหลอมเหลว
3. Use the graph to find how long it takes liquid Y to freeze. (2 marks)ใช้กราฟหาว่าของเหลว Y ใช้เวลาแข็งตัวนานเท่าไร · (2 คะแนน)
   Answer:เฉลย: $10-4=6$ minutes$10-4=6$ นาที2 marks: $\text{M1}\quad 10-4$   $\text{A1}\quad 6\text{ min}$ Write both readings. A wrong answer can still get M1.2 คะแนน: $\text{M1}\quad 10-4$   $\text{A1}\quad 6\text{ min}$ เขียนค่าที่อ่านได้ทั้งสองค่า · ถ้าตอบผิดก็ยังได้ M1
4. A student puts a drop of alcohol on her hand. The alcohol evaporates and her hand feels cold. Explain why. (2 marks)นักเรียนคนหนึ่งหยดแอลกอฮอล์ลงบนมือ · แอลกอฮอล์ระเหยไป และมือของเธอรู้สึกเย็น · อธิบายว่าทำไม · (2 คะแนน)
   Answer:เฉลย: The fastest particles escape from the surface of the alcohol, so the average speed of the particles left behind falls and the cooler alcohol takes energy from her hand.อนุภาคที่เร็วที่สุดหลุดออกจากผิวของแอลกอฮอล์ อัตราเร็วเฉลี่ยของอนุภาคที่เหลือจึงลดลง และแอลกอฮอล์ที่เย็นลงก็ดึงพลังงานจากมือของเธอ2 marks Any two: fastest particles escape · average speed of the rest falls · energy moves from her hand.2 คะแนน สองข้อใดก็ได้: อนุภาคที่เร็วที่สุดหลุดออกไป · อัตราเร็วเฉลี่ยของที่เหลือลดลง · พลังงานจากมือถ่ายไปให้แอลกอฮอล์
5. Describe how you would obtain a temperature-time graph for ice as it melts. Your answer should include the apparatus you would use and the readings you would take. (5 marks)บรรยายว่าจะได้กราฟอุณหภูมิกับเวลาของน้ำแข็งที่กำลังหลอมเหลวได้อย่างไร · คำตอบต้องมีอุปกรณ์ที่ใช้และค่าที่ต้องอ่าน · (5 คะแนน)
   Answer:เฉลย: thermometer in crushed ice · heat gently · stopwatch, read every 30 s · stir · plot temperature against timeเทอร์โมมิเตอร์ในน้ำแข็งบด · ให้ความร้อนอ่อน ๆ · นาฬิกาจับเวลา อ่านทุก 30 วินาที · คน · เขียนกราฟอุณหภูมิกับเวลาApparatus, heating, timing, stirring, graph: one mark each.อุปกรณ์ · การให้ความร้อน · การจับเวลา · การคน · กราฟ · ข้อละคะแนน

8. On your ownลองเอง

Six on paper. Use the words arrangement, motion and energy. Sketch the graph where it helps.หกข้อบนกระดาษ · ใช้คำว่า การจัดเรียง การเคลื่อนที่ และพลังงาน · ร่างกราฟประกอบเมื่อช่วยได้

1. Describe the arrangement and the motion of the particles in a liquid.บรรยายการจัดเรียงและการเคลื่อนที่ของอนุภาคในของเหลว
   Answer:เฉลย: Close together and touching, in an irregular arrangement; they move around and slide past each other.อนุภาคชิดกัน เรียงตัวไม่เป็นระเบียบ · เคลื่อนที่ไปมาและเคลื่อนที่ผ่านกันได้Touching like a solid, and free to move past each other.ชิดกันเหมือนของแข็ง · และเคลื่อนที่ผ่านกันได้
2. On a heating curve, the flat part starts at 3.5 min and ends at 9.0 min. For how long does the substance melt?บนกราฟอุณหภูมิกับเวลาขณะให้ความร้อน ช่วงราบเริ่มที่ 3.5 นาที และจบที่ 9.0 นาที · สารหลอมเหลวนานเท่าไร
   Answer:เฉลย: $5.5$ min$5.5$ นาที$9.0-3.5=5.5$ min.$9.0-3.5=5.5$ นาที
3. Wet clothes on a washing line dry on a cool day. Is this boiling or evaporation? Give one reason.ผ้าเปียกบนราวตากแห้งได้ในวันที่อากาศเย็น · นี่คือการเดือดหรือการระเหย · ให้เหตุผลหนึ่งข้อ
   Answer:เฉลย: Evaporation: the water is far below 100 °C, and the particles leave from the surface.การระเหย · น้ำอยู่ต่ำกว่า 100 °C มาก และอนุภาคหลุดออกจากผิวBoiling needs the boiling point. Evaporation happens at any temperature.การเดือดต้องถึงจุดเดือด · การระเหยเกิดได้ทุกอุณหภูมิ
4. Before it melts, the temperature of some ice rises from −20 °C to 0 °C in 2 minutes. Calculate the rate of rise, in °C per minute.ก่อนหลอมเหลว อุณหภูมิของน้ำแข็งเพิ่มจาก −20 °C เป็น 0 °C ในเวลา 2 นาที · คำนวณอัตราการเพิ่ม เป็น °C ต่อนาที
   Answer:เฉลย: $10$ °C per minute$10$ °C ต่อนาทีThis is the gradient of the graph: $20\div2=10$.นี่คือความชันของกราฟ: $20\div2=10$
5. A substance melts at 50 °C. Its flat part starts at 4.5 min and lasts 3.5 min. At what time does it end, and what does the thermometer read then?สารหนึ่งหลอมเหลวที่ 50 °C · ช่วงราบเริ่มที่ 4.5 นาที และนาน 3.5 นาที · ช่วงราบจบที่เวลาเท่าไร และตอนนั้นเทอร์โมมิเตอร์อ่านได้เท่าไร
   Answer:เฉลย: $8.0$ min, and the thermometer reads $50$ °C$8.0$ นาที · เทอร์โมมิเตอร์อ่านได้ $50$ °CEnd = start + time taken: $4.5+3.5=8.0$. The flat part stays at the melting point.จบ = เริ่ม + เวลาที่ใช้: $4.5+3.5=8.0$ · ช่วงราบอยู่ที่จุดหลอมเหลวตลอด
6. (a) Describe the particles in ice and in water. (b) Explain why the temperature stays at 0 °C while ice melts. (c) Describe how to show this with a temperature-time graph. (6 marks)(a) บรรยายอนุภาคในน้ำแข็งและในน้ำ · (b) อธิบายว่าทำไมอุณหภูมิค้างที่ 0 °C ขณะน้ำแข็งหลอมเหลว · (c) บรรยายวิธีแสดงเรื่องนี้ด้วยกราฟอุณหภูมิกับเวลา · (6 คะแนน)
   Answer:เฉลย: (a) Ice: regular, vibrate in place. Water: touching, irregular, slide past. (b) Energy breaks bonds. The particles do not speed up. (c) Read the thermometer every 30 s, stir and plot. The flat part is at 0 °C.(a) น้ำแข็ง: เรียงเป็นระเบียบ สั่นอยู่กับที่ · น้ำ: ชิดกัน ไม่เป็นระเบียบ เคลื่อนที่ผ่านกันได้ · (b) พลังงานไปทำลายพันธะ · อนุภาคไม่ได้เร็วขึ้น · (c) อ่านเทอร์โมมิเตอร์ทุก 30 วินาที คน แล้วเขียนกราฟ · ช่วงราบอยู่ที่ 0 °CTwo marks for each part: one idea for each mark.แต่ละส่วนได้สองคะแนน · หนึ่งความคิดต่อหนึ่งคะแนน

All free lessonsบทเรียนฟรีทั้งหมด · Free maths libraryคลังเรียนฟรี