គោលការណ៍កម្តៅ

ដើម្បីយល់ពីវិធីងាយស្រួលមួយពិភពលោកដែលមានភាពទូលំទូលាយនិងមានភាពស្មុគស្មាញវាត្រូវបានណែនាំឱ្យចាប់ផ្តើមមួយជំហានម្តង ៗ ដោយចាប់ផ្តើមពិនិត្យឡើងវិញនូវល័ក្ខខ័ណ្ឌមូលដ្ឋានសេចក្តីណែនាំអំពីគោលការណ៍ទែម៉ូម៉ែត្រហើយបន្ទាប់មកសិក្សាស៊ីជម្រៅអំពីច្បាប់ទែម៉ូម៉ែត្រតើពួកគេ ត្រូវបានបង្ហាញតាមបែបគណិតវិទ្យានិងកម្មវិធីរបស់វា។

ជាមួយនឹងច្បាប់ចំនួនបួននៃទែរម៉ូម៉ែត្រ (ច្បាប់សូន្យច្បាប់ទី ១ ច្បាប់ទី ២ និងច្បាប់ទី ៣) ត្រូវបានពិពណ៌នាអំពីរបៀបដែលការផ្ទេរនិងការផ្លាស់ប្តូរថាមពលរវាងប្រព័ន្ធផ្សេងៗដំណើរការ។ ធ្វើជាមូលដ្ឋានសម្រាប់ស្វែងយល់ពីបាតុភូតរូបវិទ្យាជាច្រើននៃធម្មជាតិ។

ពិនិត្យឡើងវិញនូវគោលគំនិតមូលដ្ឋាន

យើងសូមអញ្ជើញអ្នកឱ្យមើលអត្ថបទ THERMODYNAMICS, វាជាអ្វីនិងកម្មវិធីរបស់វា

អ្នកអាចបំពេញព័ត៌មាននេះជាមួយអត្ថបទ អំណាចនៃច្បាប់របស់វ៉ាត់ (ការអនុវត្ត - លំហាត់) សម្រាប់ពេលនេះ យើងធ្វើតាម ...

ទម្រង់នៃថាមពល

ថាមពលដែលជាទ្រព្យសម្បត្តិរបស់សាកសពដើម្បីផ្លាស់ប្តូរខ្លួនឯងដោយការកែប្រែស្ថានភាពឬស្ថានភាពរបស់ពួកគេមាននៅក្នុងទម្រង់ជាច្រើនដូចជា ថាមពល kinetic ថាមពលសក្តានុពលនិងថាមពលខាងក្នុងនៃរាងកាយ។ មើលរូប ១ ។

ធ្វើការ

វាគឺជាផលនៃកម្លាំងនិងការផ្លាស់ទីលំនៅដែលវាស់ទាំងពីរទិសដូចគ្នា។ ដើម្បីគណនាការងារសមាសធាតុនៃកម្លាំងដែលស្របទៅនឹងការផ្លាស់ទីលំនៅរបស់វត្ថុត្រូវបានប្រើ។ ការងារត្រូវបានវាស់ជា Nm, Joule (J), ft.lb-f, ឬ BTU ។ មើលរូប ២ ។

កម្តៅ (Q)

ការផ្ទេរថាមពលកំដៅរវាងសាកសពពីរដែលមានសីតុណ្ហភាពខុសគ្នាហើយវាកើតឡើងតែក្នុងន័យថាសីតុណ្ហភាពថយចុះប៉ុណ្ណោះ។ កំដៅត្រូវបានវាស់ជាជូល, ប៊ីធីយូ, ផោន - ផោនឬជាកាឡូរី។ សូមមើលរូបភាពទី ៣ ។

គោលការណ៍កម្តៅ

ច្បាប់សូន្យ - គោលការណ៍សូន្យ

ច្បាប់សូន្យនៃទែម៉ូឌីម៉ិចចែងថាប្រសិនបើវត្ថុពីរគឺ A និង B ស្ថិតនៅក្នុងលំនឹងកម្ដៅជាមួយគ្នាហើយវត្ថុ A ស្ថិតនៅក្នុងលំនឹងជាមួយវត្ថុទី ៣ C បន្ទាប់មកវត្ថុ B គឺស្ថិតនៅក្នុងលំនឹងកម្ដៅជាមួយវត្ថុ C ។ នៅពេលមានសាកសពពីររឺច្រើននៅសីតុណ្ហាភាពដូចគ្នា។ សូមមើលរូបភាពទី ៤ ។

ច្បាប់នេះត្រូវបានគេចាត់ទុកថាជាច្បាប់មូលដ្ឋាននៃទែម៉ូម៉ែត្រ។ វាត្រូវបានគេដាក់ចេញជា "ច្បាប់សូន្យ" ក្នុងឆ្នាំ ១៩៣៥ ចាប់តាំងពីវាត្រូវបានគេដាក់ចេញបន្ទាប់ពីច្បាប់ទី ១ និងទី ២ នៃទែរម៉ូម៉េតេត្រូវបានបង្កើតឡើង។

ច្បាប់ទី ១ នៃទែម៉ូឌីណាមិច (គោលការណ៍នៃការអភិរក្សថាមពល)

សេចក្តីថ្លែងការណ៍នៃច្បាប់ទី XNUMX នៃទែរឌីមេទិក:

ច្បាប់ទី ១ នៃទែម៉ូឌីណាមិចដែលត្រូវបានគេស្គាល់ផងដែរថាជាគោលការណ៍នៃការអភិរក្សថាមពលបានចែងថាថាមពលមិនត្រូវបានបង្កើតឬបំផ្លាញទេវាត្រូវបានបំលែងទៅជាថាមពលមួយប្រភេទទៀតឬវាត្រូវបានផ្ទេរពីវត្ថុមួយទៅវត្ថុមួយទៀត។ ដូច្នេះបរិមាណថាមពលសរុបនៅក្នុងសកលលោកមិនផ្លាស់ប្តូរទេ។

ច្បាប់ទីមួយត្រូវបានបំពេញនៅក្នុង“ អ្វីៗ” ថាមពលត្រូវបានផ្ទេរនិងផ្លាស់ប្តូរជាបន្តបន្ទាប់ឧទាហរណ៍នៅក្នុងឧបករណ៍អគ្គិសនីមួយចំនួនដូចជាឧបករណ៍លាយនិងម៉ាស៊ីនលាយថាមពលអគ្គីសនីត្រូវបានបំលែងទៅជាថាមពលមេកានិចនិងកម្ដៅនៅក្នុងខ្លួនមនុស្សដែលពួកគេត្រូវបានបំលែងគីមី ថាមពលនៃចំណីអាហារដែលត្រូវបានគេយកទៅប្រើជាថាមពលគិន្ធិនិយមនៅពេលដែលរាងកាយមានចលនាឬឧទាហរណ៍ផ្សេងទៀតដូចជាឧទាហរណ៍ដែលបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី ៥

សមីការនៃច្បាប់ទី ១ នៃទែម៉ូឌីណាមិច៖

សមីការនៃច្បាប់ទីមួយក្នុងគោលការណ៍ទែម៉ូម៉ែត្របង្ហាញពីតុល្យភាពដែលត្រូវតែមានរវាងប្រភេទថាមពលខុសគ្នានៅក្នុងដំណើរការដែលបានផ្តល់ឱ្យ។ ចាប់តាំងពីនៅក្នុងប្រព័ន្ធបិទជិត [1] ការផ្លាស់ប្តូរថាមពលអាចត្រូវបានផ្តល់ឱ្យតែតាមរយៈការផ្ទេរកំដៅឬដោយការងារដែលបានធ្វើ (ដោយឬនៅលើប្រព័ន្ធ) វាត្រូវបានបង្កើតឡើងថាការប្រែប្រួលថាមពលនៃប្រព័ន្ធមួយស្មើនឹងផលបូកនៃ ការផ្ទេរថាមពលតាមរយៈកំដៅនិងតាមរយៈការងារ។ សូមមើលរូបភាពទី ៦ ។

ដោយពិចារណាថាថាមពលដែលបានពិចារណានៅក្នុងតុល្យភាពថាមពលនេះគឺជាថាមពលកំនើតថាមពលសក្តានុពលនិងថាមពលខាងក្នុង [1] តុល្យភាពថាមពលសម្រាប់ប្រព័ន្ធបិទជិតនៅតែមានដូចដែលបានបង្ហាញនៅក្នុងរូបភាពទី 7 ។

• (អេក) ថាមពល Kinetic, ដោយសារតែចលនានៃរាងកាយមួយ;
• (អេហ្វ) ថាមពលសក្តានុពល ដោយសារតែទីតាំងនៃរាងកាយនៅក្នុងវាលទំនាញមួយ;
• (យូ) ថាមពលផ្ទៃក្នុង ដោយសារតែការចូលរួមចំណែកមីក្រូទស្សន៍នៃថាមពលកណ្តុរនិងសក្តានុពលនៃម៉ូលេគុលផ្ទៃក្នុងនៃរាងកាយ។

លំហាត់ទី ២ ។

កុងតឺន័របិទជិតមានផ្ទុកសារធាតុមួយដែលមានថាមពលដំបូង ១០ គីជេ។ សារធាតុនេះត្រូវបានរំញោចជាមួយកង្ហារដែលដំណើរការ 10 J ដំណើរការខណៈដែលប្រភពកំដៅផ្ទេរកំដៅ 500 kJ ទៅនឹងសារធាតុ។ លើសពីនេះទៀតកម្តៅ 20kJ ត្រូវបានបញ្ចេញទៅក្នុងខ្យល់ក្នុងកំឡុងពេលដំណើរការ។ កំណត់ថាមពលចុងក្រោយនៃសារធាតុ។ សូមមើលរូបភាពទី ៨ ។

ដំណោះស្រាយ:

នៅក្នុងរូបភាពទី 9 អ្នកអាចមើលឃើញកំដៅបន្ថែមដោយប្រភពកំដៅដែលត្រូវបានគេចាត់ទុកថា "វិជ្ជមាន" ចាប់តាំងពីវាបង្កើនថាមពលនៃសារធាតុកម្តៅដែលត្រូវបានបញ្ចេញទៅក្នុងខ្យល់អវិជ្ជមានចាប់តាំងពីវាថយចុះថាមពលនៃសារធាតុហើយ ការងាររបស់អ្នកគាំទ្រដែលបង្កើនថាមពលបានយកជាសញ្ញាវិជ្ជមាន។

នៅក្នុងរូបភាពទី 10 តុល្យភាពថាមពលត្រូវបានបង្ហាញយោងទៅតាមច្បាប់ទី XNUMX នៃទែរម៉ូម៉ែត្រនិងថាមពលចុងក្រោយនៃសារធាតុត្រូវបានទទួល។

ច្បាប់ទី ២ នៃទែរម៉ូម៉ិច

មានសេចក្តីថ្លែងការណ៍ជាច្រើននៃច្បាប់ទី XNUMX នៃទែរម៉ូម៉ិចឌីមឺរៈសេចក្តីថ្លែងការណ៍របស់ Planck-Kelvin, Clausius, Carnot ។ ពួកគេម្នាក់ៗបង្ហាញពីទិដ្ឋភាពខុសគ្នានៃច្បាប់ទីពីរ។ ជាទូទៅច្បាប់ទី ២ នៃទែរម៉ូម៉ែត្រត្រូវបានកំណត់ពេល៖

• ទិសដៅនៃដំណើរការទែរម៉ូម៉ែត្រ, ភាពមិនអាចត្រឡប់វិញនៃបាតុភូតរូបវិទ្យា។
• ប្រសិទ្ធភាពនៃម៉ាស៊ីនកម្ដៅ។
• បញ្ចូលទ្រព្យសម្បត្តិ "entropy" ។

ទិសដៅនៃដំណើរការទែម៉ូម៉ែត្រ៖

ដោយឯកឯងនៅក្នុងធម្មជាតិលំហូរថាមពលឬត្រូវបានផ្ទេរពីរដ្ឋថាមពលខ្ពស់បំផុតទៅរដ្ឋថាមពលទាបបំផុត។ កំដៅហូរចេញពីសាកសពក្តៅទៅសាកសពត្រជាក់ហើយមិនមែនជាវិធីផ្សេងទៀតទេ។ សូមមើលរូបភាពទី ១១ ។

ប្រសិទ្ធភាពឬដំណើរការកម្តៅ៖

យោងទៅតាមច្បាប់ទីមួយនៃទែរម៉ូម៉ែត្រថាមពលមិនត្រូវបានបង្កើតឬបំផ្លាញទេប៉ុន្តែវាអាចត្រូវបានផ្លាស់ប្តូរឬផ្ទេរ។ ប៉ុន្តែនៅក្នុងការផ្ទេរថាមពលទាំងអស់ឬការផ្លាស់ប្តូរបរិមាណរបស់វាគឺមិនមានប្រយោជន៍ក្នុងការធ្វើការទេ។ នៅពេលថាមពលត្រូវបានផ្ទេរឬផ្លាស់ប្តូរផ្នែកខ្លះនៃថាមពលដំបូងត្រូវបានបញ្ចេញជាថាមពលកម្ដៅ៖ ថាមពលបំផ្លាញគុណភាពបាត់បង់គុណភាព។

នៅក្នុងការផ្លាស់ប្តូរថាមពលបរិមាណថាមពលដែលទទួលបានគឺតែងតែតិចជាងថាមពលដែលបានផ្គត់ផ្គង់។ ប្រសិទ្ធភាពកម្តៅគឺជាបរិមាណកំដៅពីប្រភពដែលត្រូវបានបម្លែងទៅជាការងារសមាមាត្ររវាងថាមពលដែលទទួលបាននិងថាមពលដែលបានផ្គត់ផ្គង់ក្នុងការផ្លាស់ប្តូរមួយ។ សូមមើលរូបភាពទី ១២ ។

ម៉ាស៊ីនកម្ដៅឬម៉ាស៊ីនកម្តៅ៖

ម៉ាស៊ីនកម្ដៅគឺជាឧបករណ៍ដែលបំលែងកំដៅផ្នែកខ្លះទៅជាការងារឬថាមពលមេកានិចដែលវាត្រូវការប្រភពដែលផ្គត់ផ្គង់កំដៅនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់។

នៅក្នុងម៉ាស៊ីនកម្ដៅសារធាតុដូចជាចំហាយទឹកខ្យល់ឬឥន្ធនៈត្រូវបានប្រើប្រាស់។ សារធាតុនេះឆ្លងកាត់ការផ្លាស់ប្តូរទែម៉ូម៉ែត្រជាស៊េរីដើម្បីឱ្យម៉ាស៊ីនអាចដំណើរការបានជាបន្តបន្ទាប់។

លំហាត់ទី ២ ។

ម៉ាស៊ីនរបស់យានដឹកទំនិញផលិតកំដៅដោយចំហេះដោយដុតសាំង។ សម្រាប់វដ្តនៃម៉ាស៊ីននីមួយៗកំដៅ 5 kJ ត្រូវបានបំលែងទៅជា 1kJ នៃការងារមេកានិច។ តើម៉ូទ័រមានប្រសិទ្ធភាពអ្វីខ្លះ? តើកម្តៅប៉ុន្មានសម្រាប់វដ្តនៃម៉ាស៊ីននីមួយៗ? សូមមើលរូបភាព ១៣

ដំណោះស្រាយ:

ដើម្បីកំណត់កំដៅដែលបានបញ្ចេញវាត្រូវបានគេសន្មតថានៅក្នុងម៉ាស៊ីនកម្ដៅការងារសុទ្ធគឺស្មើនឹងការផ្ទេរកំដៅសុទ្ធទៅប្រព័ន្ធ។ មើលរូប ១៤ ។

Entropy:

Entropy គឺជាកម្រិតនៃភាពចៃដន្យឬភាពមិនស្រួលនៅក្នុងប្រព័ន្ធមួយ។ Entropy ធ្វើឱ្យវាមានលទ្ធភាពកំណត់ផ្នែកនៃថាមពលដែលមិនអាចប្រើដើម្បីផលិតការងារបានគឺវាធ្វើឱ្យវាអាចកំណត់បរិមាណដែលមិនអាចត្រឡប់វិញបាននៃដំណើរការទែម៉ូម៉ែត្រ។

ការផ្ទេរថាមពលនីមួយៗដែលកើតឡើងបង្កើនការបញ្ចូលនៃសកលលោកនិងកាត់បន្ថយបរិមាណថាមពលដែលអាចប្រើបានដើម្បីធ្វើការ។ ដំណើរការទែរម៉ូម៉ែត្រណាមួយនឹងដំណើរការក្នុងទិសដៅមួយដែលបង្កើនការបញ្ចូលនៃសកលលោកទាំងមូល។ មើលរូបភាពទី ១៥ ។

ច្បាប់ទី ៣ នៃទែរឌីមេទិក

ច្បាប់ទីបីនៃទែរឌីមេទិកឬណឺស្ទ័រនីយកម្ម

ច្បាប់ទីបីនៃទែរម៉ូម៉ែត្រគឺទាក់ទងនឹងសីតុណ្ហភាពនិងត្រជាក់។ វាបញ្ជាក់ថា entropy នៃប្រព័ន្ធមួយនៅសូន្យដាច់ខាតគឺជាចំនួនថេរ។ សូមមើលរូបភាពទី ១៦ ។

សូន្យដាច់ខាតគឺជាសីតុណ្ហាភាពទាបបំផុតនៅខាងក្រោមដែលមិនមានរង្វាស់ទាបជាងនេះទេវាជាត្រជាក់បំផុតដែលរាងកាយអាចមាន។ សូន្យដាច់ខាតគឺ ០ ខេស្មើនឹង -២៧៣.១៥ អង្សាសេ។

សេចក្តីសន្និដ្ឋាន

មានគោលការណ៍ទែម៉ូម៉ែត្របួន។ តាមគោលការណ៍សូន្យវាត្រូវបានគេបង្កើតឡើងថាលំនឹងកម្ដៅកើតឡើងនៅពេលដែលមានសាកសពពីរឬច្រើននៅសីតុណ្ហភាពដូចគ្នា។

ច្បាប់ទី ១ នៃទែរម៉ូម៉ិចទាក់ទងនឹងការអភិរក្សថាមពលរវាងដំណើរការខណៈពេលដែលច្បាប់ទី ២ នៃទែរម៉ូម៉ែត្រមានទំនាក់ទំនងជាមួយទិសដៅពីទាបបំផុតទៅ entropy ខ្ពស់បំផុតនិងប្រសិទ្ធភាពឬដំណើរការរបស់ម៉ាស៊ីនកំដៅដែលបំលែងកំដៅទៅក្នុងការងារ។

ច្បាប់ទី ៣ នៃទែរម៉ូម៉ែត្រគឺទាក់ទងនឹងសីតុណ្ហភាពនិងភាពត្រជាក់វាបញ្ជាក់ថាការបញ្ចូលនៃប្រព័ន្ធនៅសូន្យដាច់ខាតគឺជាចំនួនថេរ។