Thermodynamics, ကဘာလဲနှင့်၎င်း၏ applications များ

အပူစွမ်းအင်သိပ္ပံဘာသာရပ်သည်စွမ်းအင်လေ့လာခြင်းအပေါ်အခြေခံသည့်သိပ္ပံပညာတစ်ခုဖြစ်သည်။ အပူစွမ်းအင်သိပ္ပံနည်းကျဖြစ်စဉ်များသည်နေ့စဉ်ဘ ၀ များ၊ အိမ်များ၊ စက်မှုလုပ်ငန်းများ၊ စွမ်းအင်အသွင်ပြောင်းခြင်းနှင့်အတူနေ့စဉ်လေထုအတွင်းရှိလေအေးပေးစက်ပစ္စည်းကိရိယာများ၊ ရေခဲသေတ္တာများ၊ ကားများ၊ ထို့ကြောင့်စွမ်းအင်၏အရည်အသွေးနှင့်အရေအတွက်နှင့်အပူစွမ်းအင်သိပ္ပံဘာသာရပ်ဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများအကြားဆက်နွယ်မှုကိုတည်ဆောက်သောအခြေခံဥပဒေလေးခုကို အခြေခံ၍ အပူစွမ်းအင်သိပ္ပံဘာသာရပ်လေ့လာမှု၏အရေးကြီးပုံ။

အပူစွမ်းအင်သိပ္ပံဘာသာရပ်၏နိယာမတရားများကိုနားလည်ရန်အလွယ်တကူလုပ်ဆောင်ရန်မှာအောက်ဖော်ပြပါအခြေခံသဘောတရားများဖြစ်သောစွမ်းအင်၊ အပူ၊ အပူချိန်စသည်တို့မှစတင်ရန်လိုအပ်သည်။

ဆောင်းပါးကြည့်ဖို့သင့်ကိုဖိတ်ခေါ်ပါတယ် Watt's Law ၏စွမ်းအား (လျှောက်လွှာများ - လေ့ကျင့်ခန်းများ)

အပူစွမ်းအင်သိပ္ပံဘာသာရပ်

အနည်းငယ်သောသမိုင်း:

အပူစွမ်းအင်သိပ္ပံဘာသာရပ်သည်စွမ်းအင်ဖလှယ်ခြင်းနှင့်ပြောင်းလဲခြင်းဖြစ်စဉ်များကိုလေ့လာသည်။ ၁၆၀၀ ပြည့်လွန်နှစ်များတွင် Galileo သည်ဖန်အပူမီတာကိုတီထွင်ခြင်းနှင့်အရည်၏သိပ်သည်းဆနှင့်၎င်း၏အပူချိန်တို့၏ဆက်စပ်မှုကိုဤဒေသတွင်စတင်လေ့လာခဲ့သည်။

စက်မှုတော်လှန်ရေးနှင့်အတူအပူ၊ အလုပ်နှင့်လောင်စာစွမ်းအင်တို့အကြားဆက်နွယ်မှုကိုသိရှိရန်အပြင်ရေနွေးငွေ့အင်ဂျင်များ၏စွမ်းဆောင်ရည်ကိုတိုးတက်စေရန်လေ့လာမှုများပြုလုပ်ခဲ့သည်။ Thermodynamics သည်လေ့လာမှုဆိုင်ရာသိပ္ပံပညာတစ်ခုအဖြစ်ပေါ်ထွက်လာပြီး ၁၆၉၇ မှသောမတ်စ်ဗရီ၏ရေနွေးငွေ့အင်ဂျင်နှင့်အတူ။ အပူစွမ်းအင်သိပ္ပံဘာသာရပ်၏ပထမနှင့်ဒုတိယနိယာမများကို ၁၈၅၀ တွင်စတင်ခဲ့သည်။ Joule, Kelvin, Clausius, Boltzmann, Carnot, Clapeyron, Gibbs, Maxwell စသည့်သိပ္ပံပညာရှင်များသည်ဤသိပ္ပံ၏ Thermodynamics ကိုဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်စေခဲ့သည်။

အပူစွမ်းအင်သိပ္ပံဘာသာရပ်ဆိုသည်မှာအဘယ်နည်း။

အပူစွမ်းအင်သိပ္ပံဘာသာရပ်သည်စွမ်းအင်ပြောင်းလဲခြင်းကိုလေ့လာသည့်သိပ္ပံပညာတစ်ခုဖြစ်သည်။ အပူကိုစွမ်းအင်အဖြစ်မည်သို့အသွင်ပြောင်းပုံကိုကန ဦး လေ့လာခဲ့ပြီးနောက်ပိုင်းတွင်ရေနွေးငွေ့အင်ဂျင်များတွင်ဂရိစကားလုံး "thermos" နှင့် "dynamis" ကိုဒီသိပ္ပံအသစ်လို့ခေါ်ပြီး "အပူစွမ်းအင်သိပ္ပံဘာသာရပ်" ဆိုတဲ့စကားလုံးကိုဖွဲ့စည်းခဲ့ပါတယ်။ ပုံ ၁ ကိုကြည့်ပါ။

အပူစွမ်းအင်သိပ္ပံဘာသာရပ် Applications ကို

အပူစွမ်းအင်သိပ္ပံဘာသာရပ်အသုံးပြုမှု၏veryရိယာသည်အလွန်ကျယ်ပြန့်သည်။ စွမ်းအင်ပြောင်းလဲခြင်းသည်လူ့ခန္ဓာကိုယ်မှထုတ်ကုန်များထုတ်လုပ်ခြင်းအတွက်စက်မှုလုပ်ငန်းစဉ်များ၌ပင်အစာကြေခြင်းနှင့်အတူလူ့ခန္ဓာကိုယ်မှဖြစ်စဉ်များစွာတွင်တွေ့ရှိရသည်။ အိမ်များတွင်အပူစွမ်းအင်သိပ္ပံဘာသာရပ်အားသံများ၊ ရေပူပေးစက်များ၊ လေအေးပေးစက်များတွင်အသုံးပြုသည်။ အပူစွမ်းအင်သိပ္ပံဘာသာရပ်၏နိယာမများကိုလျှပ်စစ်ဓာတ်အားပေးစက်ရုံများ၊ မော်တော်ယာဉ်များနှင့်ဒုံးကျည်များကဲ့သို့သောနယ်ပယ်အမျိုးမျိုးတွင်လည်းအသုံးပြုသည်။ ပုံ ၂ ကိုကြည့်ပါ။

အခြေခံ အပူစွမ်းအင်သိပ္ပံဘာသာရပ်

စွမ်းအင် (င)

၎င်း၏အခြေအနေသို့မဟုတ်ပြည်နယ်ပြုပြင်မွမ်းမံခြင်းဖြင့်အသွင်ပြောင်းနိုင်မဆိုပစ္စည်းသို့မဟုတ်ပစ္စည်းမဟုတ်သောခန္ဓာကိုယ်သို့မဟုတ်စနစ်၏ပိုင်ဆိုင်မှု။ ၎င်းကိုအရာဝတ္ထုရွှေ့ပြောင်းရန်အလားအလာ (သို့) စွမ်းရည်အဖြစ်လည်းသတ်မှတ်သည်။ ပုံ ၃ တွင်စွမ်းအင်ရင်းမြစ်အချို့ကိုသင်တွေ့နိုင်သည်။

စွမ်းအင်ပုံစံများ

စွမ်းအင်သည်လေ၊ လျှပ်စစ်၊ စက်မှု၊ နျူကလီးယားစွမ်းအင်စသည့်ပုံစံအမျိုးမျိုးဖြင့်လာသည်။ အပူစွမ်းအင်သိပ္ပံဘာသာရပ်လေ့လာမှုတွင်၊ ခန္ဓာကိုယ်၏စွမ်းအင်၊ အလားအလာရှိသောစွမ်းအင်နှင့်အတွင်းပိုင်းစွမ်းအင်တို့ကိုအသုံးပြုသည်။ kinetic energy (Ec) သည်အရှိန်မြန်နှုန်း၊ အလားအလာရှိသောစွမ်းအင် (Ep) နှင့်အတွင်းပိုင်းမော်လီကျူးများ၏လှုပ်ရှားမှုနှင့်အတူအတွင်းစွမ်းအင် (U) တို့နှင့်ဆက်စပ်သည်။ ပုံ ၄ ကိုကြည့်ပါ။

အပူ (မေး):

ကွဲပြားခြားနားသောအပူချိန်မှာဖြစ်ကြောင်းနှစ်ခုအလောင်းတွေအကြားအပူစွမ်းအင်လွှဲပြောင်း။ အပူကို Joule၊ BTU၊ ပေါင်ပေ၊ ဒါမှမဟုတ်ကယ်လိုရီနဲ့တိုင်းတာသည်။

အပူချိန် (T):

၎င်းသည်မည်သည့်ပစ္စည်းကိုမဆိုဖွဲ့စည်းသောအက်တမ်များသို့မဟုတ်မော်လီကျူးများ၏ရွေ့လျားစွမ်းအင်ကိုတိုင်းတာသည်။ ၎င်းသည်အရာဝတ္ထုတစ်ခု၏အတွင်းပိုင်းမော်လီကျူးများ၏အပူစွမ်းအင်၏လှုံ့ဆော်မှုပမာဏကိုတိုင်းတာသည်။ မော်လီကျူးများလှုပ်ရှားလေလေအပူချိန်မြင့်လေလေ။ ၎င်းသည်ဒီဂရီဆဲလ်စီယပ်စ်၊ ဒီဂရီကယ်လ်ဗင်နစ်၊ ဒီဂရီရက္ကန်း (သို့မဟုတ်) ဒီဂရီဖာရင်ဟိုက်တွင်တိုင်းတာသည်။ ပုံ ၅ တွင်အချို့အပူချိန်အတိုင်းအတာများအကြားညီမျှမှုကိုဖော်ပြထားသည်။

အပူစွမ်းအင်သိပ္ပံဘာသာရပ်နိယာမများ

အပူစွမ်းအင်သိပ္ပံဘာသာရပ်ပြောင်းလဲခြင်းစွမ်းအင်ပြောင်းလဲခြင်းလေ့လာခြင်းသည်ဥပဒေ ၄ ခုပေါ်အခြေခံသည်။ ပထမနှင့်ဒုတိယဥပဒေများသည်စွမ်းအင်၏အရည်အသွေးနှင့်အရေအတွက်၊ တတိယနှင့်စတုတ္ထဥပဒေများသည်အပူစွမ်းအင်သိပ္ပံဘာသာရပ်ဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများ (အပူချိန်နှင့် entropy) နှင့်သက်ဆိုင်နေစဉ်။ ပုံ ၆ နှင့် ၇ ကိုကြည့်ပါ။

အပူစွမ်းအင်သိပ္ပံဘာသာရပ်၏ပထမနိယာမ

ပထမဥပဒေသည်စွမ်းအင်ထိန်းသိမ်းမှုနိယာမကိုပြဌာန်းထားသည်။ စွမ်းအင်တစ်ခုကိုခန္ဓာကိုယ်တစ်ခုမှတစ်ခုသို့ပြောင်းရွှေ့နိုင်သည်၊ သို့မဟုတ်အခြားစွမ်းအင်ပုံစံတစ်ခုသို့ပြောင်းလဲနိုင်သည်။ သို့သော်၎င်းသည်အမြဲတမ်းထိန်းသိမ်းထားသည်၊ ထို့ကြောင့်စုစုပေါင်းစွမ်းအင်ပမာဏသည်အမြဲတမ်းအမြဲတမ်းရှိနေသည်။

စကိတ်စီးကွင်းသည်စွမ်းအင်ကိုထိန်းသိမ်းစောင့်ရှောက်ရေးနိယာမ၏ဥပမာကောင်းတစ်ခုဖြစ်သည်။ ၎င်းတွင်စွမ်းအင်ကိုမဖန်တီးနိုင်ခြင်းသို့မဟုတ်ဖျက်ဆီးခြင်းမရှိကြောင်းတွေ့ရှိရသော်လည်းအခြားစွမ်းအင်အမျိုးအစားတစ်ခုသို့အသွင်ပြောင်းသည်။ ပုံ ၈ မှာပြထားတဲ့စကိတ်တစ်ယောက်အတွက်မြေထုဆွဲအားကသာလွှမ်းမိုးမှုရှိရင်၊

• ရာထူး ၁: စကိတ်သည်ချဉ်းကပ်လမ်း၏ထိပ်တွင်ရောက်သောအခါသူ၌ရှိသောအမြင့်ကြောင့်အတွင်းပိုင်းစွမ်းအင်နှင့်စွမ်းအင်အလားအလာရှိသည်၊ သို့သော်သူရွေ့လျားနေသဖြင့်သူ၏ရွေ့လျားစွမ်းအင်သည်သုညဖြစ်သည် (အမြန်နှုန်း = 0 မီတာ / s) ။
• ရာထူး ၁: စကိတ်သမားသည်ချဉ်းကပ်လမ်းပေါ်သို့ဆင်းလာသည်နှင့်အမျှအမြင့်သည်အတွင်းပိုင်းစွမ်းအင်နှင့်အလားအလာရှိသောစွမ်းအင်ကိုလျော့ကျစေသည်၊ သို့သော်သူ၏အမြန်နှုန်းတိုးလာသည်နှင့်အမျှသူ၏ kinetic စွမ်းအင်ကိုတိုးမြှင့်လိုက်သည်။ စွမ်းအင်ကို kinetic energy အဖြစ်ပြောင်းသည်။ စကိတ်စီးသူသည်ချဉ်းကပ်လမ်း၏အနိမ့်ဆုံးအဆင့်သို့ရောက်သည် (အနေအထား ၂)၊ သူ၏စွမ်းအင်သည်သုည (အမြင့် = ၀ မီတာ) ဖြစ်ပြီး၊ ချဉ်းကပ်လမ်းပေါ်သို့သွားသောခရီးတွင်အမြင့်ဆုံးအမြန်နှုန်းကိုရရှိသည်။
• ရာထူး ၁: ချဉ်းကပ်လမ်းပေါ်တက်သည့်အခါစကိတ်သမားသည်အမြန်နှုန်းလျော့ကျသွားပြီးသူ၏အရင်းမြစ်စွမ်းအင်ကိုလျှော့ချပေးသည်။

အပူစွမ်းအင်သိပ္ပံဘာသာရပ်၏ဒုတိယနိယာမ:

ဒုတိယနိယာမသည်စွမ်းအင်ပြောင်းလဲခြင်းနှင့် / သို့မဟုတ်ထုတ်လွှင့်ခြင်းအတွက်အကောင်းဆုံးစွမ်းအင်အရည်အသွေးနှင့်သက်ဆိုင်သည်။ ဤဥပဒေကအမှန်တကယ်ဖြစ်စဉ်များတွင်စွမ်းအင်အရည်အသွေးကျဆင်းသွားသည်ကိုပြဌာန်းထားသည်။ အပူစွမ်းအင်သိပ္ပံဘာသာရပ်ဆိုင်ရာပိုင်ဆိုင်မှု "entropy" ၏အဓိပ္ပါယ်ကိုမိတ်ဆက်ခဲ့သည်။ ဒုတိယဥပဒေ၏ထုတ်ပြန်ကြေငြာချက်များတွင်ပထမအကြိမ်ဥပဒေကိုဆက်လက်ကျင့်သုံးနေလျှင်ပင်ဖြစ်စဉ်တစ်ခုပေါ်ပေါက်နိုင်သည့်အချိန်နှင့်မဖြစ်နိုင်သည့်အချိန်ကာလကိုသတ်မှတ်သည်။ ပုံ ၉ ကိုကြည့်ပါ။

သုညဥပဒေ:

သုညနိူင်ငံကတတိယနှင့်တူညီသော equilibrium ရှိသည့်စနစ်နှစ်ခုသည်တစ်ခုနှင့်တစ်ခုအကြားညီမျှမှုရှိကြောင်းဖော်ပြသည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ ပုံ ၁၀ အတွက်၊ အကယ်၍ A သည် C နှင့်အတူအပူညီမျှမှုရှိလျှင်၊ C သည် B နှင့်အတူအပူညီမျှမှုရှိသည်ဆိုလျှင်၊ အေသည်ခနှင့်အတူအပူညီမျှမှုရှိသည်။

T က၏အခြားသဘောတရားများermodynamics

စံနစ်

စိတ်ဝင်စားဖွယ်သို့မဟုတ်လေ့လာရန်ဖြစ်သောစကြဝtheာ၏အစိတ်အပိုင်း။ ပုံ ၁၁ ရှိကော်ဖီခွက်အတွက်“ စနစ်” သည်အပူစွမ်းအင်လွှဲပြောင်းခြင်းကိုလေ့လာနိုင်သောဖလား (ကော်ဖီ) တွင်ပါဝင်သည်။ ပုံ ၁၂ ကိုကြည့်ပါ။

ပတ်ဝန်းကျင်

၎င်းသည်လေ့လာနေသောစနစ်အပြင်ဘက်ရှိစကြဝtheာ၏ကျန်ဖြစ်သည်။ ပုံ ၁၂ တွင်၊ ကော်ဖီခွက်ကိုကော်ဖီ (စနစ်) ပါ ၀ င်သည့်“ နယ်နိမိတ်” အဖြစ်သတ်မှတ်သည်။ ဖလား (နယ်စပ်) ၏အပြင်ဘက်တွင်ရှိသောစနစ်သည်“ ပတ် ၀ န်းကျင်” ဖြစ်သည်။

အပူစွမ်းအင်သိပ္ပံဘာသာရပ် Equilibrium

စနစ်၏ဂုဏ်သတ္တိများကိုကောင်းစွာသတ်မှတ်ထားသောနှင့်အချိန်ကြာလာသည်နှင့်အမျှမကွဲပြားသောပြည်နယ်။ system equilibrium၊ equilibrium နှင့် equilibrium တို့ကိုတင်ပြသည့်အခါ၎င်းသည် "thermodynamic equilibrium" တွင်ရှိသည်။ equilibrium တွင်ပြင်ပအေးဂျင့်တစ်ခုကလုပ်ဆောင်ခြင်းမရှိပါကစနစ်တစ်ခုသည်၎င်း၏အခြေအနေကိုမပြုပြင်နိုင်ပါ။ ပုံ ၁၃ ကိုကြည့်ပါ။

တေးရေး

စနစ်များအကြားအပြန်အလှန်ခွင့်ပြုသို့မဟုတ်တားဆီးကြောင်း entity ။ အကယ်၍ နံရံသည်အရာ ၀ တ္ထုများ၏လမ်းကြောင်းကိုခွင့်ပြုပါက၎င်းကိုစိမ့်ဝင်နိုင်သည့်တံတိုင်းအဖြစ်သတ်မှတ်သည်။ တစ် ဦး adiabatic မြို့ရိုးကိုနှစ်ခုစနစ်များအကြားအပူလွှဲပြောင်းခွင့်ပြုမတစ်ခုဖြစ်သည်။ နံရံသည်အပူစွမ်းအင်လွှဲပြောင်းခြင်းကိုခွင့်ပြုသည့်အခါ၎င်းကို diathermic wall ဟုခေါ်သည်။ ပုံ ၁၄ ကိုကြည့်ပါ။

ကောက်ချက်

စွမ်းအင်သည်အရာဝတ္ထုကိုရွေ့လျားနိုင်စွမ်းဖြစ်သည်။ ၎င်းကို၎င်း၏အခြေအနေသို့မဟုတ်အခြေအနေကိုပြုပြင်ခြင်းဖြင့်ပြောင်းလဲနိုင်သည်။

အပူစွမ်းအင်သိပ္ပံဘာသာရပ်သည်စွမ်းအင်ဖလှယ်ခြင်းနှင့်ဖြစ်စဉ်များပြောင်းလဲခြင်းကိုလေ့လာသည့်သိပ္ပံပညာတစ်ခုဖြစ်သည်။ အပူစွမ်းအင်သိပ္ပံဘာသာရပ်ပြောင်းလဲပြောင်းလဲခြင်းစွမ်းအင်ကိုလေ့လာခြင်းသည်ဥပဒေ (၄) ခုပေါ်အခြေခံသည်။ ပထမနှင့်ဒုတိယဥပဒေများသည်စွမ်းအင်၏အရည်အသွေးနှင့်အရေအတွက်၊ တတိယနှင့်စတုတ္ထဥပဒေများသည်အပူစွမ်းအင်သိပ္ပံဘာသာရပ်ဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများ (အပူချိန်နှင့် entropy) နှင့်သက်ဆိုင်နေစဉ်။

အပူချိန်ဆိုသည်မှာခန္ဓာကိုယ်တစ်ခုဖွဲ့စည်းထားသောမော်လီကျူးများလှုပ်ခတ်မှု၏အတိုင်းအတာဖြစ်ပြီးအပူသည်မတူညီသောအပူချိန်ရှိကိုယ်ထည်နှစ်ခုအကြားအပူစွမ်းအင်လွှဲပြောင်းမှုဖြစ်သည်။

အပူထိန်းစနစ်၊ စက်မှုထုံးတမ်းစဉ်လာနှင့်ဓာတုဆိုင်ရာ equilibrium တွင်စနစ်သည်တစ်ပြိုင်နက်တည်းဖြစ်သည့်အခါအပူစွမ်းအင်သိပ္ပံနည်းကျ equilibrium တည်ရှိသည်။

ကျေးဇူးတင်ပါတယ်။ ဤဆောင်းပါး၏ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုအတွက်ကျွန်ုပ်တို့အနေဖြင့်အကြံဥာဏ်ရယူခြင်းကိုဂုဏ်ယူပါသည် Ing ။ Marisol Pino, စက်မှုကိရိယာနှင့်ထိန်းချုပ်ရေးအတွက်အထူးကု.