១. និយមន័យនៃគោលការណ៍ខ្មៅ
ប្រសិនបើយើងលាយទឹកក្តៅ និងទឹកត្រជាក់ក្នុងធុងបើកចំហ (ឧទាហរណ៍ ធុងទឹក) កំដៅផ្ទេរពីទឹកក្តៅទៅទឹកត្រជាក់។ ដោយសារតែធុងបើកចំហ នោះកំដៅខ្លះផ្លាស់ទីទៅក្នុងខ្យល់។ ធុងក៏កាន់តែក្តៅផងដែរ។ កំដៅដែលបញ្ចេញដោយទឹកក្តៅមិនត្រឹមតែត្រូវបានស្រូបយកដោយទឹកត្រជាក់ប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងត្រូវបានស្រូបយកដោយបរិយាកាស និងធុងផងដែរ។ ក្នុងករណីនេះ ធុងគឺជាប្រព័ន្ធមិនដាច់ដោយឡែក។ នៅពេលដែលយើងលាយទឹកក្តៅ និងទឹកត្រជាក់ក្នុងទែម៉ូសបិទជិត កំដៅផ្ទេរពីទឹកក្តៅទៅទឹកត្រជាក់។ ទែម៉ូសគឺជាប្រព័ន្ធដាច់ដោយឡែក ដូច្នេះគ្មានកំដៅផ្លាស់ទីទៅក្នុងខ្យល់ ឬទែម៉ូសទេ។ ទឹកត្រជាក់ស្រូបយកតែកំដៅដែលបញ្ចេញដោយទឹកក្តៅរហូតដល់ល្បាយទឹកក្តៅ និងទឹកត្រជាក់ឈានដល់លំនឹងកម្ដៅ។
គោលការណ៍ខ្មៅចែងថា នៅក្នុងប្រព័ន្ធបិទជិតដាច់ដោយឡែកមួយ កំដៅដែលបញ្ចេញដោយវត្ថុដែលមានសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ = កំដៅដែលស្រូបយកដោយវត្ថុដែលមានសីតុណ្ហភាពទាប។
2. រូបមន្តគោលការណ៍ខ្មៅ
ការបញ្ចេញ Q = ការស្រូបយក Q
ការបញ្ចេញ Q = កំដៅដែលបញ្ចេញដោយវត្ថុដែលមានសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ការស្រូបយក Q = កំដៅដែលស្រូបយកដោយវត្ថុដែលមានសីតុណ្ហភាពទាប។
៣. ឧទាហរណ៍នៃសំណួរ និងការពិភាក្សា
ឧទាហរណ៍នៃបញ្ហាទី 1។
ដែកក្តៅមួយដែលមានម៉ាស់ 1 គីឡូក្រាម និងសីតុណ្ហភាព 100 អង្សា សេ ត្រូវបានដាក់ចូលទៅក្នុងធុងមួយដែលមានទឹក 2 គីឡូក្រាម និងសីតុណ្ហភាព 20 អង្សា សេ។ តើសីតុណ្ហភាពនៃល្បាយចុងក្រោយគឺជាអ្វី? កំដៅជាក់លាក់នៃជាតិដែក = 450 J/kg Co2 , កំដៅជាក់លាក់នៃទឹក = 4200 J/kg Co2 ។
ស្គាល់៖
ម៉ាស់ដែក (ម.ម) = 1 គីឡូក្រាម
សីតុណ្ហភាពនៃជាតិដែក (T) = 100 o C
ម៉ាស់ទឹក (ម៉ែត្រ) = 2 គីឡូក្រាម
សីតុណ្ហភាពទឹក (T) = 20 o C
កំដៅជាក់លាក់សម្រាប់ជាតិដែក (c) = 450 J/kg Co2
កំដៅជាក់លាក់សម្រាប់ទឹក (គ) = 4200 J/kg Co2
ចង់បាន៖ ធ?
ដំណោះស្រាយ៖
ជាតិដែកមានសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ជាងទឹក ដូច្នេះជាតិដែកបញ្ចេញកំដៅ ហើយទឹកស្រូបយកកំដៅ។
ការបញ្ចេញ Q = ការស្រូបយក Q
mc ΔT = mc ΔT
(1)(450)(100-T) = (2)(4200)(T-20)
(៤៥០)(១០០-T) = (៨៤០០)(T-២០)
៤៥០០០ – ៤៥០តោន = ៨៤០០តោន – ១៦៨០០០
៤៥០០០ + ១៦៨០០០ = ៨៤០០ តោន + ៤៥០ តោន
៤២,០០០ = ៨៤០ តោន
ធ = ២១៣០០០ : ៨៨៥០
T = 24 អង្សា សេ
សីតុណ្ហភាពចុងក្រោយនៃល្បាយដែកក្តៅ និងទឹកត្រជាក់ នៅពេលដែលទាំងពីរស្ថិតក្នុងលំនឹងកម្ដៅ គឺ 24 អង្សា សេ។
ឧទាហរណ៍នៃបញ្ហាទី 2 ។
ទឹកកក 0.2 គីឡូក្រាម លាយជាមួយតែក្តៅឧណ្ហៗ ដែលមានម៉ាស់ 0.2 គីឡូក្រាម។ សីតុណ្ហភាពទឹកកក = -10 អង្សា សេ សីតុណ្ហភាព តែក្តៅ ឧណ្ហៗ = 40 អង្សា សេ។ កំ ដៅជាក់លាក់នៃ ទឹកកក = 2100 J/kg Co2 កំ ដៅជាក់លាក់នៃ ទឹក = 4200 J/kg Co2 កំ ដៅនៃការលាយសម្រាប់ ទឹក = 334000 J/kg។ ទឹកកក និងតែត្រូវបានលាយបញ្ចូលគ្នាក្នុងប្រព័ន្ធបិទជិត និងដាច់ដោយឡែកមួយ។
ស្គាល់៖
ម៉ាស់ទឹកកក (ម៉ែត្រ) = 0.2 គីឡូក្រាម
ម៉ាស់តែ (ម.ម) = 0.2 គីឡូក្រាម
កំដៅជាក់លាក់នៃទឹក (គ) = 4180 J/kg Co2
កំដៅជាក់លាក់នៃទឹកកក (គ) = 2100 J/kg Co2
កំដៅនៃការលាយសម្រាប់ទឹក (L₂F ) = 334 x 10₂ J /kg
សីតុណ្ហភាពនៃទឹកកក (T ice ) = -10 o C
សីតុណ្ហភាពនៃតែ ( Tea ) = 40 o C
ចង់បាន៖ ល្បាយ T
ដំណោះស្រាយ៖
ជំហានដំបូង ប៉ាន់ស្មានស្ថានភាពចុងក្រោយ
កំដៅដែលត្រូវតែបញ្ចេញដោយទឹក ដើម្បីបន្ថយសីតុណ្ហភាពតែក្តៅឧណ្ហៗ ០.២ គីឡូក្រាម ពី ៤០ អង្សាសេ មកត្រឹម ០ អង្សាសេ
ការបញ្ចេញ Q = mc ∆T
ការបញ្ចេញ Q = (0.2 គីឡូក្រាម) (4180 J/Kg Co₂O ) (40 ° C – 0 ° C)
ការបញ្ចេញ Q = (0.2 គីឡូក្រាម) (4180 J/Kg Co₂O ) (40 អង្សា សេ)
ការបញ្ចេញ Q = 33,440 ជូល
ការបញ្ចេញ Q = 33.44 kJ
កំដៅត្រូវបានស្រូបយកដោយទឹកកក 0.2 គីឡូក្រាមដើម្បីបង្កើនសីតុណ្ហភាពពី -10 អង្សា សេដល់ 0 អង្សា សេ
ស្រូបយក Q = mc ∆T
ស្រូបយក Q = (0.2 គីឡូក្រាម) (2100 J/Kg Co₂O₃ ) (0 ° C – (-10 ° C))
ស្រូបយក Q = (0.2 គីឡូក្រាម) (2100 J/Kg Co₂O ) (10 ° C)
Q ស្រូបយក = 4,200 ជូល
ស្រូបយក Q = 4.2 kJ
កំដៅស្រូបយកដើម្បីរលាយទឹកកក 0.2 គីឡូក្រាម (កំដៅដែលត្រូវការដើម្បីរលាយទឹកកកទាំងអស់ទៅជាទឹក)
ការរួមបញ្ចូលគ្នានៃ Q = m L F
ល្បាយ Q = (0.2 គីឡូក្រាម) (334 x 10 3 J/គីឡូក្រាម)
ល្បាយ Q = 66.8 x 10 3 ជូល
ល្បាយ Q = 66.8 kJ
ដោយផ្អែកលើការគណនាខាងលើ លទ្ធផល៖
ការបញ្ចេញ Q = 33.44 kJ
ស្រូបយក Q = 4.2 kJ
ល្បាយ Q = 66.8 kJ
នៅពេលដែលតែបញ្ចេញកំដៅរហូតដល់ 33.44 kJ សីតុណ្ហភាពនៃតែនឹងផ្លាស់ប្តូរពី 40 o C ដល់ 0 o C។ កំដៅមួយចំនួនដែលបញ្ចេញ (ប្រហែល 4.2 kJ) ត្រូវបានប្រើដើម្បីបង្កើនសីតុណ្ហភាពទឹកកកពី -10 o C ដល់ 0 o C។ 33.44 kJ – 4.2 kJ = 29.24 kJ។ កំដៅដែលនៅសល់ = 29.24 kJ។ ដើម្បីរលាយទឹកកកទាំងអស់ទៅជាទឹក ត្រូវការកំដៅ 66.8 kJ។ កំដៅដែលនៅសល់មានត្រឹមតែ 29.24 kJ ប៉ុណ្ណោះ។
សរុបមក កំដៅដែលបញ្ចេញដោយតែក្តៅឧណ្ហៗត្រូវបានប្រើសម្រាប់តែបង្កើនសីតុណ្ហភាពទឹកកកពី -១០ អង្សា សេ ដល់ ០ អង្សា សេ និងរលាយទឹកកកមួយចំនួន។ ទឹកកកមួយចំនួនបានរលាយទៅជាទឹក ឯទឹកកកមួយចំនួនទៀតមិនបានរលាយទេ។ ក្នុងអំឡុងពេលនៃដំណើរការនៃការផ្លាស់ប្តូរសារធាតុរឹងទៅជាសារធាតុរាវ សីតុណ្ហភាពមិនផ្លាស់ប្តូរទេ។ ដូច្នេះ សីតុណ្ហភាពនៃល្បាយចុងក្រោយ = ០ អង្សា សេ។
ឧទាហរណ៍នៃបញ្ហា ទី 3 ។
ម៉ាស់តែក្តៅ (ម.ម) = 0.4 គីឡូក្រាម,
ម៉ាស់ទឹកកក (ម.ម) = 0.2 គីឡូក្រាម,
សីតុណ្ហភាពទឹកកក = -១០ អង្សា សេ
សីតុណ្ហភាពតែក្តៅ = 90 អង្សា សេ។
ប្រសិនបើទាំងពីរត្រូវបានលាយបញ្ចូលគ្នា តើសីតុណ្ហភាពនៃល្បាយចុងក្រោយមានប៉ុន្មាន?
កំដៅជាក់លាក់សម្រាប់ទឹក (គ) = 4180 J/ kgCo2 ,
កំដៅជាក់លាក់សម្រាប់ទឹកកក (c) = 2100 J/ kgC₂O ,
កំដៅនៃការលាយសម្រាប់ទឹក (L₂F ) = 334 x 103 J/kg
ដំណោះស្រាយ៖
ជំហានដំបូង៖ ប៉ាន់ស្មានស្ថានភាពចុងក្រោយ
កំដៅដែលត្រូវតែបញ្ចេញដោយទឹក ដើម្បីបន្ថយសីតុណ្ហភាពតែក្តៅ 0.4 គីឡូក្រាម ពី 90 អង្សា សេ មកត្រឹម 0 អង្សា សេ
ការបញ្ចេញ Q = mc ∆T
ការបញ្ចេញ Q = (0.4 គីឡូក្រាម) (4180 J/Kg Co₂O ) (90 oC – 0 oC )
ការបញ្ចេញ Q = (0.4 គីឡូក្រាម) (4180 J/Kg Co₂O ) (90 អង្សា សេ)
ការបញ្ចេញ Q = 150,480 ជូល
ការបញ្ចេញ Q = 150.48 kJ
កំដៅត្រូវបានស្រូបយកដោយទឹកកក 0.2 គីឡូក្រាមដើម្បីបង្កើនសីតុណ្ហភាពរបស់វាពី -10 អង្សា សេដល់ 0 អង្សា សេ។
ស្រូបយក Q = mc ∆T
ស្រូបយក Q = (0.2 គីឡូក្រាម) (2100 J/Kg Co₂O₃ ) (0 ° C – (-10 ° C))
ស្រូបយក Q = (0.2 គីឡូក្រាម) (2100 J/Kg Co₂O ) (10 ° C)
Q ស្រូបយក = 4,200 ជូល
ស្រូបយក Q = 4.2 kJ
កំដៅដែលត្រូវការដើម្បីរលាយទឹកកក ០,២ គីឡូក្រាម (កំដៅដែលត្រូវការដើម្បីប្រែក្លាយទឹកកកទាំងអស់ទៅជាទឹក)
ការរួមបញ្ចូលគ្នានៃ Q = m L F
ល្បាយ Q = (0.2 គីឡូក្រាម) (334 x 10 3 J/គីឡូក្រាម)
ល្បាយ Q = 66.8 x 10 3 ជូល
ល្បាយ Q = 66.8 kJ
ដោយផ្អែកលើការគណនាខាងលើ លទ្ធផល៖
ការបញ្ចេញ Q = 150.48 kJ
ស្រូបយក Q = 4.2 kJ
ល្បាយ Q = 66.8 kJ
នៅពេលដែលតែក្តៅបញ្ចេញកំដៅ 150.48 kJ សីតុណ្ហភាពនៃតែក្តៅបានផ្លាស់ប្តូរពី 90 o C ទៅ 0 o C។ កំដៅមួយចំនួនដែលបញ្ចេញ (ប្រហែល 4.2 kJ) ត្រូវបានប្រើដើម្បីបង្កើនសីតុណ្ហភាពទឹកកកពី -10 o C ដល់ 0 o C។
១៥០,៤៨ គីឡូជូល – ៤,២ គីឡូជូល = ១៤៦,២៨ គីឡូជូល។ កំដៅដែលនៅសល់ = ១៤៦,២៨ គីឡូជូល។
កំដៅដែលត្រូវការដើម្បីរលាយទឹកកកទាំងអស់ទៅជាទឹកគឺមានតែ 66.8 kJ ប៉ុណ្ណោះ។ 146.28 kJ – 66.8 kJ = 79.48 kJ។ វាបានបង្ហាញថាលើសគឺ 79.48 kJ។ តែក្តៅមិនបញ្ចេញកំដៅទាំងអស់ទេរហូតដល់សីតុណ្ហភាពត្រូវបានកាត់បន្ថយមកត្រឹម 0 អង្សា សេ។ សេចក្តីសន្និដ្ឋាន៖ សីតុណ្ហភាពនៃល្បាយចុងក្រោយត្រូវតែធំជាង 0 អង្សា សេ។
ជំហានទីពីរ៖ កំណត់សីតុណ្ហភាពចុងក្រោយ (T)
កំដៅដែលត្រូវការដើម្បីបង្កើនសីតុណ្ហភាពទឹកកកពី -១០ អង្សា សេ ដល់ ០ អង្សា សេ = ៤២០០ ជូល
កំដៅត្រូវរលាយទឹកកកទាំងអស់ទៅជាទឹក ហៅថាកំដៅមិនទាន់រលាយ = 66,800 Joules
កំដៅត្រូវបង្កើនសីតុណ្ហភាពទឹក (ទឹកពីការរលាយទឹកកកទាំងអស់) ពី 0 ° C ដល់ T = (ម៉ាសទឹកកក) (កំដៅទឹក) (T – 0 ° C) = (0.2 គីឡូក្រាម) (4180 J/kg C₂O₃ ) (T) = (836 T) J/ C₂O₃
កំដៅដែលបញ្ចេញដោយតែក្តៅឧណ្ហៗ ដើម្បីបន្ថយសីតុណ្ហភាពពី 90 o C ដល់ T = (ម៉ាស់ទឹកក្តៅ) (ប្រភេទកំដៅទឹក) (90 o C – T) = (0.4 គីឡូក្រាម) (4180 J/kg Co o ) (90 o C – T) = 1672 J/C o (90 o C – T) = 150,480 J – (1672 T) J/C o
៤២០០ ជូល + ៦៦,៨០០ ជូល + (៨៣៦ ថ) ជូល/កូ សូដ្យូម = ១៥០,៤៨០ ជូល – (១៦៧២ ថ) ជូល/កូ សូដ្យូម
៧១,០០០ ជូល + (៨៣៦ ថ) ជូល/កូ អូ = ១៥០,៤៨០ ជូល – (១៦៧២ ថ) ជូល/កូ អូ
(៨៣៦ T) J/C₂O + (១៦៧២ T) J/C₂O = ១៥០,៤៨០ J – ៧១,០០០ J
(២៥០៨ T) J/C₂O = ៧៩,៤៨០ J
T = 31.7 អង្សា សេ
សីតុណ្ហភាពចុងក្រោយ = ៣១,៧ អង្សា សេ
