ទែរម៉ូឌីណាមិក - បញ្ហា និងដំណោះស្រាយ
១. ដោយផ្អែកលើក្រាហ្វ PV ខាងក្រោម តើសមាមាត្រនៃ ការងារ ដែលធ្វើឡើងដោយឧស្ម័នក្នុងដំណើរការ I ទៅនឹងការងារដែលធ្វើឡើងដោយឧស្ម័នក្នុងដំណើរការ II គឺជាអ្វី?
ស្គាល់៖
ដំណើរការទី 1:
សម្ពាធ (P) = 20 N/ m2
បរិមាណដំបូង (V 1 ) = 10 លីត្រ = 10 dm 3 = 10 x 10 -3 ម 3
បរិមាណចុងក្រោយ (V 2 ) = 40 លីត្រ = 40 dm 3 = 40 x 10 -3 m 3
ដំណើរការទី 2:
ដំណើរការ (P) = 15 N/ m2
បរិមាណដំបូង (V 1 ) = 20 លីត្រ = 20 dm 3 = 20 x 10 -3 ម 3
បរិមាណចុងក្រោយ (V 2 ) = 60 លីត្រ = 60 dm 3 = 60 x 10 -3 m 3
ចង់បាន៖ សមាមាត្រនៃការងារដែលបានធ្វើដោយឧស្ម័ន
ដំណោះស្រាយ៖
ការងារដែលធ្វើឡើងដោយឧស្ម័ននៅក្នុងដំណើរការទី I៖
W = P ΔV = P (V 2 –V 1 ) = (20)(40-10)(10 -3 ម 3 ) = (20)(30)(10 -3 ម 3 ) = (600)(10 -3 ម 3 ) = 0.6 ម 3
ការងារដែលធ្វើឡើងដោយឧស្ម័ននៅក្នុងដំណើរការទី II៖
W = P ΔV = P (V 2 –V 1 ) = (15)(60-20)(10 -3 ម 3 ) = (15)(40)(10 -3 ម 3 ) = (600)(10 -3 ម 3 ) = 0.6 ម 3
សមាមាត្រនៃការងារដែលធ្វើឡើងដោយឧស្ម័ននៅក្នុងដំណើរការទី I និងដំណើរការទី II៖
០,៦ ម៉ែត្រ ៣ : ០,៦ ម៉ែត្រ ៣
1: 1
2.
ដោយផ្អែកលើក្រាហ្វខាងក្រោម តើការងារអ្វីខ្លះដែលធ្វើឡើងដោយឧស្ម័នអេលីយ៉ូមនៅក្នុងដំណើរការ AB?
ស្គាល់៖
សម្ពាធ (P) = 2 x 105 N /m2 = 2 x 105 ប៉ា ស្កាល់
បរិមាណដំបូង (V 1 ) = 5 សង់ទីម៉ែត្រ 3 = 5 x 10 -6 ម 3
បរិមាណចុងក្រោយ (V 2 ) = 15 សង់ទីម៉ែត្រ 3 = 15 x 10 -6 ម 3
ត្រូវការ៖ ការងារដែលធ្វើដោយឧស្ម័នក្នុងដំណើរការ AB
ដំណោះស្រាយ៖
W = ∆P ∆V
W = P ( V2 – V1 )
W = (៤ x ១០ ៥ )(៥ x ១០ -៣ – ២ x ១០ -៣ )
W = (2 x 10 5 )(10 x 10 -6 ) = (2 x 10 5 )(1 x 10 -5 )
W = 2 ជូល
3.
ដោយផ្អែកលើក្រាហ្វខាងក្រោម តើការងារដែលបានធ្វើនៅក្នុងដំណើរការ AB គឺជាអ្វី?
ស្គាល់៖
សម្ពាធដំបូង (P1 ) = 4 Pa = 4 N/ m2
សម្ពាធចុងក្រោយ (P2 ) = 6 Pa = 6 N/ m2
បរិមាណដំបូង (V1 ) = 2 ម 3
បរិមាណចុងក្រោយ (V 2 ) = 4 ម៉ែត្រគូប
ចង់បាន៖ ការងារដែលបានធ្វើរួច ខ្ញុំដំណើរការ ab
ដំណោះស្រាយ៖
ការងារដែលធ្វើឡើងដោយឧស្ម័ន = ផ្ទៃក្រឡាក្រោមខ្សែកោង ab
W = ផ្ទៃក្រឡានៃត្រីកោណ + ផ្ទៃក្រឡានៃចតុកោណកែង
W = ½ (6-4)(4-2) + 4(4-2)
W = ½ (2)(2) + 4(2)
វ = ៦០ + ៣០
W = 10 ជូល
៤. ដោយផ្អែកលើក្រាហ្វខាងក្រោម តើការងារដែលបានធ្វើក្នុងដំណើរការ ABCA គឺជាអ្វី?
ដំណោះស្រាយ៖
ការងារ (W) = ផ្ទៃក្រឡានៃត្រីកោណ ABC
W = ½ (20-10)(6 x 10 5 – 2 x 10 5 )
W = ½ (10)(4 x 10 5 )
W = (5)(4 x 10 5 )
ទទឹង = ២០ x ១០ ៥
W = 2 x 10 6 ជូល
៥. ម៉ាស៊ីនមួយស្រូបយកកំដៅ ២០០០ ជូលនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ហើយបញ្ចេញកំដៅ ១២០០ ជូលនៅសីតុណ្ហភាពទាប។ តើប្រសិទ្ធភាពរបស់ម៉ាស៊ីនគឺជាអ្វី?
ស្គាល់៖
ការបញ្ចូលកំដៅ (QH ) = 2000 Joules
ទិន្នផលកំដៅ (Q L ) = 1200 Joules
ការងារដែលធ្វើដោយម៉ាស៊ីន (W) = 2000 – 1200 = 800 Joules
ចង់បាន៖ ប្រសិទ្ធភាព (e)
ដំណោះស្រាយ៖
e = W / Q H
អ៊ី = ១/៣
អ៊ី = ០,៤ x ១០០%
អ៊ី = 40%
៦. ម៉ាស៊ីនមួយស្រូបយកកំដៅនៅសីតុណ្ហភាព ៩៦០ ខេលវីន ហើយម៉ាស៊ីនបញ្ចេញកំដៅនៅសីតុណ្ហភាព ៥៧៦ ខេលវីន។ តើប្រសិទ្ធភាពរបស់ម៉ាស៊ីនមានអ្វីខ្លះ?
ស្គាល់៖
សីតុណ្ហភាពខ្ពស់ (T₂H₄ ) = 960 K
សីតុណ្ហភាពទាប (T₂L ) = ៤០០ K
ចង់បាន៖ ប្រសិទ្ធភាព (e)
ដំណោះស្រាយ៖
ប្រសិទ្ធភាពរបស់ម៉ាស៊ីន Carnot = 0.4 x 100% = 40%
៧. ដោយផ្អែកលើក្រាហ្វខាងក្រោម ការងារដែលម៉ាស៊ីនធ្វើគឺ 6000 ជូល។ តើកំដៅដែលម៉ាស៊ីនបញ្ចេញចេញក្នុងមួយរង្វង់មានប៉ុន្មាន?
ស្គាល់៖
កម្លាំងពលកម្ម (W) = 6000 ជូល
សីតុណ្ហភាពខ្ពស់ (T₂H₄ ) = ៦០០ ខេលវីន
សីតុណ្ហភាពទាប (T L ) = 300 Kelvin
ចង់បាន៖ កំដៅដែលបញ្ចេញដោយម៉ាស៊ីន
ដំណោះស្រាយ ៖
ប្រសិទ្ធភាព Carnot (ល្អ)៖
កំដៅដែលស្រូបយកដោយម៉ាស៊ីន Carnot៖
W = e Q 1
៦០០០ = (០.៦២៥) សំណួរ ទី ១
សំណួរ ទី 1 = 6000 / 0.625
សំណួរ ទី 1 = 9600
កំដៅដែលបញ្ចេញដោយម៉ាស៊ីន Carnot៖
សំណួរ ទី 2 = សំណួរ ទី 1 – ខាងលិច
សំណួរ ទី 2 = 9600 – 6000
Q 2 = 3600 ជូល
៨. ប្រសិទ្ធភាពរបស់ម៉ាស៊ីន Carnot គឺ ៤០%។ ប្រសិនបើកំដៅត្រូវបានស្រូបយកនៅសីតុណ្ហភាព ៧២៧អង្សាសេ តើសីតុណ្ហភាពទាបនឹងមានប៉ុន្មាន?
ស្គាល់៖
ប្រសិទ្ធភាព (ង) = ៤០% = ៤០/១០០ = ០,៤
សីតុណ្ហភាពខ្ពស់ (TH₂H₄ ) = 727 ° C + 273 = 1000K
ត្រូវការ៖ សីតុណ្ហភាពទាប
ដំណោះស្រាយ៖
សីតុណ្ហភាព T = ៦០០ កែលវីន – ២៧៣ = ៣២៧ អង្សា សេ
៩. ដោយផ្អែកលើក្រាហ្វខាងក្រោម ប្រសិនបើម៉ាស៊ីនស្រូបយកកំដៅ 800 J តើការងារដែលម៉ាស៊ីនធ្វើមានប៉ុន្មាន?
ស្គាល់៖
សីតុណ្ហភាពខ្ពស់ (T₂H₄ ) = ៦០០ ខេលវីន
សីតុណ្ហភាពទាប (T L ) = 250 Kelvin
ថាមពលកំដៅចូល (Q 1 ) = 800 ជូល
ត្រូវការ៖ ការងារ (W)
ដំណោះស្រាយ៖
ប្រសិទ្ធភាពរបស់ម៉ាស៊ីន Carnot៖
ការងារត្រូវបានធ្វើឡើងដោយម៉ាស៊ីន៖
W = e Q 1
W = (7/12)(800 ជូល)
W = 466.7 ជូល
១០. សីតុណ្ហភាពខ្ពស់របស់ម៉ាស៊ីន Carnot គឺ ៦០០ K។ ប្រសិនបើម៉ាស៊ីនស្រូបយកកំដៅ ៦០០ J ហើយសីតុណ្ហភាពទាបគឺ ៤០០ K តើការងារដែលម៉ាស៊ីនធ្វើគឺជាអ្វី?
ស្គាល់៖
សីតុណ្ហភាពទាប (T₂L ) = ៤០០ K
សីតុណ្ហភាពខ្ពស់ (T₂H₄ ) = 600 K
ថាមពលកំដៅចូល (Q 1 ) = 600 ជូល
ត្រូវការ៖ ការងារត្រូវបានធ្វើឡើងដោយម៉ាស៊ីន Carnot (W)
ដំណោះស្រាយ៖
ប្រសិទ្ធភាពរបស់ម៉ាស៊ីន Carnot៖
ការងារត្រូវបានធ្វើឡើងដោយម៉ាស៊ីន Carnot៖
W = e Q 1
W = (1/3)(600) = 200 ជូល
- តើអ្វីជាចំណុចសំខាន់នៃទែរម៉ូឌីណាមិក? ចម្លើយទែរម៉ូឌីណាមិកផ្តោតលើការសិក្សាអំពីថាមពល ការបំលែងរបស់វា និងទំនាក់ទំនងរបស់វាជាមួយរូបធាតុ ជាពិសេសនៅក្នុងប្រព័ន្ធដែលមានលំនឹង។
- តើច្បាប់សូន្យនៃទែរម៉ូឌីណាមិកទាក់ទងនឹងសីតុណ្ហភាពយ៉ាងដូចម្តេច? ចម្លើយច្បាប់ទីសូន្យចែងថា ប្រសិនបើប្រព័ន្ធពីរស្ថិតនៅក្នុងលំនឹងកម្ដៅជាមួយប្រព័ន្ធទីបី នោះពួកវាស្ថិតនៅក្នុងលំនឹងកម្ដៅជាមួយគ្នា។ នេះបញ្ជាក់ពីអត្ថិភាពនៃលក្ខណៈសម្បត្តិមួយហៅថា សីតុណ្ហភាព ដែលដូចគ្នាសម្រាប់ប្រព័ន្ធទាំងអស់នៅក្នុងលំនឹងកម្ដៅ។
- តើច្បាប់ទីមួយនៃទែរម៉ូឌីណាមិកពិពណ៌នាអ្វីខ្លះ? ចម្លើយច្បាប់ទីមួយ ដែលត្រូវបានគេស្គាល់ផងដែរថាជាច្បាប់អភិរក្សថាមពល ចែងថាថាមពលមិនអាចបង្កើត ឬបំផ្លាញបានទេ គឺអាចបំលែងពីទម្រង់មួយទៅទម្រង់មួយទៀតបាន។ នៅក្នុងប្រព័ន្ធបិទជិត ការប្រែប្រួលថាមពលខាងក្នុងគឺស្មើនឹងកំដៅដែលបានបន្ថែមទៅក្នុងប្រព័ន្ធដកនឹងការងារដែលប្រព័ន្ធធ្វើលើបរិស្ថានជុំវិញវា។
- ហេតុអ្វីបានជាច្បាប់ទីពីរនៃទែរម៉ូឌីណាមិកមានសារៈសំខាន់សម្រាប់ការយល់ដឹងអំពីទិសដៅនៃដំណើរការធម្មជាតិ? ចម្លើយច្បាប់ទីពីរចែងថា អង់ត្រូពី (ឬភាពមិនប្រក្រតី) នៃប្រព័ន្ធឯកោតែងតែកើនឡើង ឬនៅតែថេរ។ នេះកំណត់ថា ថាមពលនឹងបែកខ្ញែកដោយឯកឯង ប្រសិនបើមិនត្រូវបានរារាំងពីការធ្វើដូច្នេះទេ ដោយផ្តល់ទិសដៅដល់ដំណើរការធម្មជាតិ និងពន្យល់ជាមូលដ្ឋានថា ហេតុអ្វីបានជាដំណើរការមួយចំនួនកើតឡើងដោយឯកឯង ខណៈពេលដែលដំណើរការផ្សេងទៀតមិនកើតឡើង។
- តើអង់ត្រូពីជាអ្វី ហើយវាទាក់ទងយ៉ាងដូចម្តេចទៅនឹងភាពមិនប្រក្រតីនៅក្នុងប្រព័ន្ធមួយ? ចម្លើយអង់ត្រូពី គឺជារង្វាស់នៃបរិមាណថាមពលនៅក្នុងប្រព័ន្ធមួយដែលមិនអាចប្រើប្រាស់សម្រាប់ធ្វើការងារបាន។ វាក៏ត្រូវបានពិពណ៌នាជាញឹកញាប់ថាជារង្វាស់នៃភាពមិនប្រក្រតី ឬភាពចៃដន្យនៃប្រព័ន្ធ។ ជាទូទៅ អង់ត្រូពីខ្ពស់ជាងនេះ ត្រូវគ្នាទៅនឹងភាពមិនប្រក្រតី ឬភាពចៃដន្យខ្ពស់ជាង។
- តើច្បាប់ទីបីនៃទែរម៉ូឌីណាមិកពិពណ៌នាអំពីអង់ត្រូពីនៃគ្រីស្តាល់ល្អឥតខ្ចោះនៅសូន្យដាច់ខាតយ៉ាងដូចម្តេច? ចម្លើយច្បាប់ទីបីចែងថា អង់ត្រូពីនៃគ្រីស្តាល់ដ៏ល្អឥតខ្ចោះគឺសូន្យយ៉ាងពិតប្រាកដនៅសីតុណ្ហភាពសូន្យដាច់ខាត (0 កែលវីន)។ នេះមានន័យថានៅសីតុណ្ហភាពនេះ ប្រព័ន្ធត្រូវបានរៀបចំយ៉ាងល្អឥតខ្ចោះ។
- ហេតុអ្វីបានជាកំដៅមិនអាចហូរចេញពីរាងកាយត្រជាក់ទៅរាងកាយក្តៅដោយខ្លួនឯងបាន? ចម្លើយឥរិយាបថនេះគឺជាផលវិបាកនៃច្បាប់ទីពីរនៃទែរម៉ូឌីណាមិក។ ប្រសិនបើកំដៅហូរចេញពីរូបធាតុត្រជាក់ជាងទៅរូបធាតុក្តៅជាងដោយឯកឯង វានឹងនាំឱ្យមានការថយចុះនៃអង់ត្រូពីទាំងមូលនៃប្រព័ន្ធ ដែលមិនត្រូវបានពេញចិត្តដោយដំណើរការធម្មជាតិទេ។
- តើអ្វីទៅជាភាពខុសគ្នារវាងប្រព័ន្ធឯកោ ប្រព័ន្ធបិទ និងប្រព័ន្ធបើកចំហ នៅក្នុងទែរម៉ូឌីណាមិក? ចម្លើយប្រព័ន្ធឯកោមួយមិនផ្លាស់ប្តូរថាមពល ឬរូបធាតុជាមួយបរិស្ថានជុំវិញខ្លួនទេ។ ប្រព័ន្ធបិទអាចផ្លាស់ប្តូរថាមពលបាន ប៉ុន្តែវាមិនមានបញ្ហាជាមួយបរិស្ថានជុំវិញខ្លួនទេ។ ប្រព័ន្ធបើកចំហអាចផ្លាស់ប្តូរទាំងថាមពល និងរូបធាតុជាមួយបរិស្ថានជុំវិញខ្លួន។
- តើគោលគំនិតនៃ "ការងារ" នៅក្នុងទែរម៉ូឌីណាមិកខុសគ្នាពីការប្រើប្រាស់ពាក្យនេះជារៀងរាល់ថ្ងៃយ៉ាងដូចម្តេច? ចម្លើយនៅក្នុងទែរម៉ូឌីណាមិក ពាក្យ «ការងារ» សំដៅលើដំណើរការនៃការផ្ទេរថាមពល ដែលកម្លាំងដែលបានអនុវត្តទៅលើវត្ថុមួយផ្លាស់ទីវាក្នុងទិសដៅស្របទៅនឹងកម្លាំង។ ឧទាហរណ៍ នៅពេលដែលឧស្ម័នពង្រីកទល់នឹងពីស្តុង វាដំណើរការលើពីស្តុង។ នេះគឺជានិយមន័យជាក់លាក់ជាងបើប្រៀបធៀបទៅនឹងការប្រើប្រាស់ប្រចាំថ្ងៃនៃពាក្យ «ការងារ» ដែលអាចមានន័យថាភារកិច្ច ឬសកម្មភាពណាមួយ។
-
តើវដ្ត Carnot ជាអ្វី ហើយហេតុអ្វីបានជាវាមានសារៈសំខាន់នៅក្នុងទែរម៉ូឌីណាមិក? ចម្លើយ ៖ វដ្ត Carnot គឺជាវដ្តទែរម៉ូឌីណាមិកដ៏ល្អមួយដែលផ្តល់នូវដែនកំណត់ខាងលើលើប្រសិទ្ធភាពដែលម៉ាស៊ីនទែរម៉ូឌីណាមិកបុរាណណាមួយអាចសម្រេចបានក្នុងអំឡុងពេលបំលែងកំដៅទៅជាការងារ (ឬផ្ទុយមកវិញ)។ វាមានសារៈសំខាន់ព្រោះវាកំណត់ដែនកំណត់ប្រសិទ្ធភាពជាមូលដ្ឋានដោយផ្អែកលើសីតុណ្ហភាពនៃអាងស្តុកកំដៅដែលម៉ាស៊ីនដំណើរការរវាងនោះ។
