အရေးပါသော သုံးဆအမှတ် အပူချိန်တွင် အခြေအနေပြောင်းလဲမှု

အခြေအနေတွင် ပစ္စည်းပြောင်းလဲမှုများ အရေးပါသော အပူချိန် သုံးဆအမှတ်

စံပြဓာတ်ငွေ့ဥပဒေဆွေးနွေးချက်တွင်၊ စံပြဓာတ်ငွေ့ဥပဒေသည် အစစ်အမှန်ဓာတ်ငွေ့၏ အပြုအမူကို အစစ်အမှန်ဓာတ်ငွေ့၏ ဖိအားနှင့် သိပ်သည်းဆ အလွန်မြင့်မားခြင်းမရှိသည့်အခါတွင်သာ တိကျစွာဖော်ပြကြောင်း ရှင်းပြခဲ့သည်။ အစစ်အမှန်ဓာတ်ငွေ့၏ ဖိအားနှင့် သိပ်သည်းဆသည် လုံလောက်အောင် ကြီးမားပါက စံပြဓာတ်ငွေ့ဥပဒေသည် မတိကျသောရလဒ်များကို ဖြစ်ပေါ်စေပါသည်။ အစစ်အမှန်ဓာတ်ငွေ့၏ အပူချိန်သည် ၎င်း၏ဆူမှတ်သို့ နီးကပ်လာသည့်အခါတွင်လည်း ၎င်းသည် မှန်ကန်ပါသည်။

၎င်းသည် အမှန်တကယ်တွင် အစစ်အမှန်ဓာတ်ငွေ့မော်လီကျူးများအကြား ဖြစ်ပေါ်သော အပြန်အလှန် ဆက်သွယ်မှုများနှင့် ဆက်စပ်နေသည်။ ဓာတ်ငွေ့ဖိအားသည် ဓာတ်ငွေ့ထုထည်နှင့် ပြောင်းပြန်အချိုးကျသည်။ ဓာတ်ငွေ့ဖိအား လုံလောက်စွာမြင့်မားသောအခါ ဓာတ်ငွေ့ထုထည် သေးငယ်လာသည်။ ဓာတ်ငွေ့ထုထည်သေးငယ်သောကြောင့် ဓာတ်ငွေ့မော်လီကျူးများအကြား အကွာအဝေး ပိုမိုနီးကပ်လာသည်။ မော်လီကျူးများအကြား အကွာအဝေး ပိုမိုနီးကပ်လာသောအခါ မော်လီကျူးများသည် တစ်ခုနှင့်တစ်ခု ဆွဲငင်ကြသည်။ ၎င်းသည် သံလိုက်တစ်ခုအနီးသို့ သံလိုက်ယူဆောင်လာခြင်းနှင့် ဆင်တူသည်။ သံလိုက်နှင့် သံကြားအကွာအဝေး လုံလောက်စွာဝေးပါက သံလိုက်သည် သံကို မဆွဲယူနိုင်ပါ။ သို့သော် သံလိုက်နှင့် သံကြားအကွာအဝေး နီးကပ်ပါက သံကို ပိုမိုနီးကပ်စွာ ဆွဲယူသည်။

ဒါကြောင့် အထက်ဖော်ပြပါပုံတွင် ဓာတ်ငွေ့မော်လီကျူးများသည် သံလိုက်နှင့် သံကဲ့သို့ ပြုမူကြသည်… မော်လီကျူးများအကြား အကွာအဝေး လုံလောက်စွာနီးကပ်သောအခါ မော်လီကျူးများသည် တစ်ခုနှင့်တစ်ခု ဆွဲငင်ကြသည်။ ဆွဲငင်အားများရှိနေခြင်းကြောင့် မော်လီကျူးများအကြား အကွာအဝေး ပိုမိုနီးကပ်လာပါသည် (ဓာတ်ငွေ့၏ ထုထည် သေးငယ်လာသည်)။ ပုံမှန်အားဖြင့် ၎င်းသည် ဓာတ်ငွေ့ဖိအား လုံလောက်စွာ များပြားလာသောအခါတွင် ဖြစ်ပွားလေ့ရှိသည် (ဖိအားများခြင်း၊ ထုထည်သေးငယ်ခြင်း။ ထုထည်သေးငယ်ခြင်း၊ မော်လီကျူးများအကြား အကွာအဝေး ပိုမိုနီးကပ်လာခြင်း)။ ထို့ကြောင့် အစစ်အမှန်ဓာတ်ငွေ့၏ ဖိအားနှင့် သိပ်သည်းဆ လုံလောက်စွာ များပြားလာသောအခါတွင် စံပြဓာတ်ငွေ့ဥပဒေသည် တိကျသောရလဒ်များကို မပေးစွမ်းပါ။

ဖိအား vs ထုထည်ဇယား

အထက်ပါပြဿနာကို ပိုမိုနားလည်နိုင်ရန်အတွက် ဓာတ်ငွေ့၏ဖိအားနှင့် ထုထည်အကြား ဆက်နွယ်မှုကိုပြသသည့် ပုံကို ပြန်လည်သုံးသပ်ကြည့်ကြပါစို့။ မျဉ်းကွေး ၁၊ ၂၊ ၃ နှင့် ၄ တို့သည် မတူညီသော အပူချိန်များတွင် တူညီသောဓာတ်ငွေ့၏ အပြုအမူကို ပြသထားသည်။ မျဉ်းကွေး ၁ တွင်ပြထားသော ဓာတ်ငွေ့၏ အပူချိန်သည် မျဉ်းကွေး ၂ ထက် ပိုများသည်။ မျဉ်းကွေး ၂ တွင်ပြထားသော ဓာတ်ငွေ့၏ အပူချိန်သည် မျဉ်းကွေး ၃ ထက် ပိုများသည်။ မျဉ်းကွေး ၃ တွင်ပြထားသော ဓာတ်ငွေ့၏ အပူချိန်သည် မျဉ်းကွေး ၄ ထက် ပိုများသည်။ မျဉ်းကွေးသည် ပုံ၏အလယ်တွင် စောင်းနေသော မျဉ်းတစ်ကြောင်းဖြစ်သည်။ ဓာတ်ငွေ့၏ အပူချိန်သည် အမြဲတမ်း ကိန်းသေဖြစ်ပြီး ပြောင်းလဲမှုများမှာ ဓာတ်ငွေ့၏ ဖိအား (P) နှင့် ထုထည် (V) တို့သာ ဖြစ်သည်။

စံပြဓာတ်ငွေ့ဥပဒေအရ ၁ မှစတင်သောမျဉ်းသည် ၁ တွင်အဆုံးသတ်ရမည်။ အလားတူပင် ၂ မှစတင်သောမျဉ်းသည် ၂ တွင်အဆုံးသတ်ရမည်။ အစစ်အမှန်ဓာတ်ငွေ့များကြုံတွေ့ရသောအဖြစ်မှန်သည် စံပြဓာတ်ငွေ့ဥပဒေ၏ခန့်မှန်းချက်များနှင့်ကိုက်ညီမှုမရှိပါ။ ဓာတ်ငွေ့ဖိအားလုံလောက်စွာမြင့်မားသောအခါ၊ ဓာတ်ငွေ့ထုထည်သည်သေးငယ်လာပြီး စံပြဓာတ်ငွေ့ဥပဒေ၏ခန့်မှန်းချက်များနှင့်သွေဖည်သွားသည် (မျဉ်းကွေး ၁ နှင့် ၂ ကိုနှိုင်းယှဉ်ပါ)။ ဓာတ်ငွေ့ထုထည်သွေဖည်မှုပမာဏသည် အပူချိန်ပေါ်တွင်လည်းမူတည်သည်။ ဓာတ်ငွေ့အပူချိန်သည်နိမ့်ပြီး အရည်ပျော်မှတ် (ဆူမှတ်ဟုလည်းလူသိများသည်) နှင့်နီးကပ်ပါက၊ ဓာတ်ငွေ့သည် အပူချိန်မြင့်မားသည့်အခါနှင့်နှိုင်းယှဉ်ပါက ထုထည်သွေဖည်မှုပိုမိုများပြားလေ့ရှိသည် (မျဉ်းကွေး ၁၊ ၂၊ ၃ နှင့် ၄ ကိုနှိုင်းယှဉ်ပါ)။ ယခင်ကရှင်းပြခဲ့သည့်အတိုင်း ၎င်းသည် ဓာတ်ငွေ့မော်လီကျူးများအကြားဆွဲငင်အားများ၏လွှမ်းမိုးမှုခံရသည်။

အထက်ဖော်ပြပါပုံရှိ မျဉ်းကွေး ၃ သည် ၎င်း၏ အရေးပါသော အပူချိန်တွင် အရာဝတ္ထုတစ်ခု၏ အပြုအမူကို ပြသထားသည်။ မျဉ်းကွေး ၃ ဖြတ်သန်းသွားသော အမှတ် c ကို အရေးပါသော အမှတ်ဟုခေါ်သည်။ အရေးပါသော အပူချိန်ထက်မြင့်သော အပူချိန်များတွင် ဓာတ်ငွေ့သည် အလွန်မြင့်မားသော ဖိအားပေးသော်လည်း အရည်အဖြစ်သို့ မပြောင်းလဲနိုင်ပါ (မျဉ်းကွေး ၂ နှင့် ၁ နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါ)။ သက်ရောက်သော ဖိအားသည် ဓာတ်ငွေ့၏ ထုထည်ကို လျော့ကျစေရုံသာမက အရည်အဖြစ်သို့ မပြောင်းလဲနိုင်ပါ။ ဆန့်ကျင်ဘက်အားဖြင့် အရေးပါသော အပူချိန်ထက်နိမ့်သော အပူချိန်များတွင် ဖိအားတစ်ခု သက်ရောက်ပါက ဓာတ်ငွေ့သည် အရည်အဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲသွားလိမ့်မည် (မျဉ်းကွေး ၃ နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါ)။ အရေးပါသော အပူချိန်တွင် ဓာတ်ငွေ့ကို အရည်အဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲနိုင်သော ဖိအားပမာဏကို အရေးပါသော ဖိအားဟု ခေါ်သည်။ အရာဝတ္ထုတစ်ခုစီတွင် ကွဲပြားသော အရေးပါသော အပူချိန်နှင့် အရေးပါသော ဖိအားရှိသည်။

အထက်ဖော်ပြပါပုံရှိ မျဉ်းကွေး ၄ သည် ဓာတ်ငွေ့မှ အရည်သို့ပြောင်းလဲခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်ကို ပြသထားသည်။ အရိပ်ဧရိယာ (တောင်တစ်လုံးနှင့်တူသည်) သည် ဓာတ်ငွေ့နှင့် အရည်အဆင့်များ မျှခြေတွင်ရှိသော ဧရိယာဖြစ်သည်။ အစပိုင်းတွင် ဓာတ်ငွေ့၏ ထုထည်သည် အတော်လေးကြီးမားသည်။ ဓာတ်ငွေ့ဖိအားတက်လာပြီးနောက် ဓာတ်ငွေ့၏ ထုထည်သည် အမှတ် b သို့ရောက်ရှိသည်အထိ သေးငယ်သွားသည် (အမှတ် b သည် အရည်ပျော်မှတ်ဖြစ်ပြီး ဆူမှတ်ဟုလည်းလူသိများသည်)။ အမှတ် b သို့ရောက်ရှိသောအခါ ဓာတ်ငွေ့သည် အရည်အဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲလာသည်။ ဓာတ်ငွေ့မှ အရည်သို့ပြောင်းလဲခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်အတွင်း (အမှတ် b မှ အမှတ် a သို့) ဖိအားတိုးလာခြင်းမရှိသော်လည်း အရာဝတ္ထု၏ ထုထည်သည် သေးငယ်သွားသည် (ဖြောင့်တန်းသောမျဉ်းဖြင့်မှတ်သားထားသည်)။ အမှတ် a တွင် ဓာတ်ငွေ့အားလုံး အရည်အဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲသွားပါသည်။ အမှတ် a သို့ရောက်ရှိပြီးနောက် အရာဝတ္ထုပေါ်တွင် ဖိအားတိုးလာခြင်းသည် ထုထည်တွင် အလွန်သေးငယ်သောပြောင်းလဲမှုကိုသာ ဖြစ်ပေါ်စေသည် (မျဉ်းကွေး၏ အလွန်မတ်စောက်သောပုံသဏ္ဍာန်ဖြင့်မှတ်သားထားသည်)။

နေ့စဉ်ဘဝတွင် ကျွန်ုပ်တို့သည် ရေနွေးငွေ့နှင့် ဓာတ်ငွေ့ဟူသော အသုံးအနှုန်းများကို မကြာခဏ အသုံးပြုလေ့ရှိသည်။ ဥပမာအားဖြင့် ရေငွေ့ သို့မဟုတ် နိုက်ထရိုဂျင်ဓာတ်ငွေ့။ ရေငွေ့သည် အမှန်တကယ်တွင် ရေ၏ ဓာတ်ငွေ့ပုံစံဖြစ်သော်လည်း ရေငွေ့ကို ရေဓာတ်ငွေ့အဖြစ် ကျွန်ုပ်တို့ ဘယ်သောအခါမှ ရည်ညွှန်းလေ့မရှိပါ။ နိုက်ထရိုဂျင်၊ အောက်ဆီဂျင် စသည်တို့အတွက်လည်း အတူတူပင်ဖြစ်သည်။ နိုက်ထရိုဂျင် သို့မဟုတ် အောက်ဆီဂျင်ကို ဓာတ်ငွေ့များဟု အများအားဖြင့် ရည်ညွှန်းလေ့ရှိသည်။ ဓာတ်ငွေ့နှင့် အငွေ့သည် အဓိပ္ပာယ်ကွဲပြားသည်။ အရာဝတ္ထုတစ်ခု၏ ဓာတ်ငွေ့အခြေအနေသည် အရာဝတ္ထု၏ အရေးပါသော အပူချိန်အောက်တွင် ရှိနေပါ က အငွေ့ဟု ကျွန်ုပ်တို့ ခေါ်ဆိုသည်။ ဆန့်ကျင်ဘက်အားဖြင့် အရာဝတ္ထုတစ်ခု၏ ဓာတ်ငွေ့အခြေအနေသည် အရာဝတ္ထု၏ အရေးပါသော အပူချိန်အထက် ရှိနေပါက ဓာတ်ငွေ့ဟု ကျွန်ုပ်တို့ ခေါ်ဆိုသည်။

ဖိအားနှင့် အပူချိန်ဇယား (အဆင့်ဇယား)

ယခင်က ကျွန်ုပ်တို့သည် ဖိအား vs ထုထည်ပုံကြမ်းကို အသုံးပြု၍ အရာဝတ္ထုများ၏ အပြုအမူကို ရှင်းပြခဲ့ပါသည်။ PV ပုံကြမ်းကို အသုံးပြုခြင်းအပြင်၊ အရာဝတ္ထုများ၏ အပြုအမူကို ဖိအား (P) vs အပူချိန် (T) ပုံကြမ်းကို အသုံးပြု၍ ရှင်းပြနိုင်ပါသည်။ PT ပုံကြမ်းကို အဆင့်ပုံကြမ်းဟု ယေဘုယျအားဖြင့် ရည်ညွှန်းလေ့ရှိသည်။ ၎င်းကို အရာဝတ္ထုတစ်ခု၏ အဆင့်များ သို့မဟုတ် အခြေအနေများကို နှိုင်းယှဉ်ရန် အသုံးပြုသောကြောင့် အဆင့်ပုံကြမ်းဟု ခေါ်ဆိုပါသည်။ အခြေအနေတွင် မကြာခဏ ပြောင်းလဲလေ့ရှိသော အရာဝတ္ထုတစ်ခုမှာ ရေဖြစ်သည်။

ပုံတွင် မျဉ်းကွေးသုံးခုရှိပြီး ၎င်းတို့မှာ အငွေ့ပျံခြင်းမျဉ်းကွေး၊ အရည်ပျော်ခြင်းမျဉ်းကွေး နှင့် sublimation မျဉ်းကွေး တို့ဖြစ်သည်။

အငွေ့ပျံမျဉ်းကွေးသည် အရည်နှင့် အငွေ့တို့ မျှခြေရှိသော အမှတ်များကို ပြသသည်။ အရည်နှင့် အငွေ့တို့ မျှခြေရှိသော အမှတ်ကို အရည်ပျော်မှတ် သို့မဟုတ် ဆူမှတ်ဟုခေါ်သည် (ဤအချက်တွင် အငွေ့သည် အရည်ပျော်ပြီး ရေအဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲနိုင်သောကြောင့် ၎င်းကို အရည်ပျော်မှတ်ဟုခေါ်သည်။ ဤအချက်တွင် ရေသည် ဆူပြီး အငွေ့အဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲနိုင်သောကြောင့် ၎င်းကို ဆူမှတ်ဟုခေါ်သည်)။ ထို့ကြောင့် အငွေ့ပျံမျဉ်းကွေးသည် အမှန်တကယ်တွင် ဖိအား (P) နှင့် ဆူမှတ်/အရည်ပျော်မှတ် အပူချိန်အကြား ဆက်နွယ်မှုကို ဖော်ပြသည့် ဂရပ်တစ်ခုဖြစ်သည်။ ဖိအားနည်းလေ၊ ရေ၏ ဆူမှတ် နည်းလေ သို့မဟုတ် ဖိအားများလေ၊ ရေ၏ ဆူမှတ် မြင့်လေဟု ထင်ရသည်။ 1 atm ဖိအားတွင် ရေ၏ ဆူမှတ် = 100 ^oC ။ ဆန့်ကျင်ဘက်အားဖြင့် 218 atm ဖိအားတွင် ရေ၏ ဆူမှတ် = 374 ^oC ။

၂၁၈ atm ဖိအားကို ရေ၏ အရေးပါသောဖိအားဟုလည်း ခေါ်ပြီး ၃၇၄ ^{ဒီဂရီစင်တီ} ဂရိတ် အပူချိန်ကို ရေ၏ အရေးပါသောအပူချိန်ဟုလည်း ခေါ်သည်။ ရေနွေးငွေ့၏ အပူချိန်သည် ၃၇၄ ^{ဒီဂရီစင်တီ ဂရိတ်ထက် နည်းပါက ၃၇၄ ဒီဂရီ} စင်တီ ဂရိတ် ဖိအားပေးပါက ရေနွေးငွေ့သည် အရည်အဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲနိုင်သည်။ အပူချိန် ၂၁၈ ^{ဒီဂရီစင်တီ} ဂရိတ် ထက် များပါက မည်သည့်ဖိအားမျှ ရေနွေးငွေ့ကို အရည်အဖြစ်သို့ မပြောင်းလဲနိုင်ပါ။

အရည်ပျော်မျဉ်းကွေးသည် အရည်နှင့် အစိုင်အခဲအခြေအနေများ မျှခြေတွင်ရှိသော အမှတ်များကို ပြသသည်။ အရည်နှင့် အစိုင်အခဲအခြေအနေများ မျှခြေတွင်ရှိသော အမှတ်ကို အရည်ပျော်မှတ် သို့မဟုတ် ရေခဲမှတ်ဟုခေါ်သည် (ဤအချက်တွင် ရေခဲသည် ရေအဖြစ် အရည်ပျော်နိုင်သောကြောင့် ၎င်းကို အရည်ပျော်မှတ်ဟုခေါ်သည်။ ဤအချက်တွင် ရေသည် ရေခဲအဖြစ် အေးခဲနိုင်သောကြောင့် ၎င်းကို ရေခဲမှတ်ဟုခေါ်သည်)။ ထို့ကြောင့် အရည်ပျော်မျဉ်းကွေးသည် အမှန်တကယ်တွင် ဖိအား (P) နှင့် အရည်ပျော်မှတ် သို့မဟုတ် ရေခဲမှတ် အပူချိန်အကြား ဆက်နွယ်မှုကို ပြသသည့် ဂရပ်တစ်ခုဖြစ်သည်။ 1 atm ဖိအားတွင် ရေ၏ ရေခဲမှတ် (သို့မဟုတ် ရေခဲ၏ အရည်ပျော်မှတ်) = 0 ^oဂ။ ဆန့်ကျင်ဘက်အားဖြင့် 218 atm ဖိအားတွင် ရေ၏ ရေခဲမှတ် (သို့မဟုတ် ရေခဲ၏ အရည်ပျော်မှတ်) သည် 0 ထက်နည်းသည်။ ^oဂ။ 1 atm ဖိအားတွင် အပူချိန် 0 အကြားရှိပါက ရေသည် အရည်ပုံစံဖြစ်ကြောင်း သတိပြုပါ။ ^oစီ နှင့် ၁၂၇ ^oဂ။ ရေသည် ဖိအား 1 atm တွင် အပူချိန် 0 အောက်ရှိပါက အစိုင်အခဲပုံစံဖြစ်သည်။ ^oC သို့မဟုတ် ရေသည် ဖိအား 1 atm တွင် အပူချိန် 100 ထက်ပိုပါက ရေနွေးငွေ့ပုံစံဖြင့် ရှိသည်။ ^oC.

sublimation curve က အစိုင်အခဲနဲ့ အငွေ့တွေ မျှခြေရှိတဲ့ အမှတ်တွေကို ပြပါတယ်။ အစိုင်အခဲနဲ့ အငွေ့တွေ မျှခြေရှိတဲ့ အမှတ်ကို sublimation point လို့ခေါ်ပါတယ်။ ဒါကြောင့် sublimation curve က ဖိအား (P) နဲ့ sublimation point ရဲ့ အပူချိန်ကြားက ဆက်နွယ်မှုကို ပြသတဲ့ ဂရပ်တစ်ခုပါ… Sublimation ဆိုတာ အရည်အခြေအနေကို မဖြတ်သန်းဘဲ အစိုင်အခဲအခြေအနေကို အငွေ့အဖြစ် ပြောင်းလဲတဲ့ လုပ်ငန်းစဉ်ပါ… ပုံမှန်အားဖြင့် sublimation ဟာ ဖိအားနည်းတဲ့အခါမှသာ ဖြစ်ပေါ်ပါတယ်။ ရေခဲဟာ အပူချိန် 0,01 oC ထက်နည်းပြီး ဖိအား 0,006 atm ထက်နည်းရင်သာ sublimate ဖြစ်နိုင်ပါတယ် ^။ မျဉ်းကွေးသုံးခု ဆုံတဲ့ အမှတ်ကို triple point လို့ခေါ်ပါတယ်။

အောက်တွင် ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ်၏ အဆင့်ပုံဖြစ်သည်။ ရေအဆင့်ပုံနှင့် ကာဗွန်ဒိုင်အောက်ဆိုဒ် အဆင့်ပုံရှိ စကေးများသည် မျဉ်းဖြောင့်မဟုတ်ကြောင်း သတိပြုပါ။