သာမိုဒိုင်းနမစ် - ပြဿနာများနှင့် ဖြေရှင်းချက်များ
၁။ အောက်ဖော်ပြပါ PV ဂရပ်အပေါ်အခြေခံ၍ လုပ်ငန်းစဉ် I တွင် ဓာတ်ငွေ့လုပ်ဆောင်သော အလုပ် နှင့် လုပ်ငန်းစဉ် II တွင် ဓာတ်ငွေ့လုပ်ဆောင်သောအလုပ် အချိုးကား အဘယ်နည်း ။
လူသိများသည် :
လုပ်ငန်းစဉ် ၁:
ဖိအား (P) = 20 N/ m2
ကနဦး ပမာဏ ( V 1 ) = ၁၀ လီတာ = ၁၀ dm 3 = ၁၀ x ၁၀ -၃ m3
နောက်ဆုံး ပမာဏ (V 2 ) = ၆၀ လီတာ = ၆၀ dm 3 = ၆၀ x ၁၀ -၃ m 3
လုပ်ငန်းစဉ် ၁:
လုပ်ငန်းစဉ် (P) = 15 N/ m2
ကနဦး ပမာဏ ( V 1 ) = ၁၀ လီတာ = ၁၀ dm 3 = ၁၀ x ၁၀ -၃ m3
နောက်ဆုံး ပမာဏ (V 2 ) = ၆၀ လီတာ = ၆၀ dm 3 = ၆၀ x ၁၀ -၃ m 3
လိုချင်သည် : ဓာတ်ငွေ့ဖြင့် လုပ်ဆောင်သော အလုပ်၏ အချိုး
ဖြေရှင်းချက်
လုပ်ငန်းစဉ် I တွင် ဓာတ်ငွေ့ဖြင့် လုပ်ဆောင်သော အလုပ်-
W = P ΔV = P (V 2 –V 1 ) = (20)(40-10)(10 -3 m 3 ) = (20)(30)(10 -3 m 3 ) = (600)(10 -3 m 3 ) = 0.6 m 3
လုပ်ငန်းစဉ် II တွင် ဓာတ်ငွေ့ဖြင့် လုပ်ဆောင်သော အလုပ်-
W = P ΔV = P (V 2 –V 1 ) = (15)(60-20)(10 -3 m 3 ) = (15)(40)(10 -3 m 3 ) = (600)(10 -3 m 3 ) = 0.6 m 3
လုပ်ငန်းစဉ် I နှင့် လုပ်ငန်းစဉ် II တွင် ဓာတ်ငွေ့ဖြင့် လုပ်ဆောင်သော အလုပ်၏ အချိုး-
၀.၆ မီတာ ၃ : ၀.၆ မီတာ ၃
1: 1
2.
အောက်ဖော်ပြပါ ဂရပ်အပေါ် အခြေခံ၍ AB လုပ်ငန်းစဉ်တွင် ဟီလီယမ်ဓာတ်ငွေ့မှ လုပ်ဆောင်သော အလုပ်ကား အဘယ်နည်း။
လူသိများသည် :
ဖိအား (P) = 2 x 105 N /m2 = 2 x 105 Pascals
ကနဦး ထုထည် (V 1 ) = 5 cm 3 = 5 x 10 -6 m 3
နောက်ဆုံး ထုထည် (V 2 ) = 15 cm 3 = 15 x 10 -6 m 3
လိုအပ်သည်- လုပ်ငန်းစဉ်အတွင်း ဓာတ်ငွေ့ဖြင့် လုပ်ဆောင်သော အလုပ် AB
ဖြေရှင်းချက်
W = ∆P ∆V
W = P (V 2 – V 1 )
W = (၄ x ၁၀၅ )(၅ x ၁၀ -၃ – ၂ x ၁၀ -၃ )
W = (၂ x ၁၀၅ ) (၁၀ x ၁၀ -၆ ) = (၂ x ၁၀၅ ) (၁ x ၁၀ -၅ )
W = ၄၀၀ ဂျိုး
3.
အောက်ဖော်ပြပါ ဂရပ်အပေါ် အခြေခံ၍ လုပ်ငန်းစဉ် AB တွင် မည်သည့်အလုပ် လုပ်ဆောင်ခဲ့သနည်း။
လူသိများသည် :
ကနဦးဖိအား (P1 ) = 4 Pa = 4 N/ m2
နောက်ဆုံးဖိအား (P2 ) = 6 Pa = 6 N/ m2
ကနဦး ပမာဏ (V 1 ) = 2 m3
နောက်ဆုံး ပမာဏ (V 2 ) = 4 m 3
လိုချင်သည် : အလုပ်ပြီးပြီ၊ ကျွန်ုပ် လုပ်ဆောင်နေသည်
ဖြေရှင်းချက်
ဓာတ်ငွေ့ဖြင့်ပြုလုပ်သောအလုပ် = မျဉ်းကွေးအောက်ရှိဧရိယာ ab
W = တြိဂံဧရိယာ + ထောင့်မှန်စတုဂံဧရိယာ
W = ½ (၆-၄)(၄-၂) + ၄(၄-၂)
W = ½ (2)(2) + 4(2)
W = ၆၀ + ၃၀
W = ၄၀၀ ဂျိုး
၄။ အောက်ဖော်ပြပါ ဂရပ်အပေါ် အခြေခံ၍ ABCA လုပ်ငန်းစဉ်တွင် လုပ်ဆောင်ခဲ့သော အလုပ်ကား အဘယ်နည်း။
ဖြေရှင်းချက်
အလုပ် (W) = တြိဂံ ABC ၏ ဧရိယာ
W = ½ (၂၀-၁၀)(၆ x ၁၀ ၅ – ၂ x ၁၀ ၅ )
W = ½ (10)(4 x 10 5 )
W = (၅)(၄ x ၁၀ ၅ )
အနံ = ၂၀ x ၁၀ ၅
W = ၈ x ၁၀ ၂ ဂျိုး
၅။ အင်ဂျင်တစ်လုံးသည် အပူချိန်မြင့်သောအခါ အပူ ၂၀၀၀ ဂျိုးကို စုပ်ယူပြီး အပူချိန်နိမ့်သောအခါ အပူ ၁၂၀၀ ဂျိုးကို ထုတ်လွှတ်သည်။ အင်ဂျင်၏ စွမ်းဆောင်ရည်ကား အဘယ်နည်း။
လူသိများသည် :
အပူထည့်သွင်းမှု (Q H ) = 2000 Joules
အပူထွက်ရှိမှု (Q L ) = 1200 Joules
အင်ဂျင်ဖြင့် လုပ်ဆောင်သော အလုပ် (W) = 2000 – 1200 = 800 Joules
လိုအပ်သည် : ထိရောက်မှု (e)
ဖြေရှင်းချက်
e = W / Q H
e = ၈၀၀/၂၀၀၀
e = ၀.၄ x ၁၀၀%
e = ၄၀%
၆။ အင်ဂျင်တစ်လုံးသည် ၉၆၀ ကယ်ဗင်တွင် အပူကိုစုပ်ယူပြီး အင်ဂျင်သည် ၅၇၆ ကယ်ဗင်တွင် အပူကိုထုတ်လွှတ်သည်။ အင်ဂျင်၏ စွမ်းဆောင်ရည်ကား အဘယ်နည်း။
လူသိများသည် :
အပူချိန်မြင့် (T2H2 ) = 960 K
အပူချိန်နိမ့် (T₂L ) = ၄၀၀ K
လိုအပ်သည်- ထိရောက်မှု (e)
ဖြေရှင်းချက်
Carnot အင်ဂျင်၏ စွမ်းဆောင်ရည် = 0.4 x 100% = 40%
၇။ အောက်ပါဇယားအရ အင်ဂျင်မှလုပ်ဆောင်သောအလုပ်မှာ 6000 Joules ဖြစ်သည်။ အင်ဂျင်မှ စက်ဝိုင်းတစ်ခုစီတွင် အပူမည်မျှထုတ်လွှတ်သနည်း။
လူသိများသည် :
အလုပ် (W) = 6000 ဂျိုး
မြင့်မားသော အပူချိန် (TH ) = 800 Kelvin
အပူချိန်နိမ့် (Tl ) = ၂၅၀ ကယ်ဗင်
လိုအပ်သည်- အင်ဂျင်မှ ထုတ်လွှတ်သော အပူ
ဖြေရှင်းချက် :
Carnot (အကောင်းဆုံး) စွမ်းဆောင်ရည်:
Carnot အင်ဂျင်မှ စုပ်ယူသော အပူ
W = e Q 1
၆၀၀၀ = (၀.၆၂၅) Q ၁
Q 1 = 6000 / 0.625
Q 1 = 9600
Carnot အင်ဂျင်မှ ထုတ်လွှတ်သော အပူ
Q 2 = Q 1 – W
Q 2 = 9600 – 6000
Q 2 = ၃၆၀၀ ဂျိုး
၈။ Carnot အင်ဂျင်၏ စွမ်းဆောင်ရည်မှာ ၄၀% ရှိသည်။ အပူကို ၇၂၇°C တွင် စုပ်ယူပါက အနိမ့်ဆုံးအပူချိန်မှာ မည်မျှဖြစ်မည်နည်း။
လူသိများသည် :
ထိရောက်မှု (င) = ၄၀% = ၄၀/၁၀၀ = ၀.၄
အပူချိန်မြင့် (TH₂H₄ ) = 727 ° C + 273 = 1000K
လိုအပ်သည်- အပူချိန်နိမ့်
ဖြေရှင်းချက်
T L = ၆၀၀ ကယ်လ်ဗင် – ၂၇၃ = ၃၂၇ ဒီဂရီစင်တီ ဂရိတ်
၉။ အောက်ပါဂရပ်အရ အင်ဂျင်သည် အပူ 800 J ကို စုပ်ယူပါက အင်ဂျင်လုပ်ဆောင်သော အလုပ်ကား အဘယ်နည်း။
လူသိများသည် :
မြင့်မားသော အပူချိန် (TH ) = 600 Kelvin
အပူချိန်နိမ့် (Tl ) = ၂၅၀ ကယ်ဗင်
အပူထည့်သွင်းမှု (Q 1 ) = 800 Joules
လိုအပ်သည်- အလုပ် (W)
ဖြေရှင်းချက်
Carnot အင်ဂျင်ရဲ့ စွမ်းဆောင်ရည်
အင်ဂျင်မှ အလုပ်ကို လုပ်ဆောင်ခဲ့သည်-
W = e Q 1
W = (၇/၁၂)(၈၀၀ ဂျိုးလ်)
W = ၄၀၀ ဂျိုး
၁၀။ Carnot အင်ဂျင်၏ အမြင့်ဆုံးအပူချိန်မှာ 600 K ဖြစ်သည်။ အင်ဂျင်သည် အပူ 600 J ကို စုပ်ယူပြီး အနိမ့်ဆုံးအပူချိန်မှာ 400 K ဖြစ်ပါက အင်ဂျင်လုပ်ဆောင်သော အလုပ်ကား အဘယ်နည်း။
လူသိများသည် :
အပူချိန်နိမ့် (T₂L ) = ၄၀၀ K
အပူချိန်မြင့် (T2H2 ) = 600 K
အပူထည့်သွင်းမှု (Q 1 ) = 600 Joules
လိုအပ်သည်- Carnot အင်ဂျင် (W) မှ အလုပ်လုပ်ဆောင်ခဲ့သည်။
ဖြေရှင်းချက်
Carnot အင်ဂျင်ရဲ့ စွမ်းဆောင်ရည်ကတော့-
Carnot အင်ဂျင်မှ အလုပ်ကို လုပ်ဆောင်ခဲ့သည်-
W = e Q 1
W = (1/3)(600) = 200 ဂျိုး
- သာမိုဒိုင်းနမစ်ရဲ့ အဓိကအာရုံစိုက်မှုက ဘာလဲ။ အဖွေသာမိုဒိုင်းနမစ်ဘာသာရပ်သည် အထူးသဖြင့် မျှခြေရှိသောစနစ်များတွင် စွမ်းအင်၊ ၎င်း၏ပြောင်းလဲမှုများနှင့် ဒြပ်ဝတ္ထုနှင့် ဆက်နွယ်မှုကို လေ့လာခြင်းကို အာရုံစိုက်သည်။
- သာမိုဒိုင်းနမစ်ရဲ့ သုညနိယာမဟာ အပူချိန်နဲ့ ဘယ်လိုဆက်စပ်နေလဲ။ အဖွေသုညနိယာမအရ စနစ်နှစ်ခုသည် တတိယစနစ်တစ်ခုနှင့် အပူချိန်မျှခြေတွင် ရှိနေပါက ၎င်းတို့သည် တစ်ခုနှင့်တစ်ခု အပူချိန်မျှခြေတွင် ရှိနေသည်ဟု ဆိုသည်။ ၎င်းသည် အပူချိန်ဟုခေါ်သော ဂုဏ်သတ္တိတစ်ခု ရှိနေခြင်းကို ဆိုလိုပြီး ၎င်းသည် အပူချိန်မျှခြေရှိ စနစ်အားလုံးအတွက် အတူတူပင်ဖြစ်သည်။
- သာမိုဒိုင်းနမစ်ရဲ့ ပထမနိယာမက ဘာကိုဖော်ပြသလဲ။ အဖွေပထမနိယာမ၊ စွမ်းအင်ထိန်းသိမ်းရေးနိယာမဟုလည်း လူသိများပြီး စွမ်းအင်ကို ဖန်တီး၍မရ၊ ဖျက်ဆီး၍မရ၊ ပုံစံတစ်မျိုးမှ နောက်တစ်မျိုးသို့သာ ပြောင်းလဲ၍မရဟု ဖော်ပြထားသည်။ ပိတ်ထားသောစနစ်တွင် အတွင်းပိုင်းစွမ်းအင်ပြောင်းလဲမှုသည် စနစ်ထဲသို့ထည့်လိုက်သော အပူပမာဏကို စနစ်က ၎င်း၏ပတ်ဝန်းကျင်တွင် လုပ်ဆောင်သောအလုပ်မှ နုတ်ယူလိုက်ခြင်းနှင့် ညီမျှသည်။
- သဘာဝဖြစ်စဉ်တွေရဲ့ ဦးတည်ရာကို နားလည်ဖို့အတွက် သာမိုဒိုင်းနမစ်ရဲ့ ဒုတိယနိယာမဟာ ဘာကြောင့် အရေးပါတာလဲ။ အဖွေဒုတိယနိယာမအရ သီးခြားစနစ်တစ်ခု၏ entropy (သို့မဟုတ် disorder) သည် အမြဲတမ်းတိုးလာသည် သို့မဟုတ် ကိန်းသေဖြစ်နေသည်ဟု ဖော်ပြထားသည်။ ၎င်းက စွမ်းအင်သည် ထိုသို့ပြုလုပ်ခြင်းမှ မတားဆီးပါက အလိုအလျောက် ပျံ့နှံ့သွားပြီး သဘာဝလုပ်ငန်းစဉ်များသို့ လမ်းညွှန်မှုပေးကာ အချို့သော လုပ်ငန်းစဉ်များသည် အလိုအလျောက် ဖြစ်ပေါ်ပြီး အချို့မှာ မဖြစ်ပေါ်ရသည့် အကြောင်းရင်းကို အခြေခံအားဖြင့် ရှင်းပြသည်။
- အင်ထရိုပီဆိုတာ ဘာလဲ၊ စနစ်တစ်ခုရဲ့ ချို့ယွင်းချက်နဲ့ ဘယ်လိုဆက်စပ်နေလဲ။ အဖွေအင်ထရိုပီ ဆိုသည်မှာ အလုပ်လုပ်ရန် မရရှိနိုင်သော စနစ်တစ်ခုရှိ စွမ်းအင်ပမာဏကို တိုင်းတာခြင်း ဖြစ်သည်။ ၎င်းကို စနစ်၏ ရှုပ်ထွေးမှု သို့မဟုတ် ကျပန်းဖြစ်မှုကို တိုင်းတာခြင်းအဖြစ်လည်း မကြာခဏ ဖော်ပြလေ့ရှိသည်။ ယေဘုယျအားဖြင့် အင်ထရိုပီ မြင့်မားခြင်းသည် ရှုပ်ထွေးမှု သို့မဟုတ် ကျပန်းဖြစ်မှု ပိုများခြင်းနှင့် ကိုက်ညီသည်။
- သာမိုဒိုင်းနမစ်၏ တတိယနိယာမသည် ပကတိသုညတွင် ပြီးပြည့်စုံသော ပုံဆောင်ခဲ၏ အန်ထရိုပီကို မည်သို့ဖော်ပြသနည်း။ အဖွေတတိယနိယာမအရ ပြီးပြည့်စုံသော ပုံဆောင်ခဲ၏ entropy သည် ပကတိသုညအပူချိန် (0 Kelvin) တွင် အတိအကျ သုညဖြစ်သည်ဟု ဖော်ပြထားသည်။ ဆိုလိုသည်မှာ ဤအပူချိန်တွင် စနစ်သည် ပြီးပြည့်စုံစွာ အစီအစဉ်တကျရှိသည်။
- ဘာကြောင့် အေးတဲ့ခန္ဓာကိုယ်ကနေ ပူတဲ့ခန္ဓာကိုယ်ကို အပူက သူ့အလိုလို မစီးဆင်းနိုင်တာလဲ။ အဖွေဤအပြုအမူသည် သာမိုဒိုင်းနမစ်၏ ဒုတိယနိယာမ၏ အကျိုးဆက်တစ်ခုဖြစ်သည်။ အပူသည် ပိုအေးသောခန္ဓာကိုယ်မှ ပိုပူသောခန္ဓာကိုယ်သို့ မိမိဘာသာ စီးဆင်းပါက၊ ၎င်းသည် စနစ်၏ ಒಟ್ಟಾರೆ entropy ကို လျော့ကျစေပြီး၊ သဘာဝလုပ်ငန်းစဉ်များက အကျိုးမပြုပါ။
- သာမိုဒိုင်းနမစ်တွင် သီးခြားစနစ်၊ ပိတ်စနစ်နှင့် ပွင့်လင်းစနစ်တို့၏ ကွာခြားချက်ကား အဘယ်နည်း။ အဖွေသီးခြားစနစ်တစ်ခုသည် ၎င်း၏ပတ်ဝန်းကျင်နှင့် စွမ်းအင် သို့မဟုတ် ဒြပ်ဝတ္ထုကို မဖလှယ်ပါ။ ပိတ်ထားသောစနစ်သည် စွမ်းအင်ကို ဖလှယ်နိုင်သော်လည်း ၎င်း၏ပတ်ဝန်းကျင်နှင့် အရေးမကြီးပါ။ ပွင့်လင်းသောစနစ်သည် ၎င်း၏ပတ်ဝန်းကျင်နှင့် စွမ်းအင်နှင့် ဒြပ်ဝတ္ထုနှစ်မျိုးလုံးကို ဖလှယ်နိုင်သည်။
- သာမိုဒိုင်းနမစ်ဘာသာရပ်မှာ “အလုပ်” ဆိုတဲ့ အယူအဆဟာ နေ့စဉ်အသုံးပြုနေတဲ့ “အလုပ်” ဆိုတဲ့ အသုံးအနှုန်းနဲ့ ဘယ်လိုကွာခြားသလဲ။ အဖွေသာမိုဒိုင်းနမစ်တွင် “အလုပ်” ဆိုသည်မှာ အရာဝတ္ထုတစ်ခုသို့ အားသက်ရောက်သည့် စွမ်းအင်လွှဲပြောင်းမှု လုပ်ငန်းစဉ်ကို ရည်ညွှန်းသည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ ဓာတ်ငွေ့တစ်ခုသည် ပစ္စတင်နှင့် ဆန့်ကျင်ဘက်သို့ ကျယ်ပြန့်သွားသောအခါ၊ ၎င်းသည် ပစ္စတင်ပေါ်တွင် အလုပ်လုပ်သည်။ ၎င်းသည် “အလုပ်” ၏ နေ့စဉ်အသုံးပြုမှုနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက ပိုမိုတိကျသော အဓိပ္ပာယ်ဖွင့်ဆိုချက်ဖြစ်ပြီး မည်သည့်တာဝန် သို့မဟုတ် လုပ်ဆောင်ချက်ကိုမဆို ရိုးရှင်းစွာ ဆိုလိုနိုင်သည်။
-
Carnot cycle ဆိုတာဘာလဲ၊ ဘာကြောင့် သာမိုဒိုင်းနမစ်မှာ အရေးပါတာလဲ။ အဖြေ : Carnot cycle ဆိုတာ စံပြ သာမိုဒိုင်းနမစ် cycle တစ်ခုဖြစ်ပြီး၊ အပူကို အလုပ်အဖြစ် ပြောင်းလဲခြင်း (သို့မဟုတ် ပြောင်းပြန်) အတွင်း မည်သည့်ဂန္ထဝင် သာမိုဒိုင်းနမစ် အင်ဂျင်မဆို ရရှိနိုင်တဲ့ စွမ်းဆောင်ရည်အပေါ် အထက်ကန့်သတ်ချက်ကို ပေးစွမ်းပါတယ်။ အင်ဂျင်တစ်ခု လည်ပတ်တဲ့ အပူသိုလှောင်ကန်တွေရဲ့ အပူချိန်တွေအပေါ် အခြေခံပြီး အခြေခံစွမ်းဆောင်ရည် ကန့်သတ်ချက်ကို သတ်မှတ်ပေးလို့ အရေးကြီးပါတယ်။
