ច្បាប់ទី១ នៃឌីណាមិច (ភាគ២)

ស្រមៃថាធុងទឹកមួយមានទឹកនៅក្នុង ។ គេអាចបញ្ចូលទឹកបានពីររបៀប ៖ បើកក្បាលទឹកឲ្យហូរចូលតាមបំពង់ ឬក៏យកធុងតូចមកចាក់ចូលដោយដៃ ។ ទឹកនៅក្នុងធុងគឺដូចជា ថាមពលក្នុង របស់ប្រព័ន្ធ ។ ការហូរតាមបំពង់គឺដូចជា កម្តៅ ៖ វាហូរចូលដោយសារសីតុណ្ហភាពខុសគ្នា ។ ការចាក់ដោយដៃគឺដូចជា កម្មន្ត ៖ ត្រូវមានការរំកិលពិតប្រាកដ ទើបថាមពលចូលបាន ។

ឧទាហរណ៍ក្នុងជីវិត ៖ ក្នុងម៉ាស៊ីនរថយន្ត ការឆេះល្បាយ «សាំង-ខ្យល់» ក្នុងស៊ីឡាំងបង្កើតកម្តៅ ។ កម្តៅនេះធ្វើឲ្យសីតុណ្ហភាពនិងសម្ពាធឧស្ម័នកើន ហើយឧស្ម័នរុញពីស្តុងឡើងលើ ។ ដូច្នេះកម្តៅបានក្លាយជាកម្មន្ត ហើយកម្មន្តនោះបង្វិលកង់រថយន្ត ។ ផ្ទុយមកវិញ ពេលអ្នកជិះកង់ចុះចំណោតហើយចាប់ហ្វ្រាំង កម្មន្តចលនាក៏ក្លាយជាកម្តៅនៅក្នុងហ្វ្រាំង ដែលអ្នកមានអារម្មណ៍ថាក្តៅ ។

ឧស្ម័នមួយមើលទៅស្ងាត់ តែនៅខាងក្នុងម៉ូលេគុលរាប់លានកំពុងធ្វើចលនាយ៉ាងលឿន ។ ម៉ូលេគុលនីមួយៗមាន ថាមពលស៊ីនេទិច ព្រោះវាកំពុងធ្វើចលនា ហើយមាន ថាមពលប៉ូតង់ស្យែល ព្រោះវាទាញគ្នាឬរុញគ្នា ។ ផលបូកថាមពលទាំងអស់នោះហើយជាថាមពលក្នុង $U$ ។ យើងមើលឃើញថាមពលក្នុងតាមរយៈ សីតុណ្ហភាព ៖ កាន់តែក្តៅ ម៉ូលេគុលកាន់តែលឿន ថាមពលក្នុងកាន់តែធំ ។

ច្បាប់ទី១ និយាយរឿងសាមញ្ញមួយ ៖ ថាមពលក្នុងកើន ពេលកម្តៅចូល ហើយថយ ពេលឧស្ម័នធ្វើកម្មន្តចេញ ។ ដូចជាគណនីធនាគារ ៖ លុយកើនពេលដាក់ចូល ថយពេលដកចេញ ។

$$\Delta U=Q-W$$

យើងមិនអាចវាស់ $U$ ដោយផ្ទាល់បានទេ ។ យើងវាស់តែ $Q$ (បរិមាណកម្តៅ) និង $W$ (កម្មន្ត) ហើយយកវាមកដកគ្នាទើបដឹងថា $\Delta U$ ប៉ុន្មាន ។

អ្នកឡើងភ្នំមួយ ។ អ្នកអាចឡើងតាមផ្លូវត្រង់ ឬឡើងតាមផ្លូវវាង ។ កម្ពស់ដែលអ្នកឡើងដល់គឺ ដូចគ្នា ទោះផ្លូវណាក៏ដោយ ។ តែចម្ងាយដែលអ្នកដើរ និងញើសដែលអ្នកបង្ហូរ គឺ ខុសគ្នា ។

ក្នុងឌីណាមិចក៏ដូចគ្នា ៖ បម្រែបម្រួលថាមពលក្នុង $\Delta U$ អាស្រ័យតែនឹងភាពដើមនិងភាពស្រេច ។ ចំណែក $Q$ និង $W$ អាស្រ័យនឹង បំណែង (ផ្លូវ) ដែលប្រព័ន្ធដើរ ។

លំនាំបិទ គឺជាលំនាំដែលប្រព័ន្ធចេញពីភាពមួយ ហើយត្រឡប់មកភាពដើមវិញ ។ ដោយសារភាពចាប់ផ្តើមនិងភាពចប់ដូចគ្នា ថាមពលក្នុងមិនប្រែប្រួលទេ ៖ $\Delta U=0$ ដូច្នេះ $Q=W$ ។

លំនាំអ៊ីសូកូរ គឺជាលំនាំដែល មាឌថេរ ។ ពីស្តុងជាប់ស្រាប់ ដូច្នេះគ្មានបម្លាស់ទី គ្មានកម្មន្ត ៖ $W=0$ ។ ដូច្នេះកម្តៅដែលចូលទាំងអស់ទៅជាថាមពលក្នុង ៖ $Q=\Delta U$ ។ ឧទាហរណ៍ ៖ ដាក់កំប៉ុងបិទជិតលើភ្លើង ។

កម្តៅផ្ទេរបានតែពេលអង្គធាតុពីរមាន សីតុណ្ហភាពខុសគ្នា ។ បើសីតុណ្ហភាពស្មើគ្នា គ្មានកម្តៅផ្ទេរទេ ទោះប៉ះគ្នាយូរប៉ុណ្ណាក៏ដោយ ។ ដូច្នេះ សីតុណ្ហភាពខុសគ្នាជាលក្ខណៈចាំបាច់សម្រាប់ផ្ទេរកម្តៅ ។ កម្តៅហូរពីកន្លែងក្តៅទៅកន្លែងត្រជាក់ ។

ក្នុងមេកានិច កម្មន្តស្មើនឹងផលគុណកម្លាំងនិងបម្លាស់ទី ។ បើគ្មានបម្លាស់ទី គ្មានកម្មន្តទេ ។ អ្នករុញជញ្ជាំងយ៉ាងខ្លាំង តែជញ្ជាំងមិនរើ គឺគ្មានកម្មន្ត ។ ដូច្នេះ បម្លាស់ទីជាលក្ខណៈចាំបាច់សម្រាប់បង្កើតកម្មន្ត ។

ថាមពលក្នុង នៃប្រព័ន្ធ គឺជាផលបូកនៃថាមពលស៊ីនេទិច និងថាមពលប៉ូតង់ស្យែលរបស់ធាតុផ្សំទាំងអស់ដែលបង្កើតបានជាប្រព័ន្ធ ។ គេតាងថាមពលក្នុងដោយ $U$ ។ ក្នុងរយៈពេលបម្រែបម្រួលភាព ថាមពលក្នុងផ្លាស់ពី $U_1$ (ភាពដើម) ទៅ $U_2$ (ភាពស្រេច) ។

ថាមពលក្នុងនៃឧស្ម័នបរិសុទ្ធមួយ គឺជាថាមពលស៊ីនេទិចសរុបរបស់ម៉ូលេគុលឧស្ម័ននោះទាំងអស់ ។ ម៉ូលេគុលឧស្ម័នបរិសុទ្ធនៅឆ្ងាយពីគ្នា ដូច្នេះថាមពលប៉ូតង់ស្យែលរវាងម៉ូលេគុលគឺរាប់ថាសូន្យ ។ ដូច្នេះថាមពលក្នុងអាស្រ័យតែនឹងសីតុណ្ហភាព ។

សមីការ (1.27) $\Delta U=Q-W$ និងសមីការ (1.28) $Q=\Delta U+W$ គឺជា ច្បាប់ទី១ នៃឌីណាមិច ។ សមីការទាំងពីរជាសមីការតែមួយ សរសេរបញ្ច្រាសគ្នា ។ ច្បាប់នេះភ្ជាប់ទំហំបី ៖ កម្តៅ $Q$ , កម្មន្ត $W$ និងបម្រែបម្រួលថាមពលក្នុង $\Delta U$ ។

ច្បាប់ទី១ នៃឌីណាមិច ជាអំណះអំណាងរបស់ ច្បាប់អភិរក្សថាមពល ។ ថាមពលមិនកើតឡើងដោយឯកឯង ហើយក៏មិនបាត់ទៅវិញទេ ៖ វាប្តូរពីថាមពលមួយបែបទៅថាមពលមួយបែបផ្សេង ។ ដូច្នេះកម្តៅដែលចូលទៅប្រព័ន្ធ មិនអាចបាត់ទេ ៖ វាក្លាយជាកម្មន្ត ឬបន្ថែមលើថាមពលក្នុង ។

ក្នុងបំណែងទៅឌីណាមិច កម្តៅដែលស្រូបដោយប្រព័ន្ធ ស្មើនឹងផលបូកនៃកម្មន្តដែលបង្កើតឡើងដោយប្រព័ន្ធ និងបម្រែបម្រួលថាមពលក្នុងនៃប្រព័ន្ធ ។

$$Q=W+\Delta U$$

ដើម្បីអនុវត្តច្បាប់ទី១ យើងត្រូវដឹងសញ្ញារបស់ទំហំទាំងបី ៖

• បើកម្តៅផ្ទេរចូលប្រព័ន្ធ $\Rightarrow$ $Q$ វិជ្ជមាន ។ បើប្រព័ន្ធបញ្ចេញកម្តៅ $\Rightarrow$ $Q$ អវិជ្ជមាន ។
• បើកម្មន្តបំពេញដោយប្រព័ន្ធ $\Rightarrow$ $W$ វិជ្ជមាន ។ បើកម្មន្តបំពេញទៅលើប្រព័ន្ធ $\Rightarrow$ $W$ អវិជ្ជមាន ។
• បើថាមពលក្នុងកើន $\Rightarrow$ $\Delta U$ វិជ្ជមាន ។ បើថាមពលក្នុងថយ $\Rightarrow$ $\Delta U$ អវិជ្ជមាន ។

ឧបមាប្រព័ន្ធមួយចេញពីភាពដើមទៅភាពស្រេច តាមបំណែងផ្សេងៗគ្នា (រូប 2.7 បំណែង I , II , III) ។ ក្នុងពិសោធន៍ គេវាស់ $Q_1$ និង $W_1$ សម្រាប់បំណែងនីមួយៗ ។ លទ្ធផលបង្ហាញថា បម្រែបម្រួលថាមពលក្នុងតាមបំណែង I , បំណែង II និងបំណែង III មានតម្លៃស្មើគ្នា ។ ពីលទ្ធផលនេះ គេទាញបានគោលការណ៍មួយ ហៅថា គោលការណ៍ភាពដើម និងភាពស្រេច ។

គោលការណ៍ភាពដើម និងភាពស្រេច ចែងដូច្នេះ ៖ កាលណាប្រព័ន្ធមួយចេញពីភាពដើមទៅភាពស្រេច ដោយបូរតែកម្មន្ត $W$ និងកម្តៅ $Q$ ជាមួយមជ្ឈដ្ឋានក្រៅ នោះ ផលបូកពិជគណិត $Q-W$ អាស្រ័យតែនឹងភាពដើម និងភាពស្រេច វាមិនអាស្រ័យនឹងផ្លូវ (បំណែង) ដែលប្រព័ន្ធដើរនោះទេ ។

កាលណាប្រព័ន្ធមួយដើរតាម បំណែងបិទ (ជ្រុងស៊ីកមួយ) ដោយបូរតែកម្មន្តនិងកម្តៅជាមួយមជ្ឈដ្ឋានក្រៅ នោះ ៖

• បើវាធ្វើ (បំពេញ) កម្មន្ត ($W>0$) វាផ្តល់កម្តៅចេញ ($Q<0$) ។
• បើវាទទួលកម្មន្ត ($W<0$) វាស្រូបកម្តៅចូល ($Q>0$) ។
• បរិមាណកម្តៅ និងកម្មន្តដែលប្រព័ន្ធបានបូរជាមួយមជ្ឈដ្ឋានក្រៅ មាន តម្លៃដាច់ខាតស្មើគ្នា ។

ក្នុងបំណែងទៅឌីណាមិច កម្តៅស្រូបដោយប្រព័ន្ធ ស្មើនឹងផលបូកកម្មន្តដែលបង្កើតឡើងដោយប្រព័ន្ធ និងបម្រែបម្រួលថាមពលក្នុងនៃប្រព័ន្ធ ៖

$$Q=\Delta U+W$$

រូបមន្ត៖ បម្រែបម្រួលថាមពលក្នុង

$$\Delta U=U_2-U_1$$

- $\Delta U$ ៖ បម្រែបម្រួលថាមពលក្នុងនៃប្រព័ន្ធ (ឯកតា៖ J, ហ្សូល)

- $U_1$ ៖ ថាមពលក្នុងនៅភាពដើម (ឯកតា៖ J)

- $U_2$ ៖ ថាមពលក្នុងនៅភាពស្រេច (ឯកតា៖ J)

- ប្រើពេលណា៖ គ្រប់ពេលដែលប្រព័ន្ធផ្លាស់ពីភាពដើមទៅភាពស្រេច ។

- ចំណាំ៖ $\Delta U>0$ មានន័យថាថាមពលក្នុងកើន ។ $\Delta U<0$ មានន័យថាថាមពលក្នុងថយ ។

- ទម្រង់បំប្លែង៖ $U_2=U_1+\Delta U$, $U_1=U_2-\Delta U$

គេមិនអាចវាស់ $U_1$ ឬ $U_2$ ដោយផ្ទាល់បានទេ ។ គេវាស់តែ $\Delta U$ តាមរយៈ $Q$ និង $W$ ដូចក្នុងរូបមន្ត ៤.៤ ។

រូបមន្ត៖ ករណីគ្មានកម្មន្ត

$$\Delta U=Q$$

- $\Delta U$ ៖ បម្រែបម្រួលថាមពលក្នុង (ឯកតា៖ J)

- $Q$ ៖ បរិមាណកម្តៅផ្ទេរចូលប្រព័ន្ធ (ឯកតា៖ J)

- ប្រើពេលណា៖ ពេលប្រព័ន្ធមិនបំពេញកម្មន្ត និងគ្មានកម្មន្តលើប្រព័ន្ធ ($W=0$) ដូចជាមាឌថេរ ។

- ចំណាំ៖ កម្តៅចូលទាំងអស់ក្លាយជាថាមពលក្នុង ។ បើប្រព័ន្ធបញ្ចេញកម្តៅ $Q<0$ នោះ $\Delta U<0$ ។

- ទម្រង់បំប្លែង៖ $Q=\Delta U$, $W=0$

រូបមន្ត៖ ករណីគ្មានកម្តៅ

$$\Delta U=-W$$

- $\Delta U$ ៖ បម្រែបម្រួលថាមពលក្នុង (ឯកតា៖ J)

- $W$ ៖ កម្មន្តបំពេញដោយប្រព័ន្ធ (ឯកតា៖ J)

- ប្រើពេលណា៖ ពេលប្រព័ន្ធមិនបូរកម្តៅជាមួយមជ្ឈដ្ឋានក្រៅ ($Q=0$) តែបំពេញកម្មន្ត ។

- ចំណាំ៖ ពេលឧស្ម័នរីកមាឌប្រឆាំងនឹងមជ្ឈដ្ឋានក្រៅ ($W>0$) ថាមពលក្នុងថយ ដូច្នេះ $\Delta U$ អវិជ្ជមាន ។

- ទម្រង់បំប្លែង៖ $W=-\Delta U$, $Q=0$

រូបមន្ត៖ ច្បាប់ទី១ នៃឌីណាមិច

$$\Delta U=Q-W(1.27)$$

$$\text{ឬ}Q=\Delta U+W(1.28)$$

- $\Delta U$ ៖ បម្រែបម្រួលថាមពលក្នុងនៃប្រព័ន្ធ (ឯកតា៖ J, ហ្សូល)

- $Q$ ៖ បរិមាណកម្តៅផ្ទេរចូលប្រព័ន្ធ (ឯកតា៖ J) — បញ្ចេញកម្តៅ $Q<0$

- $W$ ៖ កម្មន្តបំពេញដោយប្រព័ន្ធ (ឯកតា៖ J) — កម្មន្តលើប្រព័ន្ធ $W<0$

- ប្រើពេលណា៖ គ្រប់បំណែងទៅឌីណាមិច ដែលប្រព័ន្ធបូរតែកម្តៅនិងកម្មន្តជាមួយមជ្ឈដ្ឋានក្រៅ ។

- ចំណាំ៖ សមីការ (1.27) និង (1.28) ជាសមីការតែមួយ ។ គេប្រើ (1.28) ពេលស្វែងរក $Q$ និង (1.27) ពេលស្វែងរក $\Delta U$ ។

- ទម្រង់បំប្លែង៖ $W=Q-\Delta U$, $Q=\Delta U+W$

កុំច្រឡំ៖ ក្នុងមេរៀននេះ $W$ គឺ កម្មន្តដែលប្រព័ន្ធបំពេញ (ឧស្ម័នរីកមាឌ $\Rightarrow$ $W>0$) ដូច្នេះច្បាប់ទី១សរសេរ $\Delta U=Q-W$ ។ សៀវភៅខ្លះសរសេរ $\Delta U=Q+W$ ព្រោះគេយក $W$ ជាកម្មន្តដែល ធ្វើលើ ប្រព័ន្ធ ។ សញ្ញាខុសគ្នា តែច្បាប់ដូចគ្នា ។ ត្រូវប្រើសញ្ញាមួយបែបតែមួយពីដើមដល់ចប់ ។