热力学功用英文解释翻译、热力学功用的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【机】 thermodynamic function

分词翻译：

热力学的英语翻译：

energetics; thermodynamics
【化】 thermodynamics

功用的英语翻译：

function; use
【医】 role

专业解析

热力学功用的定义与核心概念

热力学功用（Thermodynamic Work）指系统与外界通过宏观力作用（如机械力、电磁力等）传递能量的过程，其本质是能量在有序运动形式下的传递。与热量传递（无序分子运动）不同，功的传递需通过广义力（如压力、扭矩）与广义位移（如体积变化、角度变化）的耦合实现。例如，气体膨胀推动活塞时，系统对外做功；反之，压缩气体则外界对系统做功。

数学表达与热力学定律

热力学功的定量描述基于状态函数的变化。对于封闭系统，体积功（最常见形式）定义为：

delta W = -P{text{ext}} dV

其中 ( P{text{ext}} ) 为外界压强，( dV ) 为体积变化。热力学第一定律将功与内能（( Delta U )）、热量（( Q )）关联：

Delta U = Q + W

（系统吸热 ( Q>0 )，对外做功 ( W<0 )）。克劳修斯积分定理进一步将可逆功与熵变关联：

oint frac{delta Q_{text{rev}}}{T} = 0

表明可逆循环中功的转化效率受温度约束。

分类与工程应用

体积功（Boundary Work）：因系统边界移动产生，如内燃机活塞运动（来源：《工程热力学基础》，高等教育出版社）。
轴功（Shaft Work）：通过旋转轴传递，常见于涡轮机、压缩机（来源：Cengel, Y. A., & Boles, M. A. Thermodynamics: An Engineering Approach）。
电功（Electrical Work）：电场力驱动电荷定向移动的能量，应用于热电转换器件。

与热量的本质区别

功是能量传递的有序形式，其转换效率可达到100%（如理想机械运动）；热量则是无序分子碰撞传递的能量，受热力学第二定律限制，无法完全转化为功。卡诺定理指出，热机最大效率仅取决于高低温热源温度：

eta_{text{max}} = 1 - frac{T_C}{T_H}

（( T_C ) 为冷源温度，( T_H ) 为热源温度）。

学术与工业意义

热力学功是能源转换的核心参数。例如，在朗肯循环（蒸汽发电）中，工质膨胀推动涡轮做轴功；燃料电池则将化学能直接转化为电功。现代工程通过优化功的传递路径（如减少摩擦耗散）提升系统效率，相关理论支撑了绿色能源技术的发展。

来源说明

：王补宣. 《工程热力学》. 科学出版社.
：Moran, M. J., et al. Fundamentals of Engineering Thermodynamics. Wiley.

网络扩展解释

“热力学功用”这一表述可能存在术语混淆。通常热力学中讨论的核心概念是“热力学功”（Thermodynamic Work）和“热力学函数”（如内能、焓、熵等）。以下分别解释：

一、热力学功（Thermodynamic Work）

定义：热力学功是系统与外界之间通过宏观有序运动（如体积变化）传递的能量形式。它是过程量，与路径相关。

公式：
对于准静态过程，体积功的计算为：
$$
W = -int_{V_1}^{V2} P{text{ext}} , dV
$$
其中 ( P_{text{ext}} ) 是外界压强，负号表示系统对外做功时功为负。

常见类型：

体积功（最常见）：如气体膨胀或压缩。
非体积功：如电功、表面张力功等。

二、热力学函数（Thermodynamic Functions）

若用户实际想问的是“热力学函数”，则指描述系统状态的函数，例如：

内能（( U )）：系统微观粒子动能与势能总和。
焓（( H )）：( H = U + PV )，适用于等压过程。
熵（( S )）：表征系统无序度，满足 ( dS geq frac{delta Q}{T} )。
吉布斯自由能（( G )）：( G = H - TS )，判断等温等压过程的方向性。
亥姆霍兹自由能（( F )）：( F = U - TS )，用于等温等容过程。

三、可能的误解与补充

若“功用”指热力学功的实际应用，可举例：

热机效率：通过卡诺循环计算最大功输出（( W = Q_H - Q_C )）。
工程系统：如内燃机、制冷机中功与热的转换。

建议根据具体语境进一步明确术语。若需特定公式或案例的扩展，可补充说明。