绝热指数英文解释翻译、绝热指数的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 adiabatic exponent; adiabatic index
相关词条:
1.specificheatratio 2.adiabaticindex 3.isentropicexponent
分词翻译:
绝热的英语翻译:
【化】 heat insulation
【医】 adiathermance; adiathermancy
指数的英语翻译:
index; index number
【计】 E; exponent; exponential; power of number
【医】 exponent; index
【经】 exponent; index; index number; indexes
专业解析
绝热指数(Adiabatic Index),在热力学和流体力学中是一个关键参数,特指理想气体的定压热容(Cp)与定容热容(Cv)的比值。其标准英文对应术语是Adiabatic Index 或Ratio of Specific Heats,有时也直接称为gamma (γ)。
它的物理意义和详细解释如下:
-
物理定义:
- 绝热指数 γ 定量描述了理想气体在经历绝热过程(即系统与外界没有热量交换的过程)时,其压强(P)与体积(V)变化之间的关系。在可逆绝热过程中,满足关系式 PV^γ = 常数。
- 它反映了气体分子的自由度(degrees of freedom)。气体分子的自由度越高(分子结构越复杂,能储存能量的方式越多),其定容热容 Cv 越大,导致 γ 值越接近 1。
-
数学表达:
绝热指数 γ 的数学定义为:
$$
gamma = frac{C_p}{C_v}
$$
其中:
- ( C_p ) = 定压比热容 (Specific heat capacity at constant pressure)
- ( C_v ) = 定容比热容 (Specific heat capacity at constant volume)
-
典型数值:
- 对于单原子气体(如氦 He、氩 Ar),分子只有平动自由度(3个),理论值 γ = 5/3 ≈ 1.67。
- 对于双原子气体(如氮气 N₂、氧气 O₂、空气,在常温下),分子有平动(3个)和转动(2个)自由度,理论值 γ = 7/5 = 1.4。
- 对于多原子气体(如二氧化碳 CO₂、水蒸气 H₂O),分子自由度更多(平动3个,转动3个,可能还有振动),γ 值更小,通常小于 1.3(例如 CO₂ 在常温下 γ ≈ 1.3)。
重要应用领域:
- 声速计算:声音在气体中的传播速度 ( c ) 直接依赖于绝热指数: ( c = sqrt{gamma frac{P}{rho}} = sqrt{gamma R T} ) (其中 R 是气体常数,T 是热力学温度,ρ 是密度)。这是声速理论的核心公式。
- 可压缩流体流动:在分析气体通过喷管、扩压器、涡轮机械等的流动时,特别是在高速(接近或超过声速)情况下,γ 是描述流动特性(如马赫数、激波关系)的关键参数。
- 热力学过程分析:用于计算绝热膨胀或压缩过程中的温度、压力和体积变化。例如,在发动机循环分析、气体压缩/膨胀设备设计中至关重要。
- 等熵关系:在等熵(即可逆绝热)流动中,气体的状态参数(P, T, ρ)之间的关系由 γ 决定。
权威来源参考:
总之,绝热指数 (γ = Cp/Cv) 是表征理想气体热力学性质(特别是其在绝热过程中的行为)和声学、可压缩流特性的一个基本且重要的无量纲参数,其值由气体分子的微观结构决定。
网络扩展解释
绝热指数是热力学中描述气体绝热过程特性的重要参数,具体解释如下:
一、定义
绝热指数(又称热容比、等熵指数)定义为理想气体的定压比热容((C_p))与定容比热容((C_v))的比值,公式为:
$$
K = frac{C_p}{C_v}
$$
对于理想气体,该比值是常数,由气体分子结构决定。实际气体的绝热指数则受温度、压力等因素影响。
二、符号与别称
- 符号:常用(K)(工程领域)或(gamma)(物理学领域),中也用(kappa)表示。
- 别称:等熵指数、绝热膨胀系数、热容比。
三、物理意义
-
绝热过程特性:表征气体在绝热(无热交换)过程中压强与体积的变化关系,满足方程:
$$
PV^K = text{常数}
$$
-
能量分配:反映气体分子能量在平动、转动、振动自由度上的分配。例如,单原子气体(K=1.66),双原子气体(K=1.41)。
四、影响因素与典型值
气体类型 |
绝热指数((K)) |
示例 |
单原子气体 |
≈1.66 |
氦、氖 |
双原子气体 |
≈1.41 |
氧气、氮气 |
多原子气体 |
≈1.33 |
二氧化碳、水蒸气 |
实际气体的(K)会因温度、压力变化而偏离理想值。
五、应用领域
- 热力工程:用于计算气体膨胀系数(如节流孔板流量测量)。
- 天体物理:描述天体压缩时压力变化的百分比。
- 内燃机设计:分析气体在压缩、膨胀过程中的能量转换效率。
如需更详细数据,可参考搜狗百科或热力学教材。
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