定压比热容英文解释翻译、定压比热容的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 constant-pressure specific heat; specific heat at constant pressure
分词翻译:
定的英语翻译:
book; order; decide; fix; stable; surely; calm
压的英语翻译:
intimidate; keep under control; press; push down; shelve; suppress
【医】 prelum; pressure
比热容的英语翻译:
【化】 specific heat; specific heat capacity
专业解析
定压比热容(Specific Heat Capacity at Constant Pressure),简称定压比热,是热力学中的一个重要物理量。它指的是在恒定压力(p)条件下,单位质量的物质温度升高(或降低)1开尔文(K)或1摄氏度(℃)时,所吸收(或放出)的热量。其标准国际单位是焦耳每千克开尔文(J/(kg·K))。
从汉英词典的角度看,“定压比热容”对应的英文术语是“Specific Heat Capacity at Constant Pressure”。这个术语清晰地传达了其核心含义:
- Specific (比): 指单位质量的属性。
- Heat Capacity (热容): 指物质吸收或释放热量的能力。
- at Constant Pressure (定压): 明确规定了热量传递过程发生的条件是在压力保持不变的情况下。
详细解释与物理意义:
-
定义式:
定压比热容通常用符号 ( C_p ) 表示。其数学定义为:
$$
C_p = frac{1}{m} left( frac{delta Q}{partial T} right)_p
$$
其中:
- ( m ) 是物质的质量。
- ( delta Q ) 是在压力不变(p)的情况下,系统吸收的微小热量。
- ( partial T ) 是系统温度的微小变化。
- 下标 ( p ) 强调该过程是在恒定压力下进行的。
-
物理意义:
- ( C_p ) 衡量了物质在压力不变时储存热能的能力。( C_p ) 值越大,意味着在相同压力下,升高单位温度所需的热量越多,物质“容纳”热量的能力越强。
- 在定压加热过程中,物质吸收的热量不仅用于增加其内能(表现为温度升高),还可能用于对外做功(例如体积膨胀)。因此,对于气体而言,定压比热容 ( C_p ) 总是大于其定容比热容 ( C_v )(在恒定体积下测定的比热容),两者之差等于气体常数 ( R )(对于理想气体: ( C_p - C_v = R ))。
- 对于液体和固体,由于体积随温度变化很小,( C_p ) 和 ( C_v ) 的差异通常很小,在工程计算中常近似相等。
-
单位:
如前所述,国际单位是 J/(kg·K)。有时也会使用 kJ/(kg·K) 或 J/(g·K) 等单位。
-
重要性与应用:
- 工程热力学计算: 在分析锅炉、换热器、燃气轮机、内燃机等涉及热量传递和功转换的设备时,计算工质(如水蒸气、空气、燃气等)在加热或冷却过程中吸收或放出的热量,( C_p ) 是必不可少的参数。
- 化学工程: 在反应器设计、分离过程(如蒸馏、干燥)的能量衡算中需要用到物质的 ( C_p )。
- 材料科学: 研究材料的热性能(如导热性、热膨胀)时,( C_p ) 是基础数据之一。
- 气象学与地球科学: 计算空气团、水体或岩石在温度变化时的热量变化。
- 食品加工: 计算食品在加热、冷却或冷冻过程中的热量需求。
权威参考来源:
- 《工程热力学》经典教材: 国内外众多权威的工程热力学教材(如沈维道、童钧耕主编的《工程热力学》,或 Yunus A. Çengel, Michael A. Boles 所著的 Thermodynamics: An Engineering Approach)都对定压比热容 ( C_p ) 有清晰的定义、物理意义的阐述以及应用举例。这些教材是理解该概念的基础。
- 国际纯粹与应用化学联合会 (IUPAC) 金皮书: IUPAC 在其物理化学术语“金皮书”中明确定义了比热容 (Specific Heat Capacity) 及其在定压条件下的应用,是化学领域的国际标准参考。
- 美国国家标准与技术研究院 (NIST) Chemistry WebBook: NIST 提供了大量物质(尤其是气体和常见液体)在广泛温度和压力范围内的精确热力学数据,包括定压比热容 ( C_p ) 的实验值和计算值,是工程和科学研究中获取可靠物性数据的重要权威来源。
- 《传热学》教材与手册: 在涉及对流换热等计算时,流体的 ( C_p ) 是计算普朗特数 (Prandtl Number) 等无量纲数的关键参数,相关权威教材和手册(如 Frank P. Incropera, David P. DeWitt 所著的 Fundamentals of Heat and Mass Transfer)会强调其重要性。
网络扩展解释
定压比热容是热力学中的重要概念,具体解释如下:
定义
定压比热容(符号为 $C_p$)指在压强保持不变的条件下,单位质量的物质温度升高1K(或1℃)所需吸收的热量。国际单位为J/(kg·K)。对于气体而言,该参数还与物质的状态(如温度、压强)相关。
物理意义
在定压过程中,气体温度升高时会发生膨胀,需要额外吸收热量来补偿对外做功(如推动活塞或气体膨胀),因此定压比热容$C_p$ 大于定容比热容 $C_v$。例如,空气的定压比热容约为1005 J/(kg·K),而定容比热容约为718 J/(kg·K)。
公式表达
-
基本公式:
$$C_p = frac{Q}{m cdot Delta T}$$
其中 $Q$ 为吸收的热量,$m$ 为质量,$Delta T$ 为温度变化。
-
与定容比热容的关系:
$$γ = frac{C_p}{C_v}$$
$γ$ 称为比热容比,常用于理想气体分析。
应用场景
- 工程计算:如内燃机、燃气轮机中气体的热力学过程分析。
- 实验测定:通过测量气体在等压流动中的吸热量和温度变化来确定。
对比定容比热容
参数 |
定压比热容 $C_p$ |
定容比热容 $C_v$ |
条件 |
压强恒定 |
体积恒定 |
物理意义 |
包含对外做功的热量 |
仅反映内能变化 |
数值大小 |
$C_p > C_v$(因需补偿膨胀功) |
$C_v$ 较小 |
如需更完整的实验方法或具体物质数据,可参考热力学教材或权威数据库。
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