體積粘性英文解釋翻譯、體積粘性的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 bulk viscosity

分詞翻譯：

體積的英語翻譯：

bulk; cubage; solidity; volume
【化】 volume
【醫】 volume
【經】 cubic measure; volume

粘的英語翻譯：

mucosity; paste; stick; viscidity
【建】 mucopeptide

專業解析

體積粘性（Bulk Viscosity），又稱第二粘性系數（Second Coefficient of Viscosity）或膨脹粘性（Dilatational Viscosity），是流體力學中描述流體抵抗體積變化的粘性特性參數。其詳細解釋如下：

一、物理定義

體積粘性系數（通常記為 (muv) 或 (kappa)）表征流體在壓縮或膨脹過程中因體積變化産生的能量耗散。當流體經曆快速體積變形（如聲波傳播、激波過程）時，分子運動導緻的動量輸運會消耗動能并轉化為熱能，體積粘性正是量化這一耗散效應的物理量。其數學表達式為： $$ sigma{ij} = kappa frac{partial v_k}{partial xk} delta{ij} $$ 其中 (sigma_{ij}) 為粘性應力張量，(frac{partial v_k}{partial xk}) 為速度散度（體積變化率），(delta{ij}) 為克羅内克符號。

二、與剪切粘性的區别

體積粘性與常見的剪切粘性（Shear Viscosity）存在本質差異：

剪切粘性（(mu)）：反映流體抵抗形狀變形的能力（如層流剪切），存在于不可壓縮流體中。
體積粘性（(kappa)）：僅存在于可壓縮流體中，抵抗體積變化，且在靜态流體中為零。

三、實際意義與應用

聲波衰減
聲波在氣體中傳播時，周期性壓縮/膨脹導緻體積粘性耗散能量，是聲波衰減的主要機制之一（尤其在高溫或高壓氣體中）。

激波結構
激波前沿的急劇壓縮過程依賴體積粘性實現能量耗散，避免物理量不連續。

熱力學非平衡态
在快速壓縮過程（如超聲速流動）中，分子平動/轉動自由度的能量弛豫需通過體積粘性建模。

四、典型取值與斯托克斯假設

斯托克斯假設（Stokes' Hypothesis）：
傳統理論假設 (kappa = 0)（即體積變化無耗散），但對多原子氣體（如空氣、二氧化碳）不成立。實驗表明，空氣的 (kappa/mu approx 0.6-1.1)（300K），水蒸氣則高達 (10) 量級。

熵增關聯：
體積粘性直接關聯于熱力學不可逆性，熵增率公式中顯含 (kappa)： $$ rho T frac{ds}{dt} = mu Phi{text{shear}} + kappa ( abla cdot mathbf{v}) $$ 其中 (Phi{text{shear}}) 為剪切耗散項。

參考文獻

Landau, L. D., & Lifshitz, E. M. (1987). Fluid Mechanics (2nd ed.). Pergamon Press. ISBN 978-0-08-033933-7.
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Pierce, A. D. (2019). Acoustics: An Introduction to Its Physical Principles and Applications. Springer. DOI: 10.1007/978-3-030-11214-1
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American Physical Society. (2013). Physical Review E: Statistical Physics. 87(3), 033014. DOI

網絡擴展解釋

體積粘性（也稱為體積粘度或膨脹粘度）是流體力學中一個重要的物理性質，主要用于描述流體在壓縮或膨脹時表現出的内摩擦阻力。以下是其詳細解釋：

1.基本定義

體積粘性是流體内部分子在體積變化（如壓縮或膨脹）過程中産生的不可逆能量耗散特性。它與等熵體積模量（可逆阻力）不同，反映了流體抵抗體積形變的能力。例如，聲波在流體中傳播時，體積粘度會導緻能量逐漸耗散為熱能。

2.物理意義

分子層面：體積粘度源于分子間能量傳遞的延遲，尤其是分子運動中的旋轉和振動自由度需要時間重新分配能量。
宏觀表現：在流體壓縮或膨脹過程中，體積粘度會導緻額外的應力，從而影響流體動力學行為，如可壓縮流體的流動特性。

3.與剪切粘度的區别

剪切粘度（常見粘性）：描述流體層間滑動時的阻力，如蜂蜜的流動性差即因高剪切粘度。
體積粘度：僅與流體體積變化相關，在不可壓縮流體（如水）中通常可忽略，但對可壓縮流體（如氣體、複雜流體）尤為重要。

4.影響因素

流體類型：氣體（如空氣）的體積粘度通常高于液體，但遠低于其剪切粘度。
溫度和壓力：體積粘度隨溫度升高可能降低（如氣體分子動能增加），但具體變化因流體而異。

5.應用場景

體積粘度在聲學、航空航天（如高速氣體流動）和地球物理（如岩漿動力學）等領域有重要意義。例如，在聲波傳播模型中，體積粘度是計算聲波衰減的關鍵參數。

常見流體的體積粘度示例：

空氣（标準條件）：約 (1.8 times 10^{-5} , text{Pa·s})
水：通常近似為零（不可壓縮流體）

如需進一步了解公式推導或具體應用，可參考流體力學教材或專業文獻。