熱功當量定律英文解釋翻譯、熱功當量定律的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 law of mechanical equivalent of heat

分詞翻譯：

熱功當量的英語翻譯：

【化】 heat equivalent of work; mechanical equivalent of heat

定律的英語翻譯：

law
【化】 law
【醫】 law

專業解析

熱功當量定律（Law of Mechanical Equivalent of Heat）是熱力學中的基礎定律之一，其核心揭示了熱能（heat energy）與機械功（mechanical work）之間的定量轉換關系。該定律由英國物理學家詹姆斯·普雷斯科特·焦耳（James Prescott Joule）于19世紀通過實驗确立，并成為能量守恒定律的重要支撐。

根據定律内容，1千卡（kcal）的熱量完全轉化為功時，相當于4186焦耳（J）的機械能，即公式為：

J = 4.186 text{J/cal}

這一數值被稱為“熱功當量常數”，表明熱與功本質上是能量的不同形式，可通過固定比例互相轉化。焦耳的實驗通過測量下落重物帶動葉輪攪拌水産生的溫度變化，首次驗證了這一關系，其成果發表于1845年的《哲學雜志》（Philosophical Magazine）。

在漢英對照語境下，“熱功當量”對應英文術語“mechanical equivalent of heat”，而定律的現代表述通常被納入熱力學第一定律，即：

Delta U = Q - W

其中系統内能變化（$Delta U$）等于吸收熱量（$Q$）減去對外做功（$W$）。這一公式進一步統一了熱能與機械能的數學表達，成為工程熱力學和能源科學的基礎理論依據。

網絡擴展解釋

熱功當量定律是熱力學中的基礎概念，揭示了熱量與機械功之間的定量轉換關系。以下是核心要點：

1. 定義與發現者
該定律由英國物理學家詹姆斯·普雷斯科特·焦耳于19世紀通過實驗确立。其核心結論是：熱量與機械功可以相互轉換，且存在固定當量關系。

2. 實驗方法與數值
焦耳通過重物下落帶動槳輪攪拌水的實驗，測量水溫升高所需的機械功，得出：
$$1 , text{卡} (text{cal}) = 4.184 , text{焦耳} (text{J})$$
即消耗1卡熱量可轉化為4.184焦耳的功，反之亦然。

3. 科學意義

推翻熱質說：證明熱是能量形式而非物質，終結了“熱質論”的統治。
能量守恒奠基：為熱力學第一定律（能量守恒）提供實驗依據，統一了力學與熱學。
單位标準化：促成國際單位制中能量統一以“焦耳”計量，但部分領域（如營養學）仍沿用“卡路裡”。

4. 應用領域

工程熱力學中計算熱機效率（如蒸汽機、内燃機）。
能源轉換系統的能量損耗分析。
理解生物體内能量代謝（如食物熱量轉化為生物功）。

總結
熱功當量定律不僅量化了熱與功的轉換關系，更推動了物理學從孤立現象到統一能量觀的跨越，是科學史上裡程碑式的發現。