熵産生率英文解釋翻譯、熵産生率的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 rate of entropy production

分詞翻譯：

熵的英語翻譯：

entropy
【計】 average information content; entropy
【化】 entropy
【醫】 entropy

産生率的英語翻譯：

【電】 generation rate

專業解析

熵産生率（Entropy Production Rate）是熱力學中描述系統不可逆過程進行速率的物理量，表示單位時間内系統熵的增加量。它量化了系統因不可逆過程（如熱傳導、黏性耗散、化學反應等）導緻能量耗散的程度，是判斷系統是否處于平衡态的關鍵指标。以下從漢英詞典角度進行詳細解釋：

一、基礎定義

中文術語：熵産生率（Shāng chǎnshēng lǜ）
英文術語：Entropy Production Rate
核心含義：
指系統在不可逆過程中，單位時間内産生的熵（單位為 J/K·s）。其數學表達式為：

$$ sigma = frac{d_i S}{dt} $$

其中 (d_i S) 代表由不可逆過程引起的熵變，(dt) 為時間微元。

二、物理意義

熵産生率直接關聯繫統的能量耗散效率：

非平衡态判據：
- 當 (sigma > 0) 時，系統處于非平衡态；
- 當 (sigma = 0) 時，系統達到平衡态或經曆可逆過程。
能量耗散：
熵産生率越高，表明能量轉化為不可用功的速率越快（如摩擦生熱導緻機械能損失）。

三、數學表達與實例

以熱傳導過程為例，熵産生率可表示為：

$$ sigma = -int frac{mathbf{J}_q cdot abla T}{T}dV $$

其中 (mathbf{J}_q) 為熱流密度，( abla T) 為溫度梯度。該公式表明溫度分布越不均勻，熵産生率越大。

四、學科應用

工程熱力學：
優化熱機效率需最小化熵産生率（如減少換熱器溫差）。

流體力學：
湍流耗散中的熵産生率用于量化流體黏性損失。

非平衡統計物理：
熵産生率是推導漲落定理的核心變量，揭示微觀可逆性與宏觀不可逆性的聯繫。

五、權威參考文獻

熱力學經典著作
Kondepudi, D., & Prigogine, I. (2015). Modern Thermodynamics: From Heat Engines to Dissipative Structures（2nd ed.）. John Wiley & Sons.

（第7章系統闡述熵産生率與耗散結構的關系）

中文标準定義
王竹溪. (2010). 《熱力學（第二版）》. 高等教育出版社.

（第5.3節定義熵産生率并推導其表達式）

研究論文
Martyushev, L. M. (2013). Entropy Production Principle: Recent Developments. Entropy, 15(6), 2102–2112.

（讨論熵産生率在非平衡系統中的應用邊界）

六、中英文術語對照表

中文術語	英文術語	定義場景
熵産生率	Entropy Production Rate	基礎熱力學
局部熵産生率	Local Entropy Production	連續介質力學
最小熵産生原理	Minimum Entropy Production	線性非平衡态理論

熵産生率作為熱力學第二定律的量化工具，揭示了自然界不可逆過程的本質方向性，其研究對能源高效利用和複雜系統分析具有重要意義。

網絡擴展解釋

熵産生率是熱力學中描述系統在不可逆過程中内部熵生成速率的物理量，其核心概念和公式可總結如下：

一、基本定義

熵産生率指系統在非平衡态下，由于不可逆過程（如擴散、熱傳導等）導緻内部熵隨時間增加的速率。它體現了熱力學第二定律的微觀機制，即系統自發趨向無序化的程度。

二、核心公式

根據統計力學推導，熵産生率公式為： $$ P = k D langle ( abla theta) rangle $$ 其中：

$k$：玻爾茲曼常數（$1.38 times 10^{-23} , text{J/K}$）
$D$：擴散系數，反映物質或能量擴散能力
$ abla theta$：離開平衡态速率的空間梯度
$langle cdot rangle$：表示空間平均

該公式表明，熵産生率與擴散能力、系統偏離平衡态的梯度平方成正比。

三、物理意義

微觀機制：源于微觀粒子分布的不均勻性。當系統偏離平衡态時，微觀狀态數密度在空間隨機分布的不均勻性導緻熵增加。
不可逆性度量：熵産生率越大，系統不可逆程度越高。例如氣體自由膨脹時，分子從有序分布變為無序，熵産生率顯著增大。

四、典型應用

氣體自由膨脹：容器内氣體擴散導緻熵産生率隨時間先增大後減小，最終趨于零（達到平衡）。
布朗運動：微粒因分子碰撞産生隨機運動，其位移的統計特性可通過熵産生率量化。
生物系統：分子馬達等生物過程通過消耗能量維持低熵狀态，此時熵産生率與能量耗散率相關。

五、補充說明

與總熵變區别：總熵變包含系統與外界交換的熵（熵流），而熵産生率僅指系統内部不可逆過程産生的熵。
定态系統：在非平衡定态（如穩态傳熱），熵産生率保持恒定，此時系統通過持續熵流維持穩定。

如需更詳細推導或案例，可參考物理學報相關文獻。