位力方程英文解釋翻譯、位力方程的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 virial equation

分詞翻譯：

位的英語翻譯：

digit; location; place; potential; throne
【計】 D
【化】 bit
【醫】 P; position
【經】 bit

力的英語翻譯：

all one's best; force; power; puissance; strength
【化】 force
【醫】 dynamo-; ergo-; force; potency; potentia; Power; stheno-; strength; vis

方程的英語翻譯：

equation

專業解析

位力方程（Virial Theorem）是經典力學和統計物理中的核心定理之一，用于描述多粒子系統在穩定狀态下動能與勢能之間的平衡關系。其名稱源于拉丁語“vis”（意為“力”），中文“位力”則體現了“勢位”與“力”的物理内涵。以下是其詳細解釋：

一、核心定義與數學表述

位力方程定量刻畫了系統總動能 (K) 與總勢能 (U) 的統計關系。對于處于穩态的 (N) 粒子系統，其标量形式為： $$ 2langle K rangle + langle U rangle = 0 $$ 其中 (langle K rangle) 是系統平均動能，(langle U rangle) 是平均勢能。更一般的張量形式為： $$ frac{1}{2}frac{dI}{dt} = 2K + sum mathbf{F}_k cdot mathbf{r}_k $$ 此處 (I) 為系統轉動慣量，(mathbf{F}_k) 為第 (k) 個粒子所受合力，(mathbf{r}_k) 為其位置矢量。

二、物理意義解析

能量平衡關系
方程表明：系統平均動能的絕對值等于平均勢能絕對值的一半（即 (|langle K rangle| = frac{1}{2} |langle U rangle|)）。這一關系揭示了引力束縛系統（如恒星、星系）維持力學平衡的能量分配機制。
标度律推導基礎
在天體物理學中，位力方程被用于推導質量-半徑關系和溫度-光度關系。例如，通過結合理想氣體狀态方程，可導出恒星質光比 (L propto M) 的标度律。

三、典型應用場景

星系動力學
估算暗物質質量：通過觀測星系旋轉曲線獲取 (langle K rangle)，反推引力勢能 (langle U rangle)，從而計算不可見物質的質量分布。
量子化學計算
在Hartree-Fock方法中，位力定理用于驗證電子波函數收斂性，确保分子軌道能量滿足 (langle T rangle = -frac{1}{2} langle V{ee} + V{en} rangle)（(T)為動能，(V)為勢能）。
等離子體物理
描述磁約束聚變裝置中等離子體的宏觀平衡，如托卡馬克裝置中粒子熱運動與電磁約束力的動态平衡。

四、漢英術語對照

中文術語	英文術語
位力方程	Virial Theorem
平均動能	Mean Kinetic Energy
位力系數	Virial Coefficient
自引力系統	Self-gravitating System
位力平衡	Virial Equilibrium

權威參考文獻

朗道《統計物理學》§10 (Landau & Lifshitz, Statistical Physics)
NASA天體物理數據庫：Virial Theorem in Stellar Dynamics
皇家天文學會月刊：Applications of Virial Theorem to Galactic Rotation
《量子化學基礎》徐光憲著（第五章）

網絡擴展解釋

位力方程（Virial Equation）是物理學中一個重要的理論工具，在不同領域有不同的具體形式和應用。以下是兩種主要解釋方向：

1. 熱力學中的位力狀态方程

這是實際氣體狀态方程的展開形式，用于修正理想氣體定律（$PV = nRT$），其一般表達式為： $$ frac{PV}{RT} = 1 + frac{B(T)}{V_m} + frac{C(T)}{V_m} + cdots $$ 其中：

$B(T)$、$C(T)$ 稱為第二、第三位力系數，反映分子間相互作用
$V_m$ 為摩爾體積
溫度$T$不同時，位力系數會改變符號（如$B(T)>0$表示排斥主導，$B(T)<0$表示吸引主導）

該方程通過逐步增加高階項提高精度，在天然氣工程、高壓流體計算中廣泛應用。

2. 天體物理中的位力定理

描述自引力系統（如星雲、星系）中動能與勢能的平衡關系： $$ 2langle K rangle + langle U rangle = 0 $$ 其中：

$langle K rangle$ 為系統平均動能
$langle U rangle$ 為引力勢能
該定理可用于判斷系統是否穩定（需滿足 $-2K < U$）

該定理在恒星形成研究中尤為重要，當氣體雲的引力勢能超過兩倍動能時，系統将發生坍縮。

核心區别

熱力學位力方程：關注物質微觀相互作用對宏觀狀态的影響
位力定理：揭示宏觀自引力系統的動力學平衡條件

兩者均通過統計平均方法建立微觀與宏觀的聯繫，但應用場景和物理量側重點不同。