絕熱系數英文解釋翻譯、絕熱系數的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 adiabatic coefficient; adiabatic constant
相關詞條:
1.insulatingcoefficient
分詞翻譯:
絕熱的英語翻譯:
【化】 heat insulation
【醫】 adiathermance; adiathermancy
系數的英語翻譯:
coefficient; modulus; quotiety
【計】 coefficient
【化】 coefficient
【醫】 coefficient; quotient
【經】 coefficient; parameter; quotient
專業解析
絕熱系數 (Adiabatic Index),在熱力學和流體力學中是一個關鍵參數,用于描述氣體在絕熱過程(即系統與外界無熱量交換的過程)中的行為特性。其英文對應術語為Adiabatic Index 或Heat Capacity Ratio,音标為 /ˌædiəˈbætɪk ˈɪndeks/。
1. 定義與物理意義
- 絕熱系數通常用希臘字母γ (gamma) 表示。
- 它的核心定義是氣體的定壓比熱容 (Cp) 與定容比熱容 (Cv) 的比值:
$$
gamma = frac{C_p}{C_v}
$$
- 這個比值反映了氣體分子的自由度。單原子氣體(如氦、氩)自由度最少(隻有平動),γ 值最大(約 1.67);雙原子氣體(如氮氣、氧氣)增加了轉動自由度,γ 值約為 1.40;多原子氣體自由度更多,γ 值更小(如二氧化碳約 1.30)。
- 它直接決定了絕熱過程中氣體的壓力 (P) 和體積 (V) 或壓力 (P) 和溫度 (T) 之間的關系:
$$
PV^gamma = text{常數} quad text{或} quad P^{1-gamma} T^gamma = text{常數}
$$
這些方程描述了氣體在快速壓縮或膨脹(來不及進行熱交換)時狀态的變化規律。
2. 重要應用領域
- 聲速計算:氣體中的聲速 (c) 直接依賴于其絕熱系數和溫度 (T):
$$
c = sqrt{gamma frac{RT}{M}}
$$
其中 R 是通用氣體常數,M 是氣體的摩爾質量。γ 值越大,聲速越快。
- 可壓縮流體流動分析:在高速氣體流動(如噴管、渦輪機械、航空航天)中,氣體的壓縮性至關重要。γ 是描述流動特性(如馬赫數、激波)的關鍵參數。
- 熱力學循環分析:在分析理想氣體模型下的熱機循環(如奧托循環、狄塞爾循環、布雷頓循環)效率時,γ 是核心計算參數之一。
- 等熵過程:對于理想氣體,可逆的絕熱過程即是等熵過程。γ 定義了等熵過程中狀态參數的變化關系。
權威參考來源:
- 《工程熱力學》經典教材:如 Yunus A. Çengel & Michael A. Boles 所著的 Thermodynamics: An Engineering Approach 或 Richard E. Sonntag, Claus Borgnakke, Gordon J. Van Wylen 所著的 Fundamentals of Thermodynamics,均在氣體性質、熱力學過程及可壓縮流章節詳細闡述絕熱系數的定義、物理意義和應用。
- 《物理化學》教材:如 Peter Atkins & Julio de Paula 所著的 Physical Chemistry,在分子運動論和熱力學章節會讨論比熱容比與分子自由度的關系。
- NASA Glenn Research Center 技術文檔:NASA 在其關于氣體動力學和推進技術的線上教育資源中,會明确使用并解釋絕熱系數(通常稱為 gamma 或 ratio of specific heats)。例如,在讨論理想氣體定律擴展熵流或噴管流動的頁面中(可在 NASA 官網 Technical Reports Server 或教育闆塊搜索相關主題)。
- 專業詞典與百科:如《牛津物理詞典》(Oxford Dictionary of Physics) 或《麥克勞希爾科技百科全書》(McGraw-Hill Encyclopedia of Science & Technology) 的詞條 “Adiabatic Index” 或 “Ratio of Specific Heats” 提供精确定義。
注: 由于搜索結果未提供具體網頁鍊接,以上來源為熱力學和流體力學領域的公認權威文獻和機構。建議用戶查閱相關經典教材或訪問 NASA、大學工程系等機構的公開教育資源獲取更詳細信息。
網絡擴展解釋
絕熱系數的定義需根據具體學科領域區分,主要涉及以下兩類含義:
一、材料科學中的絕熱系數(導熱系數)
指材料阻止熱量傳導的能力,通常用導熱系數(λ)表示。其定義為:在穩定傳熱條件下,1米厚的均質材料兩側溫差為1開爾文時,單位時間(1小時)内通過1平方米面積傳遞的熱量。
計算公式為:
$$
λ = frac{Q cdot L}{A cdot ΔT}
$$
其中Q為熱量傳遞速度(W),A為面積(m²),L為材料厚度(m),ΔT為溫差(K)。
- 特性:數值越小,隔熱性能越好(如聚苯乙烯泡沫λ≈0.03 W/(m·K))。
- 應用:建築設計中用于選擇保溫材料,例如寒冷地區需選用低λ值的材料提升牆體保溫性。
二、熱力學中的絕熱指數(K)
指理想氣體的定壓比熱容(Cp)與定容比熱容(Cv)的比值,即:
$$
K = frac{C_p}{C_v}
$$
- 物理意義:反映氣體在絕熱過程中膨脹或壓縮時的能量變化特性。
- 實際氣體修正:真實氣體的K值受溫度和壓強影響,需通過聲速測量或狀态方程計算獲得,工程中常用普遍化熱容差圖估算。
應用場景對比
領域 |
參數名稱 |
核心作用 |
典型值範圍 |
建築材料 |
導熱系數 |
評估隔熱性能 |
0.02~0.5 W/(m·K) |
氣體熱力學 |
絕熱指數 |
分析絕熱過程能量變化 |
空氣K≈1.4 |
注:實際使用中需注意術語差異,避免混淆。材料領域側重熱阻能力,熱力學領域側重氣體能量特性。
分類
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