絕熱指數英文解釋翻譯、絕熱指數的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 adiabatic exponent; adiabatic index
相關詞條:
1.specificheatratio 2.adiabaticindex 3.isentropicexponent
分詞翻譯:
絕熱的英語翻譯:
【化】 heat insulation
【醫】 adiathermance; adiathermancy
指數的英語翻譯:
index; index number
【計】 E; exponent; exponential; power of number
【醫】 exponent; index
【經】 exponent; index; index number; indexes
專業解析
絕熱指數(Adiabatic Index),在熱力學和流體力學中是一個關鍵參數,特指理想氣體的定壓熱容(Cp)與定容熱容(Cv)的比值。其标準英文對應術語是Adiabatic Index 或Ratio of Specific Heats,有時也直接稱為gamma (γ)。
它的物理意義和詳細解釋如下:
-
物理定義:
- 絕熱指數 γ 定量描述了理想氣體在經曆絕熱過程(即系統與外界沒有熱量交換的過程)時,其壓強(P)與體積(V)變化之間的關系。在可逆絕熱過程中,滿足關系式 PV^γ = 常數。
- 它反映了氣體分子的自由度(degrees of freedom)。氣體分子的自由度越高(分子結構越複雜,能儲存能量的方式越多),其定容熱容 Cv 越大,導緻 γ 值越接近 1。
-
數學表達:
絕熱指數 γ 的數學定義為:
$$
gamma = frac{C_p}{C_v}
$$
其中:
- ( C_p ) = 定壓比熱容 (Specific heat capacity at constant pressure)
- ( C_v ) = 定容比熱容 (Specific heat capacity at constant volume)
-
典型數值:
- 對于單原子氣體(如氦 He、氩 Ar),分子隻有平動自由度(3個),理論值 γ = 5/3 ≈ 1.67。
- 對于雙原子氣體(如氮氣 N₂、氧氣 O₂、空氣,在常溫下),分子有平動(3個)和轉動(2個)自由度,理論值 γ = 7/5 = 1.4。
- 對于多原子氣體(如二氧化碳 CO₂、水蒸氣 H₂O),分子自由度更多(平動3個,轉動3個,可能還有振動),γ 值更小,通常小于 1.3(例如 CO₂ 在常溫下 γ ≈ 1.3)。
重要應用領域:
- 聲速計算:聲音在氣體中的傳播速度 ( c ) 直接依賴于絕熱指數: ( c = sqrt{gamma frac{P}{rho}} = sqrt{gamma R T} ) (其中 R 是氣體常數,T 是熱力學溫度,ρ 是密度)。這是聲速理論的核心公式。
- 可壓縮流體流動:在分析氣體通過噴管、擴壓器、渦輪機械等的流動時,特别是在高速(接近或超過聲速)情況下,γ 是描述流動特性(如馬赫數、激波關系)的關鍵參數。
- 熱力學過程分析:用于計算絕熱膨脹或壓縮過程中的溫度、壓力和體積變化。例如,在發動機循環分析、氣體壓縮/膨脹設備設計中至關重要。
- 等熵關系:在等熵(即可逆絕熱)流動中,氣體的狀态參數(P, T, ρ)之間的關系由 γ 決定。
權威來源參考:
總之,絕熱指數 (γ = Cp/Cv) 是表征理想氣體熱力學性質(特别是其在絕熱過程中的行為)和聲學、可壓縮流特性的一個基本且重要的無量綱參數,其值由氣體分子的微觀結構決定。
網絡擴展解釋
絕熱指數是熱力學中描述氣體絕熱過程特性的重要參數,具體解釋如下:
一、定義
絕熱指數(又稱熱容比、等熵指數)定義為理想氣體的定壓比熱容((C_p))與定容比熱容((C_v))的比值,公式為:
$$
K = frac{C_p}{C_v}
$$
對于理想氣體,該比值是常數,由氣體分子結構決定。實際氣體的絕熱指數則受溫度、壓力等因素影響。
二、符號與别稱
- 符號:常用(K)(工程領域)或(gamma)(物理學領域),中也用(kappa)表示。
- 别稱:等熵指數、絕熱膨脹系數、熱容比。
三、物理意義
-
絕熱過程特性:表征氣體在絕熱(無熱交換)過程中壓強與體積的變化關系,滿足方程:
$$
PV^K = text{常數}
$$
-
能量分配:反映氣體分子能量在平動、轉動、振動自由度上的分配。例如,單原子氣體(K=1.66),雙原子氣體(K=1.41)。
四、影響因素與典型值
氣體類型 |
絕熱指數((K)) |
示例 |
單原子氣體 |
≈1.66 |
氦、氖 |
雙原子氣體 |
≈1.41 |
氧氣、氮氣 |
多原子氣體 |
≈1.33 |
二氧化碳、水蒸氣 |
實際氣體的(K)會因溫度、壓力變化而偏離理想值。
五、應用領域
- 熱力工程:用于計算氣體膨脹系數(如節流孔闆流量測量)。
- 天體物理:描述天體壓縮時壓力變化的百分比。
- 内燃機設計:分析氣體在壓縮、膨脹過程中的能量轉換效率。
如需更詳細數據,可參考搜狗百科或熱力學教材。
分類
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