表面熵英文解釋翻譯、表面熵的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 surface entropy
相關詞條:
1.entropyofsurface 2.superficialentropy
分詞翻譯:
表面的英語翻譯:
surface; exterior; facade
【化】 surface
【醫】 superficies; surface
熵的英語翻譯:
entropy
【計】 average information content; entropy
【化】 entropy
【醫】 entropy
專業解析
表面熵(Surface Entropy)是熱力學和表面科學中的重要概念,特指物質表面相對于其體相(bulk phase)所表現出的額外無序度或混亂度的度量。其英文對應術語為Surface Entropy。
定義與物理意義
- 核心定義:表面熵 (( s^{surf} )) 定義為在恒定溫度、壓力和組成條件下,單位表面積 (( A )) 的表面過剩熵(Surface Excess Entropy)。它量化了由于表面存在而導緻的系統總熵的增加量。數學表達式為:
$$
s^{surf} = left( frac{partial S^{ex}}{partial A} right)_{T, p, n_i}
$$
其中 ( S^{ex} ) 是表面過剩熵,( A ) 是表面積。
- 微觀解釋:在體相内部,原子或分子受到周圍鄰居相對均勻的作用力約束,排列較為有序。而在表面,原子/分子的配位數減少,所受約束減弱,具有更高的移動自由度(如振動、擴散)和更寬松的排列可能性(如存在台階、空位、吸附原子等缺陷),導緻表面的構型熵(configurational entropy)和振動熵(vibrational entropy)通常高于體相。這種額外的無序度即為表面熵的微觀來源。
- 單位:國際單位制中,表面熵的單位是焦耳每開爾文每平方米(J K⁻¹ m⁻²)。
與體相熵的區别
- 體相熵(Bulk Entropy)描述的是材料内部(忽略表面效應)的無序度。表面熵則是專門歸因于表面區域存在的熵貢獻。對于納米顆粒、薄膜或具有高比表面積的材料(如多孔材料、催化劑),表面熵對系統總熵的貢獻不可忽略,甚至起主導作用。
重要性及應用
- 表面穩定性與形态:表面熵是決定晶體表面穩定性的關鍵因素之一。高表面熵傾向于穩定那些原子排列更“粗糙”或更無序的表面(如高指數面),因為更高的熵可以補償部分因斷鍵而産生的能量損失(表面能)。這直接影響晶體的平衡形态(Wulff構造)和生長習性。
- 表面相變:在特定溫度下,某些晶體表面可能發生有序-無序相變(如重構、熔化),表面熵的變化是驅動此類相變的重要熱力學量。
- 納米材料熱力學:隨着尺寸減小,納米材料的表面積與體積比急劇增大,表面熵對其熱力學性質(如熔點、熱容、化學反應活性)的影響顯著增強。理解表面熵對于預測和控制納米材料的行為至關重要。
- 吸附與催化:吸附質分子在表面的吸附狀态(有序或無序排列)會改變局域表面熵,進而影響吸附平衡和催化反應的熵變及速率。
引用來源
- Adamson, A. W., & Gast, A. P. (1997). Physical Chemistry of Surfaces (6th ed.). John Wiley & Sons. (經典表面科學教材,涵蓋表面熱力學基礎)
- Somorjai, G. A., & Li, Y. (2010). Introduction to Surface Chemistry and Catalysis (2nd ed.). Wiley. (詳細讨論表面結構、缺陷與熵的關系)
- Zhang, Z., & Lagally, M. G. (1997). Atomistic Processes in the Early Stages of Thin-Film Growth. Science, 276(5311), 377–383. (讨論表面熵在薄膜生長中的作用)
- Frenken, J. W. M., & van der Veen, J. F. (1985). Observation of Surface Melting. Physical Review Letters, 54(2), 134–137. (表面熵在表面熔化相變中的角色)
- Jiang, Q., & Yang, C. C. (2008). Size effect on the thermodynamic properties of metallic nanoparticles. Journal of Physics: Condensed Matter, 20(48), 485210. (納米材料尺寸效應中的表面熵貢獻分析)
網絡擴展解釋
關于“表面熵”這一術語,目前并沒有标準的物理學或信息科學定義,但可以結合“熵”的基本概念和構詞法進行合理推測。以下為綜合分析:
一、熵的核心定義
-
熱力學熵:熵是系統無序程度的度量,其計算公式為:
$$
S = frac{Q}{T}
$$
其中,( S ) 表示熵,( Q ) 為熱能,( T ) 為溫度(單位:開爾文)。
-
信息熵:由香農提出,用于衡量信息的不确定性,計算公式為:
$$
H = -sum p_i log p_i
$$
其中 ( p_i ) 為事件發生的概率。
二、“表面熵”的可能含義
-
材料科學領域
可能指材料表面的分子或原子排列的無序程度。例如,晶體表面因原子排列缺陷或吸附外來粒子,導緻表面熵高于内部。
-
熱力學擴展應用
若将“表面”視為獨立系統,表面熵可指該區域的熱力學熵,可能與表面張力、吸附過程等相關。
-
信息理論引申
在圖像處理或數據科學中,可能用“表面熵”描述二維數據(如圖像像素)的複雜度或信息量。
三、注意事項
- 術語規範性:“表面熵”并非标準術語,需結合具體學科背景理解。
- 文獻參考建議:若涉及學術研究,建議通過文獻數據庫(如Web of Science)查詢相關領域的最新定義。
如需更精準的解釋,請提供具體學科或使用場景。
分類
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