
【化】 heat of friction
rub; friction; attrition; chafe; grating; grit; scrub
【醫】 friction; frottage; rub; rubbing
ardent; caloric; craze; eager; fever; heat; hot; warm
【化】 heat
【醫】 calor; cauma; febris; fever; fievre; heat; hyperthermia; hyperthermy
phlegmasia; phlegmonosis; pyreto-; pyro-; therm-; thermo-
摩擦熱(frictional heat)是物體表面因相互接觸并産生相對運動時,通過摩擦作用将機械能轉化為熱能的現象。在物理學中,這一過程遵循能量守恒定律,公式可表示為: $$ Q = mu F{text{n}} d $$ 其中$Q$為産生的熱量,$mu$為摩擦系數,$F{text{n}}$為法向力,$d$為滑動距離。
該術語在工程學和材料科學中有廣泛應用,例如機械制動系統、金屬加工潤滑等領域。根據《中國科技術語審定委員會》定義,摩擦熱屬于接觸熱源的一種,其強度與材料屬性、壓力及運動速度直接相關。
權威文獻《英漢機械工程詞彙》特别指出,摩擦熱可能導緻材料性能退化,因此在航空航天等高精度領域需嚴格控制摩擦溫升。實驗研究表明,聚合物材料在摩擦過程中産生的瞬時溫度可達200-400℃(來源:《摩擦學學報》2023年刊載論文)。
摩擦熱是指物體間因相互摩擦而産生的熱量,是機械能轉化為熱能的一種常見現象。以下是詳細解釋:
物理原理
當兩個接觸面發生相對運動時,表面微觀凸起會相互碰撞和擠壓,導緻分子動能增加并轉化為熱能。根據能量守恒定律,損失的機械能(如動能)幾乎全部轉化為熱量,公式可表示為:
$$
Q = F_f cdot d = mu N d
$$
其中,( Q ) 為熱量,( F_f ) 為摩擦力,( mu ) 為摩擦系數,( N ) 為法向壓力,( d ) 為滑動距離。
實際應用
負面影響與應對
摩擦熱可能導緻設備過熱、材料磨損甚至失效。解決方法包括使用潤滑劑減少摩擦系數(如機油)、采用耐高溫材料(如陶瓷塗層)或設計散熱結構(如散熱片)。
科學意義
該現象驗證了熱力學第一定律(能量轉化與守恒),也是摩擦學研究的核心内容之一,對材料科學和機械工程有重要指導價值。
若需定量計算或深入分析特定場景(如高速摩擦的熱分布),需結合熱傳導方程與材料屬性參數。
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