
【化】 dissipation; energy dissipation
能量耗散(Energy Dissipation)的漢英詞典釋義與科學解析
能量耗散指能量在物理系統轉換過程中,因不可逆因素(如摩擦、電阻、黏滞力等)以熱能、聲能等形式散失至環境的現象。其英文對應術語為"Energy Dissipation"(國際标準ISO 80000-5:2019)。該過程遵循熱力學第二定律,導緻系統可用能量減少,熵增加。
物體運動時因摩擦或内阻力轉化為熱能,例如車輛刹車時動能通過制動器摩擦耗散為熱(來源:美國機械工程師學會《ASME機械工程手冊》)。
電流通過電阻時以焦耳熱形式釋放能量,符合公式:
$$
Q = I R t
$$
其中 ( I ) 為電流,( R ) 為電阻,( t ) 為時間(來源:國際電工委員會IEC 60050标準)。
流體流動中因黏滞力産生熱能,如管道中湍流導緻的壓能損失(來源:《流體力學》普朗特著,Springer出版)。
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耗散功率 | Dissipated Power |
耗散速率 | Dissipation Rate |
耗散結構 | Dissipative Structure |
能量耗散是自然界和工程中不可避免的現象,其控制技術直接影響能源效率與系統穩定性。例如,風力發電機通過調節葉片阻尼實現風能的高效捕獲與安全耗散(來源:國際可再生能源機構IRENA報告)。
能量耗散是熱力學中的重要概念,指能量在轉化過程中雖然總量保持不變,但其可利用性(即品質)逐漸降低的現象。以下從核心定義、機制、影響三個層面展開解釋:
能量耗散的本質是能量品質的退化。例如,燃料燃燒時化學能轉化為熱能,但這些熱能無法自動重新聚集為高品位的化學能(如所述)。宇宙總能量守恒,但可利用的能量形式逐漸轉為難以利用的内能,導緻系統做功能力下降。
在開放系統中(如貝納特對流現象),系統通過與外界交換能量維持有序結構。例如,加熱液體形成規則對流圖案時,能量輸入抵消了内部耗散,形成動态有序狀态。這一理論說明能量耗散不僅是損失,也可能驅動複雜結構的形成。
總結來看,能量耗散揭示了能量轉化的方向性限制,是理解能源利用瓶頸和熱力學過程不可逆性的關鍵概念。
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