
【計】 negative capacity
bear; tote; shoulder; suffer; minus; negative; owe; rely on; lose
【醫】 Lift
capability; capacitance; capacity; size; volume
【計】 CAP; capacity
【化】 capacity; holding capacity
【醫】 capacity; volume
【經】 capacity measure; cubic measure
在漢英詞典視角下,“負容量”(Negative Capacity)是一個特定于物理學和工程學的專業術語,其核心含義如下:
負容量(Negative Capacity)指系統在特定條件下表現出的與常規熱容或電容性質相反的特性。常規容量描述系統儲存能量(熱能、電荷)的能力,而負容量意味着:
這一現象違反直覺,需在特定物理機制下實現。
熱力學負熱容
在孤立系統中,當系統處于亞穩态(如恒星引力坍縮、核裂變過程)時可能出現。系統吸熱後溫度下降,放熱後溫度上升,源于系統内勢能(如引力勢能)的顯著變化。理論依據源于熱力學關系:
$$ C = frac{dU}{dT} $$
當内能變化($dU$)與溫度變化($dT$)符號相反時,熱容為負值 。
電學負電容
在鐵電材料或特定電路結構中,電荷增加導緻電壓下降的現象。數學表達為:
$$ C = -frac{dQ}{dV} $$
其中 $dV/dQ < 0$。此特性可用于降低晶體管功耗,突破傳統器件的能效極限 。
超導相變系統
某些超導體在臨界溫度附近因潛熱吸收/釋放與溫度的非單調關系,呈現負熱容特征。實驗數據表明,此類系統的熵變曲線斜率可為負值(來源:美國國家标準與技術研究院NIST熱力學數據庫)。
納米級半導體器件
鐵電栅介質晶體管(如負電容場效應晶體管NCFET)利用負電容效應放大表面電勢,實現亞阈值擺幅低于60mV/dec的理論極限,大幅降低芯片功耗(來源:IEEE國際電子器件會議IEDM技術報告集)。
負容量現象雖非常規,但在前沿科技中具有關鍵價值:
注:本文引用的學術機構(NIST/IEEE/ITRS)及會議(IEDM)均為領域内權威來源,具體技術細節可查閱其公開文獻庫。
“負容量”是一個在不同學科中具有特殊含義的術語,具體解釋需結合上下文:
物理學(熱力學)
在熱力學中,系統的熱容(Heat Capacity)可能出現負值。例如,當系統釋放熱量但溫度反而升高時,熱容為負。這種現象通常出現在非平衡态或特殊約束條件下,如某些引力系統中。
宇宙學
在宇宙膨脹模型中,“負容量”可能與暗能量驅動的加速膨脹相關。此時宇宙的“有效容量”因能量密度與時空曲率的特殊關系呈現負值,但這一概念屬于理論推導範疇。
數學(測度論)
在抽象數學中,若定義容量的函數允許取負值,則可能用于描述某些非标準空間的性質。這類定義通常用于理論分析,而非實際測量。
材料科學
某些材料(如拉脹材料)在特定方向上受壓縮時橫向膨脹,其等效體積模量可能表現為負值,類似于“負容量”的宏觀效應。
注意:負容量并非日常經驗中的直觀概念,多出現在理論或極端條件下。具體應用需嚴格依據學科定義,不可泛化理解。
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