Молекулярная физика
Формулы молекулярной физики
Формула концентрации молекул
Здесь n — концентрация 
, N — количество молекул (безразмерное), V — объем 
.
Формула плотности
Здесь 
— плотность вещества 
, m — масса вещества (кг), V — объем .
Формула относительной молекулярной массы
Здесь 
— относительная молекулярная масса (безразмерная), 
— масса одной молекулы (кг), 
— масса атома углерода (кг).
Формула количества вещества (количества молей)
Здесь v — количество вещества (количество молей) (моль), m — масса вещества (кг), М — молярная масса (кг/моль).
Формулы массы одной молекулы
Здесь 
— масса одной молекулы (кг), т — масса вещества (кг), N — количество молекул (безразмерное), М — молярная масса (кг/моль), 
— число Авогадро, — плотность вещества , n — концентрация молекул .
Формулы количества молекул
Здесь A — количество молекул (безразмерное), п — концентрация молекул , V— объем , v — количество вещества (количество молей) (моль), 
— число Авогадро 
, m — масса вещества (кг), 
— масса одной молекулы.
Формулы средней квадратичной скорости молекул
Здесь 
— средняя квадратичная скорость молекул (м/с), R = 8,31 Дж/(моль • К) — молярная газовая постоянная, Т — абсолютная температура (К), М — молярная масса (кг/моль), 
Дж/К — постоянная Больцмана, — масса одной молекулы (кг).
Основное уравнение кинетической теории идеального газа
Здесь р — давление газа (Па), — масса одной молекулы (кг), n — концентрация молекул , 
— средняя квадратичная скорость молекул (м/с), 
— средняя кинетическая энергия молекул (Дж).
Формула средней кинетической энергии молекул
Здесь 
— средняя кинетическая энергия молекул (Дж), 
— масса одной молекулы (кг), 
— средняя квадратичная скорость молекул (м/с).
Связь шкал Цельсия и Кельвина
Здесь Т — абсолютная температура (К), t — температура по шкале Цельсия.
Связь средней кинетической энергии молекул идеального газа с абсолютной температурой
Здесь — средняя кинетическая энергия молекул (Дж), k — постоянная Больцмана (Дж/К), Т — абсолютная температура (К).
У равнение состояния идеального газа — уравнение Клапейрона — Менделеева
Здесь р — давление газа (Па), V — объем , т — масса газа (кг), М — молярная масса (кг/моль), R — молярная газовая постоянная (ДжДмоль • К), Т — абсолютная температура (К), v — количество вещества (количество молей) (моль), 
— объем моля 
.
Объединенный газовый закон — уравнение Клапейрона
при 
Здесь 
— давление (Па), объем 
и абсолютная температура (К) газа в первом состоянии, 
— давление (Па), объем и абсолютная температура (К) газа во втором состоянии.
Закон Бойля — Мариотта (изотермический процесс)
при 
Здесь Т — абсолютная температура газа (К), m — масса газа (кг), 
— давление (Па) и объем газа в первом состоянии, 
— давление (Па) и объем газа во втором состоянии.
Закон Гей-Люссака (изобарный процесс)
при 
Здесь р — давление газа (Па), m — масса газа (кг), 
и 
— объем и абсолютная температура (К) газа в первом состоянии, 
— объем и абсолютная температура (К) газа во втором состоянии.
Закон Шарля
при 
Здесь V — объем газа , m — масса газа (кг), 
— давление (Па) и абсолютная температура (К) газа в первом состоянии, 
— давление (Па) и абсолютная температура (К) газа во втором состоянии.
Связь давления идеального газа с концентрацией его молекул и температурой
Здесь р — давление газа (Па), к — постоянная Больцмана (Дж/К), п — концентрация молекул газа , абсолютная температура Т (К).
Формулы относительной влажности
Здесь 
— относительная влажность (безразмерная или в %), р — плотность водяного пара в воздухе при данной температуре 
— плотность насыщенного водяного пара при той же температуре 
— давление водяного пара в воздухе при данной температуре (Па), 
— давление насыщенного водяного пара в воздухе при той же температуре (Па).
Работа при изобарном изменении объема газа
Здесь А — работа (Дж), р — давление газа (Па), 
— изменение объема газа 
— соответственно начальный и конечный объемы газа .
Внутренняя энергия идеального одноатомного газа
Здесь U — внутренняя энергия газа (Дж), m — масса газа (кг), М — молярная масса газа (кг/моль), R — молярная газовая постоянная (Дж/(моль • К), Т — абсолютная температура (К), v — количество вещества или число молей (моль), 
— изменение внутренней энергии (Дж), 
— изменение температуры (К).
Первый закон термодинамики
Здесь Q — количество теплоты, переданное термодинамической системе (Дж), 
— изменение внутренней энергии системы (Дж), А — работа против внешних сил (Дж)
Применение первого закона термодинамики к термодинамическим процессам
к изотермическому: при 
к изохорному: при V = const
к изобарному: при р = const
к адиабатному: при Q = 0
Здесь Т — абсолютная температура (К), — изменение внутренней энергии (Дж), Q — количество теплоты (Дж), А — работа (Дж), V — объем 
, р — давление (Па).
Формулы количества теплоты при нагревании или охлаждении тел
Здесь Q — количество теплоты, переданное телу при нагревании или отданное им при охлаждении (Дж), с — удельная теплоемкость вещества (Дж/(кг • К), т — масса тела (кг), 
— изменение температуры тела по шкале Цельсия, 
и 
— температуры тела в начале и в конце процесса передачи теплоты по шкале Цельсия, 
— изменение абсолютной температуры тела (К), 
— абсолютные температуры тела в начале и в конце процесса передачи теплоты (К), 
— теплоемкость тела (Дж/К).
Формула количества теплоты при плавлении или кристаллизации
Здесь Q — количество теплоты (Дж), т — масса тела (кг), 
— удельная теплота плавления вещества (Дж/кг).
Формула количества теплоты при парообразовании или конденсации
Здесь Q — количество теплоты (Дж), m — масса тела (кг), r — удельная теплота парообразования (Дж/кг).
Формула количества теплоты при сгорании топлива
Здесь Q — количество выделившейся теплоты, m — масса топлива (кг), q — удельная теплота сгорания (Дж/кг).
Коэффициент полезного действия теплового двигателя
Здесь 
— коэффициент полезного действия (безразмерный или в %), 
— работа, совершенная двигателем (Дж), 
— количество теплоты, полученное рабочим веществом от нагревателя (Дж), 
— количество теплоты, отданное рабочим веществом холодильнику (Дж).
Коэффициент полезного действия идеального теплового двигателя
Здесь — коэффициент полезного действия идеального теплового двигателя (безразмерный или в %), 
— абсолютная температура нагревателя (К), 
— абсолютная температура холодильника(К).
Эта теория со страницы подробного решения задач по физике, там расположена теория и подробное решения задач по всем темам физики:
Возможно вам будут полезны эти страницы:
Образовательный сайт для студентов и школьников
Копирование материалов сайта возможно только с указанием активной ссылки «www.lfirmal.com» в качестве источника.
© Фирмаль Людмила Анатольевна — официальный сайт преподавателя математического факультета Дальневосточного государственного физико-технического института
Основная особенность используемых в настоящее время систем единиц состоит в том, что между единицами разных величин имеются определенные соотношения. Эти соотношения установлены теми физическими законами (определениями), которыми связываются между собой измеряемые величины. Так, единица скорости выбрана таким образом, что она выражается через единицы расстояния и времени. При выборе единиц скорости используется определение скорости. Единицу силы, например, устанавливают при помощи второго закона Ньютона.
При построении определенной системы единиц, выбирают несколько физических величин, единицы которых устанавливают независимо друг от друга. Единицы таких величин называют основными. Единицы остальных величин выражают через основные, их называют производными.
Таблица единиц измерения «Пространство и время»
Физическая величина
Символ
Единица измерения физической величины
Ед. изм. физ. вел.
Описание
Примечания
l, s, d
Протяжённость объекта в одном измерении.
Протяженность объекта в двух измерениях.
Протяжённость объекта в трёх измерениях.
α, φ
Величина изменения направления.
α, β, γ
Быстрота изменения координат тела.
метр в секунду в квадрате
м/с 2
Быстрота изменения скорости объекта.
рад/с =
Скорость изменения угла.
радиан на секунду в квадрате
рад/с 2 =
Быстрота изменения угловой скорости
Таблица единиц измерения «Механика»
Физическая величина
Символ
Единица измерения физической величины
Ед. изм. физ. вел.
Описание
Примечания
Величина, определяющая инерционные и гравитационные свойства тел.
килограмм на кубический метр
кг/м 3
Масса на единицу объёма.
Масса на единицу площади.
кг/м 2
Отношение массы тела к площади его поверхности
Масса на единицу длины.
Отношение массы тела к его линейному параметру
кубический метр на килограмм
м 3 /кг
Объём, занимаемый единицей массы вещества
килограмм в секунду
Масса вещества, которая проходит через заданную площадь поперечного сечения потока за единицу времени
кубический метр в секунду
м 3 /с
Объёмный расход жидкости или газа
килограмм-метр в секунду
кг•м/с
Произведение массы и скорости тела.
экстенсивная, сохраняющаяся величина
килограмм-метр в квадрате в секунду
кг•м 2 /с
Мера вращения объекта.
килограмм-метр в квадрате
кг•м 2
Мера инертности объекта при вращении.
Действующая на объект внешняя причина ускорения.
Произведение силы на длину перпендикуляра, опущенного из точки на линию действия силы.
Произведение силы на время её действия
Давление, механическое напряжение
Па = (кг/(м·с 2 ))
Сила, приходящаяся на единицу площади.
Дж = (кг·м 2 /с 2 )
Скалярное произведение силы и перемещения.
Дж = (кг·м 2 /с 2 )
Способность тела или системы совершать работу.
экстенсивная, сохраняющаяся величина, скаляр
Вт = (кг·м 2 /с 3 )
Скорость изменения энергии.
Таблица единиц измерения «Периодические явления, колебания и волны»
Физическая величина
Символ
Единица измерения физической величины
Ед. изм. физ. вел.
Описание
Примечания
Промежуток времени, за который система совершает одно полное колебание
Частота периодического процесса
Число повторений события за единицу времени.
Циклическая (круговая) частота
рад/с
Циклическая частота электромагнитных колебаний в колебательном контуре.
секунда в минус первой степени
Периодический процесс, равный числу полных циклов, совершённых за единицу времени.
Расстояние между двумя ближайшими друг к другу точками в пространстве, в которых колебания происходят в одинаковой фазе.
метр в минус первой степени
Пространственная частота волны
Таблица единиц измерения «Тепловые явления»
Физическая величина
Символ
Единица измерения физической величины
Ед. изм. физ. вел.
Описание
Примечания
Средняя кинетическая энергия частиц объекта.
кельвин в минус первой степени
Зависимость электрического сопротивления от температуры
gradT
Изменение температуры на единицу длины в направлении распространения теплоты.
Теплота (количество теплоты)
Дж = (кг·м 2 /с 2 )
Энергия, передаваемая от одного тела к другому немеханическим путём
джоуль на килограмм
Дж/кг
Кол-во теплоты, которое необходимо подвести к веществу, взятому при температуре плавления, чтобы расплавить его.
Кол-во теплоты, поглощаемой (выделяемой) телом в процессе нагревания.
джоуль на килограмм-кельвин
Дж/(кг•К)
Теплоёмкость единичной массы вещества.
джоуль на килограмм
Дж/кг
Мера необратимого рассеивания энергии или бесполезности энергии.
Таблица единиц измерения «Молекулярная физика»
Физическая величина
Символ
Единица измерения физической величины
Описание
Примечания
моль
Количество однотипных структурных единиц, из которых состоит вещество.
M, μ
кг/моль
Отношение массы вещества к количеству молей этого вещества.
Дж/моль
Энергия термодинамической системы.
джоуль на моль-кельвин
Дж/(моль•К)
Теплоёмкость одного моля вещества.
метр в минус третьей степени
Число молекул, содержащихся в единице объема.
килограмм на кубический метр
кг/м 3
Отношение массы компонента, содержащегося в смеси, к объёму смеси.
моль на кубический метр
моль/м 3
Содержание компонента относительно всей смеси.
В, μ
квадратный метр на вольт-секунду
м 2 /(В•с)
Коэффициент пропорциональности между дрейфовой скоростью носителей и приложенным внешним электрическим полем.
Таблица единиц измерения «Электричество и магнетизм»
Физическая величина
Символ
Единица измерения физической величины
Ед. изм. физ. вел.
Описание
Примечания
Протекающий в единицу времени заряд.
ампер на квадратный метр
А/м 2
Сила электрического тока, протекающего через элемент поверхности единичной площади.
Кл = (А·с)
Способность тел быть источником электромагнитных полей и принимать участие в электромагнитном взаимодействии.
экстенсивная, сохраняющаяся величина
Электрический дипольный момент
Электрические свойства системы заряженных частиц в смысле создаваемого ею поля и действия на неё внешних полей.
кулон на квадратный метр
Кл/м 2
Процессы и состояния, связанные с разделением каких-либо объектов, преимущественно в пространстве.
Изменение потенциальной энергии, приходящееся на единицу заряда.
Работа сторонних сил (некулоновских) по перемещению заряда.
Отношение силы F, действующей на неподвижный точечный заряд, помещённый в данную точку поля, к величине этого заряда q
Мера способности проводника накапливать электрический заряд
Ом = (м 2 ·кг/(с 3 ·А 2 ))
сопротивление объекта прохождению электрического тока
Удельное электрическое сопротивление
Способность материала препятствовать прохождению электрического тока
Способность тела (среды) проводить электрический ток
Векторная величина, являющаяся силовой характеристикой магнитного поля
Величина, учитывающая интенсивность магнитного поля и занимаемую им область.
Напряженность магнитного поля
Разность вектора магнитной индукции B и вектора намагниченности M
А•м 2
Величина, характеризующая магнитные свойства вещества
Величина, характеризующая магнитное состояние макроскопического физического тела.
Коэффициент пропорциональности между электрическим током, текущим в каком-либо замкнутом контуре, и полным магнитным потоком
Дж = (кг·м 2 /с 2 )
Энергия, заключенная в электромагнитном поле
Объемная плотность энергии
джоуль на кубический метр
Дж/м 3
Энергия электрического поля конденсатора
Мощность в цепи переменного тока
Величина, характеризующая нагрузки, создаваемые в электротехнических устройствах колебаниями энергии электромагнитного поля в цепи переменного тока
Суммарная мощность с учетом активной и реактивной ее составляющих, а также отклонения формы тока и напряжения от гармонической
Таблица единиц измерения «Оптика, электромагнитное излучение»
Физическая величина
Символ
Единица измерения физической величины
Ед. изм. физ. вел.
Описание
Примечания
Количество световой энергии, излучаемой в заданном направлении в единицу времени.
Световая, экстенсивная величина
Физическая величина, характеризующая количество «световой» мощности в соответствующем потоке излучения
Физическая величина, характеризует способность энергии, переносимой светом, вызывать у человека зрительные ощущения
Отношение светового потока, падающего на малый участок поверхности, к его площади.
люмен на квадратный метр
лм/м 2
Световая величина, представляющая собой световой поток
кандела на квадратный метр
кд/м 2
Сила света, излучаемая единицей площади поверхности в определенном направлении
Дж = (кг·м 2 /с 2 )
Энергия, переносимая оптическим излучением
Таблица единиц измерения «Акустика»
Физическая величина
Символ
Единица измерения физической величины
Ед. изм. физ. вел.
Описание
Примечания
Переменное избыточное давление, возникающее в упругой среде при прохождении через неё звуковой волны
кубический метр в секунду
м 3 /с
Отношение объема сырья, подаваемого в реактор в час к объему катализатора
Скорость распространения упругих волн в среде
ватт на квадратный метр
Вт/м 2
Величина, характеризующая мощность, переносимую звуковой волной в направлении распространения
скалярная физическая величина
паскаль-секунда на кубический метр
Па•с/м 3
Отношение амплитуды звукового давления в среде к колебательной скорости её частиц при прохождении через среду звуковой волны
ньютон-секунда на метр
Указывает силу, необходимую для движения тела при каждой частоте
Физическая величина
Символ
Единица измерения физической величины
Ед. изм. физ. вел.
Описание
Примечания
Масса объекта, находящегося в состоянии покоя.
Величина, выражающая влияние внутренних взаимодействий на массу составной частицы
Элементарный электрический заряд
Минимальная порция (квант) электрического заряда, наблюдающегося в природе у свободных долгоживущих частиц
Дж = (кг·м 2 /с 2 )
Разность между энергией состояния, в котором составляющие части системы бесконечно удалены
Период полураспада, среднее время жизни
Время, в течение которого система распадается в примерном отношении 1/2
Величина, характеризующая вероятность взаимодействия элементарной частицы с атомным ядром или другой частицей
Величина, равная отношению общего числа распадов радиоактивных ядер нуклида в источнике ко времени распада
Энергия ионизирующего излучения
Дж = (кг·м 2 /с 2 )
Вид энергии, высвобождаемой атомами в форме электромагнитных волн (гамма- или рентгеновское излучение) или частиц
Поглощенная доза ионизирующего излучения
Доза, при которой массе 1 кг передаётся энергия ионизирующего излучения в 1 джоул
Эквивалентная доза ионизирующего излучения
Поглощенная доза любого ионизирующего излучения, равная 100 эрг на 1 грамм облученного вещества
Экспозиционная доза рентгеновского и гамма-излучения
кулон на килограмм
Кл/кг
отношение суммарного электрического заряда ионов одного знака от внешнего гамма-излучения
Обозначения в физике с несколькими буквами
Специальные символы
Для удобства написания и чтения в среде ученых физиков принято использовать специальные символы, характеризующие те или иные явления и свойства.
Скобки
В физике принято использовать не только формулы, которые применяют в математике, но и специализированные скобки.
Диакритические знаки
Диакритические знаки добавляются к символу физической величины для обозначения определённых различий. Ниже диакритические знаки добавлены для примера к букве x.