A legfontosabb fizikai mennyiségek


A legfontosabb fizikai mennyiségek

A fizikai mennyiségek jelei dőlt betűvel használatosak.
Az osztásjelet is tartalmazó mértékegységeket emeletes törtként szokás írni,
                   J
például (fajhő): -----
                 kg.0C

név                            jel     mértékegység
aktivitás                      A       Bq
amplitúdó                      A       m
anyagmennyiség                 n       mol
belső energia                  U
bomlási állandó                       1/s
csúsztató- /nyíró-/ feszültség        Pa
dioptria                       D       1/m
dózis                          D       Gy
égés-, olvadás-, forráshő      L       J/kg
elektrokémiai egyenérték       k       mg/C
elektromos áramerősség         I       A
elektromos ellenállás          R       
elektromos feszültség          U       V
elektromos térerősség          E       V/m
elektromos töltés              Q       C
elektromos vezetés             G       S
elmozdulás                     s       m
energia                        E       J
erő                            F       N
fajhő                          c       J/(kg.0C)
fajhőviszony                   
fajlagos aktivitás             a       1/kg s
fajlagos ellenállás                   m
fajlagos olvadáshő             L       kJ/kg
fajlagos térfogat              v       m3/kg
fajlagos vezetés                      S/m
fajsúly                               N/m3
felületi feszültség                   N/m
fényáram                              lm
fényerősség                    I       cd
folyadék áramláserőssége       I       m3/s
fordulatszám                   n       1/s
forgatónyomaték                M       m.N
frekvencia                     f       Hz
gázállandó                     R       J/mol.K
gyorsulás                      a       m/s2
hatásfok                              -
hőáram                                W
hőátadási tényező                     W/m2.K
hőmennyiség                    Q       J
hőmérséklet                    T, t    K, 0C
hőmérséklet-tényező                   1/0C
hővezetési tényező                    W/m.K
hosszúság                      l       m
hullámhossz                           m
hullámintenzitás               I       W/m2
húzó-, nyomófeszültség                Pa
idő                            t       s
impulzus                       p       Ns
induktivitás                   L       H
kapacitás                      C       F
körfrekvencia                         Hz
lendület                       I       kg.m/s
mágneses fluxus                       Wb
mágneses gerjesztés                   A
mágneses indukció              B       T
mágneses térerősség            H       A/m
megvilágítás                   E       lx
moláris fajhő                  C       J/(mol.0C)
munka                          W       J
nyomás                         p       Pa
sebesség                       v       m/s
síkszög                         stb.  rad
sűrűség                               kg/m3
súrlódási együttható                  -
szögsebesség                          rad/s
szubjektív hangerősség         H
tehetetlenségi nyomaték               kgm2
teljesítmény                   P       W
térfogat                       V       m3
térszög                        ,     sr
terület                        A       m2
tömeg                          m       kg

Fizikai állandók Avogadro-állandó: NA = 6,0225.1023/mol (0,012 kg 12C atomjainak száma) bármely (kémiailag homogén) gáz adatai: V0 = 22,414 l = 0,022414 m3 p0 = 1,10325.105 N/m2 T0 = 0 0C = 272,15 K m = 1 mol (= M gramm) általános gázállandó: R = 8,3143 J/mol.K Boltzmann-állandó: k = R = 1,38.10-23 J/K nehézségi gyorsulás a Földön, átlagérték: g = 9,80665 m/s2 a sarkokon: g = 9,83221 m/s2 az Egyenlítőn: g = 9,78049 m/s2 normál légköri nyomás a Földön: g = 1,013325.105 N/m2 gravitációs állandó: f vagy = 6,67.10-11 m3/kgs2 a fény sebessége légüres térben: c = (2,99792452±0,3.10-6).108 m/s a vákuum permittivitása, elektromos állandó: 0 = 8,855.10-12 C2/Nm2 = 1:(0c2) = 8,855.10-12 As/Vm a vákuum permeabilitása, mágneses állandó: 0 = 4.10-7 Vs/Am Planck-állandó: h = 6,625.10-34 Js Rydberg-féle frekvenciaállandó: R = 3,29.1015 Hz Rydberg-féle hullámszám: R* = 1,09737.107 1/m Faraday-állandó: F = 9,6487.107 As/kg-egyenérték elemi töltés: e = 1,602.10-19 C atomi tömegegység, az atom nyugalmi energiája: u = 1,6605.10-27 kg 931,478 MeV elektron nyugalmi tömege és energiaértéke: me = 9,109.10-31 kg = 5,486.10-4 u 0,511 MeV elektron fajlagos töltése: e/me = 1,7588.1011 As/kg proton nyugalmi tömege és energiaértéke: mp = 1,6725.10-27 kg = 1,00726 u 938,26 MeV neutron nyugalmi tömege és energiaértéke: mn = 1,6748.10-27 kg = 1,00866 u 939,55 MeV
Mechanikai képletek ` az előtte álló mennyiség átlaga (vízszintes felülvonást helyettesít) A képletekben két betűvel megjelölt mennyiségek is szerepelnek. Ezek úgy különíthetők el a szorzástól, hogy egy képletben értéket kaptak. a` = v:t s = v`t v (szabadesés) = gt s (szabadesés) = g:2 t2 p = mv = m:V v (fajlagos térfogat) = 1: = G:V = g, ahol G = mg a homogén test súlya p = F:A Fs = Fn, ahol Fs a súrlódási erő (iránya a mozgási iránnyal ellentétes), Fn a testre a felület által merőlegesen ható nyomóerő Fg = (g:r)Fn, ahol Fg a gördülő súrlódás, Fn a felület merőleges nyomóereje, r a gördülő test sugara M = Fk = , ahol k az erőkar (+M az óramutató járásával ellentétes irányú) W = Fs W = Fs cos , ha F és s szöget zár be egymással P = W:t = mr2 E (mozgási) = mv2:2 E (forgási) = 2:2 = Wh:Wö, ahol Wh a hasznosított munka, Wö a befektetett összes munka vk (I. kozmikus sebesség) = fM:R, ahol M és R a Föld tömege, illetve sugara vp (II. kozmikus sebesség) = vk 2 vh (III. kozmikus sebesség) = vm2+vp2, ahol vm = v2-vp2 a v > vp sebességgel indított test végtelen távolságban is megmaradó sebessége = = F:A, ahol A a merőleges keresztmetszet F (közegellenállás) = kAv2, ahol a k arányossági tényező a test (szembenézeti) alakja szerint: körlap 1, gömb 0,4, konvex félgömb (szemből félgömb) 0,3, konkáv félgömb (szemből körlap) 1,2, áramvonalas test 0,04
Vízszintesen elhajított test az origóból induló test helye t idő múlva x = v0t, y = g:2 t2, ahol v0 a vízszintes irányú egyenes vonalú egyenletes mozgás sebessége a két sebességkomponens vx = v0, vy = gt az eredő sebesség v = vx2 + vy2
Ferdén elhajított test (légüres térben!) az origóból induló test helye t idő múlva x = (v0 cos )t, y = (v0 sin )t - g:2 t2, ahol v0 a ferde irányú egyenes vonalú egyenletes mozgás sebessége, az indulási iránynak a vízszintessel bezárt szöge a két sebességkomponens vx = v0 cos , vy = v0 sin - gt az eredő sebesség v = vx2 + vy2 a test te = (v0 sin ):g ideig emelkedik, legnagyobb emelkedési magassága h = (v0 sin )te - g:2 te2 az egész mozgás tm = 2te ideig tart a test d = (v0 cos )tm távolságra jut
Egyenletes körmozgás T idő alatt a forgástengelytől r távolságra levő tömegpont 2r körívet fut be, sebessége v = 2r : T a fordulatszám n = 1:T, az idő T = 1:n t idő alatt megtett szögelfordulás esetén a szögsebesség = :t, = t, a megtett út (ívhossz) s = r
Egyszerű gépek Az egyszerű gépekben két erő összefüggését vizsgáljuk: G a teher, F az azt kiegyensúlyozó gépi, állati vagy emberi erő. A teher és az erő viszonya az áttétel vagy módosítás (m). Emelőrendszerű gépek emelők, állócsiga (kétoldalú emelő), mozgócsiga (egyoldalú emelő), hengerkerék (kétoldalú emelő) - az egyensúly feltétele az erő és a teher forgatónyomatékának egyenlőségéből határozható meg Lejtőrendszerű gépek lejtő, ék, csavar - az egyensúly feltétele vagy vektorfelbontással, vagy az erő és a teher munkájával állapítható meg emelő: m = G:F, ahol G és F a két erőkar (k1, k2) = Gs1:Fs2, ahol s1 és s2 a két kar végének elmozdulása állócsiga: a Ge súlyú ember, ha a kötél végét a függőlegestől mért szögben tartja, és a talaj és a talpa közötti tapadó súrlódási együttható 0, G = (0Ge) : (sin + 0 cos ) terhet tud egyensúlyban tartani mozgócsiga: F = G:2 csigasor: F = G:(2n), ahol n az állócsigák száma = a mozgócsigák száma arkhimédészi vagy hatvány csigasor: F = G:2^n (n lásd csigasor) hengerkerék: F = G(r:R), ahol r a henger, R a vele közös tengelyre ékelt kerék sugara m = R:r differenciális hengerkerék: F = G:2 [(R-r):k], ahol R > r a két hengerrész sugara (a kötél a kisebbről a nagyobbra tekeredik), k a forgatókar m = 2k:(R-r) lejtő: F = G sin = G(h:l), ahol a lejtő szöge a vízszintessel, h a magassága, l a hosszúsága Fl = Gh, ahol Fl az erő, Gh a teher munkája a súrlódás beszámításával F = G(tg +:[1- tg ]) csavar: F = G(h:[2r]), ahol r a csavar belső sugara, h a csavarmenet hossza ék: F = 2G sin = G(h:l), ahol az ék szöge, l az ék lapjának hossza, h az ék mint háromszög szögével szembeni oldal hossza (az ék hátlapja) a súrlódás beszámításával F = 2G(sin ± cos ) ezek szimmetrikus ékre érvényesek
Folyadék A folyadék nyomása p = Ahg az A alapterületű egyenes hengerben, ahol h a folyadékoszlop magassága, a sűrűsége. Az áramlás erőssége I = V:t, ahol t az áramlás ideje.
Rezgés-, hangtani képletek f = 1:T, ahol T az egy periódus megtételéhez szükséges idő f (fonálinga) = 1:(2) g:l; T = 2 l:g, ahol l az inga hossza = cT = c:f, ahol c a hullámterjedés állandó sebessége (állandó sűrűségű és rugalmasságú közegben) y = A sin 2 (t:T - x:) a haladó hullámmozgás képlete, ahol x, y koordináták, A amplitúdó I (hullámintenzitás) = 1:2 cA22 f (húr) = 1:(2l) F:(A), ahol l a húr hossza, A a keresztmetszete, az anyagának sűrűsége, F a húrt feszítő erő
Doppler-féle jelenség f = f0 [c:(c+v)], ahol v a hangforrás sebessége a nyugvó megfigyelőhöz képest, f0 a hang frekvenciája, c a hang terjedési sebessége (- közeledés, + távolodás) f = f0 [(c±vm):c], ahol vm a megfigyelő sebessége a nyugvó hangforráshoz képest (+ közeledés, - távolodás) f = f0 [(c±vm):(c+v)], ahol v < c a hangforrás, vm a megfigyelő sebessége a Földhöz képest; közeledéskor a felső, távolodáskor az alsó előjelet kell venni
Hőtan Az M molsúlyú gáz egy molekulájának tömege = 1/NA Q = Kt = cmt, ahol t a hőmérséklet-növekedés, K = Q/t a hőkapacitás (c = K/m = Q/mt) = cp/cv, ahol cp a gáz állandó nyomáson mért fajhője, cv az állandó térfogaton mért fajhője (hőátadás) = Q/t = AT, ahol a hőátadási tényező (hőátvitel) = kAT, ahol k a hőátviteli tényező Q (olvadás-, párolgás-, forrás-, szublimációs hő) = Lm
Gázok állapotváltozásai Izotermikus változás (a hőmérséklet állandó): pV = állandó Izobár változás (a nyomás állandó): V:T = állandó Izochor változás (a térfogat állandó): p:T állandó Adiabatikus változás (a gáz és környezete között nincs hőcserélődés): pV^ = állandó Politropikus változás (valószerű) változás: az izoterma és adiabata közé esik
A négyütemű Otto-féle benzinmotor Szívóütem: a dugattyú lefelé mozog, gázkeveréket szív be a szívószelepen keresztül; a kipufogószelep zárva van. Sűrítőütem: a dugattyú felfelé mozog, és a gázkeveréket összenyomja. A nyomás 0,8-1 MPa, a hőmérséklet kb. 600 0C. A szelepek zárva vannak. Munkaütem: villamos szikra a gázkeveréket felrobbantja. A kb. 2,5-3,5 MPa nyomású, 1500 0C-os égő gáz a dugattyút lefelé nyomja. A szelepek zárva vannak. Kipufogóütem: a felfelé mozgó dugattyú az égésterméket a kipufogószelepen kinyomja; a szívószelep zárva van. Gazdasági hatásfoka 25-30%
A kétütemű motor Szívó- és sűrítőütem: a felfelé haladó dugattyú a forgattyúházba a porlasztón keresztül gázkeveréket szív, ugyanakkor a hengerben sűrít. Munka- és kipufogóütem: a robbanás a dugattyút lefelé mozgatja; ez a forgattyúházban a gázkeveréket elősűríti. Mielőtt a dugattyú elérné legmélyebb helyzetét, szabaddá teszi a kipufogónyílást és valamivel később az áteresztőcsatornát; így a hengerbe az eltávozott égéstermék helyére a forgattyúházban elősűrített gázkeverék kerül. Szokásos üzemanyaga 0,05 rész olaj, 1 rész benzin és 16 rész levegő
A dízelmotor A beszívott, majd 3-5 MPa-ra összenyomott és ezáltal kb. 600 0C-ra felmelegedett levegőbe fecskendezik be a porlasztott nyersolajat. A magas hőmérsékleten az üzemanyag meggyullad és folyamatosan ég el. Gazdasági hatásfoka 35-45%
Gyújtótávolság 1/f = (n-1)(1/r1+1/r2), ahol f a lencse gyújtótávolsága (gyűjtőlencsére pozitív, szórólencsére negatív), r1 és r2 a lencsét határoló két gömbfelület sugara (domborúaké pozitív, homorúaké negatív, síkfelületé ), n a lencse anyagának a közegre vonatkoztatott relatív törésmutatója; 1/f a dioptria (D)
Elektromosságtan I = Q:t U = W:Q = W:It = IR P = W:t = UI R = U:I = (l:A), ahol a fajlagos ellenállás G = 1/R (fajlagos vezetés) = 1/ (fajlagos ellenállás) (hőmérséklet-tényező) = R:(R0t), ahol R a hőmérséklet-változás, R0 a vezető kiindulási hőmérséklete W = Pt = UIt = I2Rt = U2:R.t E (elektromos térerősség) = F:Q Q = CU C (síkkondenzátor kapacitása) = (A:d), ahol d a lemezek távolsága, a permittivitás (F/m) (mágneses fluxus) = BA H = IN/l UL (önindukciós feszültség nagysága) = L(l:t) U (váltóáram) = Blv, ahol v a mozgatott vezetőkeret erővonalakra merőleges sebesség-összetevője, l az erővonalakat metsző vezetődarab hossza; a pillanatnyi feszültség u = Blv0 sin , a legnagyobb feszültség U0 = Blv0, ohmos ellenálláson zárt körben a pillanatnyi áramerősség i = I0 sin ; v0 a keret külső pontjainak kerületi sebessége, = t a keretnek az erővonalakra merőleges helyzettől mért szögelfordulása Soros kapcsolás esetén az eredő ellenállás az egyes ellenállások összege. Párhuzamos kapcsolás esetén az eredő ellenállás reciproka az ellenállások reciprokainak az összege.
Mágneses indukció Egyenes vezető: B = 0I:(2R), ahol R a vezetőtől mért távolság Körvezető (egymenetes tekercs): B = 0(I:2R) Kis keresztmetszetű, hosszú tekercs: B = 0(IN:l) = 0H, ahol N a menetszám, l a tekercs hossza, = IN
Lézer A lézersugár nagymértékben párhuzamos, koherens és majdnem pontosan homogén. A rubinlézer 6,943.10-7 m hullámhosszúságú sötétvörös egyszínű5 fénye 10-4 cm2 felületre koncentrálva kb. 1012 W/m2 fényenergia-sűrűséget létesít kereken 5.10-4 s ideig. Hatásfoka kb. 1%.
Kvantumelmélet A Bohr-Sommerfeld-féle atommodellben az elektronok állapotát négy kvantált fizikai mennyiséggel, kvantumszámmal jellemezték. Az n főkvantumszám (pályaszám) a zavartalan állapotú atomban az elektron energiaértékét határozza meg. Az elektronhéjak jelölése n = 1, 2, 3, 4 esetén K, L, M, N. Az l mellékkvantumszám (vagy pályaszám) jellemzi a kör vagy ellipszis pályán az elektron impulzusnyomatékát. Értéke 0 és n-1 közötti egész szám. A mellékvantumszámok l = 0, 1, 2, 3 értékeit (alhéjak) s, p, d, f betűkkel jelöljük. (Például n = 2 főkvantumszámú és l = 0 mellékkvantumszámú elektron jelölése 2s, n = 3 esetén l = 0, 1, 2 elektronokat 3s, 3p, 3d alakban írjuk.) Az ugyanazon n főkvantumszámú pályán levő elektronok számát kitevőszerű számmal jelezzük (például a 10-es rendszámú Ne esetén az 1s22s22p6 felírás azt jelenti, hogy az első főkvantumpályán [n = 1, l = 0] két s elektron, a másodikon [n = 2, l = 0, 1] két s és hat p elektron van). Az m mágneses kvantumszám az elektron pályájának a pályasíkra merőleges helyzetétől függő mágneses nyomatékát jellemzi, a külső mágneses vagy elektromos térhez viszonyítva. Ha ilyen erőtér van, lehetséges értékei m = ±l, ±(l-1), ..., ±2, ±1, 0 (ha például l = 1, akkor m = -1, 0, 1). Az s spinkvantumszám az elektronnak tengely körüli forgásából (perdületéből) adódó, a forgási tengellyel párhuzamos irányú mágneses nyomatékát jellemzi; értéke 1/2 vagy -1/2.
A periódusos rendszer rendszám = magtöltések száma = elektronok száma atomtömeg (u) = mC/12, ahol mC a 12-es atomtömegű szénizotóp tömege periódusszám = a felhasznált (megkezdett) elektronhéjak száma csoportszám = az atom külső héján levő elektronok száma lantanidák: a P-héjon 2, az N-héjon 18-32 elektron aktinidák: a Q-héjon 2, az O-héjon 18-32 elektron az egyenlő rendszámú, de különböző atomsúlyú elemek az izotópok; szétválasztásuk kémiailag nem lehetséges, csak fizikai módszerekkel
Természetes radioaktivitás -sugarak: pozitív töltésű He-ionok (erőtérben keskeny nyaláb) töltésük a pozitív elemi töltés kétszerese: 3,2.10-19 C tömegük kb. négyszerse a H-atom tömegének sebességük a kibocsátó anyagtól függően 14000-22000 km/s erős ionizáló hatásúak normál nyomású levegőben hatástávolságuk pár cm -sugarak: negatív töltésű elektronok (erőtérben széthajló nyaláb) sebességük széles határok között, közel c-ig változik tömegük az -részecskéknél kb. 7200-szor kisebb ionizáló hatásuk kicsi hatástávolságuk levegőben 40-60 cm -sugarak: irányukat elektromos vagy mágneses térben nem változtatják nagy energiájú elektromágneses sugarak rezgésszámuk eléri a 1021 Hz-et áthatolóképességük igen nagy ionizáló hatásuk kicsi Radioaktív bomlás Az alsó index a rendszám, a felső a tömegszám (egymás alatt értendő!) Az atomsúly csökkenésével járó bomlás: 22688Ra -> 22286Rn + 42He (42He az -sugárzás) Az atomsúlyt nem csökkentő bomlás: 22588Ra -> 22589Ac + 0-1e (0 tömegszámú, -1 rendszámú e: --sugárzás) T1/2 (felezési idő) = 0,693/ (bomlási állandó)
Törvények Newton I. törvénye Minden (pontszerű) test megtartja nyugalmi állapotát vagy egyenes vonalú egyenletes mozgását, amíg külső erő mozgási állapotának megváltoztatására nem kényszeríti. Newton II. törvénye (a dinamika alaptörvénye) Haladó mozgást végző testre ható erő (F) és az általa létesített gyorsulás (a) egyenesen arányos, az arányossági tényező pedig a mozgatott test tömegére (m) jellemző állandó: F = ma. Newton III. törvénye Ha egy testre egy másik test erőhatást gyakorol, akkor az erővel egyidejűleg mindig fellép egy vele egyenlő nagyságú, de ellenkező irányú erő. Az erőhatás (akció) egyenlő az ellenhatással (reakció). Kepler I. törvénye A bolygók a Nap körül ellipszispályán keringenek, amelynek egyik gyújtópontjában a Nap áll. Kepler II. törvénye A Nap és a bolygók közti vezérsugár egyenlő idők alatt egyenlő területeket súrol: vt = A:t = állandó, ahol vt a területi sebesség; a bolygók keringési sebessége tehát a Naptól számított távolsággal fordítottan arányos. Kepler III. törvénye A bolygók keringési időinek négyzetei egyenesen arányosak az ellipszispályák nagytengelyei köbeivel: t2:T2 = a3:a3. Az általános tömegvonzás törvénye Az égitestek között ható vonzóerő egyenesen arányos a testek tömegeivel, és fordítottan arányos a közöttük levő távolság négyzetével: F = f(mM:r2), ahol f a gravitációs állandó. Hooke-törvény Rugalmas alakváltozás esetén a megnyúlás a húzóerővel és a huzal hosszával egyenesen, a keresztmetszettel pedig fordítottan arányos: l = 1:E Fl:A, ahol a huzal hossza l, keresztmetszetének területe A, a húzóerő F, a megnyúlás l. E a rugalmassági modulus Pa-ban, az anyagtől függő állandó. Pascal törvénye Zárt folyadékra ható külső nyomás minden irányban gyengítetlenül terjed tovább. Közlekedőedények Az alul közös csővezetékkel összekötött közlekedőedényekben a nyugvó folyadék az edény alakjától függetlenül mindenütt egyenlő magasságban áll. Egymással nem keveredő folyadékoknak a közös érintkezési szinttől mért magasságai a folyadékok sűrűségeivel fordítva arányosak. Arkhimédész törvénye Minden folyadékba merülő testre felhajtóerő hat, amely az általa kiszorított folyadék súlyával egyenlő nagyságú, de ellenkező irányú. Ha a V térfogatú test sűrűsége , a folyadéké f, akkor a test súlya G = Vg, a folyadékba mártott testre ható erők eredője Fe = G - Vfg = = V( - f)g. Ha G > F ( > f), a test lesüllyed; ha G < F, a test emelkedik (úszik); ha G = F ( = f), a test lebeg. Jurin-féle törvény Ugyanarra a folyadékra a hajszálcsöves emelkedés (vagy süllyedés) és a cső belső sugarának szorzata hr = 2 : g = állandó. Boyle-Mariotte-törvény Állandó hőmérsékleten a zárt gáztömeg p nyomásának és V térfogatának szorzata pV = állandó. (V = m:.) Folytonosság törvénye A folyadék v áramlási sebességének és a cső A keresztmetszetének szorzata I = Av = állandó. Bernoulli törvénye Változó keresztmetszetű csőben az áramlás sebessége a csőkeresztmetszettel fordítva arányos. Torricelli törvénye A kis nyíláson át kiáramló folyadék sebessége v = 2gh, vagyis a sűrűségtől függetlenül h magasságból szabadon eső test sebességével egyenlő. Huygens-Fresnel-féle elv A hullámfelület minden pontja elemi hullámok kiindulópontja. A hullámjelenség a térben ott észlelhető, ahol az elemi hullámok interferencia révén erősítik egymást. Weber-Fechner-féle pszichofizikai törvény A hangérzet erőssége H = 10 lg I1/I2, dB. Gay-Lussac I. törvénye Az ideális gáz térfogata állandó nyomáson 1 0C hőmérséklet-emelkedéskor a 0 0C-hoz tartozó térfogatának 273-ad részével nő. A gázok térfogatváltozása állandó nyomáson egyenesen arányos a 0 0C hőmérséklethez tartozó térfogattal és a hőmérséklet-változással: V = V-V0 = V0t, a végső térfogat: V = V0(1+t); V0 a 0 0C-os gáz térfogata, t a felmelegített gáz hőmérséklete, a térfogati hőtágulási tényező, 1/K = 1/273,16 0C. Gay-Lussac II. törvénye Az ideális gáz nyomása a 0 0C hőmérsékleten levő nyomás 273-ad részével nő 1 0C hőmérséklet-emelkedés hatására. A gázok nyomásváltozása állandó térfogaton egyenesen arányos a 0 0C-on mért nyomással és a hőmérséklet-változással: p = p-p0 = 'p0t, a végső nyomás: p = p0(1+'t); p0 a gáz nyomása 0 0C hőmérsékleten, t a felmelegített gáz hőmérséklete, ' = a nyomási hőtágulási tényező. Az általános gáztörvény Adott tömegű gáz nyomásának és térfogatának szorzata az abszolút hőmérséklettel arányos: pV = CT, ahol C = mR állandó; az R = RM arányossági tényező, az ún. gázállandó. A termodinamika I. főtétele A mechanikai energiamegmaradás törvényének kiterjesztése hőjelenségekre: ha egy rendszer a kezdeti U1 állapotból (bármilyen módon) a végső U2 állapotba kerül, az állapot változása csak a U = U2-U1 változástól függ. A termodinamika II. főtétele A befektetett hőt lehetetlen teljes egészében munkává átalakítani. A termodinamika III. főtétele (Nernst-tétel) Az abszolút zérus fok nagy pontossággal megközelíthető, de el nem érhető. A hővezetési törvény Ha a test valamely A keresztmetszetén t idő alatt Q hő halad át, akkor a hőáram = Q/t. A hőáram egyenesen arányos a hővezető test végei között mért hőmérséklet-különbséggel (T = T1-T2), a test A keresztmetszetével és fordítva arányos az l hosszúsággal: = (AT):(l) . Snellius-Descartes-féle törvény a) A beeső fénysugár, a beesési merőleges és a megtört fénysugár egy síkban vannak. b) A merőlegesen beeső fénysugár irányváltoztatás nélkül halad tovább. c) A beesési szög (i) és a törési szög (r) szinuszainak hányadosa ugyanarra a két közegre a beesési szögtől független állandó (n: relatív törésmutató): sin i/sin r = n. Kirchhoff I. (csomóponti) törvénye Áramelágazás esetén a mellékágakbn folyó áramerősségek összege egyenlő a főágban mért áramerősséggel. Kirchhoff II. törvénye Minden zárt áramkörben (hurokban) az üresjárási feszültségek összege egyenlő az ellenállásokon fellépő feszültségek összegével. Faraday I. törvénye Az elektrolitból kiváló anyag m tömege egyenesen arányos az I áramerősséggel, illetve a Q töltéssel: m = kIt = kQ, ahol k az elektrokémiai egyenérték, az elektrolízis folyamán kiváló anyagól függő állandó (Ag 1,118, Al 0,0935, Cu 0,3295, H 0,0104, Ni 0,3, O 0,0828, Zn 0,347 mg/C). Faraday II. törvénye Ugyanaz a töltés a különböző elektrolitokból a kémiai egyenértéksúlyaikkal arányos anyagmennyiségeket alakít ki, tehát az elektrokémiai egyenérték a kémiai egyenértéksúllyal egyenesen arányos. Minden anyag gramm-egyenértéksúlynyi mennyiségének kiválasztásához 107 880:1,118 96 500 C töltés szükséges (F = E:k = A:zk, ahol F a Faraday-féle állandó, E a kémiai egyenértéksúly [A:z, g], A a kémiai atomsúly, z a vegyérték). Coulomb törvénye A pontszerű töltések között az elektrosztatikus kölcsönhatásból származó F erő egyenesen arányos a q, Q töltésekkel és fordítottan arányos a töltések közötti r távolság négyzetével: F = k(qQ:r^k), ahol k = 1:(0) arányossági tényező, 0 (közelítően pontos) értéke légüres térre és gyakorlatilag levegőre; k = 9.109 Nm2/C2 = 9.109 Vm/As. Lenz törvénye Az indukált áramot létesítő mozgás iránya és az áram hatására bekövetkező elmozdulás iránya ellentétes. F = BIl. Neumann-törvény Az indukált feszültség egyenesen arányos az indukcióval, a vezető (hatásos) hosszával és a vezetőnek az indukcióvonalakra merőleges mozgási sebességével. Faraday indukciótörvénye Az indukált feszültség egyenesen arányos a vezető által körülzárt mágneses fluxus változásával és fordítottan arányos a változás idejével; U = N(:t). Stephan-Boltzmann törvénye A test egységnyi felületéről időegység alatt kisugárzó összes energia a sugárzó test abszolút hőmérsékletének negyedik hatványával arányos: E = T4, ahol a arányossági tényező értéke 5,67.10-8 W/m2K4. Wien-féle eltolódási törvény A legnagyobb energiával kisugárzott fény hullámhossza és az abszolút hőmérséklet szorzata állandó. Avogadro tétele Egyenlő térfogatú, nyomású és hőmérsékletű gázokban egyenlő számú molekula van. Minden gáz mólnyi mennyisége normál állapotban 22,41 l térfogatú. Bohr-féle kvantumfeltételek 1. Az atom elektronjai csak meghatározott pályán keringhetnek; e pályákon keringő elektron nem sugároz energiát. Az elektron mv impulzusa és a körpálya 2r kerülete között az mv = n(h/2r) (n = 1, 2, 3) összefüggés áll fenn, vagyis a pályák sugarai úgy aránylanak egymáshoz, mint a természetes számok négyzetei. 2. A megengedett pályákon keringő elektronoknak meghatározott energiájuk van; az elektron összenergiája a nagyobb sugarú pályán nagyobb, a legbelső pályán a legkisebb (alapszint). 3. Ha az atommal energiát közlünk, akkor az elektron egy másik, nagyobb sugarú pályára (magasabb energiaszintre) ugrik (gerjesztés). A felvett energia megegyezik a két pályához tartozó energiaértékek (szintek) különbségével; gerjesztés csak meghatározott energiakvantummal lehetséges. A gerjesztett atom azonban instabil. Az elektron a külső pályáról a belsőre ugrik át, és a pályakülönbségnek megfelelő energiakülönbséget elektromágneses hullám formájában kisugározza.



Hátra Kezdőlap Előre