Таблицы по физике для основной школы. Основные формулы по физике динамика, кинематика, статика. Основные формулы молекулярной физики и термодинамики

Одной из основных единиц в Международной системе единиц (СИ) является единица количества вещества – моль.

Моль – это такое количество вещества, которое содержит столько структурных единиц данного вещества (молекул, атомов, ионов и др.), сколько атомов углерода содержится в 0,012 кг (12 г) изотопа углерода 12 С .

Учитывая, что значение абсолютной атомной массы для углерода равно m (C) = 1,99 · 10  26 кг, можно рассчитать число атомов углерода N А , содержащееся в 0,012 кг углерода.

Моль любого вещества содержит одно и то же число частиц этого вещества (структурных единиц). Число структурных единиц, содержащихся в веществе количеством один моль равно 6,02·10 23 и называется числом Авогадро (N А ).

Например, один моль меди содержит 6,02·10 23 атомов меди (Cu), а один моль водорода (H 2) – 6,02·10 23 молекул водорода.

Молярной массой (M) называется масса вещества, взятого в количестве 1 моль.

Молярная масса обозначается буквой М и имеет размерность [г/моль]. В физике пользуются размерностью [кг/кмоль].

В общем случае численное значение молярной массы вещества численно совпадает со значением его относительной молекулярной (относительной атомной) массы.

Например, относительная молекулярная масса воды равна:

Мr(Н 2 О) = 2Аr (Н) + Аr (O) = 2∙1 + 16 = 18 а.е.м.

Молярная масса воды имеет ту же величину, но выражена в г/моль:

М (Н 2 О) = 18 г/моль.

Таким образом, моль воды, содержащий 6,02·10 23 молекул воды (соответственно 2·6,02·10 23 атомов водорода и 6,02·10 23 атомов кислорода), имеет массу 18 граммов. В воде, количеством вещества 1 моль, содержится 2 моль атомов водорода и один моль атомов кислорода.

1.3.4. Связь между массой вещества и его количеством

Зная массу вещества и его химическую формулу, а значит и значение его молярной массы, можно определить количество вещества и, наоборот, зная количество вещества, можно определить его массу. Для подобных расчетов следует пользоваться формулами:

где ν – количество вещества, [моль]; m – масса вещества, [г] или [кг]; М – молярная масса вещества, [г/моль] или [кг/кмоль].

Например, для нахождения массы сульфата натрия (Na 2 SO 4) количеством 5 моль найдем:

1) значение относительной молекулярной массы Na 2 SO 4 , представляющую собой сумму округленных значений относительных атомных масс:

Мr(Na 2 SO 4) = 2Аr(Na) + Аr(S) + 4Аr(O) = 142,

2) численно равное ей значение молярной массы вещества:

М(Na 2 SO 4) = 142 г/моль,

3) и, наконец, массу 5 моль сульфата натрия:

m = ν · M = 5 моль · 142 г/моль = 710 г.

Ответ: 710.

1.3.5. Связь между объемом вещества и его количеством

При нормальных условиях (н.у.), т.е. при давлении р , равном 101325 Па (760 мм. рт. ст.), и температуре Т, равной 273,15 К (0 С), один моль различных газов и паров занимает один и тот же объем, равный 22,4 л.

Объем, занимаемый 1 моль газа или пара при н.у., называется молярным объемом газа и имеет размерность литр на моль.

V мол = 22,4 л/моль.

Зная количество газообразного вещества (ν) и значение молярного объема (V мол) можно рассчитать его объем (V) при нормальных условиях:

V = ν · V мол,

где ν – количество вещества [моль]; V – объем газообразного вещества [л]; V мол = 22,4 л/моль.

И, наоборот, зная объем (V ) газообразного вещества при нормальных условиях, можно рассчитать его количество (ν):

Составитель: Гринякин Станислав Александрович Руководитель: Талалай Ольга Георгиевна, учитель физики Муниципальное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа 6 с углубленным изучением отдельных предметов» г. Надыма, Тюменская область, Ямало-Ненецкий автономный округ,

ФормулаНазвание величин, входящих в формулу КИНЕМАТИКА Равномерное движение: 1. υ = S/t 2.S= υ t 3.x=x 0 S 4.x=x+t υ S – путь t – время х – координата конечная х 0 – начальная координата υ – скорость a – ускорение g – ускорение свободного падения Равноускоренное движение: 1. a= υ - υ 0 /t 2. υ = υ 0 ±at 3. S= υ t±at 2 / 2 4. S= υ 2 – υ 2 0 /±2a 5. х=х 0 + υ 0 t+at 2 /2 Движение по окружности: 1. υ =2 П R/T 2.a ац = υ 2 /R 3. υ =R ω 4.T=t/N 5. ν =N\t ν - частота вращения R – радиус T – период a ац t – время N – число оборотов υ ω – угловая скорость

ДИНАМИКА Законы Ньютона: F=ma (II зaкон Ньютона) F 1 =-F 2 (III закон Ньютона) I з.Н. еслиF = 0, υ = const II з.Н. F = ma III з.Н. F 1 = - F 2 Закон всемирного тяготения: m 1 m 2 r F=Gm 1 m 2 /r 2 G – гравитационная постоянная m 1, m 2 – массы тел r – расстояние Закон Гука: F упр = -kx x – удлинение k – жесткость ПЕРВАЯ КОСМИЧЕСКАЯ СКОРОСТЬ υ =gR R – радиус вращения, g – ускорение свободного падения Импульс: P=m υ Закон сохранения импульса m 1 υ 1 +m 2 υ 2 =m 1 U 1 +m 2 U 2 P – импульс m – масса υ – скорость m 1,m 2 – массы υ 1 – скорость 1-ого тела до взаимодействия υ 2 – скорость 2-ого тела до взаимодействия U 1 – скорость 1-ого тела после взаимодействия U 2 – скорость 2-ого тела после взаимодействия

РАБОТА И ЭНЕРГИЯ A=FScos α F – сила S – перемещение Угол α – угол между F и S P=A/t P=F υ P – мощность F – сила υ – скорость КПД=(А полезн. /А затрач.)100% E к = mυ 2 /2 – кинетическая энергия E п = mgh – потенциальная энергия E п = kx 2 /2 – потенциальная энергия Закон сохранения энергии: E к 1 + E п 1 = E к 2 + E п 2 m υ 2 1 /2+mgh 1 = m υ 2 2 /2+mgh 2 m υ 2 1 /2+kx 2 1 /2 = m υ 2 2 /2+kx 2 2 /2

Давление(P): p=F/S p= р gh F a = р ж gV пчт Р ж - плотность жидкость S – площадь поверхности F – сила V пчт – объем погруженной части тела Колебания и волны: T=t/N T=2 π /g ω =2 πν = υ / ν T=2 π m/k λ = υ T = υ / ν - длина нити T - период Ν – число колебаний m - масса k - жесткость пружины ν - частота МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА ν = m/ μ = N/Na n = N/V μ = m 0 N a m = m 0 N p = m 0 n υ 2 p = nE p = nkT p = р υ 2 E = (3/2)kT T = t pV = (m/ μ)RT p 1 V 1 /T 1 = p 2 V 2 /T 2 μ - молярная масса вещества m – масса вещества N a – постоянная Авогадро N - число молекул T – температура в Кельвинах t – температура в Цельсиях V – объем вещества p – давление R – универсальная газовая постоянная n – концентрация вещества υ – среднеквадратичная скорость k – постоянная Больцмана ν – количество вещества E – кинетическая энергия m 0 - масса одной молекулы

ТЕРМОДИНАМИКА Q = U + A | U = A + Q Q – кол-во теплоты сообщаемое системе U – изменение внутренней энергии А – работа внешних сил А | - работа газа U=(i/2)(m/ μ)RT=(i/2)pVU – внутренняя энергия A=pV=(m/ μ)RT ТЕПЛОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ η=А п /Q н η=(Q н - Q x)/Q н η=(T н - T x)/T н А п – полезная работа Q н – количество теплоты, полученное от нагревателя Q x - количество теплоты, полученное от холодильника T н – температура нагревателя T x – температура холодильника ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ Q нагр = cm(t2 – t1) Q пл = λm Q пар = Lm Q сгор = qm с – удельная теплоемкость вещества λ – удельная теплота плавления L – удельная теплота парообразования q – удельная теплота сгорания ЭЛЕКТРОСТАТИКА F = (k|q 1 ||q 2 |)/ E r 2 E = F/q пр E=(k|q|)/r 2 k – коэффициент пропорциональности q1, q2 – заряды тел r – расстояние между телами E - диэлектрическая проницаемость среды

ПОСТОЯННЫЙ ТОК I=U/R I= E /R+r R= р/S A=IUt P=UI Q=I 2 Rt I - сила тока U – напряжение R – сопротивление A – работа тока P – мощность тока Q – количество теплоты t – время E – ЭДС - длина проводника р - удельное сопротивление S – площадь сечения ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ И ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ПРОВОДНИКОВ ǿ 1.R 0 = R 1 +R 2 +… 2.U 0 = U 1 +U 2 +… 3.I 0 =I 1 =I 2 =… 1. U 0 =U 1 =U 2 ǿ ǿ 2. 1/R 0 =1/R 1 +1/R 2 +… 3. I 0 =I 1 +I 2 +… СИЛА ЛОРЕНЦА, АМПЕРА F л =qBsin α F а = υ BSIsin α В – магнитная индукция q – электрический заряд - длина проводника υ – скорость частицы I - сила тока R1R2 R1

СилаОпределение. Направление.ФормулаРисунок 1.Сила тяжести -это сила, с которой Земля притягивает к себе тело. Направлена вниз к центру Земли. F тяж = mg где: m – масса тела g – ускорение свободного падения mg mg 2.Сила упругости -это сила, возникающая в результате деформации. Направлена противоположно деформации. F упр =-kx где: k–коэффициент жесткости x - удлинение F упр F упр 3.Сила трения -это сила, возникающая в результате движения одного тела по поверхности другого. Направлена в сторону, противоположную движению. F тр = μ N где: μ – коэффициент трения N – сила нормального давления V F тр 4.Вес тела-это сила, с которой тело действует на горизонтальную опору или вертикальный подвес. Направлен вниз, т.к. возникает в следствии притяжения Земли. P=mg(если тело покоится или движется равномерно и прямолинейно) P=m(g+a) a P=m(g-a) a P

P – давление V – объем T – температура p=nkT n=N/V p=nkT=NkT/V=N a kT V \V V=N а V N а k=R p= V N a kT/V= V RT/V => pV= V RT=> V =m/ μ => pV=mRT/ μ - уравнение Менделеева - Клаперона pV= V RT=> V =m/ μ => pV=mRT/ μ - уравнение Менделеева - Клаперона"> pV= V RT=> V =m/ μ => pV=mRT/ μ - уравнение Менделеева - Клаперона"> pV= V RT=> V =m/ μ => pV=mRT/ μ - уравнение Менделеева - Клаперона" title="p – давление V – объем T – температура p=nkT n=N/V p=nkT=NkT/V=N a kT V \V V=N а V N а k=R p= V N a kT/V= V RT/V => pV= V RT=> V =m/ μ => pV=mRT/ μ - уравнение Менделеева - Клаперона"> title="p – давление V – объем T – температура p=nkT n=N/V p=nkT=NkT/V=N a kT V \V V=N а V N а k=R p= V N a kT/V= V RT/V => pV= V RT=> V =m/ μ => pV=mRT/ μ - уравнение Менделеева - Клаперона">

Изопроцесс – процессы, протекающие при неизменном значении одного из параметров называют изопроцессами. 1. ИЗОТЕРМИЧЕСКИЙ Процесс изменения состояния термодинамической системы макроскопических тел при постоянной температуре называют изотермическим процессом. T 2 >T 1 T-const - характеризует множество состояний газа при данной температуре (любая точка изотермы характеризует состояние газа, либо для неё известны p 1 V 1 при определенной температуре). А любая прямая или кривая составляет множество точек, значит множество состояний. T 1 T-const - характеризует множество состояний газа при данной температуре (любая точка изотермы характеризует состояние газа, либо для неё известны p 1 V 1 при определенной температуре). А любая прямая или кривая составляет множество точек, значит множество состояний.">

P 1 p-const – изобара характеризует множество состояний газа при определенном давлении." title="2.изобарный Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном давлении называют изобарным процессом p 2 >p 1 p-const – изобара характеризует множество состояний газа при определенном давлении." class="link_thumb"> 11 2.изобарный Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном давлении называют изобарным процессом p 2 >p 1 p-const – изобара характеризует множество состояний газа при определенном давлении. p 1 p-const – изобара характеризует множество состояний газа при определенном давлении."> p 1 p-const – изобара характеризует множество состояний газа при определенном давлении."> p 1 p-const – изобара характеризует множество состояний газа при определенном давлении." title="2.изобарный Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном давлении называют изобарным процессом p 2 >p 1 p-const – изобара характеризует множество состояний газа при определенном давлении."> title="2.изобарный Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном давлении называют изобарным процессом p 2 >p 1 p-const – изобара характеризует множество состояний газа при определенном давлении.">