Формулы по физике 10 класс

Старшие классы школы в рамках курса обучения переходят к познанию по-настоящему глубинных законов, связанных с пониманием энергии молекул и атомов. Формулы по физике 10 класса уже касаются не только общих характеристик среды, например, газа. Они описывают энергию вещества по составляющей энергии его молекул. Появляются основы молекулярно-кинетической теории, неравномерного движения, ускорения и сохранения импульса. Рассмотрим некоторые базовые формулы.

Тепловые свойства и энергия молекул

В рамках формул по физике 10 класса изучаются базовые характеристики газов, которыми они обладают при определенной температуре. Начинает широко использоваться шкала Кельвина и понятие абсолютной температуры.

Шкала Кельвина — основа для описания всех физических процессов. Любое значение температуры в разных шкалах оценки может быть приведено к абсолютному показателю шкалы Кельвина. Например, градусы Цельсия переводятся в Кельвины следующим образом:

T = t+273

Здесь

Т — абсолютная температура по шкале Кельвина, в системе СИ, К;

t — температура в градусах Цельсия.

Постоянная Больцмана

Формулы по физике за 10 класс широко используют понятия абсолютных энергий. Для понимания значения этого термина, следует попытаться представить, что такое физическая температура. Сложно подобрать однозначное определение этого слова и явления, даже не прибавляя к нему второе — «физическая».

Ученый физик Больцман впервые ввел понятие температуры как количества энергии, которым обладает любое тело. Эта энергия может передаваться от более нагретого объекта холодному, расходоваться с помощью излучения и других процессов. Понятие температурной энергии тесно связано со шкалой абсолютной температуры Кельвина — при 0К объект не обладает никакой энергией.

Постоянная Больцмана характеризует количество энергии, которое имеет объект, состоящий из материала однородных характеристик. Она измеряется в джоулях на градус Кельвина и отвечает за энергетическое выражение характеристики «температура». Значение табличное и может быть выбрано для нужного материала или газа из справочников.

Энергия молекул

К постоянной Больцмана в формулах по физике 10 класса привязано несколько ключевых понятий. Одно из них — средняя кинетическая энергия молекул газа. В формульном выражении она записывается следующим образом:

E=3/2 * k * T

Здесь

E — средний показатель кинетической энергии;

k — постоянная Больцмана, выбранная из справочников для конкретного газа;

Т — абсолютная температура согласно шкале Кельвина.

Использованные величины в стандартах СИ

• Кинетическая энергия — джоули, Дж.
• Постоянная Больцмана k — джоулей на градус Кельвина, дж/К.
• Абсолютная температура Т — градусов Кельвина, К.

В словесном описании формула средней кинетической энергии может быть выражена следующим образом: это основная характеристика поступательного движения молекул. Хотя в газе они двигаются хаотично в полном беспорядке, по средней оценке энергии можно делать выводы о действии, которое будет оказывать газ в целом.

Использование постоянной Больцмана для пояснения взаимосвязи показателей газа

Процессы, которые раньше пояснялись упрощенно и «на пальцах», с помощью формул по физике 10 класса могут быть описаны более четко и однозначно. Постоянная Больцмана связывает между собой такие характеристики газа, как давление, температуру и концентрацию молекул.

Правило гласит, что все газы будут иметь одинаковое число молекул в единице объема, если соблюдается условие равенства давления при одинаковой абсолютной температуре в ходе проведения эксперимента. На основании такого допущения появляется формульное выражение давления:

P = n * k * T

Здесь

Р — давление газа, выраженное в Паскалях;

k — постоянная Больцмана для конкретного газа;

n — концентрация молекул.

Из такого формульного выражения легко найти любой из параметров, когда известны остальные.

Законы взаимодействия газов

В дополнение газовых изохорных процессов, рассмотренных, например, в статье «формулы для 9 класса», вводятся еще несколько понятий. Формулы по физике 10 класса позволяют объединить все три изохорных процесса и описать комплексное поведение идеального газа при изменениях состояния. Это делается с помощью уравнения Клапейрона, которое в формульном выражении выглядит так:

P1 * V1/T1 = P2 * V2/T2 = const

Здесь

Р1, Р2 — начальное и конечное давление в ходе эксперимента;

Т1, Т2 — соответствующие температуры;

V1, V2 — занимаемые объемы.

Используемые величины в стандартах СИ

• Давление Р — Паскали, Па.
• Абсолютные температуры Т — градусов Кельвина, К.
• Объемы V — кубические метры, м3.

Уравнение Клайперона соединяет воедино все три изохорных газовых закона и позволяет легко определять новое состояние газовой среды, если известно начальное. Таким образом, нужный параметр нового состояния может быть найден, даже его значение невозможно определить по изохорным законам.

Закон Дальтона

Вводится еще одно понятие, касающееся смеси газов. Оно относится к разреженным состояниям газовых сред, поскольку не учитывает ни изменение температуры, ни объема. Давление конечной смеси при ничтожно малом изменении температуры и огромном занимаемом объеме может быть записано следующим образом:

P = P1+P2+…Pn

Здесь

• Р — парциальное давление полученной смеси;
• Р1, Р2, …, Pn — давление каждого из газов — компонентов.

Физика пара

В формулах по физике 10 класса начинается использование понятия «насыщенный пар». Это не то понятие пара из элементарной теплотехники, которое связано с процессом парообразования и количествами теплоты. Насыщенный пар представляет собой взвешенные молекулы воды, которым присущи характеристики и поведение газовой смеси.

Базовая характеристика — давление насыщенного пара — описывается с помощью постоянной Больцмана и формулы давления молекул газа на основе абсолютной температуры, которая была описана выше.

life-students.ru

Молекулярная физика — Основные формулы

1. Основы молекулярно-кинетической теории. Газовые законы

1.1 Количество вещества

m — масса;

μ — молярная масса вещества;

N — число молекул;

N_A = 6,02·10²³ моль^-1 — число Авогадро

1.2 Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа

p — давление идеального газа;

m — масса одной молекулы;

n = N/V — концентрация молекул;

V — объем газа;

N — число молекул;

— среднее значение квадрата скорости молекул.

1.3 Средняя квадратичная скорость молекул идеального газа

k = 1,38·10^-23 Дж/К — постоянная Больцмана;

R = kN_A = 8,31 Дж/(моль·К) — универсальная газовая постоянная;

T = t+273 — абсолютная температура;

t — температура по шкале Цельсия.

1.4 Средняя кинетическая энергия молекулы одноатомного газа

1.5 Давление идеального газа

n — концентрация молекул;

k — постоянная Больцмана;

T — абсолютная температура.

1.6 Закон Бойля-Мариотта

p — давление;

V — объем газа.

1.7 Закон Шарля

p₀ — давление газа при 0 °С;

α = 1/273 °C^-1 — температурный коэффициент давления.

1.8 Закон Гей-Люссака

V₀ — объем газа при 0 °С.

1.9 Уравнение Менделеева-Клапейрона

1.10 Объединенный закон газового состояния (уравнение Клапейрона)

1.11 Закон Дальтона

p_i — парциальное давление i-й компоненты смеси газов.

2. Основы термодинамики

2.1 Внутренняя энергия идеального одноатомного газа

ν — количество вещества;

R = 8,31 Дж/(моль·К) — универсальная газовая постоянная;

T — абсолютная температура.

2.2 Элементарная работа, совершаемая газом,

при изменении объема на бесконечно малую величину dV

p — давление газа.

При изменении объема от V₁ до V₂

2.3 Первый закон термодинамики

ΔQ — количество подведенной теплоты;

ΔA — работа, совершаемая веществом;

ΔU — изменение внутренней энергии вещества.

2.4 Теплоемкость идеального газа

ΔQ — количество переданной системе теплоты на участке процесса;

ΔT — изменение температуры на этом участке процесса.

fizikazadachi.ru

Все формулы по физике 11 класса

Формула расчета силы Ампера	FA = B I L sinα	Закон Ампера: сила действия однородного магнитного поля на проводник с током прямо пропорциональна силе тока, длине проводника, модулю вектора индукции магнитного поля, синусу угла между вектором индукции магнитного поля и проводником.	FA – сила Ампера, [Н] В – магнитная индукция, [Тл] I – сила тока, [А] L – длина проводника, [м]
Формула расчета силы Лоренца	Fл= q B υ sinα	Сила Лоренца – сила, действующая на точечную заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле. Она равна произведению заряда, модуля скорости частицы, модуля вектора индукции магнитного поля и синуса угла между вектором магнитного поля и скоростью движения частицы.	Fл – сила Лоренца, [Н] q – заряд, [Кл] В – магнитная индукция, [Тл] υ – скорость движения заряда, [м/с]
Формула радиуса движения частицы в магнитном поле	r= mυ/qB		r – радиус окружности, по которой движется частица в магнитном поле, [м] m – масса частицы, [кг] q – заряд, [Кл] В – магнитная индукция, [Тл] υ – скорость движения заряда, [м/с]
Формула для вычисления магнитного потока	Ф = B S cosα		Ф – магнитный поток, [Вб] В – магнитная индукция, [Тл] S – площадь контура, [м2]
Формула для вычисления величины заряда	q = It	Заряд – это есть произведение силы тока на время, в течение которого этот заряд протекает по проводнику.	q – заряд, [Кл] I – сила тока, [А] t – время, [c]
Закон Ома для участка цепи	I = U/R	Закон Ома — сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению.	I – сила тока, [А] U – напряжение, [В] R – сопротивление, [Ом]
Формула для вычисления удельного сопротивления проводника	R = ρ L/S ρ = R S/L	Удельное сопротивление – величина, характеризующая электрические свойства вещества, из которого изготовлен проводник.	ρ – удельное сопротивление вещества, [Ом·мм2/м] R – сопротивление, [Ом] S – площадь поперечного сечения проводника, [ммБ2] L – длина проводника, [м]
Законы последовательного соединения проводников	I = I1 = I2 U = U1 + U2 Rобщ = R1 + R2	Последовательным соединением называется соединение, когда элементы идут друг за другом.	I – сила тока, [А] U – напряжение, [В] R – сопротивление, [Ом]
Законы параллельного соединения проводников	U = U1 = U2 I = I1 + I2 1/Rобщ =1/R1 +1/R2	Параллельным соединением проводников называется такое соединение, при котором начала и концы проводников соединяются вместе.	I – сила тока, [А] U – напряжение, [В] R – сопротивление, [Ом]
Формула для вычисления величины заряда.	q = It	Заряд – это есть произведение силы тока на время, в течение которого этот заряд протекает по проводнику.	q – заряд, [Кл] I – сила тока, [А] t – время, [c]
Формула для нахождения работы электрического тока.	A = Uq A = UIt	Работа – это величина, которая характеризует превращение энергии из одного вида в другой, т.е. показывает, как энергия электрического тока, будет превращаться в другие виды энергии – механическую, тепловую и т. д. Работа электрического поля – это произведение электрического напряжения на заряд, протекающий по проводнику. Работа, совершаемая для перемещения электрического заряда в электрическом поле.	A – работа электрического тока, [Дж] U – напряжение на концах участка, [В] q – заряд, [Кл] I – сила тока, [А] t – время, [c]
Формула электрической мощности	P = A/t P = UI P = U2/R	Мощность – работа, выполненная в единицу времени.	P – электрическая мощность, [Вт] A – работа электрического тока, [Дж] t – время, [c] U – напряжение на концах участка, [В] I – сила тока, [А] R – сопротивление, [Ом]
Формула закона Джоуля-Ленца	Q=I2Rt	Закон Джоуля-Ленца при прохождении электрического тока по проводнику количество теплоты, выделяемое в проводнике, прямо пропорционально квадрату тока, сопротивлению проводника и времени, в течение которого электрический ток протекал по проводнику.	Q – количество теплоты, [Дж] I – сила тока, [А]; t – время, [с]. R – сопротивление, [Ом].
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ
Закон отражения света		Луч падающий, луч отраженный и перпендикуляр, восставленный в точку падения луча, лежат в одной плоскости, при этом угол падения луча равен углу отражения луча.
Закон преломления	sinα/sinγ = n2/n1	При увеличении угла падения увеличивается и угол преломления, то есть при угле падения, близком к 90°, преломлённый луч практически исчезает, а вся энергия падающего луча переходит в энергию отражённого.	n – показатель преломления одного вещества относительно другого
Формула вычисления абсолютного показателя преломления вещества	n = c/v	Абсолютный показатель преломления вещества – величина, равная отношению скорости света в вакууме к скорости света в данной среде.	n – абсолютный показатель преломления вещества c – скорость света в вакууме, [м/с] v – скорость света в данной среде, [м/с]
Закон Снеллиуса	sinα/sinγ = v1/v2=n	Закон Снеллиуса (закон преломления света): отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная.
Показатель преломления среды	sinα/sinγ = n	Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная.	n – показатель преломления среды
Преломляющий угол призмы	δ = α(n – 1)		δ – угол отклонения α – угол падения n – показатель преломления среды
Линейное увеличение оптической системы	Г = H/h		Г – линейное увеличение оптической системы H – размер изображения, [м] h – размер предмета, [м]
Формула оптической силы линзы	D = 1/F	Оптическая сила линзы – способность линзы преломлять лучи.	D – оптическая сила линзы, [дптр] F – фокусное расстояние линзы, [м]
Формула тонкой линзы	1/F = 1/d+1/f		F – фокусное расстояние линзы, [м] d – расстояние от предмета до линзы, [м] f – расстояние от линзы до изображения, [м]
Максимальная результирующая интенсивность	Δt = mT		Δt – максимальная результирующая интенсивность Т – период колебании, [с]
Минимальная результирующая интенсивность	Δt = (2m + 1)T/2		Δt – минимальная результирующая интенсивность Т – период колебании, [с]
Геометрическая разность хода интерферирующих волн	Δ = mλ		Δ – геометрическая разность хода интерферирующих волн λ – длина волны, [м]
Условие интерференционного минимума	Δ = (2m + 1)λ/2		λ – длина волны, [м]
Условие дифракционного минимума на щели	Asinα = m λ		A – ширина щели, [м] λ – длина волны, [м]
Условие главных максимумов при дифракции	dsinα = m λ		d – период решетки λ – длина волны, [м]
Энергия кванта излучения	E = hϑ		Е – энергия кванта излучения, [Дж] ϑ – частота излучения h – постоянная Планка
Закон смещения Вина	λT = b		b – постоянная Вина λ – длина волны, [м] Т – температура черного тела
Закон Стефана-Больцмана	R = ϭT4		ϭ – постоянная Стефана-Больцмана Т – абсолютная температура черного тела R – интегральная светимость абсолютно черного тела
Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта			А – работа выхода, [Дж] m – масса тела, [кг] v – скорость движения тела, [м/с] ϑ – частота излучения h – постоянная Планка
ФИЗИКА ВЫСОКИХ ЭНЕРГИИ
Массовое число	M = Z + N		M – массовое число Z – число протонов (электронов), зарядовое число N – число нейтронов
Формула массы ядра	МЯ = МА – Z me		MЯ – масса ядра, [кг] МА – масса изотопа , [кг] me – масса электрона, [кг]
Формула дефекта масс	∆m = Zmp+ Nmn – MЯ	Дефект масс – разность между суммой масс покоя нуклонов, составляющих ядро данного нуклида, и массой покоя атомного ядра этого нуклида.	∆m – дефект масс, [кг] mp – масса протона, [кг] mn – масса нейтрона, [кг]
Формула энергии связи	Есвязи = ∆m c2	Энергия связи ядра – минимальная энергия, необходимая для того, чтобы разделить ядро на составляющие его нуклоны (протоны и нейтроны).	Есвязи – энергия связи, [Дж] m – масса, [кг] с = 3·108м/с – скорость света
Закон радиоактивного распада	N = N02 –t/T1/2		N0 – первоначальное количество ядер N – конечное количество ядер T – период полураспада, [c] t – время, [c]
Доза поглощенного излучения	D = E/m		D – доза поглощенного излучения, [Гр] E – энергия излучения, [Дж] m – масса тела, [кг]
Эквивалентная доза поглощенного излучения	H = Dk		H – эквивалентная доза поглощенного излучения, [Зв] D – доза поглощенного излучения, [Гр] k – коэффициент качества

zakon-oma.ru