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) = kA
v2, 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 = Ah
g 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
cA2
2





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 = K
t = cm
t, ahol
t a hőmérséklet-növekedés, K = Q/
t a hőkapacitás
(c = K/m = Q/m
t)
= cp/cv, ahol cp a gáz állandó nyomáson mért fajhője, cv az állandó
térfogaton mért fajhője
(hőátadás) = Q/t =
A
T, ahol
a hőátadási tényező
(hőátvitel) = kA
T, 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:(2
R), 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 = V
g, a folyadékba mártott testre ható erők eredője Fe = G - V
fg =
= 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:
= (A
T):(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.