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18 关系: 基本电荷,化學,热力学自由能,电子,电化学,电解,电镀,电池,燃料电池,物理学,銀,计量单位,麥可·法拉第,阿伏伽德罗常数,電壓,電荷,法拉第电解定律,摩尔 (单位)。
- 物理常數
- 物质的量单位
- 电荷单位
- 迈克尔·法拉第
基本电荷
基本电荷(符号:e,也称元电荷),是一个质子所带的电荷,或一个电子所带的负电荷的量。它是一个基本物理常数,是原子单位和一些其它自然单位制中的电荷单位。 根据国际科学技术数据委员会所公布,基本电荷的值大约为 在高斯單位制中,它的值为 自从1909年罗伯特·密立根的油滴实验中测量出基本电荷后,人们便认为它不可再分了。1960年发现了夸克,它们的电荷为1⁄3 e和2⁄3 e,所以把“基本电荷”用来指电子的电荷便不完全正确了;然而单独的夸克至今没有探测到,都是两个以上的夸克聚集在一起,使得总电荷为基本电荷的整数倍。.
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化學
化學是一門研究物質的性質、組成、結構、以及变化规律的基礎自然科學。化學研究的對象涉及物質之間的相互關係,或物質和能量之間的關聯。傳統的化學常常都是關於兩種物質接觸、變化,即化學反應,又或者是一種物質變成另一種物質的過程。這些變化有時會需要使用電磁波,當中電磁波負責激發化學作用。不過有時化學都不一定要關於物質之間的反應。光譜學研究物質與光之間的關係,而這些關係並不涉及化學反應。准确的说,化学的研究范围是包括分子、离子、原子、原子团在内的核-电子体系。 「化學」一詞,若單從字面解釋就是「變化的學問」之意。化学主要研究的是化学物质互相作用的科学。化學如同物理皆為自然科學之基礎科學。很多人稱化學為「中心科學」,因為化學為部分科學學門的核心,連接物理概念及其他科學,如材料科學、纳米技术、生物化學等。 研究化學的學者稱為化學家。在化學家的概念中一切物質都是由原子或比原子更細小的物質組成,如電子、中子和質子。但化学反应都是以原子或原子团为最小结构进行的。若干原子通过某种方式结合起来可构成更复杂的结构,例如分子、離子或者晶體。 當代的化學已發展出許多不同的學門,通常每一位化學家只專精於其中一、兩門。在中學課程中的化學,化學家稱為普通化學(Allgemeine Chemie,General Chemistry,Chimie Générale)。普通化學是化學的導論。普通化學課程提供初學者入門簡單的概念,相較於專業學門領域而言,並不甚深入和精確,但普通化學提供化學家直觀、圖像化的思維方式。即使是專業化學家,仍用這些簡單概念來解釋和思考一些複雜的知識。.
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热力学自由能
热力学自由能(英语:Thermodynamic free energy)是指一个热力学系统的能量中可以用来对外做功的部分,是热力学态函数。自由能可以作为一个热力学过程能否自发进行的判据。 对限定条件不同的热力学过程,热力学自由能有不同表达形式。最常见的有吉布斯自由能G和亥姆霍兹自由能A(或F)。等温等容过程用亥姆霍兹自由能 A.
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电子
电子(electron)是一种带有负电的次原子粒子,通常标记为 e^- \,\!。電子屬於轻子类,以重力、電磁力和弱核力與其它粒子相互作用。轻子是构成物质的基本粒子之一,无法被分解为更小的粒子。电子带有1/2自旋,是一种费米子。因此,根據泡利不相容原理,任何兩個電子都不能處於同樣的狀態。电子的反粒子是正电子(又称正子),其质量、自旋、帶电量大小都与电子相同,但是电量正負性与电子相反。電子與正子會因碰撞而互相湮滅,在這過程中,生成一對以上的光子。 由电子與中子、质子所组成的原子,是物质的基本单位。相对于中子和质子所組成的原子核,电子的质量显得极小。质子的质量大约是电子质量的1836倍。当原子的电子数与质子数不等时,原子会带电;称該帶電原子为离子。当原子得到额外的电子时,它带有负电,叫阴离子,失去电子时,它带有正电,叫阳离子。若物体带有的电子多于或少于原子核的电量,导致正负电量不平衡时,称该物体带静电。当正负电量平衡时,称物体的电性为电中性。靜電在日常生活中有很多用途,例如,靜電油漆系統能夠將或聚氨酯漆,均勻地噴灑於物品表面。 電子與質子之間的吸引性庫侖力,使得電子被束縛於原子,稱此電子為束縛電子。兩個以上的原子,會交換或分享它們的束縛電子,這是化學鍵的主要成因。当电子脱离原子核的束缚,能够自由移动时,則改稱此電子为自由电子。许多自由电子一起移动所产生的净流动现象称为电流。在許多物理現象裏,像電傳導、磁性或熱傳導,電子都扮演了機要的角色。移動的電子會產生磁場,也會被外磁場偏轉。呈加速度運動的電子會發射電磁輻射。 根據大爆炸理論,宇宙現存的電子大部份都是生成於大爆炸事件。但也有一小部份是因為放射性物質的β衰變或高能量碰撞而生成的。例如,當宇宙線進入大氣層時遇到的碰撞。在另一方面,許多電子會因為與正子相碰撞而互相湮滅,或者,會在恆星內部製造新原子核的恆星核合成過程中被吸收。 在實驗室裏,精密的尖端儀器,像四極離子阱,可以長時間局限電子,以供觀察和測量。大型托卡馬克設施,像国际热核聚变实验反应堆,藉著局限電子和離子電漿,來實現受控核融合。無線電望遠鏡可以用來偵測外太空的電子電漿。 電子被广泛應用于電子束焊接、陰極射線管、電子顯微鏡、放射線治療、激光和粒子加速器等领域。.
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电化学
电化学(electrochemistry)作为化学的分支之一,是研究两类导体(电子导体,如金属或半导体,以及离子导体,如电解质溶液)形成的接界面上所发生的带电及电子转移变化的科学。 传统观念认为电化学主要研究电能和化学能之间的相互转换,如电解和原电池。但电化学并不局限于电能出现的化学反应,也包含其它物理化学过程,如金属的电化学腐蚀,以及电解质溶液中的金属置换反应。.
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电解
电解是指将電流通过电解质溶液或熔融态物质,而在阴極和阳极上引起氧化还原反应的过程。电化学电池在接受外加电压(即充电過程)时,會发生电解过程。所有離子化合物都是電解質,因為它們溶在液體中時,離子可以自由移動,所以可導電。.
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电镀
電鍍(英文:Electroplating)是利用电解的原理將導电体鋪上一層金屬的方法。 除了導電體以外,電鍍亦可用於經過特殊處理的塑膠上。 電鍍的過程基本如下:.
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电池
电池,一般狹義上的定義是將本身儲存的化學能轉成電能的裝置,廣義的定義為將預先儲存起的能量轉化為可供外用電能的裝置。因此,像太陽能電池只有轉化而無儲存功能的裝置不算是電池。其他名稱有電瓶、電芯,而中文池及瓶也有儲存作用之意。 英文中,單一個電池結構叫做「Cell」(單電池),內部有多個Cell並連或串連的結構叫做「Battery Cell」(電池組)。市售一般乾電池其實構造上是「Cell」但英文上習慣稱「Battery」,汽車用鉛酸電池與方形9V電池則是真正的「Battery」。.
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燃料电池
燃料電池(Fuel cell)是一種主要透過氧或其他氧化劑進行氧化還原反應,把燃料中的化學能轉換成電能的發電裝置。最常見的燃料為氫 ,其他燃料來源來自於任何的能分解出氫氣的碳氫化合物,例如天然氣、醇、和甲烷等。燃料電池有別於原電池,優點在於透過穩定供應氧和燃料來源,即可持續不間斷的提供穩定電力,直至燃料耗盡,不像一般非充電電池一樣用完就丟棄,也不像充電電池一樣,用完須繼續充電,也因此透過電堆串連後,甚至成為發電量百萬瓦(MW)級的發電廠。 1839年,英國物理学家製作了首個燃料電池。而燃料電池的首次應用就在美國太空總署1960年代的太空任務當中,為探測器、人造衛星和太空艙提供電力。從此以後,燃料電池就開始被廣泛使用在工業、住屋、交通等方面,作為基本或後備供電裝置。 現今生活中存在多種燃料電池,但它們運作原理基本上大致相同,必定包含一個陽極,一個陰極以及讓電荷通過電池兩極的电解质。電子由陽極傳至陰極產生直流電,形成完整的電路。各種燃料電池是基於使用不同的電解質以及電池大小而分類的,因此電池種類變得更多元化,用途亦更廣泛。由於以個體燃料電池計,單一顆電池只能輸出相對較小的電壓,大約0.7V,所以燃料電池多以串連或一組的方式制造,以增加電壓,配合應用需求。 另一方面,燃料電池產電後會產生水與熱,基於使用不同的燃料,有可能產生極少量二氧化碳和其他物質,對環境的污染比原電池及化石燃料發電廠少,是一種綠色能源。燃料電池的能量效率通常為40-60%之間;如果廢熱被捕獲使用,其熱電聯產的能量效率可高達85%。 燃料電池的市場正在增長,据派克研究公司(Pike Research)估計,到2020年固定式燃料電池市場規模將達到50 GW。.
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物理学
物理學(希臘文Φύσις,自然)是研究物質、能量的本質與性質,以及它們彼此之間交互作用的自然科學。由於物質與能量是所有科學研究的必須涉及的基本要素,所以物理學是自然科學中最基礎的學科之一。物理學是一種實驗科學,物理學者從觀測與分析大自然的各種基於物質與能量的現象來找出其中的模式。這些模式(假說)稱為「物理理論」,經得起實驗檢驗的常用物理理論稱為物理定律,直到有一天被證明是有錯誤為止(具可否證性)。物理學是由這些定律精緻地建構而成。物理學是自然科學中最基礎的學科之一。化學、生物學、考古學等等科學學術領域的理論都是建構於這些物理定律。 物理學是最古老的學術之一。物理學、化學、生物學等等原本都歸屬於自然哲學的範疇,直到十七世紀至十九世紀期間,才漸漸地從自然哲學中分別成長為獨立的學術領域。物理學與其它很多跨領域研究有相當的交集,如量子化學、生物物理學等等。物理學的疆界並不是固定不變的,物理學裡的創始突破時常可以用來解釋這些跨領域研究的基礎機制,有時還會開啟嶄新的跨領域研究。 通過創建新理論與發展新科技,物理學對於人類文明有極為顯著的貢獻。例如,由於電磁學的快速發展,電燈、電動機、家用電器等新產品纷纷涌现,人類社會的生活水平也得到大幅提升。由於核子物理學日趨成熟,核能發電已不再是藍圖構想,但其所引致的安全問題也使人們意識到地球環境、生態與人類的脆弱渺小。.
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銀
银(silver)是一种化学元素,化学符号Ag(来自argentum),原子序数47。银是一种柔软有白色光泽的过渡金属,在所有金属中导电率、导热率和反射率最高。銀在自然界中的存在方式有纯净的游离态单质(自然银),与金等其他金属的合金,还有含银矿石(如辉银矿和角银矿)。大部分银都是精炼铜、金、铅和锌的副产品。 银不易受化學藥品腐蝕,长久以来被视为贵金属。银比金来源更丰富,在现代以前的货币体系中作为硬币使用,有时甚至和金一道使用。除了货币之外,银的用途还有太阳能电池板、净水器、珠宝和装饰品、高价餐具和器皿(银器),银币和还可用于投资。银在工业上用于和导体、特制镜子、窗膜和化学反应的催化剂。银的化合物用于胶片和X光。稀硝酸银溶液等银化合物会产生,可以消毒和消灭微生物,用于绷带、伤口敷料、导管等医疗器械。.
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计量单位
單位系指給定的某一基礎物理量,單位的給定皆屬人為。常伴隨著某種表示法,例如公尺、秒、公斤等,以方便人們在溝通某一量時有共通的概念。 计量单位(度量單位)为单位的具体统称,为人类计算一个数额的方法。例如,在數字中,单位一般为“1”;在计算长度的时候,单位可以是“纳米”、“毫米”、“-zh-hans:厘米;zh-hant:公分;-(或作--)”、“分米”、“米”、“千米”、“光年”等;在计算时间的时候,单位可以是“微秒”、“秒”、“分钟”、“时”、“日”、“星期”、“月”、“年”、“世纪”等。.
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麥可·法拉第
迈克尔·法拉第(Michael Faraday,),英國物理学家,在電磁學及電化學領域做出許多重要貢獻,其中主要的貢獻為電磁感應、抗磁性、電解。 雖然法拉第沒有得到足夠的正式教育,卻成為歷史上最具有影響力的科學家之一。實際而言,他時常被認為是科學史上最優秀的實驗家。他詳細地研究在載流導線四周的磁場,想出了磁場線的點子,因此建立了電磁場的概念。法拉第觀察到磁場會影響光線的傳播,他找出了兩者之間的關係。 entry at the 1911 Encyclopaedia Britannica hosted by LovetoKnow Retrieved January 2007.
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阿伏伽德罗常数
在物理学和化学中,阿伏伽德罗常数(符号:N或L)的定義是一个比值,是一個樣本中所含的基本單元數(一般為原子或分子)N,與它所含的物質量n(單位為摩爾)間的比值,公式為NA.
電壓
電壓(Voltage,electric tension或 electric pressure),也稱作電位差(electrical potential difference),是衡量单位电荷在静电场中由于電勢不同所產生的能量差的物理量。此概念與水位高低所造成的「水壓」相似。需要指出的是,“电压”一词一般只用于电路当中,“電動勢”和“电位差”则普遍应用于一切电现象当中。 電壓的國際單位是伏特(V)。1伏特等於對每1庫侖的電荷做了1焦耳的功,即U(V).
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電荷
在電磁學裡,電荷(electric charge)是物質的一種物理性質。稱帶有電荷的物質為「帶電物質」。兩個帶電物質之間會互相施加作用力於對方,也會感受到對方施加的作用力,所涉及的作用力遵守庫侖定律。电荷分为两种,「正电荷」与「负电荷」。带有正电荷的物质称为「带正电」;带有负电荷的物质称为「带负电」。假若两个物质都带有正电或都带有负电,则称这两个物质「同电性」,否则称这两个物质「异电性」。两个同电性物质会相互感受到对方施加的排斥力;两个异电性物质会相互感受到对方施加的吸引力。 电荷是许多次原子粒子所拥有的一种基本守恒性质。称带有电荷的粒子为「带电粒子」。电荷决定了带电粒子在电磁方面的物理行为。静止的带电粒子会产生电场,移动中的带电粒子会产生电磁场,带电粒子也会被电磁场所影响。一个带电粒子与电磁场之间的相互作用称为电磁力或电磁交互作用。这是四种基本交互作用中的一种。.
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法拉第电解定律
法拉第电解定律是法拉第在19世纪前半期通过大量电解实验得出的规律。定律内容为: 其中n为1莫耳物质电解时参与电极反应的电子的摩尔数(即化合价),(M/n)又称化学当量(Eq);F为法拉第常数,即电解1电化学当量物质所需电量 (F.
摩尔 (单位)
莫耳(拉丁文「一團」),是物质的量的国际单位,符号为mol(mole)。1莫耳是指化学物质所含基本微粒个数等于12克的碳-12(_6^\!\mbox)所含原子个数,即阿伏伽德罗常数。使用莫耳时,应指明基本微粒,可以是分子、原子、离子、电子或其他基本微粒,也可以是基本微粒的特定组合体。1莫耳物质中所含基本微粒的个数等于阿伏伽德罗常数,符号为NA,数值约是6.02214129×1023,常取6.02×1023。摩尔是國際單位制的七個基本單位之一,在量綱分析中會用符號n表示。 摩尔可以用于表达原子、电子和离子等微观粒子的数量。在化学反应的定量计算中,常使用摩尔。例如氢气与氧气反应生成水,可以用化学方程式表达为:2+→2。其意义为2摩尔氢气与1摩尔氧气反应生成2摩尔水。溶液的浓度也常用物质的量浓度,即摩尔浓度表示,例如1mol/L的氯化钠溶液,表示每升该溶液中含有1摩尔氯化钠。 摩尔质量定义为一摩尔某物质的质量,以克计量时在数值上等于该物质的相对分子质量(或相对原子质量)。例如水分子的相对分子质量约为18.015,一摩尔水的质量为18.015克。 “克-分子”(gram-molecule)曾被用来表达本质上相同的概念,1克-分子的純物質表示其質量等於該物質數量為阿伏加德罗常数時的質量。而“克-原子”(gram-atom)则用来表示一个相关但不同的概念,1克-原子的元素表示其質量等於該原子的數量為阿伏加德罗常数時的質量。例如1摩尔是1“克-分子”,是由1“克-原子”及2“克-原子”組成。。 一些科学家以1摩尔物质所含微粒数——亞佛加厥数确定了一个纪念日——摩尔日。摩尔日纪念活动在每年的10月23日举行,也有一些纪念活动在6月2日举行。.
另见
物理常數
- 分率
- 哈特里能量
- 基本电荷
- 天文常數
- 时间常数
- 氣體常數
- 法拉第常数
- 溫伯格角
- 物理常數
- 特徵長度
- 玻尔半径
- 玻尔磁子
- 磁通量量子
- 自由空間阻抗
- 里德伯常量
- 阿伏伽德罗常数
- 電子磁偶極矩
- 馬德隆常數
- 高斯引力常數