|
|
Тиманюк, Животова. Биофизика. Учебник для студентов фармацевтических и медицинских вузов удк 577. 3(075. 8) Ббк 28. 901я73 т 41
Молярная теплоемкость при постоянном ?
?
J/(mol•K)
2 2
?
??
?
? ????
?
?
?
объеме
Молярная теплоемкость при постоянном ?
?
J/(mol•K)
2 2
?
??
?
? ????
?
?
?
давлении
Показатель адиабаты 1
1
Энтропия
S
Дж/К
J/K
м
2
•кг/(с
2
•К)
Обозначение единицы Величина
Символ
Размерность в СИ
рус.
межд.
Приложение 4
665 Энергия E Дж J м 2 •кг/с 2 Внутренняя энергия U Дж J м 2 •кг/с 2 Энтальпия H Дж J м 2 •кг/с 2 Свободная энергия Гельмгольца F Дж J м 2 •кг/с 2 Свободная энергия Гиббса G Дж J м 2 •кг/с 2 Химический потенциал µ Дж/моль J/mol м 2 •кг/(с 2 •моль) Электрохимический потенциал µ Дж/моль J/mol м 2 •кг/(с 2 •моль) Обозначение единицы Величина Символ Размерность в СИ рус. межд. 5.6. Электрические и магнитные единицыОбозначение единицы Величина Символ Размерность в СИ рус. межд. Электрический заряд q Кл C А•с Линейная плотность заряда ? Кл/м C/m А•с/м Поверхностная плотность заряда ? Кл/м 2 C/m 2 А•с/м 2 Объемная плотность заряда ? Кл/м 3 C/m 3 А•с/м 3 Напряженность электрического поля E В/м V/m м•кг/(А•с 3 ) Электрическое смещение (индукция) D Кл/м 2 C/m 2 А•с/м 2 Электрическая постоянная ? 0 Ф/м F/m А 2 •с 4 /(м 3 •кг) Абсолютная диэлектрическая, ? Ф/м F/m А 2 •с 4 /(м 3 •кг) проницаемость Относительная диэлектрическая, ?r 1 1 1 проницаемость Единицы измерения и размерности физических величин Поток электрического смещения (индукции)
?
Кл
C
А•с
Электрический потенциал
?
В
V
м
2
•кг/(А•с
3
)
Напряжение,
разность потенциалов,
??
В
V
м
2
•кг/(А•с
3
)
Электродвижущая сила (ЭДС)
E
В
V
м
2
•кг/(А•с
3
)
Электроемкость
C
Ф
F
А
2
•с
4
/(м
2
•кг)
Электрический дипольный момент p
Кл•м
C•m
А•с•м
Вектор поляризации
(поляризованность)
P
Кл/м
2
C/m
2
А•с/м
2
Диэлектрическая восприимчивость Сила тока
I
А
А
А
Плотность тока
J
А/м
2
A/m
2
А/м
2
Электрическое сопротивление
R
Ом
?
м
2
•кг/(А
2
•с
3
)
Электрическая проводимость
?
См
S
А
2
•с
3
/(м
2
•кг)
Удельное электрическое
?
Ом•м
?•m м
3
•кг/(А
2
•с
3
)
сопротивление
Удельная электрическая, ?
См/м
S/m
А
2
•с
3
/(м
3
•кг)
проводимость
Подвижность ионов b
м
2
/В•с m
2
/(V•s)
А•с
2
/кг
Напряженность магнитного поля
H
А/м
A/m
А/м
Магнитная постоянная
µ
0
Гн/м
H/m м•кг/(А
2
•с
2
)
Абсолютная магнитная проницаемость,
µ
Гн/м
H/m м•кг/(А
2
•с
2
)
Относительная магнитная, µ
r
1 1
1
проницаемость
Магнитная индукция
B
Тл
T
кг/(А•с
2
)
Магнитный поток
?
Вб
Wb м
2
•кг/(А•с
2
)
Обозначение единицы Величина
Символ
Размерность в СИ
рус.
межд.
Приложение 4
Магнитный момент p m А•м 2 A•m 2 А•м 2 Вектор интенсивности намагничивания (намагниченность) M А/м A/m А/м Индуктивность и взаимная индуктивность L Гн H м 2 •кг/(А 2 •с 2 ) Магнитная восприимчивость, ?1 Магнитодвижущая сила F А A А Магнитное сопротивление R m А/Вб A/Wb А 2 •с 2 /(м 2 •кг) Емкостное сопротивление X C Ом ? м 2 •кг/(А 2 •с 3 ) Индуктивное сопротивление X L Ом ? м 2 •кг/(А 2 •с 3 ) Импеданс, полное электрическое сопротивление Z Ом ? м 2 •кг/(А 2 •с 3 ) Добротность Q 1 Объемная плотность энергии электромагнитного w Дж/м 3 J/m 3 кг/(м•с 2 ) поля Вектор Пойнтинга I, S Вт/м 2 W/m 2 кг/с 3 5.7. Оптические единицы Обозначение единицы Величина Символ Размерность в СИ рус. межд. Сила света J кд cd кд Световой поток ? лм lm кд•ср Освещенность E лк lx кд•ср•м –2 Активность радиоактивного источника A Бк Bq с –1 Обозначение единицы Величина Символ Размерность в СИ рус. межд. Единицы измерения и размерности физических величин Спектральная объемная плотность энергии излучения
W
l
Дж/м
4
J/m
4
кг/(м
2
•с
2
)
(при данной длине волны)
Мощность излучения,
поток энергии
Р,
?
Вт
W
м
2
•кг/с
3
излучения
Плотность потока энергии излучения, ?
Вт/м
2
W/m
2
кг/с
3
Энергетическая светимость
R
е
Вт/м
2
W/m
2
кг/с
3
Спектральный коэффициент 1
1
поглощения
Спектральный коэффициент 1
1
отражения
Спектральный коэффициент пропускания Спектральный коэффициент энергетической яркости Оптическая плотность 1
1
Натуральный
(линейный) показатель ослабления, µ
i м
–1
m
–1
м
–1
Коэффициент поглощения
?
м
–1
m
–1
м
–1
Молярный показатель поглощения
?
м
2
/моль m
2
/mol м
2
/моль
Абсолютный показатель n
1 1
1
преломления
Относительный показатель n
ij
1 1
1
преломления
Фокусное расстоянием m
м
Обозначение единицы Величина
Символ
Размерность в СИ
рус.
межд.
Приложение 4
Оптическая сила линзы D дптр D м –1 Угол поворота плоскости ? рад rad рад поляризации Молярная оптическая вращательная ????? ? 2 rad m mol ? 2 ??? ? ???? ? способность Удельная (массовая) оптическая вращательная, [ ?] рад•м 2 /кг rad•m 2 /kg рад•м 2 /кг способность раствора Обозначение единицы Величина Символ Размерность в СИ рус. межд. 5.8. Единицы атомной и ядерной физики Обозначение единицы Величина Символ Размерность в СИ рус. межд. Атомный номер Число нейтронов Массовое число, число нуклонов А 1 Магнитный момент частицы или ядра µ А•м 2 А•m 2 А•м 2 Гиромагнитное отношение ? А•м 2 /(Дж•с) А•m 2 /(J•s) А•с/кг фактор атома или электрона g 1 фактор ядра или ядерной частицы g 1 Угловая частота Лармора ? L рад/с rad/s рад/с Угловая частота прецессии ? N с –1 s –1 с –1 Циклотронная угловая частота ? С рад/с rad/s рад/с Единицы измерения и размерности физических величин Орбитальное квантовое число (спинового l
i
, L
1 момента импульса)
Спиновое квантовое число (спинового s
i
, S
1 момента импульса)
Спин
S
Дж•с
J•s кг•м
2
/с
Квантовое число полного момента j
i
, J
1 1
1
импульса
Квантовое число ядерного спина Главное квантовое число n
1 Магнитное квантовое число m, M
1 Дефект массы кг kg кг
Среднее время жизни
(радионуклида)
?
с s
с
Активность
(радионуклида
А
Бк
Bq св источнике)
Постоянная радиоактивного распада
?
с
–1
s
–
с
–1
(радионуклида)
Период полураспада радионуклида
Т
1/2
с s
с
Обозначение единицы Величина
Символ
Размерность в СИ
рус.
межд.
5.9. Единицы ядерных реакций и ионизирующего излучения
Обозначение единицы Величина
Символ
Размерность в СИ
рус.
межд.
Сечение взаимодействия
?
м
2
m
2
м
2
Линейный коэффициент ослабления, µ
l м
–1
m
–1
м
–1
Приложение 4
Массовый коэффициент ослаблениям кг m 2 /kg м 2 /кг Молярный коэффициент ослаблениям моль m 2 /mol м 2 /моль Атомный коэффициент ослабления, атм 2m2м2Слой половинного ослаблениям m м Средний линейный пробег частицы, R l мм Линейная плотность ионизации N и l м –1 m –1 м –1 Средняя длина свободного пробегам m м Экспозиционная доза D экс Кл/кг C/kg А•с/кг Мощность экспозиционной дозы P экс Кл/(кг•с) C/(kg•s) А/кг Поглощенная доза D пог Гр Gy м 2 /с 2 Мощность поглощенной дозы P пог Гр/с Gy/s м 2 /с 3 Эквивалентная доза Н Зв Sv м 2 /с 2 Мощность эквивалентной дозы H Зв/с Sv/s м 2 /с 3 Обозначение единицы Величина Символ Размерность в СИ рус. межд. Приложение ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ШКАЛЫ. Соотношения между единицами (градусами) разных шкал Единица К °С °F °Rank °R Кельвин, К 1 1,8 1,8 Градус Цельсия, С 1 1,8 1,8 Градус Фаренгейта, °F 0,556 0,556 1 1 Градус Ренкина, °Ra 0,556 0,556 1 1 Градус Реомюра, °R 1,25 1,25 2,25 2,25 Температурные шкалы 672 2. Соотношения между значениями температуры в разных шкалах Температура Эквивалент по шкале Цельсия Кельвина Х С (шкала Цельсия) Х °С (Х + 273,15) °К Х °R (шкала Реомюра) 5 Х С+ 273,15 4 X ? ? ? ? ? ? °К Х °F (шкала Фаренгейта) ( ) 5 32 9 X С+ 255,38 9 X ? ? ? ? ? ? °К Х °Ra (шкала Ренкина) 5 273,15 С Х °К Х К (шкала Кельвина) (Х – 273,15) °С Х °К Приложение СВОДНАЯ ТАБЛИЦА ФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ АНАЛИЗА № п/п Задачи, решаемые химиком-фармацевтом Методы анализа Спектроскопия Спектроскопия КР Спектроскопия ЯМР Масс-спектроскопия Рентгеноструктурный Микроскопический Поляриметрия Рефрактометрия Дериватография Хроматография Идентификация соединений и их составляющих Ч Ч Ч Ч Ч качественный анализ Количественный элементный и фазовый анализ Ч Ч Ч Ч Контроль состава веществаЧ Ч Ч Ч Изучение кинетики химических реакций Ч Ч Ч Ч (механизмы превращения Пространственная структура молекул и систем, стереохимия (исследование Ч Ч Ч Ч Ч взаимодействия с окружающей средой) Приложение 6 673 Определение функциональных групп, строение соединений (в том числе при- Ч Ч Ч Ч Ч Ч родных) 7 Определение концентраций Ч Ч Ч Ч 8 Определение параметров макромолекул (размеров, Ч Ч массы и др.) 9 Изучение размеров, форм и распределения частиц Ч Ч в коллоидных системах 10 Определение молекулярной массы органических соеди- Ч Ч Ч нений и их составляющих 11 Исследование механизмов сорбции и десорбции Ч Ч Ч Ч 12 Изучение комплексных координационных соединений металлов с био- Ч активным веществом 13 Исследование кристаллографии соединений (расстояний между атомами, деформации атомных Ч Ч слоев) и характера межатомных взаимодействий, углов между химическими связями 14 Оценка чистоты и подлинности вещества, наличие Ч Ч Ч Ч Ч примесей 15 Идентификация фармацевтических препаратов, определение подлинности Ч Ч Ч Ч лекарственного растительного сырья 16 Изучение микростроения твердых объектов (пористость, морфология поверх- Ч ности, характер загрязнений поверхности и т. п.) 17 Определение показателя преломления вещества Ч 18 Разделение и анализ сложных соединений Ч № п/п Задачи, решаемые химиком-фармацевтом Методы анализа Спектроскопия Спектроскопия КР Спектроскопия ЯМР Масс-спектроскопия Рентгеноструктурный Микроскопический Поляриметрия Рефрактометрия Дериватография Хроматография Сводная таблица физических методов анализа ОТВЕТЫ К ЗАДАЧАМ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ Глава 1. 1.1. t 1/2 = 4 ч 1.2. k el = 9,6•10 –3 ч 1.3. m = 142 мкг 1.4. t 1/2 = 1,7 ч. с = 46 мкг/л; 1.6. t = 12 ч 1.7. t = 7,4 ч 1.8. m = 106 мкг 1.9. с = 43,5 мкг/л; М н = 196 мкг. Глава 2. 2.1. v = 2,6 мс 2.2. R = 0,4 м 2.3. a = 1,24 мс 2.4. F = 1,2 НЕ к = 35 мкДж; 2.6. F = 1,13 пН; 2.7. ( ) 0, 05 cos 2 4 x t = ? + ? м. F max = 18,5 мкН; 2.9. E = 0,28 мкДж; 2.10. t = 15 с 2.11. S = 7,1 см. a = 1 мс 2.13. 4 ? ?? = ; 2.14. ? = 17 мм 2.15. 30 фон. Глава 3. 3.1. t 1 = 215 С (работа мышцы не может быть описана на основании законов для цикла Карно 3.2. Q = 294 мДж 3.3. m = 30,6 кг. пол = 15 Вт 3.5. общ = 0,4 Вт 3.6. a = 0,18 Н b = 13,6 мм/с. Глава 4. 4.1. n кол = 57; 4.2. N = 2,5•10 20 ; 4.3. ? = 1,15 кг/м 3 ; 4.4. пост = 150 Дж 4.5. v вер = 484 мс 4.6. h = 5,5 км 4.7. C Vµ = = 20,8 Дж/(моль•К); 4.8. C pm = 278 Дж/(кг•К); 4.9. Q = 3,4 кДж. A = 30 Дж 4.11. В 4 раза 4.12. Уменьшилась в 2,6 раза 4.13. ? = 15 %; 4.14. Увеличится в 2 раза 4.15. ?S = 245 Дж/К; 4.16. ?G = –1326,19 кДж/моль; 4.17. p 1 = 9,7 МПа p 2 = 6,0 МПа 4.18. На 24 атм 4.19. ? = 7,0•10 –8 м. t = –50 С 4.21. ? = 6,95•10 9 с 4.22. ? = 2,1•10 –5 Вт/(м•К); 4.23. Q = 104 кДж. Глава 5. 5.1. S = 5 кДж/К; 5.2. ?G 0 = 5,7 кДж/моль; 5.3. К = 421; 5.4. ?G 0 = 69,2 кДж/моль; 5.5. c o /c i = 3,2; 5.6. ?? = –88 мВ. ?µ = –12,7 кДж/моль; 5.8. ? = 225 кВт 5.9. ? = 42 Глава 6. 6.1. 2 H O W = 2,6 кДж/моль; ????? W = 58,3 кДж/моль; ???? W 2,5 кДж/моль; 6.2. А = 0,866 кДж/моль; 6.3. w дд = –72 кДж/моль; 6.4. ? = 1,57•10 30 м 6.5. G ? = 11,9 кДж/моль; 6.6. t = 18 С 6.7. U 1 = 0; U 2 = 6,25 кДж/моль; U 3 = 12,5 кДж/моль; U 4 = 0; U 5 = 12,5 кДж/моль; U 6 = 0; U 7 = 0; 6.8. r 0 = 0,32 нм 6.9. min E = –0,98 кДж 6.10. ?S = 550 Дж/К; 6.11. акт = 53,6 кДж/моль; 6.12. max v = 26,8 ммоль/мин; [ ] S ? = 3,7 ммоль/л; 6.13. v к = 8,88 ммоль/мин; v н = 9,43 ммоль/мин; 6.14. КЛЮЧИК ПРАКТИЧЕСКИМИ ТЕСТОВЫМ ЗАДАНИЯМ Глава 7. 7.1. v = 11,1 мс 7.2. v = 7,4 мм/с; 7.3. d min = 13,8 см. d = 0,5 см 7.5. m = 40 мг 7.6. ?p = 464 Па 7.7. ? = 58 мН/м; 7.8. ?l = 0,2 мм 7.9. F = 2,3 кН; 7.10. I Q = 78 кВт/м 2 ; 7.11. c = 128 Дж/(кг•К). Глава 8. 8.1. ? = 4,9 мПа•с; 8.2. Q max = 9,0 л/мин; 8.3. Враз Па•с•м –3 ; 8.5. v = 2,3 мм/ч; 8.6. N = 16; 8.7. E = 1,2 МПа. Глава 9. 9.1. Е = 2,34 кВ/м; 9.2. А = 1,01 мкДж; W 1 = 1,35 мкДж; W 2 = 0,34 мкДж; 9.3. v = 5,9•10 6 мА нДж; 9.5. F = 46 мН; W = 67,5 мкДж; 9.6. q = 40нКл; 9.7. j = 20 МА/м 2 ; 9.8. U r = 6,3 В = 2,7 В ? = 30 %; 9.9. t = 3,2 мин 9.10. m = 5 г 9.11. Н = 1,2 кА/м; 9.12. Ф = 23,6 мкВб; 9.13. Н = 149 А/м; 9.14. m P = 3,1 мА•м 2 ; 9.15. Т = 3,55 нс 9.16. А = 0,57 мДж 9.17. 0, 2 t ? = мс 9.18. 12,5 B = мТл; 9.19. t = 2,3 мс 9.20. w = 40 Дж/м 3 ; 9.21. I = 1,1 А U R = 110 В U L = 190 В. C = 92 мкФ 9.23. 60 ? = ° ; P = 121 Вт 9.24. C = 280 пФ. T = 3,33 мс L = 0,2 Гн; 26,5 sin 600 q t = ? мкКл 18, 9 sin 600 U t = ? В. 2 3 ?? 19, 7 sin 10 W t = ? мкДж; 2 3 ? 19, 7 cos 10 W t = ? мкДж; ??0 ?0 W W = = = 19,7 мкДж; 9.27. R = 4 Ом C = 1,27 мкФ 3 0 1, 25 10 ? = ? рад/с; 9.28. 26 ? Глава 10. 10.1. ? = 1,9; 10.2. ? = 17 нс ? = 5,9•10 7 с 10.3. кв = = 0,2 мкм 10.4. А = 0,65 нм 10.5. N = 1,68 •10 4 ; 10.6. t пл = 15,5 °С. Глава 11. 11.1. K = 156; 11.2. D = 5,7•10 –9 мс 11.3. P = 0,33 мс. ?G = 11,4 кДж/моль; 11.5. ? = 61,5 мВ 11.6. с 1 /с 2 = 100; 11.7. Враз мВ 11.9. Враз кДж/моль; 11.11. ?G = 23,7 кДж/моль. Глава 12. 12.1. ?? = –100 мВ 12.2. t = 37 °C; 12.3. Враз мВ 12.5. К = –101 мВ ?? Na = +59 мВ П = –66 мВ; ?? ПД = +52 мВ 12.6. N = 6,25 •10 4 ; 12.7. g Na = 18,5 пСм; 12.8. ?? = 18 мВ. x = 125 мкм 12.10. ? = 43 мкм 12.11. D = 405 мкм. Глава 13. 13.1. tg i = n; 13.2. v = 2,26•10 8 мс 13.3. R = –6,25 см. а) Г = 10; б) Г = 4; в) Га б) 2 ? ; в) ?; г) 3 2 ? ; да нм ? 2 = 500 нм ? 3 = 667 нм б) ? 1 = 444 нм ? 2 = 571 нм. ? = 640 нм, что соответствует красному цвету 13.8. В голубой = 493 нм 13.9. ? = 490 нм 13.10. N = 100; 13.11. ? = 651 нм. l = 0,28 см 13.13. ? = 230 м 13.14. Т = 0,75; D = 0,125; 13.15. Враз. Враз Вт. Т = 602 Ка мкм (ИК-область); б) ? max = 1,16 мкм (ИК-область); в) ? max = 500 нм (видимый диапазон г) ? max = 290 пм (рентгеновское излучение). Глава 14. 14.1. ?D = 5 дптр; 14.2. d = 10 см 14.3. D = 1,5 дптр; 14.4. H = 7 см 14.5. N = 63; 14.6. k = Ответы к задачам для самостоятельного решения Глава 15. 15.1. r
2
= 213 пм;
15.2. v = 7,27•10 5
мс
? = 1,52•10 15
рад/с;
15.3. ? = 6,53•10 15
Гц
16 1,53 10
c
T
?
=
?
;
15.4. E
кин
= 13,5 эВ пот = –27,0 эВ = –13,5 эВ
15.5. и = 13,5 эВ
15.6. ?m = 0,10806 а. ем пДж 15.8. Z = 0; A = 1, частица нейтрон (
1 0
n ); 15.9. Z = 19;
A = 41, элемент калий (
41 19
K );
15.10. 3 ?- и 2 частицы 15.11. ? =
= 2,11•10
–6
с 15.12. 58 %; 15.13. ? = 6,97•10
–2
сут T
1/2
= 10 сут. a = 1,67•10 11
Бк;
15.15. m = 0,175 мг 15.16.
0
? = 197 нм. A = 2,5 эВ 15.18.
??
19 3, 98 10
E
?
=
?
;
??
36 4, 42 10
E
?
=
?
;
?? ? ?
27 1,33 10
/
E
?
=
?
?
;
15.19. U = 1,5 МВ 15.20. а)
?
?
6 7, 29 10
?
? б)
?
?
33 6, 63 10
?
? =
?
;
15.21. U = 6 В 15.22. ?E = 6,6•10
–8
эВ
15.23. E
1s
=
= –13,5 эВ E
2p
= –3,4 эВ E
3d
= –1,5 эВ L
l 1s
= 0; L
l 2p
= 1,5•10
–34
м
2
•кг/с;
L
l 3d
= 2,6•10
–34
м
2
•кг/с;
15.24.
0
? = 24,86 пм;
15.25. m
µ = 6,66 м
2
/кг.
Глава 16. 16.1. ? = 4 %; 16.2. ? = 0,5 моль 16.3. V = 3,38 мл 16.4. N =
= 5,8•10 12
;
16.5. E
погл
= 21 Дж
16.6. P
погл
= 7,3•10
–2
рад/с.
Глава 17. 17.1.
0, 25
?? =
мВ
17.2.
30
? =
° ; 17.3. P = 5,4 мВт 17.4. На %;
17.5. max
9,57
?
=
мкм
17.6. На max
30
??
=
нм в сторону более коротких волн.
Глава 18. 18.1. ? = 38 М
–1
•см
–1
;
18.2. с = 0,083 М 18.3. v = 1,14•10 6
мс. /
|
|
|
Скачать 4.28 Mb.