Düsturlar və asan yollar
CSCA (Çin) · 496
Bu kursdakı bütün düsturlar və yadda saxlamağın asan yolları bir səhifədə.
1İmtahanla tanışlıqBaşlanğıc
CSCA nədir: quruluş, qeydiyyat və nəticələr
Dərsə keç2Riyaziyyat: çoxluqlar, bərabərsizliklər və funksiyalarOrta
Çoxluqlar və onlar üzərində əməllər
Dərsə keç- nçoxluğun elementlərinin sayı
Hər element ya alt çoxluğa daxildir, ya da yox: hər element üçün 2 seçim, cəmi 2ⁿ. Məxsusi alt çoxluqlar üçün çoxluğun özünü, boş olmayan məxsusi alt çoxluqlar üçün isə ∅-nu da çıxırıq.
- A ∪ Bbirləşmə (
并集) — heç olmasa birinə daxil olan elementlər - A ∩ Bkəsişmə (
交集) — hər ikisinə daxil olan elementlər - ∁ᵤAA-nın U universal çoxluğunda (
全集) tamamlayıcısı (补集); başqa kitablarda Ā və ya Aᶜ
Birləşmə — «və ya», kəsişmə — «və», tamamlayıcı — «deyil». Tamamlayıcı həmişə U-ya nəzərən götürülür; ədəd çoxluqları üçün U verilməyibsə, U = R. Həmişə A ∩ B ⊆ A ⊆ A ∪ B; A ∩ B = A və A ∪ B = B bərabərlikləri A ⊆ B deməkdir.
- ∁ᵤU universal çoxluğunda tamamlayıcı
De Morqan qanunları: tamamlayıcı birləşməni kəsişməyə, kəsişməni isə birləşməyə çevirir. «(A və ya B) deyil» = «A deyil və B deyil».
- |A|sonlu A çoxluğunun elementlərinin sayı (n(A), card(A) kimi də yazılır)
|A| və |B| toplananda ortaq hissə iki dəfə sayılır, ona görə bir dəfə çıxılır.
- |A ∩ B ∩ C|üç çoxluğun hamısına daxil olan elementlərin sayı
Təkləri topla, cütləri çıx, üçlüyü geri əlavə et: mərkəz 3 dəfə əlavə olunur, 3 dəfə çıxılır, ona görə onu bir dəfə də əlavə etmək lazımdır.
- Pp şərtini ödəyən bütün x-lərin çoxluğu: P = {x | p(x)}
- Qq şərtini ödəyən bütün x-lərin çoxluğu: Q = {x | q(x)}
Çoxluq mənzərəsi: həllər çoxluğu kiçik olan şərt böyük olan şərti doğurur. «Kiçik ⇒ böyük»: kiçik çoxluq kafi, böyük çoxluq zəruri şərtdir (Çin dərsliklərində 小范围推出大范围).
Bərabərsizliklər: xassələr, kvadrat və rasional bərabərsizliklər
Dərsə keç- a, bbərabərsizliyin tərəfləri
- chər iki tərəfin vurulduğu (və ya bölündüyü) ədəd
İşarəni dəyişən yeganə qayda: mənfi ədədə vurmaq və ya bölmək. İşarəsi məlum olmayan ifadəyə, məsələn, x − 3-ə, ümumiyyətlə vurmaq olmaz.
- ax²-nin əmsalı (qollar yuxarı: a > 0)
- x₁, x₂ax² + bx + c = 0 tənliyinin kökləri
- Ddiskriminant, D = b² − 4ac (
判别式)
«Böyükdür — köklərdən kənarda, kiçikdir — köklər arasında» (a > 0 olduqda). a < 0 olarsa, əvvəlcə bərabərsizliyi −1-ə vur və işarəni çevir.
- Ddiskriminant: D < 0 — parabolanın oxla ortaq nöqtəsi yoxdur
- a = 0bərabərsizlik xəttiyə çevrilir və ayrıca yoxlanılır
«≥ 0 istənilən x üçün» olarsa, D ≤ 0 (toxunma icazəlidir). «< 0 istənilən x üçün» olarsa, a < 0 və D < 0.
- f(x)kəsrin surəti
- g(x)kəsrin məxrəci; onun sıfırları heç vaxt cavaba daxil deyil
Qismətin və hasilin işarəsi eynidir, ona görə kəsr (分式不等式) hasillə əvəz olunur; sonra intervallar üsulu (穿针引线法, «iynəyə sap keçirmək») tətbiq edilir.
- |x − c|ədəd oxunda x ilə c arasındakı məsafə (
绝对值— modul) - amüsbət ədəd — icazə verilən məsafə
|x − c| < a: x c-dən a-dan az uzaqdadır; |x − c| > a: x c-dən a-dan çox uzaqdadır. |f(x)| < a üçün −a < f(x) < a qoşa bərabərsizliyini həll et.
- (a + b)/2(a + b)/2ədədi orta (
算术平均数) - √(ab)həndəsi orta (
几何平均数)
Çin dərsliklərində «əsas bərabərsizlik» (基本不等式), bizdə Koşi bərabərsizliyi. O, (√a − √b)² ≥ 0 bərabərsizliyindən alınır; bərabərlik yalnız a = b olduqda ödənir. Hasil sabitdirsə, cəmin ən kiçik qiyməti 2√(ab)-dir; cəm s sabitdirsə, hasilin ən böyük qiyməti (s/2)²-dir.
Funksiyalar və onların xassələri
Dərsə keç- u, vx-dən asılı ifadələr
- √u, ⁴√ucüt dərəcəli köklər; ∛u kimi tək dərəcəli köklər istənilən u üçün mənalıdır
- logₐ uloqarifmin arqumenti («Loqarifmlər və loqarifmik funksiya» dərsinə bax)
Bütün şərtləri yaz, sonra onların kəsişməsini götür və cavabı çoxluq və ya aralıqlarla ver. Mətnli məsələdə vəziyyətin öz şərtləri də əlavə olunur: uzunluqlar müsbətdir, əşyaların sayı tam ədəddir.
- a/ca/cbaş əmsalların nisbəti: üfüqi asimptot y = a/c
- −d/c−d/cməxrəcin sıfırı: şaquli asimptot
Nə üçün y ≠ a/c: y = (ax + b)/(cx + d) bərabərliyindən x-i tapsaq, x = (b − dy)/(cy − a) alınır; bu ifadə a/c-dən başqa istənilən y üçün mövcuddur. Qrafik mərkəzi (−d/c; a/c) nöqtəsinə köçürülmüş y = k/x hiperbolasıdır.
- gdaxili funksiya: birinci o işləyir
- fxarici funksiya: g(x) qiymətinə tətbiq olunur
- D(f), D(g)təyin oblastları
Mürəkkəb funksiya (复合函数): sıra vacibdir, ümumiyyətlə f(g(x)) ≠ g(f(x)). D(f) = [m; n] olarsa, f(g(x))-in təyin oblastı m ≤ g(x) ≤ n bərabərsizliklərinin həllər çoxluğudur.
- x₁, x₂I aralığından istənilən iki ədəd
- Imonotonluq aralığı (单调区间): funksiya onun bütün uzunluğunda artır (增函数) və ya azalır (减函数)
Artan + artan artandır; −f istiqaməti dəyişir, f işarəsini saxlayanda 1/f də dəyişir. y = f(g(x)) üçün: f və g eyni istiqamətdə dəyişirsə, mürəkkəb funksiya artır, əks istiqamətlərdə dəyişirsə, azalır — 同增异减. İstənilən funksiyanın monotonluğunu törəmə verir: «Törəmənin tətbiqləri: monotonluq və ekstremumlar».
- Dtəyin oblastı; 0-a nəzərən simmetrik olmalıdır, əks halda f nə cüt, nə təkdir
- f(0) = 0f(−0) = −f(0) bərabərliyindən: 0-da təyin olunmuş tək funksiya koordinat başlanğıcından keçir
tək ± tək = tək, cüt ± cüt = cüt; tək · tək = cüt, cüt · cüt = cüt, tək · cüt = tək — «+» və «−» işarələri kimi. Yalnız cüt dərəcələri (və sabiti) olan çoxhədli cütdür, yalnız tək dərəcələri olan isə təkdir.
- Tdövr
- asabit sürüşmə, a ≠ 0
İkinci qaydanın isbatı: f(x + 2a) = −f(x + a) = −(−f(x)) = f(x). Böyük arqumentdə f-i tapmaq üçün tam dövrləri çıx (qalığa bax), lazım olsa, sonra cütlükdən istifadə et. sin və cos-un dövrləri «Triqonometrik funksiyaların qrafikləri» dərsindədir.
- a, bsürüşmə: a > 0 sağa, b > 0 yuxarı (a < 0 sola, b < 0 aşağı)
- A, ωOy boyunca A dəfə dartılma: (x; y) → (x; Ay); ω > 1 olduqda Ox boyunca ω dəfə sıxılma: (x; y) → (x/ω; y)
- −f(x), f(−x), −f(−x)Ox oxuna, Oy oxuna və koordinat başlanğıcına nəzərən əks etdirmə
- |f(x)|, f(|x|)|f(x)|: Ox-dan aşağıdakı hissələr yuxarı çevrilir; f(|x|): sağ yarı saxlanır və sola əks etdirilir
Mötərizənin içindəki dəyişikliklər üfüqi və «tərsinə» işləyir (x − 2 sağa aparır, 2x sıxır); çöldəkilər şaquli və «olduğu kimi» işləyir. Çinli şagirdlər sürüşmələri 左加右减,上加下减 kimi yadda saxlayır: «sola — üstəgəl, sağa — çıx; yuxarı — üstəgəl, aşağı — çıx».
- D(f), E(f)f-in təyin oblastı və qiymətlər çoxluğu; tərs funksiyada yerlərini dəyişir
- (a; b)f-in qrafikinin nöqtəsi; onda (b; a) f⁻¹-in qrafikindədir
f və f⁻¹ qrafikləri y = x düz xəttinə nəzərən simmetrikdir. Ən vacib cüt, y = aˣ və y = logₐ x, «Loqarifmlər və loqarifmik funksiya» dərsindədir. Diqqət: f⁻¹(x) 1/f(x) deyil.
- |x₁|, |x₂|0-dan olan məsafələr: cüt funksiya eyni məsafələrdə eyni qiymətlər alır
- f tək[0; +∞)-da artırsa, bütün R-də artır, ona görə f(x₁) < f(x₂) ⇔ x₁ < x₂
Cüt funksiya [0; +∞)-da azalırsa, bərabərsizliyi çevir: f(x₁) < f(x₂) ⇔ |x₁| > |x₂|.
Qüvvət və üstlü funksiyalar
Dərsə keç- aəsas: a > 0 (0-ın müsbət qüvvəti 0-dır; 0⁰ və 0-ın mənfi qüvvəti təyin olunmayıb)
- m, nmüsbət tam ədədlər, n > 1 (Çin dərsliklərində: m, n ∈ N*)
Üstün məxrəci kökü, surəti qüvvəti göstərir. Ədədlər kiçik qalsın deyə əvvəl kök al: 27^(2/3) = (∛27)² = 9, ∛729 yox. Mənfi üst tərs ədəd deməkdir — ədədi heç vaxt mənfi etmir.
- a, bmüsbət əsaslar
- r, sistənilən rasional (sonra isə həqiqi) üstlər
Tam üstlərdəki qaydaların eynisi. Cəm üçün qayda yoxdur: aʳ + aˢ a^(r + s) deyil, (a + b)ʳ də aʳ + bʳ deyil.
- αsabit üst (istənilən həqiqi ədəd)
- x > 1, 0 < x < 1x > 1 olduqda böyük α daha yuxarı qrafik verir; 0 < x < 1 olduqda böyük α daha aşağı qrafik verir
Birinci rübdə bütün qüvvət əyriləri (1; 1)-də kəsişir: «1-dən sonra böyük üst qalib gəlir, 1-ə qədər uduzur» (2³ > 2², amma 0,5³ < 0,5²). Cütlük ixtisar olunmaz α = p/q kəsrindən asılıdır: q tək, p cüt — cüt (x^(2/3)); q tək, p tək — tək (x^(3/5)); q cüt — yalnız x ≥ 0 üçün təyin olunub, nə cüt, nə tək (x^(3/4)).
- aəsas
- a⁰ = 1hər qrafik (0; 1)-dən keçir: «sabit nöqtə» (过定点) suallarının açarı
y = a^(kx + m) + n üçün üstün 0 olduğu nöqtə a-dan asılı deyil: kx + m = 0, y = 1 + n.
- aortaq əsas, a > 0, a ≠ 1: 8 = 2³, 0,25 = 2⁻², √2 = 2^(1/2) kimi yaz
- f(x), g(x)üstlər: əsas atıldıqdan sonra birbaşa müqayisə olunur
Eyni əsaslar ⇒ eyni üstlər, çünki y = aˣ monotondur. Bərabərsizlikdə 1-dən böyük əsas işarəni saxlayır, 0 ilə 1 arasındakı əsas isə dəyişir. Loqarifmlərdən fərqli olaraq təyin oblastı addımı yoxdur: aˣ istənilən x üçün təyin olunub. Əsasları eyniləşdirmək mümkün deyilsə (2ˣ = 5), cavab loqarifmdir, x = log₂ 5 — «Loqarifmlər və loqarifmik funksiya» dərsinə bax.
- a − 1işarəsi əsasın 1-dən böyük və ya kiçik olduğunu göstərir
- xüst; işarəsi 0-dan sağda və ya solda olduğumuzu göstərir
«Eyni tərəf ⇒ 1-dən böyük»: 1,2^0,3 > 1 (hər iki vuruq müsbət), 0,7^(−2) > 1 (hər ikisi mənfi), 0,7^0,3 < 1 və 1,2^(−0,3) < 1 (işarələr əksdir).
Loqarifmlər və loqarifmik funksiya
Dərsə keç- aəsas: a > 0, a ≠ 1
- Narqument, həmişə N > 0
- lg N, ln Nlg N = log₁₀ N (onluq loqarifm), ln N = logₑ N (natural loqarifm, e ≈ 2,718)
Tərif və əsas eyniliklər. a^(logₐ N) = N — əsas loqarifmik eynilikdir (对数恒等式): qüvvətə yüksəltmə və loqarifm bir-birini «ləğv edir». Çin dərslikləri və CSCA lg və ln yazılışından istifadə edir.
- M, Nmüsbət ədədlər
- nistənilən həqiqi ədəd
Hasilin, qismətin və qüvvətin loqarifmi. Yalnız müsbət M, N və eyni a əsası üçün doğrudur.
- cistənilən yeni əsas (c > 0, c ≠ 1)
- a, ba > 0, a ≠ 1, b > 0 (sonrakı düsturlarda həm də b ≠ 1)
- m, nəsasın və arqumentin qüvvət üstləri (m ≠ 0)
Yeni əsasa keçid düsturu (换底公式) və onun üç nəticəsi. İsbat: logₐ b = x olarsa, aˣ = b; hər iki tərəfin c əsasına görə loqarifmini al: x · log_c a = log_c b.
- f(x), g(x)loqarifm altındakı ifadələr
- aümumi əsas
Hər iki halda kiçik arqument müsbət olmalıdır, böyük arqument onda avtomatik müsbətdir. Ədədi əvvəlcə loqarifm kimi yaz: 3 = log₂ 8, −1 = log_(1/3) 3.
Triqonometrik funksiyalar və eyniliklər
Dərsə keç- αradianla bucaq
- lqövsün uzunluğu
- rradius
- Ssektorun sahəsi
Radianla qövs və sektor düsturlarında 360°-yə ehtiyac qalmır: analiz və Çin dərslikləri (弧度制) buna görə radiana üstünlük verir.
- (x; y)α bucağının son tərəfi üzərində istənilən nöqtə (başlanğıcdan başqa)
- rnöqtədən koordinat başlanğıcına qədər məsafə
Vahid çevrədə r = 1, ona görə nöqtə sadəcə (cos α; sin α)-dır. x və y-nin işarələri rüblərə görə işarələri verir: I — hamısı müsbət, II — yalnız sin, III — yalnız tg, IV — yalnız cos.
- αistənilən bucaq (tg üçün cos α ≠ 0)
Bir bucağın əsas eynilikləri (同角三角函数关系). Birincisi vahid çevrədə Pifaqor teoremidir: x² + y² = 1. Bir qiymətdən digər ikisi tapılır; işarəni rüb müəyyən edir.
- α, βistənilən bucaqlar (tg üçün bütün tangenslər və məxrəc təyin olunmalıdır)
Cəmin və fərqin düsturları (两角和与差公式). Kosinus düsturunda hasillər arasındakı işarə mötərizədəkinin əksidir. Onlar 15°, 75°, 105°-ni 45° ± 30° və ya 60° ± 45° kimi hesablamağa imkan verir.
- αistənilən bucaq (tg 2α üçün tg α ≠ ±1)
İkiqat bucaq düsturları (二倍角公式) β = α götürülmüş cəm düsturlarıdır. cos 2α sağdan sola oxunanda dərəcəni aşağı salma düsturları (降幂公式) alınır: kvadratlar cos 2α-nın birinci dərəcəsi ilə əvəz olunur.
- Ramplitud: ən böyük qiymət R, ən kiçik −R
- φköməkçi bucaq; rübü a və b-nin işarələrindən seçilir
R sin(ωx + φ)-nin periodu və qrafiki «Triqonometrik funksiyaların qrafikləri» dərsindədir; burada yalnız çevirmə və [−R; R] qiymətlər çoxluğu lazımdır.
Triqonometrik funksiyaların qrafikləri
Dərsə keç- x₀y = sin x və ya y = cos x əyrisinin (ümumən istənilən sinusoidanın) nöqtəsinin absisi
- ±1ən böyük və ya ən kiçik qiymət: oxlar təpələrdən və çökəkliklərdən keçir
- 0orta xəttin qiyməti: simmetriya mərkəzləri əyrinin sıfırlarıdır
sin x üçün oxlar x = π/2 + kπ, mərkəzlər (kπ; 0); cos x üçün oxlar x = kπ, mərkəzlər (π/2 + kπ; 0)-dır. Qonşu oxlar arasındakı məsafə T/2, ox ilə ən yaxın mərkəz arasındakı məsafə T/4-dür. Tangensoidanın oxu yoxdur, mərkəzləri isə (kπ/2; 0) nöqtələridir.
- Aamplitud (A > 0); A < 0 olduqda |A| götürülür — ən böyük və ən kiçik qiymətlər yer dəyişir
- ωbucaq tezliyi (ω > 0); dövrü yalnız o təyin edir
- φbaşlanğıc faza; qrafiki yana sürüşdürür, T-ni dəyişmir
- bşaquli sürüşdürmə: orta xətt y = b-dir
Ümumi halda T = 2π/|ω|. Eyni düsturlar y = A cos(ωx + φ) + b üçün də doğrudur; y = A tg(ωx + φ) üçün dövr π/|ω|-dır.
- ωx + φbir dəyişən (t) kimi baxılan faza
- kistənilən tam ədəd (k ∈ Z)
A > 0, ω > 0 üçün. Azalan: π/2 + 2kπ ≤ ωx + φ ≤ 3π/2 + 2kπ. Kosinus üçün kosinusun şərtləri götürülür: artan −π + 2kπ ≤ ωx + φ ≤ 2kπ, ox ωx + φ = kπ, mərkəz ωx + φ = π/2 + kπ.
- x + φφ > 0 olduqda sola φ qədər, φ < 0 olduqda sağa |φ| qədər sürüşdürmə: «sola — üstəgəl, sağa — çıx» (左加右减)
- ωxabsislər 1/ω-ya vurulur (ordinatlar dəyişmir): ω > 1 olduqda sıxılma, 0 < ω < 1 olduqda dartılma
- A, bordinatlar A-ya vurulur, sonra qrafik b qədər yuxarı qalxır: «yuxarı — üstəgəl, aşağı — çıx» (上加下减)
Digər ardıcıllıq — əvvəl sıxılma, sonra sürüşdürmə — də mümkündür, amma onda sürüşdürmə φ/ω olur, çünki sin(ωx + φ) = sin ω(x + φ/ω): sürüşdürmə həmişə ωx-ə deyil, x-in özünə tətbiq olunur.
- averilmiş ədəd; sinus və kosinus üçün kök yalnız |a| ≤ 1 olduqda var
- arcsin a[−π/2; π/2] parçasından sinusu a olan bucaq (arccos a ∈ [0; π], arctg a ∈ (−π/2; π/2))
- kistənilən tam ədəd (k ∈ Z)
|a| < 1 olduqda sin x = a tənliyinin hər dövrdə x = π/2 + 2kπ oxuna nəzərən simmetrik iki kökü, cos x = a tənliyinin x = 2kπ-yə nəzərən simmetrik iki kökü var; tg x = a tənliyinin isə hər π dövründə bir kökü var.
Üçbucaqların həlli: sinuslar və kosinuslar teoremi
Dərsə keç- a, b, cA, B, C bucaqlarının qarşısındakı tərəflər
- A, B, Cüçbucağın bucaqları
- Rxaricə çəkilmiş çevrənin radiusu (外接圆半径)
Nəticələr: a = 2R sin A, sin A = a/(2R) və a : b : c = sin A : sin B : sin C. İki bucaq və bir tərəf və ya iki tərəf və onlardan birinin qarşısındakı bucaq məlum olduqda tətbiq et.
- aA bucağının qarşısındakı tərəf
- b, cA bucağını əmələ gətirən iki tərəf
- Ab və c tərəfləri arasındakı bucaq (夹角)
Digər tərəflər üçün də eynidir: b² = a² + c² − 2ac cos B, c² = a² + b² − 2ab cos C. A = 90° olduqda cos A = 0 və teorem Pifaqor teoreminə çevrilir. Birinci forma iki tərəf və onlar arasındakı bucağa görə tərəfi, ikincisi üç tərəfə görə bucağı tapır.
- a, biki tərəf
- Conlar arasındakı bucaq
- Süçbucağın sahəsi
İki tərəfin və onlar arasındakı bucağın sinusunun hasilinin yarısı. Sinuslar teoremi ilə birlikdə buradan S = abc/(4R) də alınır.
- hC-dən A bucağının digər tərəfinə qədər məsafə (hündürlük)
- aA-nın qarşısındakı tərəf
- bA bucağına bitişik tərəf
A iti: a < h — üçbucaq yoxdur; a = h — bir düzbucaqlı üçbucaq; h < a < b — iki üçbucaq; a ≥ b — bir üçbucaq. A düz və ya kor: a > b olduqda bir üçbucaq, a ≤ b olduqda heç biri.
- cən böyük tərəf
- Cən böyük bucaq (c-nin qarşısında)
Bu, cos C = (a² + b² − c²)/(2ab) düsturundan çıxır: surətin işarəsi cos C-nin işarəsidir. Ən böyük bucağı iti olan üçbucaq itibucaqlıdır, ona görə yalnız ən böyük tərəfi yoxla.
Ədədi silsilə
Dərsə keç- a₁birinci hədd (
首项) - dsilsilənin fərqi
- n, mhədlərin nömrələri (natural ədədlər)
a₁-dən aₙ-ə qədər d ölçülü n − 1 addım var, aₘ-dən aₙ-ə qədər isə n − m addım. aₙ = dn + (a₁ − d) şəklində yazılanda ümumi hədd n-in xətti funksiyasıdır: (n; aₙ) nöqtələri bucaq əmsalı d olan düz xətt üzərində yerləşir.
- Sₙilk n həddin cəmi (
前n项和) - aₙtoplanan sonuncu hədd
- nhədlərin sayı (
项数)
Cəmin iki forması. Sözlə: cəm = hədlərin sayı × birinci və sonuncu həddin ədədi ortası. Deməli, Sₙ/n = (a₁ + aₙ)/2 «orta hədd»dir.
- m, n, p, tnömrələrinin cəmi bərabər olan hədlər
- kaₙ-dən sola və sağa addımların sayı; blokdakı hədlərin sayı
- Sₖ, S₂ₖ − Sₖ, S₃ₖ − S₂ₖk ardıcıl həddən ibarət blokların cəmləri
Nömrələrin cəmi bərabərdirsə, hədlərin cəmi də bərabərdir (等差数列的性质). Hər iki tərəfdə hədlərin sayı eyni olmalıdır: a₁ + a₉ = a₄ + a₆ = 2a₅, amma a₁ + a₉ ≠ a₁₀. k həddən ibarət ardıcıl bloklar — Sₖ, S₂ₖ − Sₖ, S₃ₖ − S₂ₖ — yenə fərqi k²d olan ədədi silsilə əmələ gətirir.
- d/2d/2baş əmsal: d < 0 olduqda parabolanın qolları aşağı yönəlir və Sₙ-in ən böyük qiyməti var; d > 0 olduqda ən kiçik qiyməti var
- n₀parabolanın təpəsi (simmetriya oxu)
Sₙ n-ə görə kvadrat funksiya kimi. Cavab n₀-a ən yaxın natural ədəddir; n₀ «...,5» ilə bitirsə, hər iki qonşu ədəd cavabdır. Əksinə, Sₙ = An² + Bn (sərbəst həddsiz) həmişə d = 2A olan ədədi silsilənin cəmidir (bunu isbat edən aₙ = Sₙ − Sₙ₋₁ üsulu «Həndəsi silsilə» dərsindədir).
- aₖ, aₖ₊₁fərqi d ≠ 0 olan və sıfır həddi olmayan ədədi silsilənin qonşu hədləri
- kcəmdəki həddin nömrəsi
Parçala, sonra ixtisar et. 1/d vuruğunu sağ tərəfi ortaq məxrəcə gətirməklə yoxla: 1/aₖ − 1/aₖ₊₁ = (aₖ₊₁ − aₖ)/(aₖaₖ₊₁) = d/(aₖaₖ₊₁).
Həndəsi silsilə
Dərsə keç- a₁birinci hədd (
首项) - qsilsilənin vuruğu, q ≠ 0
- n, mhədlərin nömrələri
a₁-dən aₙ-ə qədər q-yə n − 1 dəfə vurulur. İki məlum hədd qⁿ⁻ᵐ-i verir; n − m cüt olduqda q yalnız işarəsinə qədər tapılır.
- Sₙilk n həddin cəmi (
前n项和) - aₙtoplanan sonuncu hədd
- qsilsilənin vuruğu
Həndəsi silsilənin cəmi. q > 1 olduqda eyni düsturu a₁(qⁿ − 1)/(q − 1) şəklində yazmaq mənfi işarələrdən qurtarır. q məlum deyilsə, həmişə q = 1-in mümkün olub-olmadığını soruş.
- m, n, p, tnömrələrinin cəmi bərabər olan hədlər
- kaₙ-dən sola və sağa addımların sayı; blokdakı hədlərin sayı
- qᵏk həddən ibarət qonşu blokların nisbəti
Ədədi silsilədəki nömrə xassəsinin hasil variantı. k həddən ibarət ardıcıl bloklar — Sₖ, S₂ₖ − Sₖ, S₃ₖ − S₂ₖ — vuruğu qᵏ olan həndəsi silsilə təşkil edir (Sₖ ≠ 0 olduqda). Həmçinin a₁a₂…a₂ₖ₋₁ = aₖ²ᵏ⁻¹: tək sayda həddin hasili orta həddin həmin dərəcəsidir.
- Sbütün hədlərin cəmi — Sₙ-in limiti
- a₁birinci hədd
- qvuruq, |q| < 1
Sonsuz azalan həndəsi silsilənin cəmi. q < 0 olduqda hədlərin işarəsi növbələşir, amma düstur yenə doğrudur. Yoxlama: müsbət hədlərin sonsuz cəmi həmişə a₁-dən böyükdür.
- Sₙdüsturla verilmiş ilk n həddin cəmi
- Sₙ₋₁eyni düstur, n-in yerinə n − 1 yazılıb
Yalnız həndəsi deyil, istənilən ardıcıllıq üçün doğrudur. Sₙ − Sₙ₋₁ sonuncu hədd aₙ-dir, amma yalnız n ≥ 2 üçün, çünki S₀ qaydanın hissəsi deyil. n ≥ 2 üçün alınan düsturun a₁ = S₁ verib-vermədiyini həmişə yoxla; vermirsə, cavab hissə-hissə yazılır.
Törəmə: tərif, həndəsi məna və qaydalar
Dərsə keç- Δxarqumentin artımı (Δx ≠ 0; mənfi də ola bilər)
- Δyfunksiyanın artımı
[x₀; x₀ + Δx] aralığında orta dəyişmə sürəti = kəsənin bucaq əmsalı. [a; b] parçasında: [f(b) − f(a)]/(b − a).
- f′(x₀)x₀ nöqtəsində törəmə = ani dəyişmə sürəti
- lim (Δx→0)Δx 0-a yaxınlaşanda limit (hər iki tərəfdən)
Törəmənin tərifi. Addımın hansı hərflə yazılması önəmli deyil — h, Δx və ya 2Δx; vacib olan odur ki, arqumentdəki addımla məxrəcdəki addım eyni olsun.
- Cistənilən sabit (5, π, e², ln 3 kimi ədəd)
- nistənilən həqiqi üst: √x = x^(1/2), 1/x = x⁻¹, 1/x² = x⁻²
- xsin və cos-da bucaq radianla ölçülür
Qüvvət və triqonometrik funksiyalar. Əzbər bilinməli xüsusi hallar: (√x)′ = 1/(2√x), (1/x)′ = −1/x².
- aəsas: a > 0, a ≠ 1
- ee ≈ 2,718 — ln e = 1 olan əsas; bu əsasda düsturlardakı əlavə vuruq itir
- xloqarifmlərdə x > 0
Üstlü və loqarifmik funksiyalar («Qüvvət və üstlü funksiyalar», «Loqarifmlər və loqarifmik funksiya» dərslərinə bax). eˣ öz törəməsinə bərabərdir — e-nin riyazi analizin sevimli əsası olmasının səbəbi budur.
- u, vx-dən asılı diferensiallanan funksiyalar; qismətdə v ≠ 0
- Csabit vuruq
Diferensiallama qaydaları (求导法则). Hasilin törəməsi törəmələrin hasili DEYİL; qismət düsturunda surət u′v ilə başlayır.
- gdaxili funksiya
- fxarici funksiya; onun törəməsi daxili funksiyanın qiymətində hesablanır
- a, bədədlər, a ≠ 0
Mürəkkəb funksiyanın (复合函数) törəməsi: xarici funksiyanın törəməsi × daxili funksiyanın törəməsi. Çin məktəb proqramında mürəkkəb funksiyalar f(ax + b) şəkli ilə məhdudlaşır, ona görə ilk növbədə bu halı gözləyin.
- (x₀; f(x₀))toxunma nöqtəsi — həm əyrinin, həm də toxunanın üzərindədir
- f′(x₀)toxunanın bucaq əmsalı k = tg α
x₀ nöqtəsində toxunanın tənliyi (nöqtə və bucaq əmsalı ilə).
- s(t)t anında koordinat, m
- v(t)ani sürət (
瞬时速度), m/s; işarəsi hərəkətin istiqamətini göstərir - a(t)təcil, m/s²
Törəmənin fiziki mənası: sürət koordinatın, təcil isə sürətin dəyişmə sürətidir («Kinematika: yerdəyişmə, sürət, təcil, sərbəst düşmə» dərsinə bax).
Törəmənin tətbiqləri: monotonluq və ekstremumlar
Dərsə keç- f′(x)x nöqtəsində toxunanın bucaq əmsalı
- (a; b)təyin oblastının daxilindəki aralıq
Kafi şərtdir, zəruri deyil: y = x³ bütün ədəd oxunda artır, halbuki y′(0) = 0. Parametrli sualda («f I aralığında artandır») I-də f′(x) ≥ 0 tələb olunur (sıfır yalnız ayrı-ayrı nöqtələrdə ola bilər).
- x₀kritik nöqtə
- + → −f′ x₀-dan solda müsbət, sağda mənfidir: f əvvəl artır, sonra azalır
Birinci törəmə ilə yoxlama. Tək f′(x₀) = 0 kifayət deyil: y = x³ üçün y′(0) = 0, lakin y′ hər iki tərəfdə müsbətdir — ekstremum yoxdur.
- [a; b]f-in kəsilməz olduğu parça
- x₁, …, xₖ(a; b) daxilindəki kritik nöqtələr
Parçada kəsilməz funksiya həmişə ən böyük (最大值) və ən kiçik (最小值) qiymətini alır — ya kritik nöqtədə, ya da ucda. İşarə cədvəli lazım deyil: sadəcə ədədləri müqayisə edin.
- Ff-in ibtidai funksiyası: (xⁿ⁺¹/(n + 1))′ = xⁿ, (−cos x)′ = sin x
- a, binteqrallama sərhədləri
Nyuton–Leybnis düsturu, riyazi analizin əsas teoremi (微积分基本定理). [a; b]-də f ≥ 0 olanda inteqral əyrinin altındakı sahədir; v(t) ≥ 0 sürəti üçün isə gedilən yoldur.
3Riyaziyyat: həndəsə və cəbrOrta
Koordinat müstəvisində düz xətlər və çevrələr
Dərsə keç- kbucaq əmsalı
- αmeyl bucağı, 0° ≤ α < 180°, α ≠ 90°
- (x₁; y₁), (x₂; y₂)düz xəttin iki nöqtəsi, x₁ ≠ x₂
k > 0: düz xətt qalxır (0° < α < 90°); k < 0: enir (90° < α < 180°); k = 0: üfüqidir. x₁ = x₂ olarsa, düz xətt şaquli olur və bucaq əmsalı yoxdur.
- A, B, Cəmsallar; A və B eyni zamanda sıfır ola bilməz
- kbucaq əmsalı
- by oxundan ayrılan parça: düz xətt y oxunu (0; b) nöqtəsində kəsir
Oxdan ayrılan parça uzunluq deyil, koordinatdır, ona görə mənfi ola bilər. Ax + By + C = 0 düz xəttinin x oxundan ayırdığı parça −C/A-dır (A ≠ 0). B = 0 olarsa, düz xətt şaquli olur: x = −C/A.
- k₁, k₂y = k₁x + b₁ və y = k₂x + b₂ düz xətlərinin bucaq əmsalları
- b₁, b₂onların y oxundan ayırdığı parçalar
Perpendikulyar düz xətlərin bucaq əmsalları qarşılıqlı tərs və əks işarəlidir: 2 və −1/2, −3/4 və 4/3. Bu şərt hər iki bucaq əmsalının mövcud olmasını tələb edir: şaquli düz xətt istənilən üfüqi düz xəttə perpendikulyardır, baxmayaraq ki, onun bucaq əmsalı yoxdur.
- A₁, B₁, A₂, B₂l₁: A₁x + B₁y + C₁ = 0 və l₂: A₂x + B₂y + C₂ = 0 düz xətlərinin əmsalları
Bu şərtlər şaquli düz xətlər də daxil olmaqla bütün düz xətlər üçün doğrudur, ona görə parametrli suallarda ən etibarlı yoldur. Paralel düz xətt A və B-ni saxlayır, yalnız C-ni dəyişir; perpendikulyar düz xətt A ilə B-nin yerini dəyişir və birinin işarəsini çevirir: Ax + By + C = 0 → Bx − Ay + C′ = 0.
- (x₀; y₀)nöqtə
- A, B, Cdüz xəttin ümumi tənliyinin əmsalları
- C₁, C₂Ax + By + C₁ = 0 və Ax + By + C₂ = 0 paralel düz xətlərinin sərbəst hədləri — A və B eyni olmalıdır
Məsafə nöqtədən düz xəttə endirilmiş perpendikulyarın uzunluğudur. İkinci düstur birincinin düz xətlərdən birinin nöqtəsinə tətbiqidir, ona görə əvvəlcə hər iki tənlikdə A və B-ni eyniləşdir.
- (a; b)mərkəz
- rradius, r > 0
- (x; y)çevrənin istənilən nöqtəsi
Bu, |PC| = √((x − a)² + (y − b)²) = r məsafə düsturunun kvadratıdır. |PC| r-dən kiçik, ona bərabər və ya ondan böyük olduqda P nöqtəsi uyğun olaraq çevrənin daxilində, üzərində və ya xaricində yerləşir. Bəzi ingilisdilli kitablarda mərkəz (h; k) kimi yazılır; CSCA və Çin dərslikləri (a; b) yazır.
- D, E, Fümumi tənliyin əmsalları
Bu, mötərizələri açılmış standart tənlikdir. x² və y²-nin əmsalları bərabər olmalı, xy həddi isə olmamalıdır. D² + E² − 4F = 0 olduqda tənlik yalnız bir nöqtəni, mənfi olduqda isə heç bir nöqtəni təsvir etmir.
- d(a; b) mərkəzindən düz xəttə qədər məsafə: d = |Aa + Bb + C|/√(A² + B²)
- rçevrənin radiusu
Çin dilində bu üç hal belə adlanır: 相交 (kəsişir), 相切 (toxunur), 相离 (ortaq nöqtəsi yoxdur). Cəbri yoxlama eyni nəticəni verir: düz xəttin tənliyini çevrənin tənliyində yerinə qoyanda kvadrat tənlik alınır və Δ > 0, Δ = 0, Δ < 0 bu üç hala uyğun gəlir.
- |AB|vətərin uzunluğu
- dmərkəzdən düz xəttə qədər məsafə
Mərkəzdən vətərə endirilmiş perpendikulyar vətəri yarıya bölür, ona görə r, d və vətərin yarısı düzbucaqlı üçbucaq əmələ gətirir (şəklə bax).
- (x₀; y₀)çevrə üzərindəki toxunma nöqtəsi (birinci düstur — mərkəz O olduqda)
- |PT|xarici P nöqtəsindən T toxunma nöqtəsinə qədər toxunan parçasının uzunluğu
- |PC|P-dən mərkəzə qədər məsafə
İlk iki düstur çevrənin nöqtəsindəki toxunanı verir («bir x-i x₀ ilə, bir y-i y₀ ilə əvəz et»). Bu doğrudur, çünki toxunan toxunma nöqtəsində radiusa perpendikulyardır; həmin düz bucaq Pifaqor teoremi ilə |PT|-ni verir. Çevrədən kənardakı nöqtədən düz iki toxunan, çevrə üzərindəki nöqtədən bir toxunan çəkmək olar, daxildəki nöqtədən isə heç biri.
- D₁, E₁, F₁; D₂, E₂, F₂iki çevrənin ümumi tənliklərinin əmsalları
İki çevrə kəsişirsə, onların ümumi tənliklərini bir-birindən çıxmaq x² və y²-ni yox edir və hər iki ortaq nöqtədən keçən düz xətti saxlayır: bu, ortaq vətərin (公共弦) düz xəttidir.
Ellips
Dərsə keç- aböyük yarımox (böyük oxun yarısı)
- bkiçik yarımox
- cfokus məsafəsinin yarısı: birinci tənlikdə fokuslar (±c; 0), ikincidə (0; ±c)
Fokuslar böyük məxrəcin oxu üzərindədir: x²/16 + y²/25 = 1 tənliyində 25 y²-nin altındadır, ona görə fokuslar y oxu üzərindədir. Çin dərsliklərində a, hansı dəyişənin altında durmasından asılı olmayaraq, həmişə böyük ədəddir (a > b > 0).
- aböyük yarımox: kiçik oxun ucundan fokusa qədər məsafə
- bkiçik yarımox
- cmərkəzdən fokusa qədər məsafə
Kiçik oxun B₂(0; b) ucu hər iki fokusdan eyni məsafədədir və bu məsafələrin cəmi 2a-dır, deməli, |B₂F₁| = |B₂F₂| = a. OB₂F₂ düzbucaqlı üçbucağının katetləri b və c, hipotenuzu a-dır: ellipsdə üç ədəddən ən böyüyü a-dır.
- eekssentrisitet (
离心率) - a, b, cyuxarıdakı kimi
e ellipsin nə qədər yastı olduğunu ölçür. e → 0 olduqda c → 0 və b → a: ellips çevrəyə çevrilir. e → 1 olduqda b → 0 və ellips parçaya doğru yastılaşır. Oxların nisbəti b/a = √(1 − e²).
- Pellipsin istənilən nöqtəsi (böyük oxun ucları istisna)
- ABF₁ fokusundan keçən vətər
Vətər üçün: |AF₁| + |AF₂| = 2a və |BF₁| + |BF₂| = 2a, həm də |AF₁| + |BF₁| = |AB|. Toplasaq, vətərin istiqamətindən asılı olmayaraq |AB| + |AF₂| + |BF₂| = 4a alınır.
- P(x₀; y₀)x²/a² + y²/b² = 1 ellipsinin nöqtəsi
- F₁(−c; 0), F₂(c; 0)sol və sağ fokuslar
- eekssentrisitet
Ellipsin nöqtəsindən fokusa qədər məsafə fokal radius (焦半径) adlanır. |PF₂|² = (x₀ − c)² + y₀² ifadəsində y₀² = b²(1 − x₀²/a²) yerinə qoyulanda (a − ex₀)² alınır, yəni fokal radius x₀-dan xətti asılıdır: fokusa yaxın təpədə ən kiçik (a − c), uzaq təpədə isə ən böyük (a + c) olur.
- SPF₁F₂ üçbucağının sahəsi
- θP təpəsindəki bucaq
- bkiçik yarımox
Çıxarılışı: m = |PF₁|, n = |PF₂| olsun. Kosinuslar teoremi 4c² = m² + n² − 2mn cos θ = (m + n)² − 2mn(1 + cos θ) = 4a² − 2mn(1 + cos θ) verir, deməli, mn = 2b²/(1 + cos θ). Onda S = ½mn sin θ = b² sin θ/(1 + cos θ) = b² tg(θ/2). θ = 90° üçün: S = b².
- kdüz xəttin bucaq əmsalı
- x₁, x₂A və B nöqtələrinin absisləri
Eyni vətər düsturu istənilən əyri, o cümlədən parabola və hiperbola üçün doğrudur; |x₁ − x₂| tənliyi həll etmədən Viyet teoremindən tapılır.
Hiperbola
Dərsə keç- Phiperbolanın istənilən nöqtəsi
- F₁, F₂fokuslar; |F₁F₂| = 2c
- 2ahəqiqi oxun uzunluğu (təpələr arasındakı məsafə)
F₂-yə yaxın qolda |PF₁| − |PF₂| = 2a, F₁-ə yaxın qolda isə əksinədir. Hiperbolanın nöqtəsi fokusa ən çox c − a qədər yaxınlaşa bilər (təpədə).
- a > 0həqiqi yarımox: təpələr (±a; 0) və ya (0; ±a)
- b > 0xəyali yarımox
- cmərkəzdən fokusa qədər məsafə: fokuslar (±c; 0) və ya (0; ±c)
Solda — fokuslar absis oxunda, ortada — ordinat oxunda. Hiperbolada üç ədədin ən böyüyü c-dir, a² isə məxrəclərdən hansının böyük olmasından asılı olmayaraq həmişə müsbət kvadratın altında durur.
- b/a, a/bb/a, a/basimptotların bucaq əmsalları: həmişə √(y²-nin məxrəci) ÷ √(x²-nin məxrəci)
Sürətli yol: sağ tərəfdəki 1-i 0 ilə əvəz et və y-i tap: x²/a² − y²/b² = 0 ⇒ y = ±(b/a)x.
- eekssentrisitet (离心率)
- b/ab/afokuslar absis oxunda olduqda asimptotun bucaq əmsalı
c > a olduğu üçün həmişə e > 1. e nə qədər böyükdürsə, asimptotlar (fokuslar absis oxunda olduqda) bir o qədər dik, qollar isə bir o qədər geniş açılır.
Parabola
Dərsə keç- pfokusdan direktrisaya qədər məsafə (parabolanın parametri)
- Ffokus
- ldirektrisa
O(0; 0) təpəsi fokusla direktrisanın tam ortasındadır. Çin dərslikləri y² = 2px yazır; bəzi ingilisdilli kitablar isə eyni əyrini fokusu (a; 0) olan y² = 4ax şəklində yazır, yəni a = p/2 — hansı yazılışın verildiyinə bax.
- P(x₀; y₀)parabolanın nöqtəsi
- p/2p/2təpədən fokusa (və direktrisaya) qədər məsafə
- |PF|fokal radius
Sola və ya aşağı açılan parabolalar üçün |x₀| + p/2 və ya |y₀| + p/2 götür. Fokusa ən yaxın nöqtə təpədir: həmişə |PF| ≥ p/2.
- A(x₁; y₁), B(x₂; y₂)y² = 2px parabolasının fokusdan keçən vətərinin ucları
- αvətərin meyl bucağı
- 2poxa perpendikulyar fokal vətərin (latus rectum) uzunluğu
Yalnız fokusdan keçən vətərlər üçün. α = 90° olduqda ikinci düstur ən kiçik qiyməti — 2p-ni verir: 2p-dən qısa fokal vətər yoxdur. x² = 2py parabolasında x və y-in rollarını dəyiş: |AB| = y₁ + y₂ + p, x₁x₂ = −p², y₁y₂ = p²/4.
- eekssentrisitet: ellips və hiperbolada e = c/a, istənilən parabolada e = 1
- lfokusa uyğun direktrisa: ellips və hiperbolada x = a²/c (fokus (c; 0)), y² = 2px parabolasında x = −p/2
Çevrə e = 0 olan limit halıdır. Bütün parabolaların ekssentrisiteti və forması eynidir — bütün çevrələr kimi, onlar yalnız ölçüsünə görə fərqlənir.
Müstəvi vektorları
Dərsə keç- AB⃗ + BC⃗üçbucaq qaydası: birinci vektorun sonu ikincinin başlanğıcıdır
- AB⃗ + AD⃗paraleloqram qaydası: başlanğıc ortaqdır, cəm diaqonaldır
- AB⃗ − AC⃗başlanğıc ortaqdır: fərq çıxılanın sonundan azalanın sonuna yönəlir
- λa⃗λ > 0 — a⃗ ilə eyni istiqamət, λ < 0 — əks istiqamət, λ = 0 — 0⃗
Oxlar zənciri: AB⃗ + BC⃗ + CD⃗ + … + YZ⃗ = AZ⃗ — daxili hərflər ixtisar olunur. Adi qanunlar ödənir: a⃗ + b⃗ = b⃗ + a⃗, λ(a⃗ + b⃗) = λa⃗ + λb⃗.
- A(x₁; y₁), B(x₂; y₂)vektorun başlanğıcı və sonu: koordinatlar «son çıx başlanğıc» qaydası ilə tapılır
- a⃗ = (x₁; y₁), b⃗ = (x₂; y₂)vektorların koordinatları; əməllər hər koordinat üzrə ayrıca aparılır
- |a⃗|vektorun uzunluğu (Pifaqor teoremi); |AB⃗| — A və B nöqtələri arasındakı məsafə
AB parçasının ortası: ((x₁ + x₂)/2; (y₁ + y₂)/2). Bərabər vektorların koordinatları bərabərdir — paraleloqramın dördüncü təpəsi belə tapılır.
- λa⃗ = λb⃗ bərabərliyindəki ədəd: λ > 0 — eyni yönlü, λ < 0 — əks yönlü vektorlar
- x₁y₂ − x₂y₁«çarpaz» fərq: yalnız koordinatlar mütənasib olduqda sıfırdır
A, B, C nöqtələri bir düz xətt üzərindədir ⇔ AB⃗ ∥ AC⃗. x₁/x₂ = y₁/y₂ nisbəti əvəzinə x₁y₂ − x₂y₁ = 0 yazılışından istifadə et: koordinatlardan biri 0 olduqda da işləyir.
- a⃗ · b⃗skalyar hasil (
数量积) — vektor deyil, ədəddir - θvektorlar arasındakı bucaq, 0 ≤ θ ≤ π
- x₁x₂ + y₁y₂koordinatlarla skalyar hasil: eyni adlı koordinatların hasillərinin cəmi
İşarə bucağı göstərir: a⃗ · b⃗ > 0 — θ itidir (və ya 0), = 0 — düz bucaq, < 0 — θ kordur (və ya π). Həm də a⃗ · a⃗ = |a⃗|², ona görə uzunluqla bağlı hər sual skalyar hasil sualına çevrilir.
- |a⃗ ± b⃗|cəmin (fərqin) uzunluğu — paraleloqramın diaqonalları
- 2a⃗ · b⃗orta hədd; θ = 90° olduqda sıfırdır və Pifaqor teoremi qalır
Uzunluğu kvadrata yüksəlt və (x ± y)² kimi aç — bu, kosinuslar teoreminin vektor şəklidir (bax: «Üçbucaqların həlli: sinuslar və kosinuslar teoremi»).
- |a⃗| cos θa⃗-nın b⃗ düz xəttinə düşən «kölgəsinin» işarəli uzunluğu; θ kor bucaq olduqda mənfidir
- (a⃗ · b⃗ / |b⃗|²) · b⃗(a⃗ · b⃗ / |b⃗|²) · b⃗həmin kölgə vektor kimi: b⃗ ilə kollineardır, uzunluğu ||a⃗| cos θ|-dır
Skalyar hasilin həndəsi mənası: a⃗ · b⃗ = |b⃗| × (a⃗-nın b⃗ üzərinə proyeksiyası). Suala diqqət et: ədəd soruşulur, yoxsa vektor? Köhnə Çin dərsliklərində |a⃗| cos θ ədədi 投影 adlanır, indiki dərsliklər isə proyeksiya vektorundan (投影向量) istifadə edir.
- tBD : BC nisbəti (0 ≤ t ≤ 1 olduqda D parçanın üzərindədir)
- Gmedianların kəsişmə nöqtəsi; hər medianı təpədən başlayaraq 2 : 1 nisbətində bölür
- OAB düz xəttindən kənarda istənilən nöqtə
Əmsallar «çarpazdır»: D nöqtəsi C-yə nə qədər yaxındırsa, AC⃗-nin əmsalı o qədər böyükdür. Orta nöqtə üçün t = ½; ağırlıq mərkəzinin koordinatları təpələrin koordinatlarının ədədi ortasıdır.
Kompleks ədədlər
Dərsə keç- a = Re zhəqiqi hissə
- b = Im zxəyali hissə — həqiqi ədəd, i-siz yazılır
- a = c, b = dbir kompleks bərabərlik iki həqiqi tənlik verir
Çin dərslikləri: 实数 (b = 0), 虚数 (b ≠ 0), 纯虚数 (a = 0, b ≠ 0). Diqqət: bir çox ingilisdilli kitablarda «imaginary number» yalnız bi şəklində ədədə deyilir, Çin mənasında isə 3 + 2i artıq 虚数-dir. Kompleks ədədlər bərabər və ya fərqli ola bilər, amma hər ikisi həqiqi deyilsə, onları < və ya > ilə müqayisə etmək olmaz.
- z̄qoşma ədəd (
共轭复数): həqiqi oxa nəzərən simmetrik nöqtə - |z|modul (
模): O-dan Z-yə qədər məsafə; |z̄| = |z| - |z₁ − z₂|z₁ və z₂ ədədlərinin nöqtələri arasındakı məsafə
Rüblər: I — a > 0, b > 0; II — a < 0, b > 0; III — a < 0, b < 0; IV — a > 0, b < 0. Oxların üzərindəki ədəd heç bir rübə aid deyil.
- ±toplama və çıxma: həqiqi hissələr ayrıca, xəyali hissələr ayrıca
- ac − bdvurma: ikihədlilər kimi aç, bi · di = bd · i² = −bd
- z · z̄ = a² + b²= |z|² — həmişə mənfi olmayan həqiqi ədəd
Yadda saxlamağa dəyən kvadratlar: (a + bi)² = (a² − b²) + 2abi, (1 + i)² = 2i, (1 − i)² = −2i.
- c − diməxrəcin qoşması
- c² + d²həqiqi məxrəc: |c + di|²
Qoşmaya vurmaq məxrəci həqiqi edir — məxrəcdəki kökdən qurtulmaq kimi. Modullar sadə davranır: |z₁z₂| = |z₁| · |z₂|, |z₁/z₂| = |z₁|/|z₂|.
- rn-in 4-ə bölünməsindən alınan qalıq (0, 1, 2, 3); i⁰ = 1
- ktam ədəd
Qüvvətlər i → −1 → −i → 1 dairəsi üzrə 4 addımdan bir təkrarlanır, ona görə ardıcıl dörd qüvvətin cəmi həmişə 0-dır. Mənfi üstlər də belədir: i⁻¹ = −i, i⁻² = −1.
- Ddiskriminant; D < 0 olduqda həqiqi kök yoxdur, amma iki qoşma kompleks kök var
- √(−D)adi kvadrat kök, çünki −D > 0
Viyet düsturları qüvvədə qalır: x₁ + x₂ = −b/a, x₁x₂ = c/a. Əmsalları həqiqi olan tənliyin kökü a + bi-dirsə, a − bi də onun köküdür.
Stereometriya və fəzada koordinat sistemi
Dərsə keç- Soturacağın sahəsi
- hhündürlük — oturacaqlar arasındakı (prizma, silindr) və ya təpədən oturacağa qədər (piramida, konus) perpendikulyar məsafə
- roturacağın radiusu
- Rkürənin radiusu
Prizma və silindr: oturacaq × hündürlük; piramida və konus: bunun üçdə biri. Hündürlük həmişə perpendikulyar məsafədir, heç vaxt maili til deyil.
- r, hoturacağın radiusu və hündürlük
- lkonusun doğuranı, l² = r² + h²
- Rsferanın radiusu
Yan səthi aç: silindr 2πr × h ölçülü düzbucaqlı verir; konus isə radiusu l, qövsünün uzunluğu 2πr olan sektor verir, onun mərkəzi bucağı 360° · r/l-dir. Prizma və piramidada sadəcə bütün üzlərin sahələrini topla.
- A(x₁; y₁; z₁), B(x₂; y₂; z₂)iki nöqtə
- MAB parçasının ortası
- |OP|P(x; y; z) nöqtəsindən koordinat başlanğıcına qədər məsafə
«Koordinat müstəvisində düz xətlər və çevrələr» dərsindəki düsturlara üçüncü toplanan əlavə olunub. P(x; y; z) nöqtəsindən z oxuna qədər məsafə √(x² + y²), xOy müstəvisinə qədər məsafə isə |z|-dir.
- a, b, cdüzbucaqlı paralelepipedin tilləri
- dfəza diaqonalı
- Rxaricə çəkilmiş sferanın radiusu (外接球)
- rkuba daxil edilmiş kürənin radiusu (内切球)
Paralelepipedi bir təpəsi O-da olmaqla koordinatlara yerləşdir: qarşı təpə (a; b; c) olur, deməli d = |OP| — yenə məsafə düsturu. Xaricə çəkilmiş sferanın mərkəzi diaqonalın ortasıdır.
- a = (x₁; y₁; z₁), b = (x₂; y₂; z₂)fəza vektorları (空间向量)
- ⟨a, b⟩vektorlar arasındakı bucaq, 0°-dən 180°-yə qədər
- λədəd
İstiqamətləndirici vektorları a və b olan iki düz xətt arasındakı θ bucağı 0° ilə 90° arasındadır: cos θ = |a · b| / (|a| · |b|). Paralel vektorların koordinatları mütənasibdir.
- adüz xəttin istiqamətləndirici vektoru
- nmüstəvinin normal vektoru (法向量) — müstəviyə perpendikulyar sıfırdan fərqli vektor
- θdüz xətt ilə müstəvi arasındakı bucaq (0° ≤ θ ≤ 90°)
a ilə n arasındakı bucaq θ-nı 90°-yə tamamlayır, ona görə düsturda cos yox, sin var. Koordinat müstəvilərinin normalları sadədir: xOy üçün n = (0; 0; 1), yOz üçün (1; 0; 0), xOz üçün (0; 1; 0).
4Riyaziyyat: ehtimal və statistikaOrta
Klassik ehtimal
Dərsə keç- nbütün bərabərimkanlı nəticələrin sayı (Ω-nın elementlərinin sayı)
- mA hadisəsinə əlverişli nəticələrin sayı
- P(A)A hadisəsinin ehtimalı (概率)
Əvvəlcə nəticələri bərabərimkanlı et, sonra say; m və n eyni üsulla sayılmalıdır (ikisi də nizamlı və ya ikisi də nizamsız).
- n₁, n₂, …, nₖhər sinifdə və ya hər addımda üsulların sayı
- Nbütün üsulların sayı
Özündən soruş: iş bir seçimdən sonra bitirmi (topla), yoxsa yalnız bütün addımlardan sonra (vur)?
- n!1 · 2 · … · n (0! = 1)
- Aₙᵏn elementdən k elementli yerləşdirmələr (排列) — sıra vacibdir
- Cₙᵏn elementdən k elementli birləşmələr (组合) — sıra vacib deyil
k elementin hər birləşməsini k! üsulla sıralamaq olar, ona görə Aₙᵏ = k! · Cₙᵏ. Çin dərslikləri də Aₙᵏ və Cₙᵏ işarələrini işlədir.
- ĀA-nın əks hadisəsi («A baş vermədi»)
- A ∪ BA və ya B (onlardan heç olmasa biri)
- AB = A ∩ BA və B birlikdə
Sonuncu düstur «Çoxluqlar və onlar üzərində əməllər» dərsindəki daxiletmə–çıxarma qaydasıdır: ortaq AB hissəsi əks halda iki dəfə sayılardı. Əks hadisələr həmişə uyuşmayandır, amma tərsinə doğru deyil.
- p₁, …, pₙasılı olmayan hadisələrin ehtimalları
- 1 − pᵢi-ci hadisənin baş verməməsi ehtimalı
A və B asılı deyilsə, Ā və B, A və B̄, Ā və B̄ də asılı deyil. İkidən düz biri: P = p₁(1 − p₂) + (1 − p₁)p₂.
- Ωbütün parça, oblast və ya cisim
- Ahadisənin baş verdiyi hissə
Bir nöqtənin uzunluğu 0-dır, ona görə onun ehtimalı da 0-dır; buna görə burada «<» və «≤» eyni cavabı verir.
Verilənlərin ədədi xarakteristikaları
Dərsə keç- nᵢi-ci təbəqədən götürülən fərdlərin sayı
- Nᵢi-ci təbəqənin ölçüsü
- n, Nseçmənin həcmi və baş məcmunun ölçüsü
Mütənasib bölgü: n/N payı bütün təbəqələrdə eynidir və eyni zamanda istənilən fərdin seçilmə ehtimalıdır.
- hᵢi-ci sütunun hündürlüyü (nisbi tezlik / intervalın eni)
- dintervalın eni
- wᵢi-ci intervalın nisbi tezliyi (sütunun sahəsi)
- mᵢi-ci intervalın orta nöqtəsi
Histoqramdan qiymətləndirmələr: orta qiymət ≈ Σ orta nöqtə × nisbi tezlik; moda ≈ ən hündür sütunun orta nöqtəsi; median — solundakı sahə 0,5 olan x nöqtəsi.
- xᵢqiymətlər (ikinci düsturda müxtəlif qiymətlər)
- fᵢtezliklər, f₁ + … + fₖ = n
- nbütün qiymətlərin sayı
İkinci şəkil (çəkili orta) tezlik cədvəli və ya sütunlu diaqram üçün işlədilir. Bunu da yadda saxla: bütün qiymətlərin cəmi = n · x̄.
- Rgenişlik (
极差) - s²dispersiya (
方差) - sstandart meyl (
标准差), verilənlərin vahidi ilə - xᵢ − x̄qiymətin ortadan meyli
Çin məktəb dərslikləri, deməli, CSCA da n-ə bölür. (Universitet statistikasında n − 1-ə bölünən «seçmə dispersiyası» da işlədilir; burada ondan istifadə etmə.) İkinci şəkil — kvadratların ortasından ortanın kvadratını çıxmaq — x̄ tam ədəd olmayanda daha tezdir.
- amiqyas əmsalı
- bsürüşmə
- x̄, sx²ilkin verilənlərin orta qiyməti və dispersiyası
- ȳ, sy²yeni verilənlərin orta qiyməti və dispersiyası
Median, moda və persentillər orta qiymət kimi dəyişir (a > 0 olduqda); genişlik və standart meyl |a| dəfə dəyişir. b sürüşməsi səpələnməni heç vaxt dəyişmir.
- m, niki qrupun (təbəqənin) ölçüləri
- x̄, s₁²birinci qrupun orta qiyməti və dispersiyası
- ȳ, s₂²ikinci qrupun orta qiyməti və dispersiyası
- w̄, s²bütün m + n qiymətin orta qiyməti və dispersiyası
Təbəqəli seçmələr üçün işlədilir: hər qrup öz dispersiyasını və öz ortasının ümumi ortadan məsafəsinin kvadratını gətirir. Ümumi dispersiya heç vaxt sadəcə s₁² və s₂²-nın çəkili ortası deyil.
Normal paylanma
Dərsə keç- E(X)riyazi gözləmə (orta qiymət,
数学期望); Azərbaycan dərsliklərində M(X) kimi də yazılır - D(X)dispersiya (
方差) - σ(X)standart meyl
- E(X²)x₁²p₁ + x₂²p₂ + … + xₙ²pₙ
E(X) — X-in uzun müddətdə orta qiyməti, D(X) — onun bu qiymət ətrafında səpələnməsidir. Bunlar verilənlər dərsindəki düsturlardır: nisbi tezliklərin yerinə ehtimallar yazılıb. Çin dərslikləri E(X) və D(X) yazır.
- a, bsabit ədədlər
Verilənlərdəki qaydaların eynisi («Verilənlərin ədədi xarakteristikaları» dərsinə bax): b sürüşməsi riyazi gözləməni dəyişir, dispersiyanı isə heç vaxt.
- nasılı olmayan sınaqların sayı
- pbir sınaqda uğurun ehtimalı
- 1 − pbir sınaqda uğursuzluğun ehtimalı
B(1, p) iki nöqtəli paylanmadır. Binomial kəmiyyət üçün D/E = 1 − p — p və n-i geri tapmağın tez yolu.
- μorta qiymət: əyrinin simmetriya oxu və zirvənin yeri
- σstandart meyl: zəngin eni; N(μ, σ²) yazılışında ikinci ədəd σ yox, σ²-dır
- 1/(σ√(2π))1/(σ√(2π))zirvənin hündürlüyü
CSCA-da bu funksiyanı inteqrallamaq lazım gəlmir; onun forması və bir neçə sahə kifayətdir.
- μ ± kσorta qiymət ətrafında k standart meyl enində interval
- μ, σnormal paylanmanın parametrləri
Çin dərslikləri məhz bu qiymətləri verir (köhnə kitablarda 0,6826; 0,9544; 0,9974); CSCA sualları adətən onları sualın içində yazır. Onlar μ və σ-dan asılı olmayaraq istənilən normal paylanma üçün doğrudur.
- Zstandartlaşdırılmış kəmiyyət (z-qiymət): qiymət μ-dən neçə σ uzaqdadır
- Φ(z)P(Z < z) — N(0, 1)-in paylanma funksiyası
z = 2 «ortadan iki standart meyl yuxarı» deməkdir, ona görə 68–95–99,7 qaydası əslində Z haqqındadır: P(|Z| < 1) ≈ 0,6827, P(|Z| < 2) ≈ 0,9545, P(|Z| < 3) ≈ 0,9973.
5Fizika: mexanikaOrta
Kinematika: yerdəyişmə, sürət, təcil, sərbəst düşmə
Dərsə keç- v̄orta sürət (işarəsi istiqaməti göstərir), m/s
- Δxyerdəyişmə, m
- sgedilən yol, m
- Δt, tzaman aralığı, s
İkisi yalnız cisim geri dönmədən bir istiqamətdə hərəkət edəndə bərabərdir. Vahidlər: 1 m/s = 3,6 km/saat, yəni 72 km/saat = 20 m/s, 54 km/saat = 15 m/s.
- vA, vBA və B cisimlərinin yerə nəzərən sürətləri (işarə ilə), m/s
- vABA-nın B-yə nəzərən sürəti (B-dən görünən sürət), m/s
Eyni istiqamətdə sürətlər çıxılır, əks istiqamətlərdə toplanır. İki cisim arasındakı L məsafəsi t = L / |vAB| müddətində bağlanır.
- v₀başlanğıc sürət, m/s
- vt anındakı sürət, m/s
- asabit təcil, m/s²
- tzaman, s
- xt müddətində yerdəyişmə, m
Beş kəmiyyət, dörd düstur: hər düsturda kəmiyyətlərdən biri yoxdur (cədvələ bax). Nə verilən, nə də soruşulan kəmiyyətin olmadığı düsturu götür.
- Δxiki ardıcıl bərabər aralıqda yerdəyişmələrin fərqi, m
- Thər aralığın müddəti, s
- v(t/2)v(t/2)aralığın orta anındakı ani sürət, m/s
Çin dərsliklərinin daim işlətdiyi iki qısa yol (逐差法): ardıcıl bərabər aralıqlarda yerdəyişmələr aT² qədər fərqlənir, aralığın orta anındakı sürət isə orta sürətə bərabərdir. Sükunətdən başlayan cisim ardıcıl bərabər aralıqlarda 1 : 3 : 5 : 7 … nisbətində yol gedir.
- meyldüz hissənin iki nöqtəsi arasında Δ(şaquli) / Δ(üfüqi); əyri üçün toxunanın meyli
- sahəqrafik ilə t oxu arasındakı sahə, m
t oxundan yuxarıdakı sahə müsbət, aşağıdakı sahə mənfi yerdəyişmədir. Yerdəyişmə — işarələrlə cəm; yol — modulların cəmi.
- hdüşmə hündürlüyü (düşülən məsafə), m
- gsərbəstdüşmə təcili, m/s²
- tburaxılandan keçən zaman, s
- vsürət, m/s
Bunlar v₀ = 0 və a = g olanda dörd düsturdur. g = 10 m/s² ilə 1, 2, 3, 4, 5 s sonra: sürət 10, 20, 30, 40, 50 m/s; düşülən hündürlük 5, 20, 45, 80, 125 m.
- v₀yuxarı atılma sürəti, m/s
- hatılma nöqtəsindən hündürlük (yuxarı — müsbət), m
- Hmaksimal qalxma hündürlüyü, m
- t↑ən yuxarı nöqtəyə qədər qalxma müddəti, s
Şaquli yuxarı atılmada (竖直上抛运动) a = −g bütün uçuş boyu dəyişmir, ən yuxarı nöqtədə də: orada v = 0, təcil isə yenə g-dir. Hərəkət simmetrikdir: düşmə qalxma qədər çəkir, hər hündürlükdə qalxanda və enəndə sürətin modulu eynidir.
Üfüqi və bucaq altında atılmış cismin hərəkəti
Dərsə keç- vₓsürətin üfüqi toplananı (sabit), m/s
- v₀ᵧ, vysürətin şaquli toplananı başlanğıcda və t anında (yuxarı — müsbət), m/s
- x, yatılma nöqtəsindən üfüqi və şaquli yerdəyişmə, m
- vtam sürət (sürətin modulu), m/s
Başlanğıc sürəti toplananlara ayır, hər istiqaməti ayrıca həll et və nəticələri yalnız sonda Pifaqor teoremi ilə vektor kimi topla.
- hatılma hündürlüyü, m
- v₀üfüqi atılma sürəti, m/s
- xuçuş məsafəsi (üfüqi), m
- θsürətlə üfüq arasındakı bucaq
Uçuş müddəti v₀-dan asılı deyil; uçuş məsafəsi v₀-a və √h-a mütənasib artır.
- θsürətin üfüqlə bucağı
- αyerdəyişmənin üfüqlə bucağı
- x, yatılma nöqtəsindən üfüqi və şaquli (aşağı) məsafə, m
Buradan başqa bir nəticə: sürət vektorunun geriyə uzantısı üfüqi yerdəyişmənin düz ortasından keçir.
- θatılma bucağı (üfüqdən yuxarı)
- Tuçuş müddəti (atılma səviyyəsinə qayıdana qədər), s
- Hmaksimal qalxma hündürlüyü, m
- Rdüz yerdə uçuş məsafəsi, m
R = v₀ cos θ · T. Faydalı qiymətlər: sin 30° = 1/2, sin 37° = 0,6, sin 45° = √2/2, sin 53° = 0,8, sin 60° = √3/2 (cos 37° = 0,8, cos 53° = 0,6).
- θmaili müstəvinin üfüqlə bucağı
- tmüstəvinin başından atılan cismin müstəviyə düşənə qədər uçuş müddəti, s
Maili müstəviyə düşmə (斜面上的平抛): yerdəyişmə müstəvi boyunca yönəlib, ona görə yerdəyişmənin bucağı α = θ-dır. t v₀-a mütənasibdir, müstəvi boyunca məsafə isə v₀²-na.
- Δyardıcıl iki şaquli addımın fərqi, m
- Tiki şəkil arasındakı zaman, s
- Δxbir üfüqi addım, m
- y₁, y₂orta şəkildən əvvəlki və sonrakı şaquli addımlar, m
- vyorta şəkil anında sürətin şaquli toplananı, m/s
Əvvəlcə T-ni şaquli addımların fərqindən tap, sonra v₀-ı üfüqi addımdan; orta şəkildəki vy iki qonşu addımdakı orta sürətdir.
Qüvvələr və tarazlıq
Dərsə keç- Fyayın elastiklik qüvvəsi, N
- kyayın sərtliyi, N/m (
劲度系数) - xuzanma və ya sıxılma — uzunluğun dəyişməsi, uzunluğun özü deyil, m
Huk qanunu (胡克定律) elastiklik həddində doğrudur. Qüvvə həmişə yayı ilkin uzunluğuna qaytarmağa yönəlir.
- fₛsükunət sürtünməsi: cismi sükunətdə saxlamaq üçün lazım olan qədərdir
- fₘₐₓmaksimal sükunət sürtünməsi; CSCA sualları, başqa şey deyilməyibsə, onu μN götürür
- fₖsürüşmə sürtünməsi, N
- μsürtünmə əmsalı, vahidi yoxdur (
动摩擦因数) - Ndayağın reaksiya qüvvəsi (Çin dərsliklərində FN); həmişə mg deyil!
Sürtünmə N-dən və μ-dən asılıdır; toxunma səthinin sahəsindən, sürüşmə sürtünməsi isə həm də sürətdən asılı deyil.
- F₁, F₂bir nöqtəyə tətbiq olunmuş iki qüvvə, N
- θqüvvələr arasındakı bucaq
- Rəvəzləyici qüvvə (
合力) — bu qüvvələr üzərində qurulmuş paraleloqramın diaqonalı
Paraleloqram qaydası (平行四边形定则). θ 0°-dən 180°-yə artdıqca R F₁ + F₂-dən |F₁ − F₂|-yə qədər azalır.
- αqüvvə ilə x oxu arasındakı bucaq
- Fx, Fyqüvvənin oxlar üzrə toplananları (
分力), N
Ortoqonal ayırma (正交分解): maili qüvvəni iki perpendikulyar toplananla əvəz et, sonra hər ox üzrə ayrıca tarazlıq yaz.
- θmaili müstəvinin üfüqlə bucağı
- mg sin θağırlıq qüvvəsinin maili müstəvi boyunca aşağı yönələn toplananı
- mg cos θağırlıq qüvvəsinin səthə perpendikulyar toplananı; onu N tarazlaşdırır
Başqa qüvvə olmadan maili müstəvidə duran cisim. Cisim sabit sürətlə sürüşürsə, μmg cos θ = mg sin θ, yəni μ = tg θ — kütlədən asılı deyil.
Nyuton qanunları və tətbiqləri
Dərsə keç- ΣFcismə təsir edən bütün qüvvələrin əvəzləyicisi (
合外力), N - mkütlə, kq
- atəcil, m/s² — həmişə ΣF istiqamətində
Nyutonun ikinci qanunu (牛顿第二定律). Vektor qanunudur və hər an ödənir: əvəzləyici qüvvə dəyişən anda təcil də dəyişir. 1 N = 1 kq · m/s².
- θmaili müstəvinin bucağı
- μsürüşmə sürtünmə əmsalı
- atəcilin modulu; hər iki halda maili müstəvi boyunca aşağı yönəlir
Başqa qüvvə olmadan kələ-kötür maili müstəvidə sürüşən cisim. Aşağı sürüşəndə sürtünmə yuxarı yönəlir və çıxılır; yuxarı sürüşəndə ağırlığın toplananı da, sürtünmə də aşağı yönəlir və toplanır. μ ≥ tg θ olarsa, sükunətdəki cisim sürüşməyə başlamır.
- Föndəki m₁ cisminə tətbiq olunan xarici dartma qüvvəsi, N
- m₂sapla dartılan (arxadakı) cismin kütləsi, kq
- Tcisimlər arasındakı sapın gərilməsi, N
Hamar üfüqi səthdə iki cisim, F öndəki m₁-i dartır, sap m₂-yə bağlıdır. Daxili qüvvə dartılan kütləyə mütənasib bölünür. Hər iki cismin μ-sü eynidirsə və ya hərəkət maili müstəvi boyuncadırsa, T eyni qalır.
- m₁ > m₂hamar tərpənməz blokdan (
定滑轮) aşırılmış yüngül sapın uclarındakı kütlələr - Tsapın gərilməsi, N
Atvud maşını. Yoxlama: bərabər kütlələrdə a = 0 və T = mg; m₂ → 0 olanda a → g və T → 0.
- Nçəki: tərəzinin göstərişi (və ya dinamometrin, ipin gərilməsi), N
- aliftin təcilinin modulu, m/s²
Liftdə ağırlıq qüvvəsi mg dəyişmir; yalnız dayağın qüvvəsi dəyişir.
İş, güc və enerji
Dərsə keç- Wqüvvənin işi, C
- Fsabit qüvvənin modulu, N
- syerdəyişmənin modulu, m
- αqüvvə ilə yerdəyişmə arasındakı bucaq
Çin dərslikləri W = Fl cos α yazır (l — yerdəyişmə); CSCA-da iş W, güc P ilə işarə olunur, bəzi məktəb dərsliklərində isə A və N ilə. İşi yalnız hərəkət boyunca olan F cos α toplananı görür.
- Wtotalcismə təsir edən bütün qüvvələrin işlərinin cəmi (işarələri ilə)
- Fnetəvəzləyici qüvvə (sabit qüvvələr üçün)
İşlər skalyardır: onları vektor kimi yox, işarəli ədədlər kimi topla.
- Pgüc, Vt
- tişin görüldüyü müddət, s
- vcismin sürəti, m/s
- αF qüvvəsi ilə v sürəti arasındakı bucaq
W/t orta gücü verir. F · v ani sürətlə ani gücü, orta sürətlə isə orta gücü verir.
- Fmühərrikin dartı qüvvəsi, N
- fsabit müqavimət qüvvəsi, N
- vmaxüfüqi yolda maksimal sürət, m/s
vmax anında təcil sıfırdır: dartı qüvvəsi müqaviməti tam tarazlayır (Çin dərsliklərində 机车启动 — «avtomobilin yerindən tərpənməsi» mövzusu).
- Wtotalbütün qüvvələrin (ağırlıq və sürtünmə də daxil) cəmi işi, C
- Ek₁, Ek₂başlanğıc və son kinetik enerji
- v₁, v₂başlanğıc və son sürət, m/s
Kinetik enerji teoremi (Çin dilində 动能定理) əyri yolda və dəyişən qüvvələr üçün də doğrudur — təki onların işini tapmaq mümkün olsun.
- hsıfır səviyyəsindən hündürlük, m
- WGh₁ hündürlüyündən h₂ hündürlüyünə keçəndə ağırlıq qüvvəsinin işi
- ΔEppotensial enerjinin dəyişməsi: Ep₂ − Ep₁
Ağırlıq qüvvəsinin işi yalnız başlanğıc və son hündürlükdən asılıdır, yoldan asılı deyil: aşağı enəndə müsbətdir və Ep azalır, yuxarı qalxanda mənfidir və Ep artır.
- kyayın sərtliyi, N/m
- xdeformasiya (uzanma və ya sıxılma), m
Deformasiya iki dəfə artanda enerji dörd dəfə artır. Yayın qüvvəsi kx «Qüvvələr və tarazlıq» dərsinə aiddir.
- Ek₁ + Ep₁birinci haldakı mexaniki enerji
- Ek₂ + Ep₂ikinci haldakı mexaniki enerji
Şərt: işi yalnız ağırlıq və elastiklik qüvvələri görür. Başqa qüvvələr ola bilər, amma iş görməməlidir: hamar səthin reaksiya qüvvəsi, rəqqas sapının gərilməsi.
- Wotherağırlıq və elastiklik qüvvələrindən başqa qüvvələrin işi, C
- Emexaniki enerji: E = Ek + Ep
- Qsürüşmə sürtünməsində ayrılan istilik miqdarı, C
- fsürüşmə sürtünmə qüvvəsi, N
- sreliki səthin bir-birinə nəzərən sürüşmə məsafəsi (相对位移), m
İstilik yerə nəzərən yola yox, nisbi sürüşmə məsafəsinə bağlıdır. Bərkidilmiş döşəmədə sürüşən tir üçün srel sadəcə tirin yoludur.
İmpuls, qüvvə impulsu və impulsun saxlanması
Dərsə keç- pcismin impulsu, kq · m/s
- v₁, v₂başlanğıc və son sürət (bir düz xətt üzrə — işarəsi ilə), m/s
- Δpimpulsun dəyişməsi (vektor fərqi)
Bir düz xətt üzrə hərəkətdə müsbət istiqamət seç: ona əks sürət və impuls mənfidir. Ek = p²/(2m): eyni impulsda yüngül cismin kinetik enerjisi böyükdür.
- Iqüvvə impulsu, N · s
- Fsabit qüvvə, N
- Δtqüvvənin təsir müddəti, s
Qüvvənin işindən fərqli olaraq impuls cisim yerindən tərpənməsə də sıfır deyil: vacib olan zamandır, yol deyil.
- Fnetbütün qüvvələrin əvəzləyicisi (ağırlıq da daxil), qısa zərbədə — orta qiyməti, N
- Δtqarşılıqlı təsir müddəti, s
- Δpcismin impulsunun dəyişməsi, kq · m/s
Çin dilində 动量定理. Bu, Nyutonun ikinci qanununun F = Δp/Δt formasıdır: əvəzləyici qüvvənin impulsu cismin impulsunun dəyişməsinə bərabərdir.
- m₁, m₂cisimlərin kütlələri, kq
- v₁, v₂qarşılıqlı təsirdən əvvəlki sürətlər (işarəsi ilə), m/s
- v₁′, v₂′qarşılıqlı təsirdən sonrakı sürətlər, m/s
Şərtlər: 1) xarici qüvvələrin cəmi sıfırdır (hamar üfüqi səth: ağırlıq və reaksiya qüvvəsi tarazlaşır); 2) qısa toqquşma və ya partlayışda xarici qüvvələr daxili qüvvələrdən çox kiçikdir — impuls təqribən saxlanır; 3) xarici qüvvələrin cəmi bir istiqamətdə sıfırdırsa, impulsun yalnız həmin istiqamətdəki toplananı saxlanır.
- vyapışmış cisimlərin ortaq sürəti, m/s
- ΔE_lostistiliyə çevrilən kinetik enerji, C
- Ek₀hərəkət edən birinci cismin başlanğıc kinetik enerjisi (ikinci cisim sükunətdədir)
Mütləq qeyri-elastik toqquşma. Hədəf nə qədər ağırdırsa, enerjinin o qədər böyük hissəsi itir: m₂ = m₁ olanda yarısı, m₂ = 4m₁ olanda 80 %-i.
- v₁birinci cismin toqquşmadan əvvəlki sürəti (ikinci cisim sükunətdədir), m/s
- v₁′, v₂′toqquşmadan sonrakı sürətlər, m/s
Mütləq elastik mərkəzi toqquşma (对心碰撞, «bir hərəkətli bir sükunətdə»): impulsun və kinetik enerjinin saxlanmasından alınır.
- m, v₀güllənin kütləsi və sürəti
- M, Vtirin kütləsi və güllə ilişdikdən sonrakı ortaq sürət
- Qayrılan istilik, C
- f, dtirin orta müqavimət qüvvəsi və güllənin tirə girmə dərinliyi (nisbi yerdəyişmə)
Tir hamar səthdə sərbəstdir. İstilik «İş, güc və enerji» dərsindəki Q = f · srel qaydasına uyğundur: d — güllənin tirə nəzərən yolu.
Çevrə üzrə hərəkət
Dərsə keç- vxətti sürət, m/s (çevrəyə toxunan boyunca)
- ωbucaq sürəti, rad/s
- Tperiod, s
- νtezlik, Hs (dövr/s)
- rçevrənin radiusu (oxdan nöqtəyə qədər məsafə), m
Bir dövrdə nöqtə 2πr yol gedir, radius isə 2π rad dönür — hər ikisi T müddətində. Buradan v = ωr alınır.
- r₁, r₂təkərlərin radiusları və ya nöqtələrin oxdan məsafələri; dişli çarxlarda radius dişlərin sayı ilə mütənasibdir
Qayışda kiçik təkər daha tez fırlanır; ortaq oxda oxdan uzaq nöqtə daha sürətlə hərəkət edir.
- amərkəzəqaçma təcili, m/s², həmişə mərkəzə yönəlib
- Fmərkəzəqaçma qüvvəsi — mərkəzə yönəlmiş əvəzləyici qüvvə, N
- mkütlə, kq
a və F-in istiqaməti hər an dəyişir, ona görə bərabərsürətli çevrə üzrə hərəkət bərabərtəcilli hərəkət deyil. Qüvvə sürətə perpendikulyar olduğundan iş görmür: kinetik enerji sabit qalır.
- μsükunət sürtünmə əmsalı
- θyolun maillik bucağı və ya ipin şaquli ilə bucağı
- Lipin uzunluğu, m
- hkonusun hündürlüyü h = L cos θ — asılma nöqtəsindən çevrənin müstəvisinə qədər şaquli məsafə
Maili döngədə və konik rəqqasda mg ilə dayağın reaksiyasının (gərilmənin) əvəzləyicisi üfüqidir: F = mg · tg θ, ona görə a = g · tg θ.
- Fipin, çubuğun və ya yolun cismə təsir qüvvəsi; mərkəzə yönələndə müsbət götürülür
- rçevrənin radiusu, m
İp yalnız dartır: yuxarıda F ≥ 0 olmalıdır, ona görə mg ≤ mv²/r. Çubuq həm dartır, həm itələyir: kürəcik yuxarıdan istənilən v ≥ 0 sürəti ilə keçə bilər; v = √(gr) olanda çubuğun qüvvəsi sıfırdır.
Ümumdünya cazibə qanunu və peyklər
Dərsə keç- aellipsin böyük yarımoxu (dairəvi orbitdə radius r), m
- Tdolanma periodu, s
- kyalnız mərkəzi cismin kütləsindən asılı sabit: k = GM/(4π²)
Yalnız eyni mərkəz ətrafında fırlanan cisimləri müqayisə et: Günəşin planetlərini bir-biri ilə, Yupiterin peyklərini bir-biri ilə — Ayı Yerlə heç vaxt.
- Gqravitasiya sabiti, 6,67 · 10⁻¹¹ N · m²/kq²
- m₁, m₂cisimlərin kütlələri, kq
- rmərkəzlər arasındakı məsafə, m
Qüvvə kütlələrin hasilinə düz, məsafənin kvadratına tərs mütənasibdir: r iki dəfə artsa, F dörd dəfə azalar.
- M, Rplanetin kütləsi və radiusu
- hsəthdən hündürlük; mərkəzdən məsafə R + h-dır
- ghh hündürlüyündə sərbəstdüşmə təcili
g məsafənin kvadratı ilə azalır: mərkəzdən 2R-də g/4, 3R-də g/9.
- r, Tpeykin (təbii və ya süni) orbitinin radiusu və periodu
- ρplanetin orta sıxlığı, kq/m³
Peykin öz kütləsi ixtisar olunur — belə yolla yalnız mərkəzi cismin kütləsini «çəkmək» olar. Səthə yaxın orbitdə sıxlıq üçün yalnız T lazımdır.
- rorbitin radiusu r = R + h (planetin mərkəzindən)
- Mmərkəzi cismin kütləsi (GM = gR²)
Orbit nə qədər yüksəkdirsə, v, ω və a o qədər kiçik, T isə o qədər böyükdür.
- Rplanetin radiusu, m
- gplanetin səthində sərbəstdüşmə təcili
mg = mv²/R ⇒ v₁ = √(gR): səthdə cazibə qüvvəsi mərkəzəqaçma qüvvəsini təmin edir.
Harmonik rəqslər
Dərsə keç- Fqaytarıcı qüvvə, N (hərəkət xətti boyunca əvəzləyici qüvvə)
- xtarazlıq vəziyyətindən yerdəyişmə, m (mənfi də ola bilər)
- kmüsbət sabit, N/m; yay üçün yayın sərtliyidir
- atəcil, m/s²; x ilə mütənasibdir və ona əks yönəlib
Bütün məna mənfi işarədədir: qüvvə və təcil həmişə yerdəyişməyə əks, tarazlıq vəziyyətinə tərəf yönəlir. a = −(sabit)·x qanununa tabe olan istənilən hərəkət harmonik rəqsdir.
- xt anında yerdəyişmə
- Aamplitud (həmişə müsbət)
- ωdövri tezlik, rad/s
- φbaşlanğıc faza, rad
- T, fperiod (s) və tezlik (Hs)
x-in t-dən asılılıq qrafiki sinusoidadır. Bəzi kitablarda x = A cos(ωt + φ) yazılır: bu, fazası π/2 qədər sürüşmüş eyni hərəkətdir. Sinusun içində həmişə radianla işlə.
- mrəqs edən cismin kütləsi, kq
- kyayın sərtliyi, N/m (
劲度系数)
Düstur a = −(k/m)x ifadəsindən alınır, yəni ω = √(k/m). Period amplituddan asılı deyil və şaquli yay üçün də eynidir: ağırlıq qüvvəsi yalnız tarazlıq nöqtəsini mg/k qədər aşağı sürüşdürür.
- Lasılma nöqtəsindən kürəciyin mərkəzinə qədər uzunluq, m
- gsərbəst düşmə təcili, m/s² (CSCA suallarında başqa qiymət verilməyibsə, 10 m/s²)
Kiçik meyl bucaqları (təxminən 5°-yə qədər) üçün doğrudur: onda qaytarıcı qüvvə mg sin θ ≈ mg·x/L olur, yəni x ilə mütənasibdir. Period nə kütlədən, nə də amplituddan asılıdır. Yuxarı təcillə hərəkət edən liftdə g əvəzinə g + a, aşağı təcillə hərəkət edəndə g − a götür.
- Etam mexaniki enerji, C
- ½mv², ½kx²x yerdəyişməsində kinetik və elastik potensial enerji
- vmaxən böyük sürət, tarazlıq vəziyyətində
- amaxən böyük təcil, kənar vəziyyətlərdə
Riyazi rəqqasda potensial enerji mgh-dır, lakin mənzərə eynidir. Kinetik və potensial enerjinin hər biri bir rəqsdə iki dəfə təkrarlanır, yəni onlar T/2 periodu (2f tezliyi) ilə dəyişir.
Mexaniki dalğalar
Dərsə keç- vdalğanın yayılma sürəti, m/s (
波速) - λdalğa uzunluğu: eyni fazada rəqs edən ən yaxın iki nöqtə arasındakı məsafə, m (
波长) - T, frəqsin periodu və tezliyi — mənbəninki ilə eynidir
Bir period ərzində hər zərrəcik bir tam rəqs edir, dalğa isə düz bir dalğa uzunluğu qədər irəliləyir. v-ni mühit, f-i mənbə müəyyən edir; dalğa başqa mühitə keçəndə f dəyişmir, λ isə v ilə mütənasib dəyişir.
- Δryollar fərqi |r₁ − r₂|, m
- λdalğa uzunluğu, m
- ntam ədəd: 0, 1, 2, …
Eyni fazada rəqs edən mənbələr üçün. Mənbələr əks fazadadırsa, iki şərt yerini dəyişir. Tam sayda dalğa uzunluğu — qabarıq qabarıqla görüşür; tək sayda yarımdalğa — qabarıq çökəkliklə görüşür.
- Liki ucu bərkidilmiş simin uzunluğu, m
- nqarınların («ilgəklərin») sayı; n = 1 əsas tondur
- vsimdə qaçan dalğaların sürəti, m/s
Hər iki uc düyündür, ona görə simə tam sayda yarımdalğa yerləşməlidir. Ən kiçik tezlik (n = 1, λ = 2L) əsas tondur; digərləri onun tam misilləridir.
6Fizika: elektromaqnetizmOrta
Kulon qanunu və elektrik sahəsi
Dərsə keç- qcismin yükü, Kl
- nartıq (və ya çatışmayan) elektronların sayı — tam ədəd
- eelementar yük, 1,6 · 10⁻¹⁹ Kl
Yük kvantlanmışdır: 1 Kl yük 1/e = 6,25 · 10¹⁸ elektrona uyğundur.
- q₁, q₂toxunmadan əvvəl kürələrin yükləri, işarələri ilə
- q₁′, q₂′ayrıldıqdan sonra yüklər
Yalnız iki eyni metal kürə üçün: əks yüklər əvvəlcə bir-birini neytrallaşdırır, qalan yük bərabər bölünür (Çin dərsliklərində: 先中和后平分 — «əvvəl neytrallaşdır, sonra bərabər böl»).
- FKulon qüvvəsi (elektrostatik qüvvə), N
- q₁, q₂yüklərin modulları, Kl
- ryüklər arasındakı məsafə, m
- k9,0 · 10⁹ N·m²/Kl² (k = 1/(4πε₀))
Vakuumda (havada praktiki olaraq eyni). Yüklərin modullarını yaz; qüvvə yükləri birləşdirən düz xətt boyunca yönəlir: eyni adlı yüklər itələnir, müxtəlif adlılar cəzb olunur. Yüklər fərqli olsa belə, onlar bir-birinə bərabər və əks yönəlmiş qüvvələrlə təsir edir (Nyutonun üçüncü qanunu).
- xkiçik q₁ yükündən tarazlıq nöqtəsinə qədər məsafə, m
- Liki bərkidilmiş yük arasındakı məsafə, m
- q₁, q₂bərkidilmiş yüklərin modulları (q₁ < q₂)
Eyni adlı yüklər üçün kq₁q/x² = kq₂q/(L − x)² bərabərliyindən alınır. Müxtəlif adlı yüklərdə nöqtə kənarda, q₁-in arxasındadır: x/(L + x) = √(q₁/q₂). Həmin nöqtədə iki yükün sahəsi də sıfıra bərabərdir.
- Enöqtədə sahənin intensivliyi, N/Kl
- Fsınaq yükünə təsir edən qüvvə, N
- qsınaq yükü, Kl
E sahənin nöqtəsinə aiddir, sınaq yükünə yox: q-nu iki dəfə artırsan, F iki dəfə artır, E isə dəyişmir. Tərsinə oxusaq, F = qE istənilən yükə təsir edən qüvvəni verir.
- Qsahəni yaradan nöqtəvi yük (modulu), Kl
- rQ-dan nöqtəyə qədər məsafə, m
Nöqtəvi yükün sahəsi: müsbət Q-dan xaricə, mənfi Q-ya doğru yönəlir; 1/r² kimi azalır — iki dəfə uzaqda sahə dörd dəfə zəifdir.
- E₁, E₂, …ayrı-ayrı yüklərin həmin nöqtədəki sahələri (vektorlar)
Vektor cəmi: eyni istiqamətdə — modulları topla; əks istiqamətdə — çıx; perpendikulyar — E = √(E₁² + E₂²).
- azərrəciyin təcili, m/s²
- q/mq/mxüsusi yük (yükün kütləyə nisbəti), Kl/kq
- dsükunətdən başlayaraq sahə boyunca gedilən yol, m
- vd yolundan sonrakı sürət, m/s
Sükunətdən başlayıb qüvvə xətləri boyunca hərəkət edən zərrəcik üçün. «Elektrik potensialı, gərginlik və kondensatorlar» dərsində eyni sürət enerjidən bir sətirdə alınır: qU = mv²/2.
- v₀sahəyə perpendikulyar daxilolma sürəti, m/s
- Llövhələrin uzunluğu, m
- yçıxışda sahə boyunca meyletmə, m
- θçıxış sürəti ilə ilkin istiqamət arasındakı bucaq
Sahəyə perpendikulyar daxil olan zərrəcik üfüqi atılmış daş kimi hərəkət edir (çincə: 类平抛运动 — «üfüqi atılmaya bənzər hərəkət»): lövhələr boyunca bərabərsürətli, onlara perpendikulyar istiqamətdə bərabərtəcilli. Bu, «Üfüqi və bucaq altında atılmış cismin hərəkəti» dərsinin cəbridir, yalnız g əvəzinə qE/m yazılır. Faydalıdır: tg θ = 2y/L.
Elektrik potensialı, gərginlik və kondensatorlar
Dərsə keç- Wsahənin gördüyü iş, C
- qyük, Kl
- Ebircinsli sahənin intensivliyi, N/Kl = V/m
- dqüvvə xətləri boyunca yerdəyişmə (yolun proyeksiyası), m
Yalnız bircinsli sahə üçün. Yük sahənin onu itələdiyi istiqamətdə hərəkət edəndə iş müsbətdir.
- WAByük A-dan B-yə keçərkən sahənin gördüyü iş, C
- EpA, EpByükün A və B nöqtələrindəki potensial enerjisi, C
Sahənin işi potensial enerjinin azalmasına bərabərdir: müsbət iş → Ep azalır; mənfi iş (yük sahəyə qarşı aparılır) → Ep artır, qaldırılan daş kimi.
- φnöqtənin potensialı, V
- Epyükün həmin nöqtədəki potensial enerjisi, C
- qyük, işarəsi ilə, Kl
q-nu işarəsi ilə yaz. Müsbət yükün Ep-si φ yüksək olan yerdə, mənfi yükünkü isə φ alçaq olan yerdə böyükdür. Sıfır sonsuzluqda götürülərsə, nöqtəvi yük üçün φ = kQ/r: +Q ətrafında müsbət, −Q ətrafında mənfi.
- UABA və B arasındakı gərginlik, V
- WABq yükü A-dan B-yə keçərkən sahənin işi, C
- qyük, işarəsi ilə, Kl
Çin dərsliklərində həm q-nun, həm də UAB-nin işarəsi düstura yazılır; W-nin işarəsi Ep-nin azaldığını (W > 0) və ya artdığını (W < 0) göstərir. Azərbaycan dərsliklərində eyni qanun A = qU kimi yazılır.
- qUiki nöqtə arasında sahənin işi (q və U işarələri ilə), C
- mzərrəciyin kütləsi, kq
- v₀, vbaşlanğıcda və sonda sürət, m/s
- eVelektronvolt: elektronun 1 V gərginlikdə aldığı enerji
e yüklü zərrəcik sükunətdən U volt gərginlikdə sürətlənəndə U elektronvolt enerji alır; 2e yüklü zərrəcik isə 2U eV.
- Uiki nöqtə arasındakı gərginlik, V
- Ebircinsli sahənin intensivliyi, V/m
- dnöqtələr arasındakı məsafə, qüvvə xətləri boyunca ölçülmüş (proyeksiya), m
Yalnız bircinsli sahə üçün. N/Kl = V/m olduğunu və E-nin niyə yüksək potensialdan alçaq potensiala yönəldiyini göstərir: «sahə — potensialın hər metrdə düşməsidir».
- Celektrik tutumu, farad (F); 1 mkF = 10⁻⁶ F, 1 pF = 10⁻¹² F
- Qkondensatorun yükü, Kl
- Ulövhələr arasındakı gərginlik, V
C kondensatorun quruluşu ilə müəyyən olunur, Q və ya U ilə yox: gərginliyi iki dəfə artırsan, yük də iki dəfə artır, C dəyişmir.
- εᵣizolyatorun nisbi dielektrik nüfuzluğu: vakuum və hava üçün 1
- Slövhələrin bir-birini örtən sahəsi, m²
- dlövhələr arasındakı məsafə, m
- k, ε₀k = 9 · 10⁹ N·m²/Kl²; ε₀ = 1/(4πk) ≈ 8,85 · 10⁻¹² F/m
Müstəvi kondensator. Birinci forma Çin dərsliklərindəki yazılışdır (C = εᵣS/4πkd); 1/(4πk) = ε₀ olduğu üçün hər ikisi eyni düsturdur. C S və εᵣ ilə artır, d ilə azalır.
Sabit cərəyan dövrələri
Dərsə keç- Icərəyan şiddəti, A
- qen kəsiyindən keçən yük, Kl
- tzaman, s
Çin dərsliklərində mikroskopik ifadə də verilir: I = nqSv — burada n vahid həcmdəki yükdaşıyıcıların sayı, q hər birinin yükü, v onların nizamlı hərəkət sürəti, S en kəsiyinin sahəsidir.
- Udövrə hissəsinin uclarındakı gərginlik, V
- Rhəmin hissənin müqaviməti, Om
- Ihəmin hissədən keçən cərəyan, A
Dövrə hissəsi üçün Om qanunu (部分电路欧姆定律). Sabit temperaturda metallar və elektrolitlər üçün doğrudur; qazda boşalma və fırlanan mühərrik üçün isə yox.
- ρxüsusi müqavimət, Om · m (materialdan və temperaturdan asılıdır)
- Lnaqilin uzunluğu, m
- Sen kəsiyinin sahəsi, m²
Uzun naqilin müqaviməti böyük, qalın naqilin müqaviməti kiçikdir. Metallarda ρ temperaturla artır (otaq temperaturunda misin ρ ≈ 1,7 · 10⁻⁸ Om · m-dir — naqillər buna görə misdən hazırlanır).
- Rekvivalent (ümumi) müqavimət
- R₁, R₂ayrı-ayrı elementlərin müqavimətləri
Ardıcıl birləşmədə ümumi müqavimət ən böyük elementinkindən böyük, paralel birləşmədə isə ən kiçik elementinkindən kiçikdir.
- Ig, Rgqalvanometrin tam meyl cərəyanı və müqaviməti
- Iampermetrin yeni ölçmə həddi
- Uvoltmetrin yeni ölçmə həddi
- Rş, Rəparalel şunt və ardıcıl əlavə müqavimət
Ölçmə həddini n dəfə artırmaq üçün: şunt Rg/(n − 1), əlavə müqavimət (n − 1)·Rg.
- Emənbənin EHQ-si, V
- Rxarici dövrənin müqaviməti, Om
- rmənbənin daxili müqaviməti, Om
- Usıxaclardakı gərginlik (
路端电压) — xarici dövrənin gərginliyi, U = IR
Tam dövrə üçün Om qanunu (闭合电路欧姆定律). Açıq dövrə (I = 0): U = E. Qısa qapanma (R = 0): I = E/r — təhlükəli dərəcədə böyük. Mənbənin U–I qrafiki düz xətdir: U oxunu E nöqtəsində kəsir, bucaq əmsalının modulu isə r-dir.
- Pgüc, Vt
- Qayrılan istilik miqdarı (Coul istiliyi), C
- tzaman, s
Yalnız rezistor üçün: P = I²R = U²/R. Dolağının müqaviməti rM olan mühərrik: sərf olunan güc UI, istilik gücü I²rM, mexaniki güc UI − I²rM.
- Pfayxarici dövrədə ayrılan (faydalı) güc
- Pmaxmümkün olan ən böyük faydalı güc
- ηfaydalı iş əmsalı (FİƏ)
Faydalı güc xarici müqavimət daxili müqavimətə bərabər olanda ən böyükdür; bu zaman FİƏ cəmi 50 %-dir. İki müxtəlif yük R₁R₂ = r² olduqda eyni faydalı güc verir.
Maqnit sahəsi: Amper və Lorens qüvvələri
Dərsə keç- Φmaqnit seli, Vb (veber), 1 Vb = 1 Tl · m²
- Bmaqnit induksiyası, Tl
- Ssəthin sahəsi, m²
- θsəthin müstəvisi ilə B arasındakı bucaq
α bucağı B ilə səthin normalı arasında ölçülürsə, həmin sel Φ = BS cos α olur. Φ dolağın sarğılarının sayından asılı deyil. Kontur 180° çevriləndə sel işarəsini dəyişir: ΔΦ = 2BS. Selin dəyişməsi «Elektromaqnit induksiyası: Faradey və Lens qanunları» dərsindəki induksiya cərəyanlarını yaradır.
- FAmper qüvvəsi, N
- Icərəyan şiddəti, A
- Lnaqilin sahədəki hissəsinin uzunluğu, m
- θnaqil (cərəyan) ilə B arasındakı bucaq
Naqil B-yə perpendikulyar olduqda qüvvə ən böyükdür (F = BIL), paralel olduqda sıfırdır. Qüvvə həmişə həm naqilə, həm də B-yə perpendikulyardır.
- qzərrəciyin yükü, Kl
- vzərrəciyin sürəti, m/s
- θv ilə B arasındakı bucaq
v ⟂ B: F = qvB (maksimum); v ∥ B: F = 0, zərrəcik düz xətt üzrə hərəkətini davam etdirir. İstiqamət: sol əl qaydası, dörd barmaq müsbət yükün sürəti boyunca; mənfi yük (elektron) üçün barmaqları sürətin əksinə yönəlt.
- rçevrənin radiusu, m
- mzərrəciyin kütləsi, kq
- Tdövretmə periodu, s
- t, θsahədə keçən vaxt və qövsün mərkəzi bucağı (= sürətin döndüyü bucaq)
Radius sürətlə (mv impulsu ilə) artır, period isə nə v-dən, nə də r-dən asılıdır: daha sürətli zərrəciklər daha böyük çevrələri eyni vaxtda keçir. Kinetik enerji ilə: r = √(2mE_k)/(qB).
- Eelektrik sahəsinin intensivliyi, V/m
- Bmaqnit induksiyası, Tl
- vmeyl etmədən keçən sürət
Seçilən sürət nə yükdən (və onun işarəsindən), nə də kütlədən asılıdır. Daha sürətli zərrəcik maqnit qüvvəsi tərəfə (qvB > qE), daha yavaş zərrəcik elektrik qüvvəsi tərəfə meyl edir.
- Usürətləndirici gərginlik, V
- ryarımçevrənin radiusu (ləkə yarıqdan 2r məsafədədir)
- m, qionun kütləsi və yükü
Eyni U və B-də r ∝ √(m/q): izotoplar (q eyni, m müxtəlif) müxtəlif yerlərə düşür, ağır olanlar daha uzağa.
- fdəyişən gərginliyin tezliyi (zərrəciyin dövretmə tezliyinə bərabərdir)
- Rduantların radiusu
- Ek maxsiklotrondan çıxan zərrəciklərin maksimal kinetik enerjisi
R = mvmax/(qB)-dən. Son enerji B-dən və R-dən asılıdır, sürətləndirici gərginlikdən yox: böyük gərginlik yalnız dövrlərin sayını azaldır.
Elektromaqnit induksiyası: Faradey və Lens qanunları
Dərsə keç- Einduksiya EHQ-si (Δt müddətində orta qiymət), V
- nsarğıların sayı
- ΔΦ = Φ₂ − Φ₁bir sarğıdan keçən selin dəyişməsi, Vb
- Δtdəyişmə müddəti, s
Faradey qanunu (法拉第电磁感应定律): EHQ selin özünə deyil, onun dəyişmə sürətinə mütənasibdir (1 Vb/s = 1 V). Φ–t qrafikində EHQ qrafikin bucaq əmsalına bərabərdir.
- Bmaqnit induksiyası, Tl
- Lçubuğun sahədəki uzunluğu (v-yə perpendikulyar), m
- vçubuğun sürəti, m/s
- αv ilə B arasındakı bucaq: sürətin yalnız B-yə perpendikulyar toplananı rol oynayır
İstiqamət sağ əl qaydası ilə tapılır (右手定则): qüvvə xətləri ovuca daxil olur, baş barmaq v boyunca yönəlir, dörd barmaq çubuqdakı cərəyanı göstərir. Çubuq mənbədir, ona görə barmaqlar onun potensialı yüksək ucunu göstərir (mənbənin içində cərəyan −-dan +-a axır).
- R, rxarici müqavimət və çubuğun müqaviməti, Om
- FAçubuğa təsir edən Amper qüvvəsi (安培力), v-yə əks yönəlib, N
- Fsabit dartıcı qüvvə (şaquli relslərdə F = mg, mail relslərdə F = mg sin θ), N
- vmaxson (maksimal) sürət: F = FA olduqda alınır, m/s
Tormozlayıcı qüvvə sürətlə artır, ona görə çubuğun təcili qüvvələr tarazlaşana qədər azalır; sonra çubuq vmax sürəti ilə bərabərsürətli hərəkət edir.
- eEHQ-nin ani qiyməti, V
- EₘEHQ-nin maksimal (amplitud) qiyməti, V
- ω = 2πfsarğacın bucaq sürəti, rad/s (f — tezlik, Hs)
- Etəsiredici qiymət (有效值), V
Vaxt neytral müstəvidən hesablanır. Çində məişət şəbəkəsinin gərginliyi 220 V, tezliyi 50 Hs-dir: bu, təsiredici qiymətdir, amplitud isə 220√2 ≈ 311 V-dur.
- U₁, n₁birinci dolağın gərginliyi və sarğılarının sayı (原线圈)
- U₂, n₂ikinci dolaq üçün eyni kəmiyyətlər (副线圈)
- I₁, I₂birinci və ikinci dolaqlardakı cərəyan şiddətləri
İdeal transformator (itki yoxdur): daxil olan güc = çıxan güc, ona görə gərginlik artırılanda cərəyan azalır. Yük həlledicidir: birinci dolaqdakı cərəyanı ikinci dolağa qoşulan yük təyin edir.
7Fizika: istilik, optika və müasir fizikaOrta
Qazların molekulyar-kinetik nəzəriyyəsi və ideal qaz tənliyi
Dərsə keç- nmaddə miqdarı, mol
- Nmolekulların sayı
- m, Mnümunənin kütləsi və molyar kütlə (kq/mol)
- m₀bir molekulun kütləsi, kq
Kalkulyatorsuz hesablamada NA ≈ 6 · 10²³ mol⁻¹ götür. q/mol-u kq/mol-a çevirməyi unutma: suyun M = 18 q/mol = 1,8 · 10⁻² kq/mol.
- Ēₖbir molekulun irəliləmə hərəkətinin orta kinetik enerjisi, C
- kBolsman sabiti, 1,38 · 10⁻²³ C/K (k = R/NA)
- T, tmütləq temperatur (K) və Selsi şkalası ilə temperatur (°C)
Ēₖ ∝ T. ½m₀v² = (3/2)kT bərabərliyindən tipik (orta kvadratik) sürət v = √(3kT/m₀) = √(3RT/M) alınır, yəni v ∝ √(T/M).
- pqazın təzyiqi, Pa
- n₀ = N/Vn₀ = N/Vmolekulların konsentrasiyası (vahid həcmdəki sayı), m⁻³
V-yə vursaq: pV = NkT = nRT, çünki Nk = nNA k = nR. Molekulyar mənzərə növbəti bölmənin ideal qaz tənliyini verir.
- ptəzyiq, Pa
- Vhəcm, m³ (1 l = 10⁻³ m³)
- nqazın miqdarı, mol
- Runiversal qaz sabiti, 8,31 C/(mol · K)
- Tmütləq temperatur, K
pV = nRT ideal qazın hal tənliyidir (理想气体状态方程). Qazın miqdarı dəyişmirsə, pV/T = const (ikinci forma). 0 °C və 1,013 · 10⁵ Pa-da istənilən qazın bir molu 22,4 l həcm tutur; «Kimyada ideal qaz qanunu» dərsi eyni qanunu molyar kütlələr və qarışıqlar üçün tətbiq edir.
- p₀atmosfer təzyiqi
- hcivə sütununun şaquli hündürlüyü (maili boruda sütunun uzunluğu deyil: h = l sin α)
- ρghmaye sütununun təzyiqi, Pa (civə: ρ = 13,6 · 10³ kq/m³)
- m, Sporşenin kütləsi və sahəsi
«+» — sütun və ya porşen qaza yuxarıdan basanda; «−» — qaz yuxarıda olanda və sütun qazdan aşağıda asılı qalanda (açıq ucu aşağı).
Termodinamikanın birinci qanunu
Dərsə keç- Ubiratomlu ideal qazın (He, Ne, Ar) daxili enerjisi, C
- νmaddə miqdarı, mol
- Runiversal qaz sabiti, 8,31 C/(mol · K)
- Tmütləq temperatur, K
- pVtəzyiq × həcm (pV = νRT), Pa · m³ = C
Biratomlu ideal qaz üçün. CSCA sualları lazım olanda bu düsturu verir; yadda saxlanmalı olan fikir ΔU ∝ ΔT-dir. Rahat vahid: 10⁵ Pa · 1 l = 10⁵ · 10⁻³ C = 100 C.
- ΔUdaxili enerjinin dəyişməsi: U artırsa + (ideal qazda T artır)
- Qistilik: qaz alırsa + (吸热), verirsə − (放热)
- Wətrafın qaz ÜZƏRİNDƏ gördüyü iş: qaz sıxılanda +, genişlənəndə −, həcm sabit olanda 0
Çin dərsliklərində və CSCA suallarında istifadə olunan forma (热力学第一定律). Hər kəmiyyətin işarəsi qazın baxımından seçilir: qaza daxil olan hər şey müsbətdir.
- Aqazın GÖRDÜYÜ iş, A = −W: genişlənəndə +, sıxılanda −
- Qqazın aldığı istilik (yuxarıdakı Q ilə eyni)
Eyni qanun Azərbaycan məktəbində işlədilən formada: alınan istilik qismən daxili enerjinin artmasına, qismən qazın gördüyü işə sərf olunur. Bir çox ingilisdilli dərslikdə ΔU = Q − W yazılır və oradakı W qazın gördüyü işdir. Hərflər fərqlidir, fizika eynidir.
- Aqazın gördüyü iş, C (W = −A)
- ptəzyiq, Pa
- ΔVhəcmin dəyişməsi V₂ − V₁, m³ (1 l = 10⁻³ m³)
Qrafikdə sağa hərəkət (genişlənmə): qaz iş görür, W < 0. Sola hərəkət (sıxılma): W > 0. Şaquli parçanın (V sabit) sahəsi sıfırdır: iş yoxdur.
- ηfaydalı iş əmsalı, FİƏ (效率), kəsr və ya faizlə
- Abir tsikldə faydalı iş, A = Q₁ − Q₂
- Q₁bir tsikldə qızdırıcıdan alınan istilik
- Q₂bir tsikldə soyuducuya verilən istilik (müsbət ədəd)
Q₂ heç vaxt sıfır ola bilməz, ona görə hər istilik maşınında η < 1 (100 %).
Həndəsi optika: qayıtma və sınma
Dərsə keç- idüşmə bucağı (normaldan)
- i′qayıtma bucağı
Nəticələr: düşən və qayıdan şüalar arasındakı bucaq 2i-dir; düşən şüa tərpənmədən güzgü θ bucağı qədər dönsə, qayıdan şüa 2θ qədər dönür. Kələ-kötür səthlər işığı hər tərəfə səpələyir (diffuz qayıtma, 漫反射), amma hər kiçik hissə yenə i′ = i qanununa tabedir.
- nmühitin sındırma əmsalı (折射率), həmişə > 1; hava ≈ 1, su ≈ 4/3, şüşə ≈ 1,5
- ihavada (vakuumda) düşmə bucağı, normaldan
- rmühitdə sınma bucağı
- cişığın vakuumda sürəti, 3 · 10⁸ m/s
- vişığın mühitdəki sürəti
Çin dərslikləri n-i şüa havadan (vakuumdan) gələn hal üçün təyin edir: n = sin i / sin r. Mühitdə işıq c/n sürəti ilə gedir.
- n₁, n₂birinci və ikinci mühitin sındırma əmsalları
- θ₁, θ₂hər mühitdə normaldan ölçülən bucaqlar
- λ₀, λvakuumda və mühitdə dalğa uzunluğu; tezlik dəyişmir
- h, h′havadan demək olar ki, şaquli baxdıqda həqiqi və görünən dərinlik
Sürətlərin nisbəti n = c/v-dən alınır: v₁/v₂ = n₂/n₁. İşığın rəngi tezliklə müəyyən olunur, tezlik isə bütün mühitlərdə eyni qalır.
- Climit bucağı (临界角), sıx mühitin daxilində normaldan ölçülür
- nmühitin sındırma əmsalı (o biri tərəf havadır)
- n₁ > n₂optik sıxlığı böyük və kiçik olan mühitlər
n sin C = 1 · sin 90° bərabərliyindən alınır. n nə qədər böyükdürsə, C bir o qədər kiçikdir və tam daxili qayıtma bir o qədər asan baş verir.
- ucisimdən linzaya qədər məsafə (物距)
- vxəyaldan linzaya qədər məsafə (像距): həqiqi xəyal üçün +, cisim tərəfdəki mövhumi xəyal üçün −
- ffokus məsafəsi (焦距): toplayıcı linza üçün +, səpici üçün −
- mböyütmə: xəyalın hündürlüyü ÷ cismin hündürlüyü (işarəsiz götürülür)
Çin yazılışı, həqiqi məsafələr müsbətdir. Azərbaycan dərsliklərində eyni qanun 1/d + 1/f = 1/F kimi yazılır (d — cismə, f — xəyala qədər məsafə, F — fokus məsafəsi), ona görə hərflərə diqqət et.
Fiziki optika: interferensiya və difraksiya
Dərsə keç- Δryollar fərqi: nöqtədən iki mənbəyə qədər olan məsafələrin fərqi
- λişığın dalğa uzunluğu
- kzolağın tərtibi (0 — mərkəzi zolaq)
Eyni fazada rəqs edən iki mənbə üçün: yollar fərqi tam sayda dalğa uzunluğuna bərabərdirsə, dalğalar bir-birini gücləndirir, tək sayda yarımdalğaya bərabərdirsə — söndürür.
- Δxzolağın eni: qonşu işıqlı (və ya qaranlıq) zolaqlar arasındakı məsafə
- Lyarıqlardan ekrana qədər məsafə
- diki yarıq arasındakı məsafə
- λdalğa uzunluğu
Zolaqlar bərabər aralıqlı və təxminən eyni parlaqlıqdadır. Çin dərsliklərində düstur Δx = (l/d)λ şəklində yazılır. Qırmızı işıq (λ ≈ 700 nm) bənövşəyi işığa (λ ≈ 400 nm) nisbətən daha enli zolaqlar verir; ağ işıqda mərkəzi zolaq ağ, qalanları isə rənglidir: daxildə bənövşəyi, xaricdə qırmızı.
- dₘᵢₙörtüyün ən kiçik qalınlığı
- λvakuumda (havada) dalğa uzunluğu
- nörtüyün sındırma əmsalı (şüşəninkindən kiçik)
İki qayıdan dalğa yarım dalğa uzunluğu qədər fərqlənməlidir: 2d = λ/(2n). Çin dərsliklərindəki forması: örtüyün qalınlığı təbəqənin içindəki dalğa uzunluğunun dörddə biridir, d = λtəbəqə/4, burada λtəbəqə = λ/n. Enerji itmir: qayıtmayan işıq keçir.
- dqəfəsin periodu: qonşu yarıqlar arasındakı məsafə, d = 1/N (N — vahid uzunluqdakı yarıqların sayı)
- θk-cı tərtib xəttə gedən istiqamətlə düz istiqamət arasındakı bucaq
- kspektrin tərtibi (0, 1, 2, …)
sin θ ≤ 1 olduğundan yalnız k < d/λ olan tərtiblər görünür. Dalğa uzunluğu böyük olan işıq daha çox meyl edir: qəfəs spektrində qırmızı ən kənardadır — bənövşəyini ən çox sındıran prizmanın əksinə.
- I₀analizatora düşən polyarlaşmış işığın intensivliyi
- θpolyarizatorun və analizatorun oxları arasındakı bucaq
- Ikeçən işığın intensivliyi
Malyus qanunu. Polyarlaşmamış işıq birinci polyarizatorda, onun oxunun istiqamətindən asılı olmayaraq, intensivliyinin yarısını itirir.
- cişığın vakuumda sürəti, 3,0 · 10⁸ m/s
- λdalğa uzunluğu
- νtezlik
Dalğa uzunluğu nə qədər qısadırsa, tezlik bir o qədər böyükdür — «Fotoeffekt» dərsində görəcəyimiz kimi, fotonların enerjisi də.
Fotoeffekt
Dərsə keç- hPlank sabiti, 6,63 · 10⁻³⁴ C·s (çox vaxt 6,6 · 10⁻³⁴-ə qədər yuvarlaqlaşdırılır)
- νişığın tezliyi
- λ, cdalğa uzunluğu; c = 3,0 · 10⁸ m/s
Atom miqyaslı enerjilər çox kiçikdir, ona görə elektronvoltla ifadə olunur: 1 eV = 1,6 · 10⁻¹⁹ C. Görünən işığın fotonu təxminən 1,6–3,1 eV enerji daşıyır.
- Eₖfotoelektronların maksimal kinetik enerjisi
- hνbir fotonun enerjisi
- W₀metalın çıxış işi
- νc, λcqırmızı sərhədin tezliyi və dalğa uzunluğu
Fotoeffekt yalnız ν ≥ νc (λ ≤ λc) olduqda baş verir. Eₖ ν ilə xətti artır, amma ona mütənasib deyil.
- Ucsaxlayıcı (ləngidici) gərginlik
- eelementar yük, 1,6 · 10⁻¹⁹ Kl
- h/eh/eUc–ν qrafikinin bucaq əmsalı
Sahənin eUc işi ən sürətli elektronun bütün kinetik enerjisini alır. Ədədi olaraq: Uc voltla = Eₖ elektronvoltla.
- λde Broyl dalğa uzunluğu
- phissəciyin impulsu
- m, vkütlə və sürət
- Eₖkinetik enerji (sükunətdən U gərginliyi ilə sürətləndirilmiş elektron üçün Eₖ = eU)
Fotonun da impulsu var: p = h/λ. İmpuls nə qədər böyükdürsə, dalğa uzunluğu bir o qədər kiçikdir; eyni kinetik enerjidə ağır hissəciyin dalğa uzunluğu daha kiçikdir.
Atomun quruluşu və spektrlər
Dərsə keç- r(atom)atomun radiusu (elektron buludunun ölçüsü), m
- r(nüvə)nüvənin radiusu, m
Uzunluqlar 10⁵ dəfə fərqlənir, deməli, sahələr 10¹⁰, həcmlər 10¹⁵ dəfə fərqlənir. Buna görə α-hissəciklərin çoxu heç bir nüvəyə yaxınlaşmadan keçir.
- λxəttin dalğa uzunluğu, m
- RRidberq sabiti, R ≈ 1,10 · 10⁷ m⁻¹
- ntam ədəd, 3-dən başlayaraq; hər n bir xətt verir
Balmer düsturu (Çin dərsliklərində 巴耳末公式). n artdıqca xətlər sıxlaşır və n → ∞ olanda seriyanın sərhədinə yaxınlaşır.
- nbaş kvant ədədi: 1, 2, 3, …
- Enatomun n-ci səviyyədəki enerjisi, eV; sıfır — nüvədən sonsuz uzaqda sükunətdə olan elektron, buna görə bütün bağlı hallar mənfidir
- E₁əsas halın enerjisi, −13,6 eV (1 eV = 1,6 · 10⁻¹⁹ C)
- rn, r₁n-ci orbitin radiusu və birinci (Bor) radiusu
Enerji 1/n² kimi, radius n² kimi dəyişir. n böyüdükcə səviyyələr sıfıra yaxınlaşır və bir-birinə sıxlaşır.
- Ekelektronun kinetik enerjisi
- Epelektron–nüvə sisteminin potensial enerjisi (sonsuzluqda sıfır)
- kKulon sabiti, 9 · 10⁹ N · m²/Kl²
n artanda: r artır, v azalır, Ek azalır, Ep artır, tam enerji En artır (sıfıra yaxınlaşır).
- hPlank sabiti, 6,63 · 10⁻³⁴ C · s
- ν, λburaxılan və ya udulan fotonun tezliyi və dalğa uzunluğu
- Em, Enyuxarı və aşağı səviyyənin enerjisi
- cişığın sürəti, 3 · 10⁸ m/s
Yuxarıdan aşağı keçid — foton buraxılır (şüalanma), aşağıdan yuxarı — foton udulur. Fotonun enerjisi dəqiq müəyyən olduğundan spektr xətti olur.
- natomların həyəcanlandığı ən yuxarı səviyyə
- Nçoxlu atomun əsas hala qayıdarkən buraxdığı müxtəlif xətlərin (tezliklərin) sayı
Hər iki səviyyə cütü bir xətt verir. Bir atom isə ən çox n − 1 foton buraxa bilər (hər dəfə bir pillə enərək).
- Eionn səviyyəsindən ionlaşma enerjisi
- Ekionlaşmadan sonra elektronun kinetik enerjisi
Həyəcanlanmış atomu ionlaşdırmaq daha asandır: elektron artıq sıfıra yaxın səviyyədədir.
Nüvə fizikasının əsasları
Dərsə keç- Akütlə ədədi (nuklonların sayı; nüvənin a.k.v.-lə təxmini kütləsi)
- Zyük ədədi = protonların sayı
- Nneytronların sayı
- eelementar yük, 1,6 · 10⁻¹⁹ Kl
Neytral atomda elektronların sayı Z-ə bərabərdir. Nüvənin kimyəvi elementi yalnız Z müəyyən edir.
- (A, Z)kütlə ədədi A, yük ədədi Z olan ana nüvə
- ⁴₂Heα-hissəcik
- ⁰₋₁eβ-hissəcik (elektron)
Hər parçalanmada və hər nüvə reaksiyasında kütlə ədədlərinin cəmi və yüklərin cəmi saxlanılır. γ-şüalanma nə A-nı, nə də Z-i dəyişir: həyəcanlanmış yeni nüvə artıq enerjini foton kimi buraxır.
- x, yα- və β⁻-parçalanmaların sayı
- A, Z → A′, Z′başlanğıc və son nüvənin kütlə və yük ədədləri
A-nı yalnız α dəyişir, ona görə əvvəl α-ları say. x α-parçalanma Z-i 2x azaldır; qalan fərqi β⁻-lar «qaytarır».
- N₀, m₀başlanğıcda radioaktiv nüvələrin sayı və kütləsi
- N, mt müddətindən sonra hələ parçalanmamış nüvələr
- t/Tt/Tkeçən yarımparçalanma periodlarının sayı
Parçalanmış hissə N₀ − N-dir: 3 perioddan sonra 1/8 qalır, 7/8 parçalanıb. Aktivlik (saniyədəki parçalanmalar) da eyni qanunla azalır.
- Δmkütlə defekti (kq və ya a.k.v.)
- c²9 · 10¹⁶ m²/s²
- a.k.v.atom kütlə vahidi, 1 a.k.v. = 1,66 · 10⁻²⁷ kq; 1 MeV = 1,6 · 10⁻¹³ C
Δm kiloqramla verilibsə, c²-a vur və Coul al; a.k.v.-lə verilibsə, 931,5-ə vur və MeV al.
8Kimya: əsas anlayışlar və hesablamalarOrta
Maddələrin təsnifatı və aqreqat hallarının dəyişməsi
Dərsə keç- O₂havadakı rəngsiz qaz — oksigen
- O₃ozon: kəskin iyli, açıq-göy qaz, O₂-dən güclü oksidləşdirici; ozon təbəqəsi ultrabənövşəyi şüaları udur
- 3 : 2eyni temperatur və təzyiqdə qazın həcmi 3 həcmdən 2 həcmə enir, kütlə isə dəyişmir
Bir allotropik şəkildəyişmənin digərinə çevrilməsi kimyəvi hadisədir (yeni maddə yaranır), lakin oksidləşmə-reduksiya reaksiyası deyil: oksigenin oksidləşmə dərəcəsi 0 olaraq qalır. Bu, ildırım zamanı və ozonatorlarda baş verir.
- ddispers hissəciklərin diametri
- nmnanometr: 1 nm = 10⁻⁹ m (millimetrin milyonda biri)
Hissəciklərin ölçüsü üç dispers sistem arasındakı əsas fərqdir (分散质粒子直径). Tindal effekti isə kolloidi məhluldan ayırmaq üçün yalnız bir üsuldur.
- FeCl₃doymuş dəmir(III) xlorid məhlulu, damcı-damcı əlavə olunur
- H₂Oqaynayan distillə suyu
- △qızdırma (Çin dərsliklərində oxun üstündə yazılan işarə)
- (kolloid)«kolloid» sözü ilə və ↓ işarəsiz yazılır: hissəciklər paylanmış qalır, çökmür
Dəmir(III) hidroksid kolloidinin (Fe(OH)₃胶体) alınması — Çin dərsliklərinin və CSCA suallarının standart kolloidi.
- Qudulan və ya ayrılan istilik, kC
- nmaddə miqdarı, mol (n = m/M)
- ΔHkeçidin molyar istiliyi; su üçün: ərimə 0 °C-də +6,0 kC/mol, buxarlanma 100 °C-də +40,7 kC/mol; əks keçidlərdə qiymət eyni, işarə mənfidir
Təmiz maddə əriyərkən və ya qaynayarkən bütün istilik hissəcikləri bir-birindən ayırmağa sərf olunur, ona görə temperatur sabit qalır — qızdırılma əyrisində üfüqi pillə.
Kimyəvi işarələr və tənliklərin yazılması
Dərsə keç- a, bA və B-nin valentliklərinin qiyməti (işarəsiz)
- x, yindekslər: yükləri tarazlaşdıran ən kiçik tam ədədlər
Çarpaz qayda: x = b, y = a, sonra ortaq vuruğu ixtisar et. Mürəkkəb ion bir dəfədən çox götürüləndə mötərizədə yazılır: Ca₃(PO₄)₂, Ca₃P₂O₈ yox.
- əmsalformulun qarşısındakı ədəd; ən kiçik tam ədədlər götürülür (CSCA: «ən kiçik tam əmsallarla tarazlaşdırılıb»)
- indeksmaddənin formulu ilə müəyyən olunur, tarazlaşdırarkən heç vaxt dəyişmir
Atomlar üçün yazılmış kütlənin saxlanması qanunu (质量守恒定律). Termokimyəvi və ion tənlikləri də ona tabedir; ion tənliyində isə yük də tarazlaşmalıdır.
- ↑valentliyi artan element üçün: (bir atomun dəyişməsi) × (formulda belə atomların sayı)
- ↓valentliyi azalan element üçün, eyni qaydada
Əvvəlcə dəyişən elementləri bu iki ədədlə tarazlaşdır (onların ƏKOB-una görə çarpaz vur), sonra qalanları — adətən H və O-nu — seçmə ilə tamamla.
- Σbütün hissəciklər üzrə cəm: hər ion üçün əmsal × yük (neytral formullar 0 sayılır)
İon tənliyində həm atomlar, həm də yük tarazlaşmalıdır. 2Fe³⁺ + Fe → 3Fe²⁺ düzgündür (+6 = +6); Fe³⁺ + Fe → 2Fe²⁺ tənliyində atomlar tarazdır, amma +3 ≠ +4.
- Qayrılan və ya udulan istilik, kC
- n«reaksiyanın mol sayı»: maddənin mol sayı ÷ onun tənlikdəki əmsalı
- ΔHyazıldığı kimi tənliyin entalpiya dəyişməsi, kC/mol
İstilik reaksiyaya girən miqdarla mütənasibdir. CSCA-nın sevdiyi iki anlayış: yanma istiliyi (燃烧热) 1 mol yanacağın davamlı məhsullara (CO₂(g), H₂O(l)) qədər tam yanmasına aiddir; güclü turşu ilə güclü əsasın neytrallaşma istiliyi (中和热) əmələ gələn hər mol H₂O üçün 57,3 kC-dur.
- ΔH₁, ΔH₂lazım olduqda vurulmuş və ya tərsinə çevrilmiş verilən tənliklərin ΔH-ı
- Erabitə enerjisi, kC/mol: qaz halında 1 mol belə rabitəni qırmaq üçün lazım olan enerji
Reagentlərin rabitələri qırılır, məhsulların rabitələri yaranır — «qırılan çıx yaranan». Məhsulların rabitələri daha möhkəmdirsə, ΔH < 0.
Maddə miqdarı: mol
Dərsə keç- nmaddə miqdarı, mol
- Nhissəciklərin sayı (atom, molekul, ion, elektron)
- NₐAvoqadro sabiti, 6,02 · 10²³ mol⁻¹ (阿伏加德罗常数)
Hissəcik içində hissəcik: 1 mol H₂SO₄-də 2 mol H atomu, 4 mol O atomu, cəmi 7 mol atom var — bir formul vahidindəki atomların (ionların, elektronların) sayına vur. Cavablar çox vaxt Nₐ-nın misli kimi yazılır, məsələn, 0,5Nₐ.
- mmaddənin kütləsi, q
- Mmolyar kütlə, q/mol
Bu kursda istifadə olunan nisbi atom kütlələri (standart yuvarlaq qiymətlər): H 1, C 12, N 14, O 16, Na 23, Mg 24, Al 27, S 32, Cl 35,5, K 39, Ca 40, Fe 56, Cu 64, Zn 65. CSCA sualları lazım olan qiymətləri sualın yanında verir.
- Vqazın həcmi, l
- Vₘmolyar həcm, l/mol
Yalnız qazlar üçün və yalnız normal şəraitdə. 25 °C və 101 kPa-da Vₘ ≈ 24,5 l/mol; başqa şəraitdə «Kimyada ideal qaz qanunu» dərsindəki pV = nRT tənliyindən istifadə et.
- a, b, ctənlikdəki əmsallar
- n(X)reaksiyaya girən və ya alınan X-in miqdarı, mol
Reaksiyaya girən və alınan maddələrin miqdarları əmsalların nisbətindədir. Bunu yalnız mollarla işlət — qramları birbaşa bu nisbətə qoyma.
- m(nəzəri)tənlik üzrə (çatışmayan maddədən) hesablanan kütlə
- m(praktiki)həqiqətən alınan kütlə
Nümunənin yalnız təmiz hissəsi reaksiyaya girir, ona görə təmizliyə tənlikdən əvvəl vur. Çıxım isə tənlikdən sonra tətbiq olunur: praktiki kütlə = nəzəri kütlə · çıxım.
- w(E)E elementinin kütlə payı (faiz üçün 100-ə vur)
- xformulda E atomlarının sayı
- Mrnisbi molekul (formul) kütləsi
Bu pay təmiz birləşmənin istənilən nümunəsi üçün eynidir — bir qramdan bir tona qədər. Çin dərslikləri kütlə payını w, bir çox rus dərslikləri ω ilə işarə edir.
- x : yformulda A və B atomlarının sayı nisbəti
- ktam ədəd: molekulyar formul = (ən sadə formul)ₖ
Kütlə payları əvəzinə kütlələr də işlədilə bilər: x : y = m(A)/Ar(A) : m(B)/Ar(B).
Məhlulların qatılığı və pH hesablamaları
Dərsə keç- whəll olan maddənin kütlə payı (质量分数)
- ρ, Vməhlulun sıxlığı (q/ml = q/sm³) və həcmi (ml)
Həllolması S olan doymuş məhlul üçün (100 q suda həll olan maddənin qramları): w = S/(100 + S). 20 °C-də NaCl üçün S ≈ 36 q, deməli w ≈ 36/136 ≈ 26,5% — bu, həmin temperaturda NaCl məhlulunun ən böyük qatılığıdır.
- cmolyar qatılıq, mol/l
- nhəll olan maddənin miqdarı, mol
- Vməhlulun həcmi, l (ml ÷ 1000)
İonlar formula tabedir: 0,1 mol/l Fe₂(SO₄)₃ məhlulunda c(Fe³⁺) = 0,2 mol/l, c(SO₄²⁻) = 0,3 mol/l. Məhlulun bir hissəsini tökəndə n və V dəyişir, c isə dəyişmir.
- ρməhlulun sıxlığı, q/sm³
- wkütlə payı onluq kəsr kimi (36,5% → 0,365)
- Mhəll olan maddənin molyar kütləsi, q/mol
- 10001 l = 1000 ml (sm³)
Haradan alınır: 1 l məhlul götür. Onun kütləsi 1000ρ q, içindəki həll olan maddə 1000ρw q, yəni 1000ρw/M moldur — bir litrdə.
- c₁, V₁durulaşdırmadan əvvəlki qatılıq və həcm
- c₂, V₂durulaşdırmadan sonrakı qatılıq və həcm
- m, wməhlulun kütləsi və kütlə payı
Durulaşdırma zamanı həll olan maddənin miqdarı (və kütləsi) dəyişmir. V₁ və V₂ hər ikisi ml-lə də yazıla bilər — vahid ixtisar olunur.
- cqarışığın qatılığı
Eyni maddənin iki məhlulunu qarışdırırıq: molları topla, sonra ümumi həcmə böl. Həcmləri yalnız məsələdə deyiləndə toplayırıq («həcmlər toplanır» qəbul et); ciddi desək, yalnız kütlələr toplanır.
- c(H⁺)hidrogen ionlarının molyar qatılığı, mol/l
Güclü turşular (HCl, HNO₃, H₂SO₄) və güclü əsaslar (NaOH, KOH, Ba(OH)₂) tam ionlaşır, ona görə c(H⁺) və ya c(OH⁻) birbaşa formuldan alınır: 0,05 mol/l H₂SO₄ 0,1 mol/l H⁺ verir.
- Kwsuyun ion hasili (水的离子积)
- pOH−lg c(OH⁻)
c(H⁺) · c(OH⁻) = Kw bərabərliyi istənilən sulu məhlulda — turş və ya qələvi — ödənilir. Kw temperaturla artır: 100 °C yaxınlığında o, 10⁻¹² tərtibindədir (məsələlərdə Kw = 1 · 10⁻¹² verilir), ona görə orada neytral suyun pH-ı ≈ 6-dır — yenə neytraldır, çünki c(H⁺) = c(OH⁻). Kw-nın mənşəyi — suyun ionlaşması — «Elektrolit məhlulları nəzəriyyəsi» dərsinin mövzusudur.
- ndurulaşdırmanın onun qüvvəti (100 dəfə → n = 2)
Durulaşdırma turşuda c(H⁺)-ı (əsasda c(OH⁻)-ı) 10ⁿ dəfə azaldır. Çox durulaşdırılmış məhlullar pH 7-yə öz tərəfindən yaxınlaşır: suyun özü 10⁻⁷ mol/l H⁺ və OH⁻ verir.
- V₁ + V₂qarışığın ümumi həcmi, l
Əvvəlcə mollarla H⁺-ı OH⁻ ilə neytrallaşdır, sonra artıq qalanı ümumi həcmə böl və pH-ı tap. pH-ların ədədi ortasını heç vaxt götürmə.
Kimyada ideal qaz qanunu
Dərsə keç- pqazın təzyiqi, kPa (və ya Pa)
- Vhəcm, l (kPa ilə) və ya m³ (Pa ilə)
- nqazın miqdarı, mol
- Runiversal qaz sabiti, 8,31 C/(mol · K) = 8,31 kPa · l/(mol · K)
- Tmütləq temperatur, K: T = t + 273
- Vₘmolyar həcm (气体摩尔体积), l/mol — bir mol qazın həcmi; qazın növündən yox, yalnız T və p-dən asılıdır
pV = nRT ideal qazın hal tənliyidir (理想气体状态方程; Klapeyron–Mendeleyev tənliyi). p kPa ilə, V litrlə verildikdə eyni R = 8,31 ədədi işləyir, çünki 1 kPa · l = 1 C. Normal şəraitdə (0 °C, 101 kPa) Vₘ = 22,4 l/mol; 25 °C və 101 kPa-da Vₘ ≈ 24,5 l/mol.
- Nmolekulların sayı
- ρqazın sıxlığı, q/l
- Mmolyar kütlə, q/mol
Hər üçü pV = nRT-dən iki kəmiyyəti sabit saxlamaqla alınır. Dördüncü forma da tez-tez lazım olur: eyni T və p-də bərabər kütlələr molyar kütlələrin tərs nisbətində həcm tutur, V₁/V₂ = M₂/M₁.
- V₀qazın normal şəraitə gətirilmiş həcmi
- p₀, T₀normal şərait: 101 kPa və 273 K
- p, V, Tölçmə şəraitində təzyiq, həcm və mütləq temperatur
Bu, sabit miqdarda qaz üçün pV/T = const qanunudur; onun üç xüsusi halı fizikanın dərsində izah olunub. Kimyada ondan əsasən həcmi normal şəraitə gətirmək üçün istifadə olunur: n = V₀ / 22,4.
- ρqazın sıxlığı, q/l
- D1-ci qazın 2-ci qaza görə nisbi sıxlığı (相对密度) — ölçüsüz ədəd, eyni T və p-də götürülür
- 29havanın orta molyar kütləsi, q/mol (≈ 78 % N₂, 21 % O₂, 1 % Ar)
M > 29 q/mol olan qazlar havadan ağırdır (CO₂, Cl₂, SO₂), M < 29 q/mol olanlar yüngüldür (H₂, CH₄, NH₃). Tək molyar kütlə qazı həmişə müəyyən etmir: N₂, CO və C₂H₄-ün hamısında M = 28 q/mol, CO₂, N₂O və C₃H₈-in hamısında 44 q/mol-dur.
- M̄qarışığın orta molyar kütləsi (平均摩尔质量), q/mol
- xᵢi komponentinin mol payı
- φᵢhəcm payı (体积分数) — qazlarda mol payına bərabərdir, kütlə payına yox
Hər komponent özünü tək imiş kimi aparır: onun parsial təzyiqi (分压) pᵢ = xᵢ · p. Orta molyar kütlə həmişə ən kiçik və ən böyük Mᵢ arasında olur.
- a, b, ctənlikdə qazların əmsalları
- ΔVeyni T və p-də qaz həcminin azalması
- p₁, p₂; n₁, n₂reaksiyadan əvvəl və sonra təzyiq və qazların ümumi miqdarı — yalnız qazlar sayılır
Həcm nisbəti mol nisbətidir, ona görə bütün həcmlər eyni T və p-də ölçülübsə, stexiometriyanın bütün «mol körpüsü» birbaşa litr və ya millilitrlərlə işləyir.
9Kimya: maddələrin xassələri və reaksiyalarıOrta
Oksidlər, turşular, əsaslar və duzlar
Dərsə keç- CaO + H₂Oyalnız K, Ca, Na, Ba oksidləri su ilə qələvi verir (quruducu paketdəki söndürülməmiş əhəng məhz belə işləyir)
- CuO + H₂SO₄hər əsasi oksid + turşu → duz + su; metal öz oksidləşmə dərəcəsini saxlayır
- CaO + CO₂əsasi oksid + turşu oksidi → duz (su əmələ gəlmir)
Əsasi oksidlərin üç tipik reaksiyası. Çin dərsliklərində bərabərləşdirilmiş tənliklərdə «→» əvəzinə «=» yazılır; mənası eynidir.
- SO₃ + H₂Oturşu oksidi + su → turşu (P₂O₅ → H₃PO₄, SO₂ → H₂SO₃); SiO₂ istisnadır
- CO₂ + 2NaOHturşu oksidi + əsas → duz + su; açıq qalan NaOH məhlulu buna görə havadan CO₂ udub xarab olur
- SiO₂ + CaOturşu oksidi + əsasi oksid → duz (yüksək temperaturda)
Turşu oksidlərinin üç tipik reaksiyası; t° — qızdırma deməkdir.
- Zn + H₂SO₄turşu + fəallıq sırasında hidrogendən əvvəl duran metal → duz + H₂ (duru HCl, duru H₂SO₄); dəmir Fe²⁺ duzu verir; Cu, Ag reaksiyaya girmir
- MgO + 2HClturşu + əsasi oksid → duz + su
- CaCO₃ + 2HClturşu + duz → yeni duz + yeni turşu: qüvvətli turşu zəif turşunu sıxışdırır (H₂CO₃ → H₂O + CO₂) və ya çöküntü alınır (H₂SO₄ + BaCl₂ → BaSO₄↓ + 2HCl)
Turşu + əsas — neytrallaşmadır, növbəti bölmədə. HNO₃ və qatı H₂SO₄ metallarla H₂ ayırmadan reaksiyaya girir — bax: «Əsas qeyri-metallar və onların birləşmələri».
- 2NaOH + SO₂qələvi + turşu oksidi → duz + su (SO₂ və CO₂ belə udulur)
- CuSO₄ + 2NaOHqələvi + həll olan duz → yeni əsas + yeni duz, yalnız çöküntü və ya qaz alındıqda (NH₄Cl + NaOH → NaCl + NH₃↑ + H₂O, qızdırdıqda)
- Cu(OH)₂ → CuO + H₂Ohəll olmayan əsaslar qızdırıldıqda oksidə və suya parçalanır (göy → qara); NaOH kimi qələvilər parçalanmır
Qələvilər lakmusu göy, fenolftaleini moruğu rəngə boyayır. Həll olmayan əsaslar indikatorun rəngini dəyişmir, amma turşularla reaksiyaya girir.
- aturşunun bir formulunun verdiyi H⁺ sayı (HCl 1, H₂SO₄ 2)
- bəsasın bir formulundakı OH⁻ sayı (NaOH 1, Ba(OH)₂ 2)
- cmolyar qatılıq, mol/l
- Vhəcm; hər iki həcm eyni vahiddə (ml da olar)
İstənilən qüvvətli turşu və əsas üçün işləyir və tənlik yazmağa ehtiyac qoymur. Kütlə verilibsə, əvvəlcə mola keç: n = m/M (bax: «Maddə miqdarı: mol»).
- n(NaOH) : n(CO₂) ≥ 2yalnız Na₂CO₃
- 1 < n(NaOH) : n(CO₂) < 2Na₂CO₃ və NaHCO₃ qarışığı
- n(NaOH) : n(CO₂) ≤ 1yalnız NaHCO₃
Eyni məntiq H₂SO₄ + NaOH (NaHSO₄ və ya Na₂SO₄) və H₃PO₄ üçün də işləyir (NaH₂PO₄, Na₂HPO₄, Na₃PO₄). Na₂CO₃ və NaHCO₃-ün öz xassələri «Əsas metallar və onların birləşmələri» dərsindədir.
- Fe + CuSO₄duz + metal: daha fəal metal az fəal metalı onun duzunun məhlulundan sıxışdırır (Cu + ZnSO₄ — reaksiya getmir)
- Na₂CO₃ + CaCl₂duz + duz (və duz + qələvi): hər iki reagent həll olmalı, məhsullardan biri çökməlidir
- CaCO₃ → CaO + CO₂bəzi duzlar qızdırıldıqda parçalanır: CaCO₃ kimi karbonatlar, ammonium duzları, hidrokarbonatlar
Turşu, əsas və duzlar arasında mübadilə reaksiyaları (复分解反应) yalnız çöküntü, qaz və ya su əmələ gəldikdə gedir; bu qaydanın ion izahı «İon reaksiyaları və ionların təyini» dərsindədir.
- Al(OH)₃ + 3H⁺ → Al³⁺ + 3H₂Oəsas kimi davranır
- Al(OH)₃ + OH⁻ → [Al(OH)₄]⁻turşu kimi davranır; köhnə Çin dərsliklərində: Al(OH)₃ + NaOH → NaAlO₂ + 2H₂O (natrium metaalüminat, 偏铝酸钠)
- Al₂O₃oksid də eyni cür: Al₂O₃ + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂O; Al₂O₃ + 2NaOH + 3H₂O → 2Na[Al(OH)₄]
Al(OH)₃ yalnız qüvvətli əsaslarda həll olur: ammonyak məhlulunda və karbonat turşusunda həll olmur. ZnO və Zn(OH)₂ də eyni cür reaksiyaya girir (ZnCl₂ və ya Na₂[Zn(OH)₄] alınır). Metal alüminiumun özü «Əsas metallar və onların birləşmələri» dərsindədir.
- Ca → CaO → Ca(OH)₂ → CaCO₃2Ca + O₂ → 2CaO; CaO + H₂O → Ca(OH)₂; Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃↓ + H₂O
- S → SO₂ → SO₃ → H₂SO₄ → BaSO₄S + O₂ → SO₂; 2SO₂ + O₂ ⇌ 2SO₃ (katalizator, qızdırma); SO₃ + H₂O → H₂SO₄; H₂SO₄ + BaCl₂ → BaSO₄↓ + 2HCl. Kükürd yandıqda birbaşa SO₃ alınmır.
Bir mərhələdə «oksid → əsas» və ya «oksid → turşu» yalnız suda həll olan məhsulla mümkündür: CuO → Cu(OH)₂, Fe₂O₃ → Fe(OH)₃ və SiO₂ → H₂SiO₃ iki mərhələ tələb edir (əvvəlcə duz alınır).
Əsas qeyri-metallar və onların birləşmələri
Dərsə keç- 2Na + Cl₂natrium sarı alovla yanır, ağ tüstü (NaCl) əmələ gəlir
- 2Fe + 3Cl₂dəmir qonur tüstü ilə yanır və dəmir artıq olsa belə yalnız FeCl₃ alınır: xlor metalları yüksək oksidləşmə dərəcəsinə aparır (HCl isə FeCl₂ verir)
- Cu + Cl₂mis qonur-sarı tüstü ilə yanır; CuCl₂ məhlulu göy-yaşıldır
- H₂ + Cl₂H₂ xlorda solğun alovla sakit yanır, qarışıq isə güclü işıqda partlayır; HCl rütubətli havada ağ duman verir
Çin dərsliklərində müşahidələr (rəng, tüstü, duman, alov) çox soruşulur: «tüstü» bərk hissəciklər, «duman» maye damcılarıdır.
- Cl₂ + H₂Oxlorlu su; HClO ağardır və dezinfeksiya edir, işıqda parçalanır
- Cl₂ + 2NaOHartıq xlorun udulması; NaClO — «84» dezinfeksiya məhlulunun (ağardıcının) fəal hissəsidir
- 2Cl₂ + 2Ca(OH)₂xlorlu əhəng (漂白粉), fəal hissəsi Ca(ClO)₂; havada Ca(ClO)₂ + CO₂ + H₂O → CaCO₃↓ + 2HClO — belə işləyir və buna görə açıq qalanda xarab olur
Ağardıcını turşulu təmizləyici ilə qarışdırmaq təhlükəlidir: NaClO + 2HCl → NaCl + Cl₂↑ + H₂O. Cl₂-nin laboratoriyada alınması «Əsas qazların alınması və təyini», xlor-qələvi sənayesi isə «Kimya sənayesi prosesləri» dərsindədir.
- F₂ > Cl₂ > Br₂ > I₂oksidləşdirici qabiliyyət (qeyri-metal fəallığı)
- I⁻ > Br⁻ > Cl⁻halogenid ionlarının reduksiyaedici qabiliyyəti
Tərs reaksiyalar (Br₂ + 2KCl, I₂ + 2KBr) getmir. Cl⁻, Br⁻, I⁻ ionlarının AgNO₃ ilə təyini «İon reaksiyaları və ionların təyini» dərsindədir.
- turşu oksidiSO₂ + H₂O ⇌ H₂SO₃; qələvilərlə duz verir; əhəng suyunu CO₂ kimi bulandırır (CaSO₃↓), ona görə əhəng suyu CO₂ ilə SO₂-ni ayırmır; nəm göy lakmusu qırmızı edir, amma ağartmır
- ağardıcıfuksini (品红) rəngsiz birləşməyə çevirir; qızdırdıqda rəng qayıdır — ağartma dönəndir
- reduksiyaediciS +4 → +6: bromlu suyu və turşulu KMnO₄-ü rəngsizləşdirir; 2SO₂ + O₂ ⇌ 2SO₃ (katalizator)
- oksidləşdiriciS +4 → 0: H₂S ilə sarı kükürd çöküntüsü verir
SO₂-nin dörd «siması». KMnO₄ və ya bromlu suyun rəngsizləşməsi ağartma yox, reduksiyadır; «ağartma» yalnız fuksin testidir.
- Cu + 2H₂SO₄iki H₂SO₄-dən biri oksidləşdiricidir (SO₂-yə çevrilir), digəri turşu kimi duz əmələ gətirir; turşu sərf olunub duruldıqca reaksiya dayanır
- C + 2H₂SO₄qeyri-metalla: H₂SO₄ yalnız oksidləşdirici kimi çıxış edir, duz alınmır
Qatı H₂SO₄ ilə mis: qızdırmadan reaksiya getmir; duru H₂SO₄ ilə mis heç reaksiyaya girmir.
- N₂ + O₂ → 2NOildırımda və ya mühərrikdə; Çin atalar sözü: «ildırımlı yağış əkini gübrələyir» (雷雨发庄稼)
- 2NO + O₂ → 2NO₂rəngsiz qaz havada qonurlaşır — NO-nun tanınması
- 3NO₂ + H₂O → 2HNO₃ + NOsuya çevrilmiş NO₂ borusunda su borunun 2/3-ə qədər qalxır, 1/3-i NO ilə dolu qalır
- 4NO₂ + O₂ + 2H₂O → 4HNO₃, 4NO + 3O₂ + 2H₂O → 4HNO₃bu həcm nisbətlərində oksigenlə qarışıq suda tam udulur, qaz qalmır
NO və NO₂ şəhər dumanının (smoq) və turşulu yağışların səbəbkarlarındandır. 2NO₂ ⇌ N₂O₄ tarazlığı «Kimyəvi tarazlıq» dərsindədir.
- NH₃ + H₂Oammonyak suyu zəif əsasdır: nəm qırmızı lakmusu göyərdir
- NH₃ + HClqatı ammonyak və qatı xlorid turşusu şüşələrinin ağzı yaxınlaşdırılanda ağ tüstü (NH₄Cl) yaranır; uçucu olmayan H₂SO₄ ilə tüstü olmur
- 4NH₃ + 5O₂katalitik oksidləşmə — nitrat turşusu istehsalının birinci mərhələsi («Kimya sənayesi prosesləri»)
Ammonium duzları suda həll olan ağ kristallardır. Qızdırdıqda parçalanır (NH₄Cl → NH₃↑ + HCl↑, borunun soyuq yerində yenidən NH₄Cl alınır — sublimasiyaya bənzəsə də kimyəvi dəyişmədir; NH₄HCO₃ → NH₃↑ + CO₂↑ + H₂O), qələvi ilə qızdırıldıqda isə NH₃ ayırır: NH₄⁺ + OH⁻ → NH₃↑ + H₂O. Buna görə ammonium gübrələrini söndürülmüş əhəng və ya bitki külü kimi qələvi maddələrlə qarışdırmaq olmaz. NH₄⁺-un təyini «İon reaksiyaları və ionların təyini», NH₃-ün alınması «Əsas qazların alınması və təyini» dərsindədir.
- qatıqırmızı-qonur NO₂ ayrılır; 4 HNO₃-dən 2-si reduksiya olunur
- dururəngsiz NO ayrılır, borunun ağzında qonurlaşır; 8 HNO₃-dən 2-si reduksiya olunur
Hər iki halda məhlul Cu²⁺-a görə göy olur. Qatı turşu mis artıq olduqda duruldukca NO₂ əvəzinə NO ayrılmağa başlayır.
- CO₂ + Ca(OH)₂əhəng suyu bulanır — CO₂-nin tanınması
- CaCO₃ + CO₂ + H₂OCO₂ artıq olduqda çöküntü həll olur və bulanıqlıq yox olur; Ca(HCO₃)₂ qızdırıldıqda yenidən CaCO₃ verir (çaydanda ərp, mağaralarda stalaktitlər)
Bir mol Ca(OH)₂ üçün: CO₂ ≤ 1 mol — çöküntü CO₂ qədərdir; 1 < CO₂ < 2 mol — çöküntü (2 − n(CO₂)) moldur; CO₂ ≥ 2 mol — çöküntü qalmır.
- SiO₂ + 2NaOHNaOH məhlulu rezin tıxaclı şüşədə saxlanılır: alınan Na₂SiO₃ (məhlulu — «maye şüşə», odadavamlı hopdurma və yapışqan) şüşə tıxacı yapışdırır
- SiO₂ + 4HFHF şüşəni oyur (şüşə qablarda şkala çəkilir), ona görə plastik qabda saxlanılır
- Na₂SiO₃ + CO₂ + H₂Okarbonat turşusu silikat turşusundan qüvvətlidir: C-nin qeyri-metallığı Si-dən güclüdür
Şüşə istehsalında yüksək temperaturda: Na₂CO₃ + SiO₂ → Na₂SiO₃ + CO₂↑ və CaCO₃ + SiO₂ → CaSiO₃ + CO₂↑.
Əsas metallar və onların birləşmələri
Dərsə keç- sola doğrudaha fəal metallar: daha güclü reduksiyaediciləri, onları birləşmələrindən almaq daha çətindir
- (H)(H)-dan soldakı metallar duru HCl və duru H₂SO₄-dən H₂ sıxışdırıb çıxarır, sağdakılar çıxarmır
- K, Ca, Nasoyuq su ilə reaksiyaya girir; duz məhlulunda əvvəlcə su ilə reaksiya verir
Metalların fəallıq sırası: fəallıq soldan sağa azalır.
- Δmlövhənin (mismarın) kütləsinin dəyişməsi = çökən metalın kütləsi − həll olan metalın kütləsi; müsbətdirsə, lövhə ağırlaşır
- Mmolyar kütlələr: Fe 56, Cu 64, Zn 65, Ag 108 q/mol
«Fərq üsulu» (差量法): kütlənin dəyişməsi reaksiyaya girən maddənin miqdarı ilə mütənasibdir.
- O: −1 → −2, 0Na₂O₂ həm oksidləşdirici, həm reduksiyaedicidir; 2 mol Na₂O₂ → 1 mol O₂ və 2 mol e⁻ keçir
- Δmbərk maddə udulan CO₂-nin hər molu üçün «CO» kütləsi (28 q), hər mol H₂O üçün isə «H₂» kütləsi (2 q) qədər ağırlaşır
Natrium peroksid oksigen ayırır — tənəffüs aparatlarında və sualtı qayıqlarda oksigen mənbəyidir.
- t°qızdırma
- 168 → 1062 · 84 q NaHCO₃-dən 106 q Na₂CO₃ qalır: kütlə itkisi 62 q-dır (H₂O + CO₂)
Natrium hidrokarbonatın termiki parçalanması: iki bərk maddəni ayırmaq və Na₂CO₃-dən NaHCO₃ qarışığını təmizləmək üçün istifadə olunur.
- 2Al → 3H₂eyni miqdar Al artıq turşu ilə də, artıq qələvi ilə də eyni miqdar H₂ verir
- [Al(OH)₄]⁻tetrahidroksoalüminat (
四羟基合铝酸钠= Na[Al(OH)₄]); köhnə kitablar və bir çox test sualı AlO₂⁻ yazır (NaAlO₂,偏铝酸钠): 2Al + 2NaOH + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂↑
Alüminiumun turşularla və qələvilərlə reaksiyası.
- 3 : 1maksimal çöküntüyə qədər sərf olunan NaOH : onu yenidən həll edən NaOH
- n(OH⁻) = 4n(Al³⁺)çöküntü tam həll olub
Al³⁺ məhluluna damcı-damcı NaOH əlavə olunur: ağ çöküntü əvvəlcə artır, sonra həll olur.
- Fe³⁺ → Fe²⁺reduksiyaedicilər: Fe, Cu, I⁻ (2Fe³⁺ + 2I⁻ → 2Fe²⁺ + I₂)
- Fe²⁺ → Fe³⁺oksidləşdiricilər: Cl₂, H₂O₂, havanın O₂-si, turşulaşdırılmış KMnO₄
Fe²⁺ ilə Fe³⁺ arasındakı çevrilmələr: yüklərin cəmi hər iki tərəfdə bərabər olmalıdır.
- (+) turş mühitdə2H⁺ + 2e⁻ → H₂↑ — hidrogen ayrılması ilə korroziya (
析氢腐蚀); neytral və zəif turş mühitdə — oksigen udulması ilə korroziya (吸氧腐蚀), ən çox rast gəlinən hal - pasFe²⁺ + 2OH⁻ → Fe(OH)₂ → Fe(OH)₃ → Fe₂O₃·xH₂O
Poladın elektrokimyəvi korroziyası (Çin dərsliklərində: Fe − 2e⁻ = Fe²⁺).
Oksidləşmə-reduksiya reaksiyaları
Dərsə keç- nᵢi elementinin formuldakı atomlarının sayı
- xᵢonun oksidləşmə dərəcəsi
- zhissəciyin yükü (neytral maddə üçün 0)
Məlum qiymətləri yerinə qoy və yeganə naməlumu tap. Bir elementin atomları müxtəlif dərəcələrdədirsə (Fe₃O₄, Na₂S₂O₃), onların orta qiyməti alınır və kəsr də ola bilər.
- n₁, n₂reduksiyaedicinin və oksidləşdiricinin miqdarı, mol
- a, bbir formul vahidində dəyişən elementin atomlarının sayı
- Δx₁, Δx₂bir atomda oksidləşmə dərəcəsinin artması və azalması
Elektronları atoma görə yox, formula görə say: K₂Cr₂O₇ → 2Cr³⁺ 2 · 3 = 6 elektron alır. Tənlikdə hər formul üçün dəyişmələri ən kiçik ortaq bölünənə qədər vur.
- A, aoksidləşdirici və onun reduksiya məhsulu
- B, breduksiyaedici və onun oksidləşmə məhsulu
Oksidləşdirici oksidləşmə məhsulundan, reduksiyaedici reduksiya məhsulundan güclüdür. Buna görə verilmiş iki-üç reaksiya tam bir sıraya birləşir.
- n(e⁻)dövrədən keçən elektronların miqdarı, mol — ardıcıl qoşulmuş bütün elektrodlarda eynidir
- n(X)elektrodda ayrılan maddənin miqdarı, mol
Əmsallar elektrod reaksiyalarından gəlir: Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu, 2Cl⁻ → Cl₂↑ + 2e⁻, 2H₂O → O₂↑ + 4H⁺ + 4e⁻ (və ya 4OH⁻ → O₂↑ + 2H₂O + 4e⁻), Ag⁺ + e⁻ → Ag.
İon reaksiyaları və ionların təyini
Dərsə keç- →tam dissosiasiya (güclü elektrolit)
- ⇌qismən, dönər dissosiasiya (zəif elektrolit)
Sağ tərəfdə yüklərin cəmi sıfırdır. Turşu duzları: NaHCO₃ → Na⁺ + HCO₃⁻ (HCO₃⁻ parçalanmır), amma məhlulda NaHSO₄ → Na⁺ + H⁺ + SO₄²⁻. Çoxəsaslı zəif turşular pilləli dissosiasiya edir: əvvəlcə H₂CO₃ ⇌ H⁺ + HCO₃⁻.
- zhər ionun yükü, əmsalına vurulmuş
Atomların balansı ilə birlikdə. Oksidləşmə-reduksiya ion tənliyində verilən elektronlar alınan elektronlara da bərabər olmalıdır; yalnız atomları yoxlasan, bir çox səhv variant düzgün görünür.
Karbohidrogenlər
Dərsə keç- nmolekuldakı karbon atomlarının sayı
- −2Hhər C=C rabitəsi və ya halqa CₙH₂ₙ₊₂-dən 2 H atomu azaldır, hər C≡C isə 4 H atomu
Karbohidrogen sıralarının ümumi formulları (CₙH₂ₙ sikloalkanlara, CₙH₂ₙ₋₂ isə dienlərə də uyğundur).
- 1 Cl₂ / 1 H1 Cl₂ / 1 Həvəz olunan hər H atomu bir Cl₂ sərf edir və bir HCl verir
- məhsullarnisbətdən asılı olmayaraq dörd xlormetanın hamısı birlikdə alınır; ən çox alınan məhsul HCl-dir
Əvəzetmə (取代反应) — alkanlar üçün xarakterik reaksiya.
- Br₂bromlu su və ya Br₂-nin CCl₄-dəki məhlulu narıncı rəngini itirir; 1 mol C=C 1 mol Br₂ birləşdirir (C≡C isə 2 mol)
- npolimerləşmə dərəcəsi; –CH₂–CH₂– təkrarlanan struktur vahidi (
链节), CH₂=CH₂ isə monomerdir (单体)
Birləşmə (加成反应) və birləşmə polimerləşməsi (加聚反应).
- Br₂bromlu su yox, təmiz maye brom; dəmir yonqarı katalizator olan FeBr₃-ü əmələ gətirir
- C₆H₅NO₂nitrobenzol — acı badam iyli, sudan ağır yağlı maye
- C₆H₁₂sikloheksan — benzolun əsas birləşmə reaksiyası, 3 mol H₂ tələb edir
Benzolun reaksiyaları: iki əvəzetmə və bir birləşmə.
- x, ybir molekuldakı C və H atomlarının sayı
- n(C) = n(CO₂), n(H) = 2n(H₂O)yanma məlumatından formula qayıdış yolu
- ΔV = y/4 − 1ΔV = y/4 − 1su qaz olduqda (100 °C-dən yuxarı) 1 həcm karbohidrogenə düşən qaz həcminin dəyişməsi; y = 4 olduqda sıfırdır
Karbohidrogenin tam yanması.
Karbohidrogenlərin törəmələri
Dərsə keç- CH₃CH₂ONanatrium etilat: –OH qrupunun hidrogeni natriumla əvəz olunub
- n(–OH)reaksiyaya girən hidroksil qruplarının miqdarı, mol
- n(H₂)ayrılan hidrogen, mol: hər iki –OH bir H₂ molekulu verir
Natrium yalnız –OH qrupunun hidrogenini əvəz edir, karbona bağlı H-i heç vaxt. Reaksiya su ilə olduğundan sakit gedir: etanolda O–H hidrogeni sudakından az fəaldır. Eyni nisbət –COOH üçün də doğrudur: 2 –COOH ~ H₂.
- Cukatalizator (Ag da ola bilər): mis əvvəlcə qara CuO-ya çevrilir, etanol onu yenidən qırmızı Cu-ya reduksiya edir
- Δqızdırma
- CH₃CHOetanal (sirkə aldehidi) — birinci oksidləşmə pilləsi
Etanolun digər oksidləşmələri: yanır (C₂H₅OH + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂O), güclü oksidləşdiricilər isə — turşulaşdırılmış K₂Cr₂O₇ (narıncı → yaşıl) və ya KMnO₄ (bənövşəyi → rəngsiz) — onu sirkə turşusuna qədər oksidləşdirir.
- [Ag(NH₃)₂]OHTollens reaktivi (gümüş(I) oksidin ammonyak məhlulu); isti su hamamında qızdırılır, sınaq şüşəsinin divarında gümüş güzgü yaranır
- Cu(OH)₂təzə çökdürülmüş, NaOH artıqlaması olan asqı; qaynadılanda kərpic-qırmızı Cu₂O çöküntüsü verir
- nisbətlər1 –CHO ~ 2Ag ~ 1Cu₂O; HCHO iki –CHO kimi sayılır: 1 HCHO ~ 4Ag
Hər iki reaksiyada aldehid oksidləşir (reduksiyaedicidir). Bunlar –CHO qrupunun təyin reaksiyalarıdır; qlükoza, qarışqa turşusu və formiatlar da onları verir.
- CaCO₃ərp (qazanda) və ya mərmər; sirkə onu həll edir
- (CH₃COO)₂Cakalsium asetat, həll olan duz
- sıragüclü turşu daha zəif turşunu onun duzundan sıxışdırıb çıxarır
Na hər dörd maddə ilə reaksiyaya girir, NaOH — yalnız turşularla, NaHCO₃ isə yalnız karbonat turşusundan güclü turşularla, yəni –COOH ilə.
- qatı H₂SO₄katalizator və suyu udan maddə (tarazlığı sağa sürüşdürür)
- ⇌reaksiya dönərdir, turşu tam sərf olunmur
- mexanizm«turşu –OH, spirt H itirir» (
酸脱羟基醇脱氢): spirtin oksigeni efirdə qalır
Ad: spirt hissəsi + turşu hissəsi («-at») — CH₃COOC₂H₅ etilasetat, HCOOCH₃ metilformiat. Eterifikasiya əvəzetmə reaksiyasının bir növüdür.
- turş hidrolizeterifikasiyanın əksi, dönərdir
- qələvi hidrolizsona qədər gedir: NaOH yaranan turşunu duza çevirir və onu tarazlıqdan çıxarır
- nisbət1 ester qrupu –COO– ~ 1 NaOH
Efirin «kəsilmə yeri» həmişə C–O rabitəsidir: turşu hissəsi –OH, spirt hissəsi H alır.
- (C₁₇H₃₅COO)₃C₃H₅tristearin (qliserin tristearatı), M = 890 q/mol
- C₁₇H₃₅COONanatrium stearat — sabunun əsas hissəsi
- C₃H₅(OH)₃qliserin, M = 92 q/mol
Sabunlaşma (皂化反应) — yağın qələvi hidrolizidir: 1 mol yağ 3 mol NaOH sərf edir və 1 mol qliserin verir.
- C₆H₁₂O₆qlükoza, M = 180 q/mol
- C₆H₁₀O₅nişasta və sellülozanın struktur həlqəsi, M = 162 q/mol
- 162 : 180hidrolizdə kütlə 10/9 dəfə artır (su birləşir)
Spirt qıcqırması (酒化) 1 mol qlükozadan 2 mol etanol və 2 mol CO₂ verir.
- npolimerləşmə dərəcəsi (orta qiymət)
- M(polimer)polimerin orta molyar kütləsi, q/mol
- M(struktur həlqə)bir struktur həlqənin kütləsi (C₆H₁₀O₅ üçün 162)
Polimer nümunəsində molekulların n-i müxtəlifdir, ona görə polimer qarışıqdır və dəqiq ərimə temperaturu yoxdur. Eyni səbəbdən nişasta ilə sellüloza izomer deyil.
10Kimya: nəzəriyyələr və qanunlarOrta
Atomun quruluşu və dövri qanun
Dərsə keç- Akütlə ədədi (protonlar + neytronlar)
- Zsıra nömrəsi = protonların sayı
- Nneytronların sayı
- qhissəciyin işarəsi ilə yükü (atom üçün 0, Mg²⁺ üçün +2, Cl⁻ üçün −1)
İon əmələ gələndə yalnız elektronların sayı dəyişir: kation q elektron verib, anion |q| elektron alıb. Nüvə (Z və A) dəyişmir.
- Aᵣelementin nisbi atom kütləsi (cədvəldəki ədəd)
- A₁, A₂izotopların kütlə ədədləri (dəqiq desək, nisbi kütlələri; CSCA üçün kütlə ədədləri kifayətdir)
- x₁, x₂izotopların payı — atomların hansı hissəsinin həmin izotop olduğu (75 % → 0,75)
Cədvəldəki ədəd izotopların çəkili ortasıdır; ona görə xlor üçün 35,5 yazılır, halbuki kütləsi 35,5 olan xlor atomu yoxdur. Bu ədədi mol başına qrama çevirmək «Maddə miqdarı: mol» dərsinin işidir.
- ntəbəqənin nömrəsi (baş kvant ədədi)
- s, p, d1, 3 və 5 orbitaldan ibarət yarımsəviyyələr; hər orbitalda 2 elektron
Əsas yarımqrup atomları üçün əlavə qaydalar: xarici təbəqədə 8-dən çox elektron olmur (K təbəqəsində 2), 4s isə 3d-dən əvvəl dolur. Ona görə kalium 2, 8, 9 yox, 2, 8, 8, 1-dir.
- rhissəciyin (atomun və ya ionun) radiusu
- Znüvənin yükü (protonların sayı)
Elektron konfiqurasiyası eyni olan ionlar (izoelektron ionlar) yalnız Z-ə görə düzülür: O²⁻ > F⁻ > Na⁺ > Mg²⁺ > Al³⁺ — hamısında 10 elektron var, protonlar çoxaldıqca onları daha sıx çəkir.
- Gəsas yarımqrupun nömrəsi (IA → 1 … VIIA → 7) = valent elektronların sayı
IVA–VIIA qrupları üçün |ən yüksək| + |ən aşağı| = 8. İstisnalar: flüorun müsbət oksidləşmə dərəcəsi yoxdur, oksigen isə heç vaxt +6-ya çatmır. Metalların mənfi oksidləşmə dərəcəsi olmur.
Kimyəvi rabitə və molekullararası qüvvələr
Dərsə keç- χ(A), χ(B)iki atomun elektromənfiliyi (Polinq şkalası)
- Δχonların fərqi: rabitənin polyarlıq ölçüsü
Δχ = 0: qeyri-polyar kovalent; 0 < Δχ < təxminən 1,7: polyar kovalent (Δχ nə qədər böyükdürsə, bir o qədər polyardır); metal ilə qeyri-metal arasında Δχ > təxminən 1,7: əsasən ion rabitəsi. Sərhəd yalnız istiqamət verir: H–F (Δχ = 1,9) çox polyar kovalent rabitədir, AlCl₃ (Δχ = 1,5) isə kovalent birləşmədir.
- Gəsas yarımqrupun nömrəsi = valent elektronların sayı
C 4, N 3, O 2, halogenlər 1 rabitə əmələ gətirir — oktetə çatmayan elektronların sayı qədər. Qalan valent elektronlar bölünməmiş cütlər (孤电子对) kimi qalır: N-də 1, O-da 2, Cl-da 3.
- AABₓ molekulunun mərkəzi atomu
- aA-nın valent elektronları (kation üçün yükü çıxılır, anion üçün yükü əlavə olunur)
- xA ilə birləşmiş atomların sayı
- bhər kənar atoma hələ lazım olan elektronlar: H və halogenlər 1, O və S 2
Bu, Çin dərsliklərinin düsturudur (中心原子上的孤电子对数). 2 oblast → xətti, 180°; 3 → müstəvi, 120°; 4 → tetraedrik, 109,5°; bölünməmiş cütlər bucaqları kiçildir.
Reaksiyanın sürəti
Dərsə keç- v(B)B maddəsi ilə ifadə olunan sürət, mol/(l·s) və ya mol/(l·dəq)
- Δc(B)B-nin molyar qatılığının dəyişməsi (müsbət götürülür), mol/l
- Δn(B)B-nin maddə miqdarının dəyişməsi, mol
- Vqabın və ya məhlulun həcmi, l
- Δtzaman aralığı, s və ya dəq
Bu, Δt ərzində orta sürətdir, konkret an üçün sürət deyil. Bərk maddələrin və təmiz mayelərin (CaCO₃(s), H₂O(l)) «qatılığı» sabitdir, ona görə sürət onlarla ifadə olunmur. 1 mol/(l·dəq) = 1/60 mol/(l·s).
- a, b, c, dtarazlaşdırılmış tənliyin əmsalları
- v(X)X maddəsi ilə ifadə olunan sürət; hamısı eyni vahidlə
Eyni nisbət Δc üçün, bir qabda isə Δn üçün də doğrudur. İstənilən v(X)-i öz əmsalına bölsən, bütün reaksiya üçün bir ədəd alınır — müxtəlif maddələrlə yazılmış sürətləri məhz belə müqayisə edirlər.
- v₁, v₂t₁ və t₂ temperaturlarında sürət
- t₁, t₂temperatur, °C
- γtemperatur əmsalı, adətən 2–4
Təqribi Vant-Hoff qaydası. Çin dərslikləri onu sözlə deyir: temperatur hər 10 °C artdıqda sürət adətən 2–4 dəfə artır. Eyni dəyişikliyə lazım olan vaxt isə eyni dəfə azalır: τ₂ = τ₁ / γ^((t₂ − t₁)/10).
- E₁düz reaksiyanın aktivləşmə enerjisi, kC/mol
- E₂əks reaksiyanın aktivləşmə enerjisi, kC/mol
- ΔHreaksiyanın entalpiya dəyişməsi (焓变): < 0 ekzotermik, > 0 endotermik
Enerji diaqramında reagentlər və məhsullar iki səviyyədir, əyri isə onların arasında «təpəyə» qalxır. E₁ — təpənin reagentlərdən, E₂ — məhsullardan hündürlüyüdür. Ekzotermik reaksiyada məhsullar aşağıdadır və E₁ < E₂. Katalizator təpənin zirvəsini endirir: E₁ və E₂ eyni qədər azalır, ΔH isə dəyişmir.
Kimyəvi tarazlıq
Dərsə keç- c(X)X-in tarazlıq molyar qatılığı, mol/l ([X] kimi də yazılır)
- a, b, c, dəmsallar — qüvvət üstləri kimi işlənir
- Ktarazlıq sabiti (化学平衡常数); yalnız temperaturdan asılıdır
Məhsullar reagentlərə bölünür, hər biri öz əmsalı qüvvətində. Bərk maddələr və təmiz mayelər (həlledici kimi su da) yazılmır. K qatılıqlardan, təzyiqdən və katalizatordan asılı deyil — yalnız temperaturdan. CSCA tapşırıqları K-nı adətən vahidsiz verir.
- Qqatılıqlar nisbəti (浓度商): K ilə eyni ifadə, amma verilmiş andakı qatılıqlarla
- Kbu temperaturdakı tarazlıq sabiti
Q < K: məhsul «azdır», ona görə Q K-ya çatana qədər v(düz) > v(əks). Q > K: məhsul çoxdur, əks reaksiya üstün gəlir.
- α(A)A-nın çevrilmə dərəcəsi (转化率)
- Δn(A), Δc(A)reaksiyaya girmiş A-nın miqdarı (mol) və ya qatılığı (mol/l)
- n₀(A), c₀(A)A-nın başlanğıc miqdarı və ya qatılığı
Çıxım (产率) = alınan məhsulun miqdarı / çatışmayan reagent tam reaksiyaya girsəydi alınacaq miqdar · 100%. Tarazlıqda hər ikisi 100%-dən azdır. Sabit T və V-də təzyiq qazların ümumi miqdarı ilə mütənasibdir: p(tar.)/p(başl.) = n(tar.)/n(başl.), qazın həcm payı isə onun mol payına bərabərdir.
Elektrolit məhlulları nəzəriyyəsi
Dərsə keç- c(H⁺), c(A⁻), c(HA)tarazlıq halında molyar qatılıqlar, mol/l
- Katurşunun dissosiasiya sabiti (电离常数): Ka nə qədər böyükdürsə, turşu o qədər güclüdür; yalnız temperaturdan asılıdır (əsas üçün Kb)
- αdissosiasiya dərəcəsi (电离度): ionlara parçalanan molekulların payı; qatılıqdan asılı olaraq dəyişir
- cturşunun başlanğıc qatılığı, mol/l
α təxminən 5 %-dən kiçik olduqda c(HA) ≈ c götürülür, onda Ka ≈ cα² və c(H⁺) ≈ √(Ka · c). 25 °C-də: Ka(HF) ≈ 6,3 · 10⁻⁴, Ka(CH₃COOH) ≈ 1,8 · 10⁻⁵, Ka₁(H₂CO₃) ≈ 4,5 · 10⁻⁷, Ka(HClO) ≈ 4 · 10⁻⁸, Ka₂(H₂CO₃) ≈ 4,7 · 10⁻¹¹ — turşuların gücü bu sırada azalır.
- Kwsuyun ion hasili (水的离子积); yalnız temperaturdan asılıdır: 25 °C-də təxminən 1,0 · 10⁻¹⁴, 100 °C-də təxminən 5,5 · 10⁻¹³ (məsələlərdə çox vaxt «yüksək temperaturda Kw = 1 · 10⁻¹²» verilir)
- c(H⁺), c(OH⁻)məhluldakı ionların ümumi qatılığı — mənbəyindən asılı olmayaraq, mol/l
Kw həm təmiz suda, həm də istənilən duru sulu məhlulda — turş, qələvi və ya neytral — ödənir. Əlavə edilən H⁺ və ya OH⁻ (turşu, əsas) suyun dissosiasiyasını zəiflədir; H⁺ və ya OH⁻ ionlarını bağlayan ionlar (hidroliz olunan duzlar) onu gücləndirir.
- KhA⁻ anionunun hidroliz sabiti (zəif əsasın kationu üçün Kh = Kw / Kb)
- Kauyğun HA turşusunun dissosiasiya sabiti
- cduzun qatılığı, mol/l
Ka nə qədər kiçikdirsə, Kh o qədər böyükdür: «turşu nə qədər zəifdirsə, onun duzu o qədər qələvidir» qaydası ədədlərlə. Kh(CH₃COO⁻) = 10⁻¹⁴ / (1,8 · 10⁻⁵) ≈ 5,6 · 10⁻¹⁰ Ka-dan xeyli kiçik olduğundan, bərabər miqdarda CH₃COOH və CH₃COONa qarışığı turşdur: dissosiasiya hidrolizdən üstündür.
- 1yük balansı (电荷守恒): məhlul elektroneytraldır; hər ion öz yükünə vurulur, ona görə CO₃²⁻ iki dəfə sayılır
- 2maddi balans (物料守恒): Na₂CO₃ formulu n(Na) = 2n(C) şərtini qoyur, karbon isə CO₃²⁻, HCO₃⁻ və H₂CO₃ arasında paylanıb
- 3proton balansı (质子守恒): suyun verdiyi OH⁻ sərbəst H⁺ ilə CO₃²⁻-un aldığı H⁺-ların cəminə bərabərdir (HCO₃⁻-da bir, H₂CO₃-də iki); bu, 1-ci sətirdən 2-ci sətri çıxmaqla alınır
Na₂CO₃ məhlulunun üç balansı. Qatılıqların sırası: c(Na⁺) > c(CO₃²⁻) > c(OH⁻) > c(HCO₃⁻) > c(H⁺) — OH⁻ hər iki hidroliz pilləsindən və sudan gəlir, ona görə HCO₃⁻-dan çoxdur.
- Ksphəllolma hasili (溶度积); verilmiş maddə üçün yalnız temperaturdan asılıdır; bərk maddə ifadəyə yazılmır
- Qion hasili: eyni ifadə, lakin istənilən andakı (tarazlıqda olması vacib olmayan) qatılıqlarla
- smol/l ilə həllolma; 1 : 1 tipli AB duzu üçün təmiz suda s = √Ksp
Ksp həllolmanı birbaşa yalnız eyni tipli duzlar üçün müqayisə edir (AgCl, AgBr, AgI — hamısı 1 : 1). Ag₂CrO₄-ün Ksp-si AgCl-unkundan kiçikdir, amma o, daha yaxşı həll olur. 25 °C-də: Ksp(AgCl) = 1,8 · 10⁻¹⁰, Ksp(AgI) = 8,5 · 10⁻¹⁷, Ksp(BaSO₄) = 1,1 · 10⁻¹⁰.
11Kimya: təcrübələr və tətbiqlərOrta
Laboratoriya təhlükəsizliyi və cihazlar
Dərsə keç- V₁büretdə başlanğıc oxunuş, ml (iki onluq rəqəmlə, məsələn 0,50)
- V₂son oxunuş, ml; büretdə rəqəmlər aşağıya doğru artdığı üçün V₂ > V₁
Hər oxunuş menisksin ən aşağı nöqtəsində, göz onunla eyni səviyyədə olanda götürülür. Nəticə həmişə 0,01 ml dəqiqliklə yazılır: 22,30 ml, 22,3 ml yox.
- m(sürgü)şkala üzrə sürüşən sürgünün göstərişi; o həmişə sağ gözə əlavə olunur
- m(çəki daşları)gözə qoyulmuş çəki daşlarının cəmi, q; daşlar əllə yox, maşa ilə götürülür
Qayda «cisim solda, daşlar sağda» (左物右码). Sürgü işlədilmirsə, gözləri dəyişdirmək nəticəni dəyişmir.
- c(A), V(A)büretdəki standart məhlulun (məsələn, HCl) qatılığı və sərf olunan həcmi
- c(B), V(B)kolbadakı naməlum məhlulun (məsələn, NaOH) qatılığı və pipetlə götürülmüş həcmi
1 : 1 reaksiya üçün (HCl + NaOH). Səhv təhlilinin açarı: c(A) və V(B) dəyişməz götürülür, bütün səhvlər oxunan V(A)-dan keçir — V(A) artıq oxunursa, c(B) artıq alınır.
Əsas qazların alınması və təyini
Dərsə keç- M(qaz)qazın molyar kütləsi, q/mol
- 29havanın orta molyar kütləsi, q/mol (≈ 78 % N₂ və 21 % O₂)
- D(hava)qazın hava üzrə nisbi sıxlığı
D > 1 — qaz havada çökür: qabı ağzı yuxarı qoy, qazaparan boru dibə çatsın. D < 1 — qaz qalxır: qabı ağzı aşağı çevir. M 29-a yaxındırsa (N₂, CO, C₂H₄) və ya qaz hava ilə reaksiyaya girirsə (NO), yalnız suyu sıxışdırmaqla topla.
- KMnO₄kalium permanqanat, bənövşəyi bərk maddə: bərk maddə qızdırılır; sınaq şüşəsinin ağzına pambıq qoyulur ki, toz qazaparan boruya keçməsin
- KClO₃ + MnO₂kalium xlorat, katalizator MnO₂ ilə: bərk + bərk, qızdırılır; MnO₂ olmadan xeyli yüksək temperatur lazımdır
- H₂O₂ + MnO₂hidrogen peroksid məhlulu MnO₂-nin üzərinə tökülür: bərk + maye, qızdırılmadan — ən rahat və ən “yaşıl” üsul
Son iki reaksiyada MnO₂ katalizatordur: reaksiyadan sonra kütləsi və kimyəvi xassələri dəyişmir, süzməklə geri alınır. Birinci reaksiyada isə MnO₂ məhsuldur. O₂ suyu sıxışdırmaqla (az həll olur) və ya ağzı yuxarı qabda (M = 32 > 29) toplanır. Təyini: közərən çıra alovlanır.
- Znsink dənələri: sürət rahatdır; Na və K çox şiddətli reaksiyaya girir, Cu isə ümumiyyətlə girmir
- H₂SO₄(duru)qatı H₂SO₄ və istənilən qatılıqda HNO₃ yox: bu oksidləşdirici turşular H₂ əvəzinə SO₂ və ya NO/NO₂ verir; duru HCl də olar, amma uçucudur və hidrogenə HCl qarışır
H₂ suyu sıxışdırmaqla və ya ağzı aşağı qabda (M = 2) toplanır. Təmiz olmayan sink təmiz sinkdən tez reaksiyaya girir, bir neçə damla CuSO₄ məhlulu isə reaksiyanı sürətləndirir: sinkin üzərinə çökən mis kiçik qalvanik elementlər yaradır («Oksidləşmə-reduksiya reaksiyaları» dərsinə bax).
- CaCO₃topa halında mərmər və ya əhəngdaşı: sabit sürət; toz CaCO₃ və ya Na₂CO₃ idarə olunmayacaq qədər tez reaksiyaya girir
- HClduru xlorid turşusu; H₂SO₄ yox — az həll olan CaSO₄ mərmərin üzərini örtür və reaksiya tezliklə dayanır; qatı HCl də yox — uçucudur, CO₂-yə çoxlu HCl qarışar
- Ca(OH)₂əhəng suyu (ikinci sətir — təyin reaksiyası): bulanır; CO₂ çox olduqda CaCO₃ + CO₂ + H₂O → Ca(HCO₃)₂ ilə yenidən şəffaflaşır
CO₂ havadan ağırdır (M = 44) və suda nəzərəçarpacaq dərəcədə həll olur, ona görə adətən ağzı yuxarı qabda toplanır. Qabın dolduğunu yoxlamaq: yanan çıra qabın ağzında (içində yox) sönür.
- MnO₂oksidləşdirici (Mn: +4 → +2)
- 4HCl4 HCl-dən yalnız 2-si oksidləşir (Cl: −1 → 0), qalan 2-si turşu rolunu oynayır və MnCl₂-yə keçir
- qatıduru xlorid turşusu MnO₂ ilə reaksiyaya girmir: turşu sərf olunub duruldukca reaksiya dayanır və HCl-in bir hissəsi həmişə qalır
Qızdırmadan KMnO₄ (və ya KClO₃) da qatı HCl ilə Cl₂ verir, məsələn: 2KMnO₄ + 16HCl(qatı) → 2KCl + 2MnCl₂ + 5Cl₂↑ + 8H₂O. Xlor zəhərlidir: qurğu mütləq tullantı qazı udan qabla bitməlidir.
- NH₄Cl + Ca(OH)₂hər ikisi bərkdir: qarışdırılıb ağzı bir az aşağı əyilmiş sınaq şüşəsində qızdırılır (KMnO₄ ilə eyni cihaz)
- tək NH₄Cl yoxo NH₃ və HCl-ə parçalanır, onlar sınaq şüşəsinin soyuq ağzında yenidən NH₄Cl-ə birləşir
- NaOH yoxNaOH və KOH isti şüşəni korroziyaya uğradır və qarışığı bərkidir, ona görə Ca(OH)₂ götürülür
Qızdırmadan sürətli üsul: qatı ammonyak məhlulunu bərk CaO və ya NaOH üzərinə damcılatmaq. NH₃ çox yaxşı həll olur (1 həcm suda ≈ 700 həcm) və havadan yüngüldür: yalnız ağzı aşağı quru qabda toplanır, ağzına isə hava ilə qarışmasın deyə pambıq qoyulur.
Maddələrin ayrılması və təmizlənməsi
Dərsə keç- S₁yüksək temperaturda həll olma qabiliyyəti, 100 q suya q
- S₂aşağı temperaturda həll olma qabiliyyəti
- m(su)məhluldakı suyun kütləsi, q
Məhlul yüksək temperaturda doymuşdursa və su buxarlanmırsa doğrudur. Qalan maye (ana məhlul) aşağı temperaturda yenə doymuşdur, ona görə kristallar heç vaxt maddənin 100 %-i olmur.
- KDpaylanma əmsalı: verilmiş temperaturda maddə, həlledicilər üçün sabitdir
- Vsu, Vüsulu məhlulun həcmi və bir porsiya üzvi həlledicinin həcmi
- qbir porsiyadan sonra maddənin suda qalan payı
Eyni ümumi həcmdə bir neçə kiçik porsiya bir böyük porsiyadan az maddə saxlayır — “az-az, amma tez-tez” qaydası (Çin dilində 少量多次).
- Rfgecikmə əmsalı (ölçüsüz)
- məsafələrhər ikisi start xəttindən ölçülür (ləkənin mərkəzinə qədər)
0 < Rf < 1. Verilmiş həlledici, kağız və temperaturda Rf maddənin sabitidir: eyni Rf eyni maddəyə işarə edir, təmiz maddə isə bir ləkə verir.
Kimya sənayesi prosesləri
Dərsə keç- ΔH < 0ekzotermik reaksiya: aşağı temperatur tarazlıqda NH₃-ün payını artırır
- 4 → 2qazın mol sayı 4-dən 2-yə azalır: yüksək təzyiq NH₃-ün alınmasına kömək edir
- ⇌dönən reaksiya: sona qədər getmir, ona görə həmişə reaksiyaya girməmiş N₂ və H₂ qalır
Ammonyak sintezi (合成氨), Haber–Boş prosesi. ΔH-ın qiyməti Çin dərsliklərində verilən qiymətdir; CSCA sualları adətən yalnız onun işarəsini tələb edir.
- V₂O₅vanadium(V) oksid katalizatoru: reaksiyanı sürətləndirir, tarazlığı sürüşdürmür
- O₂artıqlaması ilə (hava) götürülür ki, daha qiymətli SO₂-nin çevrilməsi artsın
- 3 → 2qaz molları azalır, təzyiq kömək edərdi — lakin çevrilmə onsuz da yüksəkdir
Nə üçün ammonyak sintezindən fərqli olaraq adi təzyiq? Atmosfer təzyiqində SO₂-nin çevrilməsi onsuz da 90 %-dən yüksəkdir, ona görə bahalı yüksək təzyiq avadanlığı az fayda verərdi.
- ~«uyğundur»: hər iki tərəfdə əsas elementin (S və ya N) atomlarının sayı eynidir
- 120 : 196uyğun kütlələr (q, kq və ya t ilə): M(FeS₂) = 120 q/mol, 2M(H₂SO₄) = 196 q/mol
Münasibət üsulu (关系式法): ilk xammalı son məhsulla saxlanılan bir element vasitəsilə birləşdir və aralıq tənlikləri burax. Üsul itki olmadığını fərz edir — itkilər aşağıda çıxım vasitəsilə nəzərə alınır.
- ηməhsulun çıxımı (产率); «nəzəri» miqdar tənlikdən hesablanır
- η₁, η₂ …ardıcıl mərhələlərin çıxımları (kəsr kimi); mərhələdə əsas elementin x %-i itirsə, η = (100 − x) %
Çevrilmə dərəcəsi (转化率) reagentə aiddir (onun hansı hissəsi reaksiyaya girib), çıxım (产率) isə məhsula. Çoxmərhələli prosesdə mərhələlərin çıxımları vurulur — heç vaxt toplanmır və ortalaması götürülmür.
- 4NH₃ + 5O₂ammonyakın katalitik oksidləşməsi (氨的催化氧化); NH₃ reduksiyaedicidir
- 3NO₂ + H₂Oudulma: N +4-dən +5-ə (HNO₃) və +2-yə (NO) keçir — disproporsionlaşma
- NH₃ ~ HNO₃NO dövriyyəyə qaytarılanda ümumi tənlik: NH₃ + 2O₂ → HNO₃ + H₂O, hər HNO₃-ə bir N atomu (17 : 63)
Nitrat turşusunun ammonyakdan alınması. Udma qülləsinə əlavə hava vurulanda bütün azot turşuya keçir: 4NO₂ + O₂ + 2H₂O → 4HNO₃.
- anod (+)2Cl⁻ − 2e⁻ → Cl₂↑: xlorid ionları oksidləşir
- katod (−)2H₂O + 2e⁻ → H₂↑ + 2OH⁻: su reduksiya olunur, OH⁻ burada toplanır, ona görə NaOH katodda əmələ gəlir
- membrankation mübadiləli membran yalnız kationları (Na⁺) anod tərəfindən katod tərəfinə buraxır
Xlor-qələvi istehsalı (氯碱工业), ion mübadiləli membranlı elektrolizör. Çin dərslikləri elektrod tənliklərini soldakı «− 2e⁻» və «=» işarəsi ilə yazır: 2Cl⁻ − 2e⁻ = Cl₂↑.
- a · M(məhsul)lazım olan məhsulun əmsalı × molyar kütləsi
- Σ b · M(reagent)bütün reagentlər üzrə əmsal × molyar kütlə cəmi (kütlənin saxlanması qanununa görə bütün məhsulların kütləsinə bərabərdir)
Çin dilində 原子经济性 və ya 原子利用率. Yalnız bərabərləşdirilmiş tənlikdən tapılır və çıxım haqqında heç nə demir: reaksiyanın atom səmərəliliyi 100 %, çıxımı isə 15 % ola bilər, ya da əksinə.