物理、化学常识

这是一篇关于物理、化学常识的思维导图，主要内容包括：化学常识，物理常识。主要用于事业编常识备考或者高中学业水平考试。

物理、化学常识

• 化学常识
  • 化学概述
    • 化学性质：物质在化学变化中表现出来的性质
      • 物质不需要发生化学变化就表现出来的性质称为物理性质。物质的颜色、状态、气味、硬度、熔点、沸点、密度等都属于物理性质
    • 化学变化
      • 生成了其他物质的变化称为化学变化，又称为化学反应。化学变化的基本特征是有其他物质生成，一般伴随着能量的变化。如果发生了吸放热、燃烧、发光、爆炸、气体或沉淀物生成、溶液的颜色变化，则很有可能发生了化学变化。没有生成其他物质的变化称为物理变化。
  • 空气
    • 空气的组成：空气的成分按体积计算，大约是氮气78%，氧气21%，稀有气体（氦、氖、氩、氪、氙、氡）0.94%、二氧化碳0.03%、其他气体和杂质0.03%
    • 氧气
      • 1.在标准状况下，氧气的密度比空气的略大。氧气不易溶于水。 2.在压强为101KPa时，氧气在-183℃时变为淡蓝色气体，在-218℃时变成淡蓝色雪花状的固体。 3.氧气的化学性质比较活泼，能支持燃烧，但自身不能燃烧。 4.物质与氧气发生的反应属于氧化反应。氧气在氧化反应中提供氧，具有氧化性。 5.臭氧是一种淡蓝色气体，有特殊气味。臭氧有强氧化性，可以用于漂白、消毒等
      • 五氧化二磷常用于制作干燥剂
  • 碳和碳的氧化物
    • 碳的单质
      • 金刚石：纯净的金刚石是无色透明、正八面体形状大的固体。金刚石是天然存在的最硬的物质。
      • 石墨：石墨是一种深灰色的有金属光泽而不透明的细鳞片状固体。石墨硬度低，有滑腻感，具有优良大的导电性能。木炭、焦炭、活性炭（吸附性）和炭黑（电极）等的结构与石墨类似。（铅笔芯的主要成分是石墨）
        • 石墨烯是一种二维碳元素材料
      • C60：每个C60分子是由60个碳原子构成的。形似足球，结构稳定。（足球烯、富勒烯）
    • 碳与氧气的反应：木炭充分燃烧时，与氧气反应生成二氧化碳，同时放出大量的热。当碳燃烧不充分时，生成一氧化碳，同时放出热。
    • 碳的氧化物
      • 二氧化碳的性质：二氧化碳能溶于水。二氧化碳与水反应生成碳酸。碳酸很不稳定，容易分解成二氧化碳和水。二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，是因为二氧化碳与氢氧化钙反应，生成了白色的碳酸钙沉淀。
        • 无机化合物、导致温室效应
      • 一氧化碳的性质： 1.一氧化碳是一种没有颜色、没有气味的气体，难溶于水。一氧化碳能够燃烧，燃烧时放出大量的热，火焰呈蓝色。 2.一氧化碳具有还原性，能够还原氧化物，生成二氧化碳。 3.在炼铁过程中，一氧化碳还原铁矿石中的铁的氧化物，从而得到铁单质。
  • 酸碱盐
    • 酸：常见的酸有硫酸、盐酸、硝酸、磷酸、醋酸等。酸可以与含有碳酸根离子、碳酸氢根离子的溶液反应生成二氧化碳气体，或者与碳酸盐、碳酸氢盐反应生成二氧化碳气体。生活中呈酸性的物质有醋、洁厕灵、苹果、橘子、西红柿、柠檬等。
      • 硫酸可用于制作蓄电池
        • 庄稼出现成片歪斜、倒伏需要使用硝酸钾
    • 碱：常见的碱有氢氧化钠、氢氧化钙等。碱可以与含有铁离子、铜离子、镁离子的溶液发生反应，生成沉淀物。84消毒液和洁厕灵混合使用有产生氯气的风险，氯气是一种黄绿色的有毒气体（强刺激）。
    • 盐：盐是指一类金属离子或铵根离子NH4+与酸根离子结合的化合物，如碳酸钙、硫酸铵、碳酸钠、碳酸氢钠等。可溶于水的盐的溶液的酸碱性，一般根据其阴阳离子所对应的酸和碱的强弱决定。
    • 碳酸盐
      • 碳酸钠：俗称苏打，是一种碳酸盐，呈碱性，可与酸性物质发生反应成。
      • 碳酸氢钠：俗称小苏打，呈弱碱性，与酸性物质反应可放出二氧化碳气体。
      • 碳酸钙：石灰石的主要成分，经高温焙烧后分解为氧化钙和二氧化碳。氧化钙是白色粉末状物质，俗称生石灰，可与水反应放出大量的热，生成氢氧化钙（俗称熟石灰）。氢氧化钙可与二氧化碳反应，生成氢氧化钙和水。
        • 氧化钙：干燥剂
    • 硅酸盐
      • 水泥
      • 玻璃、水晶和琉璃
        • 1、玻璃通常指硅酸盐玻璃，以二氧化硅和碳酸钠为主要原料，在高温下熔化、成型、冷却后制成，主要成分是钠硅酸盐。它具有硬脆、透明的特点。 2、水晶与玻璃不同，其成分为二氧化硅。天然水晶一般含有少量金属氧化物杂质，呈现不同颜色。 3、琉璃是以二氧化硅为基础，加入金属氧化物（氧化铅）经失蜡法铸造而成的，容易出现气泡。
          • 烧制琉璃所需温度<玻璃
      • 陶瓷：陶器使用黏土烧制，胎体较粗糙，一般不施釉。瓷器使用高岭土烧制，烧制温度比陶器高，胎体细腻，且多施釉。瓷器较致密而不透水透气，陶器的透水性较好。
      • 高纯度的二氧化硅可以制作石英玻璃和光纤纤芯。二氧化硅是制备单晶硅的原料，单晶硅可以制作集成电路和太阳能电池板。
  • 金属和金属材料
    • 金属材料：铜、铁、铝等金属材料是常见的纯金属材料。在日常生活和生产中，主要使用合金而非纯金属。
      • 用来防止食品腐败的“双吸粉”主要成分是铁粉
      • 钢铁：钢铁是使用最多的金属材料，钢铁按照含碳量可以分为生铁、钢、熟铁。钢是含有少量碳以及其他金属或者非金属的铁合金，钢根据成分可以分为碳素钢和合金钢。碳素钢根据碳含量可以分为高碳钢、中碳钢、低碳钢。 在电解质、水、氧气的共同作用下，钢铁容易发生锈蚀。
      • 铜合金：黄铜是铜和锌的合金，青铜是铜和锡的合金，它们都具备耐腐蚀、强度高的特征。
      • 钛合金：被认为是21世纪的中烟金属材料，具有熔点高、密度小、抗腐蚀、机械性能好等特征。
      • 18K黄金含量≥75%
        • 铁+铬、镍=不锈钢
    • 金属的化学性质
      • 金属与氧气的反应：大多数金属都能与氧气发生反应，但反应的难易和强烈程度是不同的。钾、钠非常活泼，能在常温下与水发生强烈反应，镁、铝比较活泼，金最不活泼。
        • 镁光灯：老式闪光灯
      • 金属与盐酸、稀硫酸的反应：很多金属不仅能与氧气反应，而且还能与盐酸或者稀硫酸反应。由此可反映金属的活动性。镁、锌、铁能与盐酸/稀硫酸反应，生成氢气；铜不能与盐酸/稀硫酸反应。 由一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应称为置换反应。镁、锌、铁的金属活动性比铜的强，它们能置换出盐酸/稀硫酸中的氢。
        • 镁>铝>铁>氢>铜>金
        • “王水”：浓硫酸+浓硝酸
    • 金属活动性顺序
      • 在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前，它的活动性就越强
      • 在金属活动性顺序里，位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢
      • 在金属活动性顺序里，位于前面的金属能把位于后面的金属从他们化合物的溶液里置换出来。
    • 常温条件下，贡是唯一保持液态的金属。
      • 鉴别钾盐和钠盐——焰色法（钠离子的焰色反应为黄色）
• 物理常识
  • 声学
    • 产生:声音是由物体的振动产生的，振动停止则发声停止。
    • 传播：声音靠介质（真空不能传声）传播，气体、液体和固体都可以传播声音。（固>液>气）空气中的声速在 1 个标准大气压和 15°C的条件下约为 340 米/秒。
    • 特性
      • 音调：频率决定音调，频率高则音调高，频率低则音调低。人耳能听到的声音频率范围是20～20000Hz。高于 20000Hz 的声波叫超声波；低于 20Hz 的声波叫次声波。
      • 响度：物体振动幅度越大，声音的响度越大。
      • 音色：不同发声体的材料、结构不同，发出声音的音色也就不同。
    • 声波的反射和衍射现象 声波遇到障碍物时，部分声波会返回发声源处，即反射现象，如空谷回声。声波遇 到遇到障碍物时，部分声波会绕过障碍物继续传播，即衍射现象，如未见其人，先闻其声。
    • 作用
      • 超声波 传递信息：B 超、声呐。传递能量：超声波清洗、超声波除尘、超声波碎石。
      • 次声波：地震、海啸预警
    • 噪声
      • 减弱噪声的途径：在声源处减弱、在传播过程中减弱、在人耳处减弱。
  • 光学
    • 光沿直线传播
      • 定义：同一种均匀介质中，光是沿直线传播的。光在空气中的传播速度近似等于 3×108米/秒。
      • 典型现象及应用：影子的形成、小孔成像、日食、月食。
        • 小孔成像原理≠照相机成像原理
    • 光的反射
      • 定义：光从一种介质射向另一种介质时，在它们的分界面上会改变传播方向，又回到原先的介质中。
      • 典型现象及应用：白天阳光不能直射的房间，依然比较明亮。平面镜成像、潜望镜、球面镜（凸面镜：汽车后视镜、街头拐弯处的反光镜、投影仪。凹面镜：太阳灶、奥运会圣火）。
      • 漫反射是当一束平行的入射光线射到粗糙的表面时，表面会把光线向着四面八方反 射，可应用于电影幕布。
    • 光的折射
      • 定义：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折。
      • 典型现象及应用：“潭清疑水浅”、海市蜃楼、透镜（凸透镜：放大镜、显微镜的目镜。凹透镜：近视镜）。
    • 光在反射折射中，光路都是可逆的
    • 光的散射
      • 定义：光通过不均匀介质时一部分光偏离原方向传播的现象。
      • 典型现象及应用：丁达尔效应、晴天时天空是蓝色的、朝霞、晚霞。
    • 光的色散
      • 定义：太阳光通过棱镜后被分解成 7 种颜色的光，这种现象叫光的色散。
      • 典型现象及应用：彩虹。
    • 光的衍射
      • 定义：光在传播过程中，遇到障碍物或小孔时，偏离直线传播路径的现象。
      • 典型现象及应用：树影比房子影子模糊；望远镜、显微镜的分辨率受衍射限制。空山不见人，但闻人语响。
    • 光的偏振——看3D电影需要佩戴特殊眼睛。 3D放映需要2台摄影机、2台放映机、2个正交偏振片
      • 霓虹灯——灯的内部气体不同
  • 电磁波
    • 可以在真空中传播∈白光
    • 移动电话通过电磁波传递信息
    • 麦克斯韦推断，赫兹用实验证实了电磁波的存在，首先捕捉到了电磁波。
    • 电磁波谱：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X 射线、γ射线都是电磁波。按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，叫作电磁波谱。
    • 无线电波：波长大于 1mm 的电磁波是无线电波，主要用于通信和广播，也可用于雷达（无线电波沿直线传播的原理）蝙蝠发出的次声波人能听到，声波听不到、移动电话。
    • 红外线是一种电磁波，其波长比无线电短，比可见光长。所有物体都发射红外线， 热物体的红外辐射要比冷物体的强。红外线可用于家用电器的遥控器、红外夜视仪、红外测温仪和脉搏血氧仪等。
    • 可见光：肉眼可见的电磁波。可见光是波长在 700 到 400nm 之间的电磁波。红光是可见光中波长最长、频率最小的，紫光是可见光中波长最短、频率最大的。
    • 由于光的频率×波长=光速，因此波长和频率成反比。 波长越长，则波动性越明显，波长越短，则粒子性越明显。
    • 紫外线：在紫光之外，波长范围 5 到 400nm 的电磁波。紫外线可用于消毒和验钞，也能促进皮肤合成维生素 D，指数一般用0-15表示。
      • 目前我国是世界上唯一能制造实用化深紫外线全固态激光器的国家
    • x 射线又叫伦琴射线，能量较高，频率极高、波长极短穿透力较强，可以进行无损探伤和 x 光检测人体内脏和骨骼。 γ射线能量高，穿透力强，可用作治疗肿瘤的伽马刀。
  • 力和做功
    • 常见的力
      • 重力：物体由于地球的吸引而受到的力叫作重力，计算公式为G=mg（g=9.8）
      • 摩擦力：阻碍物体相对运动或相对运动趋势的力叫作摩擦力。 1.增大有益摩擦。2.减小有害摩擦。
      • 拔河比赛获胜一方对绳子的拉力=对方对绳子的拉力
      • 压强
        • 压强：物体所受的压力与受力面积之比叫作压强。增大压强的例子：推土机的推土铲刃、篆刻刀的刀口做得很锋利，破窗锤的敲击端做成锥状，斧头、剪刀等使用一段时间就要磨一磨。减小压强的例子：书包用宽背带而不用窄背带、铁轨下铺放枕木、推土机用宽大履带。
        • 大气压：地球表面上的空气柱因重力而产生的压强。应用有带吸盘的塑料挂钩、用注射器吸药品、用吸管喝饮料、用高压锅煮食物等。
          • 马德堡半球实验——证明大气压强的存在
        • 流体压强：在一个流体系统（比如气流、水流）中，流速越大的地方，压强就越小。应用有火车道两旁设置护栏、轮船不能并排航行、飞机起飞。
      • 浮力：浸在液体或气体里的物体，受到的液体或气体对它竖直向上的力。
      • 表面张力指的是液体表面任意两相邻部分之间垂直于它们的单位长度分界线相互 作用的拉力。通俗来讲，水等液体会产生使表面尽可能缩小的力。
    • 牛顿运动定律是物理学中的基本定律之一，由艾萨克·牛顿在 1687 年于《自然哲 学的数学原理》一书中总结提出。
      • 牛顿第一定律：任何物体都要保持匀速直线运动状态或静止状态，直到外力迫使它改变运动状态为止，也被称为惯性定律。
      • 牛顿第二定律：物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟物体的质量成反比。
      • 牛顿第三定律：相互作用的两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。
    • 开普勒三大定律
      • 第一定律：行星的轨道是一个以太阳为焦点之一的椭圆； 第二定律：行星和太阳之间的连线在相等的时间间隔内扫过相等的面积； 第三定律：行星轨道周期的平方与其轨道半长轴的立方成正比。
    • 杠杆原理
      • 认识杠杆
        • 定义：能绕一固定点转动的硬棒叫作杠杆。
        • 杠杆的要素 支点（O）：杠杆绕着转动的点。 两个力：分别是动力（F1）和阻力（F2）。 力臂（L）：动力和阻力分别对应动力臂（L1）和阻力臂（L2）。
      • 杠杆平衡
        • 定义：在动力和阻力作用下，杠杆保持静止或者匀速转动，此时杠杆平衡。
        • F1×L1＝F2×L2（公式中：F 的单位是 N，L 的单位是 m）。 杠杆平衡时，杠杆的动力臂是阻力臂的几倍，杠杆的动力 F1 就是阻力 F2 的几分之一。
        • 三种杠杆
          • 省力杠杆：动力臂大于阻力臂，动力小于阻力。如：撬杠、起子、铡刀、手动抽 水机。特点：省力但是费距离。
          • 费力杠杆：动力臂小于阻力臂，动力大于阻力。如：钓鱼竿、筷子、扇子。 特点：费力但是可以省距离。
          • 等臂杠杆：动力臂等于阻力臂，动力等于阻力。如：天平、跷跷板。 特点：不省力也不费力，也不省距离。
        • 做工与能量转化
          • 做功是指力对物体作用并在力的方向上产生位移时，能量从一种形式转化为另一种 形式的过程。 根据力与位移方向之间的夹角，存在力对物体做正功（能量输入）。力不做功（如 匀速圆周运动中向心力）。力对物体做负功（能量耗散，如摩擦力阻碍运动）。三种情况。
          • 在一个系统内，如果只有重力、弹力等机械力做功，则系统的总机械能（动能+势 能）保持不变，称机械能守恒。
            • 自由落体过程中物体（钢球、火箭飞行）的机械能保持不变
          • 能量转化
            • 动能：物体由于运动而具有的能量，与物体的质量和运动速度有关。动能的计算公式为E=½m×v2
            • 重力势能：物体由于受到重力，并处在一定高度时所具有的能叫做重力势能，重力势能计算公式为 E=m×g×h。
              • 飞流直下三千尺，将重力势能转化为动能
            • 弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。弹性势能计算公式为 E=½k×x2。弹性形变：恢复；塑性形变：不恢复
  • 热力学
    • 分子热运动 一切物质的分子都在不停地做无规则的运动，这种无规则的运动叫作分子热运动。 温度越高，这种运动越激烈。 热运动的物体具有热能或者内能。绝对零度的物体没有内能。分子热运动的典型现 象是分子扩散。
      • 绝对零度物体没有内能
    • 物体吸收热量后一般温度上升，比热容是衡量物质容纳热量能力的物理性质，其定 义为单位质量的某种物质，温度升高 1°C时吸收的热量，叫做这种物质的比热容。 生活中常见比热容较大的物质有水，较小的有铝、铁、铜等金属。
    • 传热方式
      • 热传导，指在无相对位移的情况下，物体内部具有不同温度或者不同温度的物体直 接接触时所发生的热能传递现象，是热能从高温向低温部分转移的过程。 各种材料的热传导性能不同。传导性能好的，如金属，可以成为优质热力传导材料；传导性能不好的，如石棉，可以成为优质热力绝缘材料。
        • 银导热能力最强
      • 对流传热，又称热对流，是指由于流体的宏观运动而引起的流体各部分之间发生相 对位移，冷热流体相互掺混所引起的热量传递过程。
      • 热辐射，是一种用电磁辐射的形式向外散发热量的传热方式。它的进行不需要介质，不依赖任何外界条件，是在真空中最为有效的传热方式。
    • 物态变化
      • 熔化与凝固：物质从固态变成液态的过程叫熔化，从液态变成固态的过程叫凝固。熔化过程吸热，凝固过程放热。熔化现象有化雪冷、可乐加冰。凝固现象如水冰。
      • 汽化与液化：物质从液态变为气态的过程叫汽化，从气态变为液态的过程叫液化。汽化过程吸热，液化过程放热。汽化现象如蒸发、沸腾。液化现象如冒“白气”，云、雾、露水的形成。
      • 升华与凝华：物质从固态直接变成气态的过程叫升华，从气态直接变成固态的过程叫凝华。升华过程吸热，凝华过程放热。 升华现象如樟脑丸变小、灯丝变细、用久了的白炽灯变黑。凝华现象如冰花、雾凇、雪的形成。
    • 热胀冷缩
      • 一般情况下，物体受热之后会膨胀，受冷之后会缩小。 生活中常见的热胀冷缩现象： 1.夏天汽车轮胎胎压不能过高，否则容易爆胎。 2.泡好的热茶放置于普通玻璃桌面上，玻璃容易发生炸裂。 3.乒乓球形变后放置于热水中可恢复原状。 4.水银温度计中金属汞会随着体温升高而膨胀。 5.一般夏天架设电线时，电线都要略微下垂。
        • 在常压环境下，0℃水结成冰时体积会增大
        • 通常情况下水在0℃是密度<4℃时的密度
        • 绝对最低温为﹣273.15℃
    • 热气球上升过程中球囊的密度<外界空气的密度