基本物理常量
| 常量Constant | 符号Symbol | 数值Value |
|---|---|---|
| 真空光速Speed of light | c | 299 792 458 m/s |
| 普朗克常量Planck constant | h | 6.626 070 15 × 10⁻³⁴ J·s |
| 基本电荷Elementary charge | e | 1.602 176 634 × 10⁻¹⁹ C |
| 玻尔兹曼常量Boltzmann constant | k | 1.380 649 × 10⁻²³ J/K |
| 阿伏伽德罗常量Avogadro constant | NA | 6.022 140 76 × 10²³ /mol |
| 摩尔气体常量Molar gas constant | R | 8.314 462 618 J/(mol·K) |
| 标准重力加速度Standard gravity | g | 9.806 65 m/s² |
| 标准大气压Standard atmosphere | atm | 101 325 Pa |
上表前六项的数值是 2019 年国际单位制改革后「被定义」的精确值,本身不含不确定度,有效数字位数是人为约定的;而 g = 9.80665 m/s² 是标准约定值,实际当地重力会略有差异(例如赤道约 9.78、极地约 9.83)。做工程计算时,9.8 足够、9.80665 用于较严谨的场合,需要更高精度就查当地测量值。
常见材料密度
| 材料Material | 密度Density | 备注Note |
|---|---|---|
| 水(4℃)Water (4 °C) | 1000 | 1 立方米约 1 吨1 m³ ≈ 1 tonne |
| 冰Ice | 917 | 比水轻,故浮于水面Lighter than water, so it floats |
| 酒精(乙醇)Ethanol | 789 | 比水轻Lighter than water |
| 空气(标准状态)Air (standard) | 1.293 | 随温度气压变化Varies with T and p |
| 铝Aluminium | 2700 | 轻金属Light metal |
| 钢 / 铁Steel / iron | 7850 – 7870 | 常用 78507850 is typical |
| 铜Copper | 8960 | 导电导热好Good conductor |
| 混凝土Concrete | 2300 – 2500 | 配筋后更高Higher when reinforced |
能量与功率换算
| 换算Conversion | 数值Value | 应用场景Used for |
|---|---|---|
| 1 cal → J | 4.184 J | 热量换算Heat |
| 1 kcal → kJ | 4.184 kJ | 食物热量标签Food labels |
| 1 kWh → MJ | 3.6 MJ | 电费计量Electricity billing |
| 1 公制马力 → W | 735.49875 W | 汽车功率(PS)Metric horsepower |
| 1 英制马力 → W | 745.699872 W | 英美标称(hp)Imperial horsepower |
| 1 in → cm | 2.54 cm | 屏幕与管径Screens and pipes |
| 1 lb → g | 453.59237 g | 重量换算Weight |
| 1 mi → km | 1.609344 km | 里程Distance |
需要连续换算时用 单位换算(长度/质量/能量/功率)或 单位换算练习,比手算更稳。For chained conversions use the unit converter (length, mass, energy, power) or the conversion drill.
怎么读这些数
一,看来源:定义值是精确的,测量值带不确定度,约定值(如 g、标准大气压)在特定条件下成立。二,看有效数字:常量给到 7 位不代表你的结果能有 7 位有效数字,最终精度由最粗糙的输入决定。三,看单位制:瓦与马力、卡与焦耳、千克与磅混用是计算错误的常见来源;换算时建议先统一到国际单位制再代入公式。四,看条件:密度随温度变化(水在 4℃ 最密)、大气压随海拔下降(海拔 1000 米约 90 kPa),工程近似要说明前提。
常用组合公式
几个高频组合可以直接记:动能 E = ½mv²;重力势能 E = mgh(g 取 9.8 或 9.80665);水的加热能量 Q = m × c × ΔT,其中水的比热约 4200 J/(kg·K),也就是 1 千克水升温 1℃ 需要 4200 焦耳、约 1 千卡;功率 P = W / t,1 度电 = 1 kWh;理想气体 pV = nRT,常温常压下 1 摩尔气体约 24 升。这些公式的计算都不复杂,麻烦的是单位一致性——这一步交给 单位换算工具 更稳。
常见问题
重力加速度该取 9.8 还是 9.80665?
中学与日常计算用 9.8 足够(误差约 0.07%);工程标准与需要复核的场景用 9.80665。当地实际值会随纬度与海拔变化,高精度测量请查当地数据。
为什么水的密度要注明 4℃?
水在约 4℃ 时密度最大(1000 kg/m³),温度升高密度略降、结冰后降到约 917。多数日常计算用 1000 即可,精确计算要带上温度条件。
公制马力和英制马力差多少?
约 1.4%:公制为 735.49875 W,英制为 745.699872 W。汽车参数里的 PS 是公制马力,hp 通常是英制,比较车型功率时要注意口径。