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物理·化学大百科:生活中无处不在的物理·化学及应用

作者:[日]泽信行

编辑:周璇

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内容介绍

本书细致、全面地介绍了生活及工作中常用的物理知识和化学知识。全书共7章,其中第1~4章是物理篇,系统讲解了力学、热力学、波、电磁学和量子力学;第5~7章是化学篇,详细介绍了理论化学、无机化学和有机化学。本书每一节分为3个板块:首先,标明参考星级,指导读者按需阅读;其后,列出知识点概述和公式、法则,用文字进行简单讲解并配以易于理解的趣味插图;最后,具体介绍这个物理知识或化学知识在实际生活及工作中的应用。 本书不仅可以帮助读者学习或巩固物理知识和化学知识,更能帮助读者了解物理知识和化学知识的各种应用场景。本书适合中学生、大学生及物理和化学爱好者阅读。

相关信息

图书名称:物理·化学大百科:生活中无处不在的物理·化学及应用
ISBN:978-7-115-62396-6
作者:[日]泽信行
编辑:周璇
从书名:无
开本:大32开
页数:308
印刷色数:双色
出版状态:已出版
出版日期:2023-07-01
作者简介:作者:泽信行。于长野县出生。毕业于东京大学教养学部基础科学系。在长野县的初中、高中以物理为中心开展理科教育。 译者:郭菲,日本大阪大学文化表现论(硕、博),上海外国语大学日语语言文学(本)。 王盛昊,烟台大学日语笔译(硕),河南工业大学化学工程与工艺(本)。

特别说明

物理化学大百科

本书卖点

1.内容实用:包含中学甚至大学的物理化学知识点。
2.高效学习:包含在各个领域都有可能出现的物理化学公式、定理。公式/定理清晰明了,知识讲解简单易懂,帮助读者提高学习效率。
3.风格轻松:双色印刷,配有趣味小图画,让阅读更轻松。
3.设计用心:每小节分3个板块——(1)标明“常识度”“实用度”“应试度(大学应试所需程度)”这3项★星级,一目了然;(2)公式/法则和讲解,直击知识重点;(3)生活/工作应用场景,涵盖多种职业领域(如店铺、银行、机器学习、航空、工业等),具指导意义,可活学活用。
4.实用性强:每个知识点结合实际的应用场景介绍数学知识的用途,引导读者学以致用。比如,解释牛顿第二定律,用了测宇航员体重的方式为例;解释涡流,用了电磁炉为例;解释碳酸钠,用到了胃药为例。这些例子都比较贴近生活,且容易理解。

目录

物理篇 力学与热力学 001
导言
物理的基础领域………………………………………………………………… 002
01 匀速直线运动 004
用图像表现物体的运动状态…………………………………………004
匀速直线运动的x -t 图像和v -t 图像的关系… …………………… 004
02 匀变速直线运动 006
匀变速直线运动的实例……………………………………………… 006
匀变速线运动的x -t 图像和v -t 图像… …………………………… 007
应用工地坠物危险性的预测技术……………………………… 007
03 抛体运动 008
随处可见的抛体运动………………………………………………… 008
垂直方向的运动……………………………………………………… 009
水平方向的运动……………………………………………………… 009
04 共点力的平衡 010
巧用共点力的平衡,轻松举起重物………………………………… 010
应用起重机的原理……………………………………………… 011
05 水的压强与浮力 012
压强翻倍时的水深变化是多少……………………………………… 013
应用深海探测器—“深海6500”号………………………… 013
06 刚体的受力平衡 014
力矩的平衡可使物体立而不倒……………………………………… 014
应用大型建筑的设计…………………………………………… 015
07 运动方程 016
物体的质量越大,越难改变运动状态……………………………… 016
应用如何在太空中精确地测量体重?… ……………………… 017
08 空气阻力与终端速度 018
为什么雨点越大,雨越猛烈………………………………………… 018
09 功与机械能 020
工具可以省力但不能改变力做功的量 …………………………… 021
10 机械能守恒定律 022
高度与下落速度之间的关系 ……………………………………… 022
应用利用重力势能发电 ……………………………………… 023
11 冲量和动量 024
延长受力时间可以减少冲击力 …………………………………… 024
应用使用缓冲材料延长受力时间 …………………………… 025
12 动量守恒定律 026
利用动量守恒定律抑制冲击 ……………………………………… 026
应用为什么炮弹能够飞行很远的距离 ……………………… 027
13 两物体的碰撞 028
结合动量守恒定律和碰撞系数,求物体发生碰撞后的速度 …… 028
14 圆周运动 030
周期与转速为倒数关系 …………………………………………… 030
15 惯性力(离心力) 032
通过测量惯性力,可知物体的加速度 …………………………… 033
16 简谐运动 034
弹簧振子做简谐运动的周期由弹簧的劲度系数决定 ………… 035
17 单摆 036
调节单摆的长度,改变单摆的周期 ……………………………… 036
应用地震或强风引起高楼大厦晃动的原因 ………………… 037
18 开普勒三大定律 038
用开普勒第三定律计算目标星体的公转周期 …………………… 039
19 万有引力作用下的运动 040
求人造卫星和宇宙探测器的最低飞行速度 ……………………… 041
20 温度和热 042
揭开“热”的神秘面纱 …………………………………………… 043
21 热传递 044
利用导热性较差的材料提升隔热效果 …………………………… 044
22 热膨胀 046
利用热胀冷缩的原理设计铁轨 …………………………………… 046
应用双层金属片式温控开关的原理 ………………………… 047
23 玻意耳·查理定律 048
气体压强与体积之间的关系 ……………………………………… 048
应用乘坐飞机时,为什么会出现耳朵疼的情况 …………… 049
24 分子动理论 050
计算宏观气体的能量 ……………………………………………… 051
25 热力学第一定律 052
在绝热状态下,气体膨胀则温度下降,气体压缩则温度上升 … 052
应用发动机内部的秘密 ……………………………………… 053
26 热机和热效率 054
合理利用废热,提高总体热效率 ………………………………… 054
专栏离心力能使人产生恐惧 ……………………………………… 058
第2章 物理篇 波 059
导言
声和光都属于波 …………………………………………………………… 060
01 波的表现形式 062
在使用图像表示波时,需要注意横轴的单位 …………………… 063
02 纵波和横波 064
为什么地震能产生两种类型的振动 ……………………………… 065
应用畅想地球的内部构造 …………………………………… 066
03 波的叠加 068
冲击波是如何形成的 ……………………………………………… 068
04 波的反射、折射和衍射 070
为什么冬夜里的声音传得更远 …………………………………… 071
05 波的干涉 072
利用波的干涉原理消除噪声 ……………………………………… 073
应用消除噪声的原理 ………………………………………… 073
06 声波 074
超声波的作用 ……………………………………………………… 074
人耳无法察觉的次声波 …………………………………………… 075
07 弦的振动、气柱的共鸣 076
为什么身材高大的人声音低沉 …………………………………… 077
08 多普勒效应 078
通过多普勒效应实现天体观测 …………………………………… 079
应用多普勒效应在气象观测中的应用 ……………………… 079
09 光 080
肉眼可见的光很少 ………………………………………………… 081
眼中的事物皆为过去 ……………………………………………… 081
应用许多越位都是误判 ……………………………………… 082
10 透镜成像 084
实像的成因 ………………………………………………………… 084
虚像的成因 ………………………………………………………… 084
结合两种透镜的特征 ……………………………………………… 085
应用人为什么能看见物体 …………………………………… 086
11 光的干涉 088
太阳能电池板的防反射膜 ………………………………………… 089
专栏炸药和雷电都能产生冲击波 ………………………………… 090
专栏为什么人在吸入氦气后音调会变高 ………………………… 090
第3章 物理篇 电磁学 091
导言
没有学过数学的法拉第 …………………………………………………… 092
01 静电 094
静电力在电子设备中的应用 ……………………………………… 094
应用激光打印机同样利用静电原理 ………………………… 095
02 电场和电势 096
从电场中学习静电势能 …………………………………………… 097
03 电场中的导体和绝缘体 098
金属能屏蔽静电感应 ……………………………………………… 099
应用隧道中信号差的原因 …………………………………… 099
04 电容器 100
电容器中的电介质 ………………………………………………… 101
05 直流电路 102
没有电池也能产生电流 …………………………………………… 102
应用宇宙探测器使用的核电池 ……………………………… 103
06 电能 104
将千瓦·时换算为焦耳 …………………………………………… 104
应用使用电池供电划算还是使用电源供电划算 …………… 105
07 基尔霍夫定律 106
研究复杂电路不可或缺的基尔霍夫定律 ………………………… 106
08 非线性电阻 108
在考虑阻值变化的同时计算实际电流的大小 …………………… 108
09 电流能产生磁场 110
探寻地球内部结构的方法 ………………………………………… 110
10 磁场对电流的作用力 112
利用磁场的作用形成强大的推进力 ……………………………… 113
11 电磁感应 114
用途广泛的涡流 …………………………………………………… 114
应用电动汽车的刹车构造 …………………………………… 115
12 自感和互感 116
用线圈结构抑制电路中电流的急剧变化 ………………………… 116
13 交流电的产生 118
电磁感应现象—发电厂的核心原理 …………………………… 118
阿拉戈圆盘 ………………………………………………………… 119
14 交流电路 120
日本东西部输电频率不同的原因 ………………………………… 121
15 变压器与交流电输送 122
利用高压减小输电损耗 …………………………………………… 122
16 电磁波 124
现代生活离不开电磁波 …………………………………………… 125
应用无线电在国际电台中的应用 …………………………… 127
专栏频率的转换 …………………………………………………… 128
第4章 物理篇 量子力学 129
导言
探索肉眼不可见的世界 …………………………………………………… 130
01 阴极射线 132
基本电荷的计算历程 ……………………………………………… 132
基本电荷的发现 …………………………………………………… 133
02 光电效应 134
我们能看见暗淡星辰的原因 ……………………………………… 135
应用日照强度取决于紫外线的强度 ………………………… 135
03 康普顿效应 136
利用动量守恒定律和能量守恒定律求散射后X射线的波长 …… 136
04 粒子的波动性 138
电子的波长极短 …………………………………………………… 138
05 原子模型 140
99% 以上的物质组成部分为真空状态 ………………………… 141
06 原子核的衰变 142
射线在工业、医疗和农业领域中的应用 ………………………… 143
应用提升材料的性能 ………………………………………… 143
应用无损检测和耐久检测 …………………………………… 143
07 原子核的聚变与裂变 144
核聚变堪称完美能源 ……………………………………………… 144
应用太阳内部也存在核聚变 ………………………………… 145
专栏厚度测量 ……………………………………………………… 146
第5章 化学篇 理论化学 147
导言
理论化学是学习化学的起点 ……………………………………………… 148
化学计算的基本思路 ……………………………………………………… 148
01 混合物的分离 150
根据物质的性质,选择分离方法 ………………………………… 150
应用石油联合企业的工作 …………………………………… 151
02 元素 152
同种元素能表现出不同的性质 …………………………………… 152
应用烟花五彩缤纷的原因 …………………………………… 153
03 原子的结构 154
原子可以分割 ……………………………………………………… 154
应用电子显微镜下的世界 …………………………………… 155
04 放射性同位素 156
只有极少的同位素具有放射性 …………………………………… 156
应用碳定年法(14
6C断代法) ………………………………… 157
05 电子排布 158
电子的排布规律 …………………………………………………… 158
应用制造半导体的原材料 …………………………………… 159
06 离子 160
离子的电子排布与稀有气体相同 ………………………………… 161
应用离子空气净化器的工作原理 …………………………… 161
07 元素周期律 162
碱金属单质为什么不常见 ………………………………………… 162
应用氦气也被应用于医疗领域 ……………………………… 163
08 离子晶体 164
离子晶体的性质 …………………………………………………… 164
应用自动发泡沐浴露的发泡原理 …………………………… 165
09 分子 166
分子的表示方法 …………………………………………………… 166
应用气体是由分子组成的典型物质 ………………………… 167
10 分子晶体 168
分子间作用力 ……………………………………………………… 168
应用萘属于分子晶体 ………………………………………… 169
11 共价晶体 170
部分共价晶体示例 ………………………………………………… 170
应用硅元素是制作半导体的关键 …………………………… 171
12 金属晶体 172
金属性质的来源—自由电子 …………………………………… 173
应用电线的原材料为什么是铜 ……………………………… 173
13 物质的量(1) 174
计算物质所含的微观粒子的数目 ………………………………… 174
14 物质数量(2) 176
气压由数量庞大的气体分子引起 ………………………………… 176
应用无尘车间的清洁程度 …………………………………… 177
15 化学方程式与物质的量 178
化学方程式的使用方法 …………………………………………… 178
应用汽油燃烧时的二氧化碳排放量 ………………………… 179
16 酸和碱 180
如何定义pH ……………………………………………………… 180
应用产品质量检测中的pH 测定 …………………………… 181
17 中和反应 182
通过酸碱中和滴定实验确定酸或碱的准确浓度 ………………… 182
应用中和反应在卫生间除臭剂中的应用 …………………… 183
18 物态变化与热量 184
化学世界中的热力学温度 ………………………………………… 185
应用cal 和J的区别使用 …………………………………… 185
19 气液平衡与蒸气压 186
有时,即便液体蒸发殆尽,容器内的压强也无法达到饱和
蒸气压 ……………………………………………………………… 186
应用高压锅的工作原理 ……………………………………… 187
20 理想气体状态方程 188
确定一个定量,研究两个变量 …………………………………… 188
应用为什么在电梯快速上升时耳朵会疼 …………………… 189
21 道尔顿分压定律 190
求空气的平均相对分子质量 ……………………………………… 190
22 溶解平衡和溶解度 192
相似相溶原理 ……………………………………………………… 193
23 浓度单位的换算 194
浓度单位换算的窍门是以1L 溶液为标准 ……………………… 194
应用大气中二氧化碳的浓度单位 …………………………… 195
24 沸点升高与凝固点降低 196
沸点升高值和凝固点降低值可使用类似的公式计算 …………… 196
25 渗透压 198
渗透压的计算公式与理想气体状态方程类似 …………………… 198
应用淡化海水的方法 ………………………………………… 199
26 胶体 200
胶体的特殊性质 …………………………………………………… 201
应用肾脏透析的原理 ………………………………………… 201
27 热化学方程式 202
热化学方程式的书写方法 ………………………………………… 202
28 氧化还原反应 204
通过氧与氢的得失来理解氧化还原反应 ………………………… 204
应用“暖宝宝”的发热原理 ………………………………… 205
29 金属的氧化还原反应 206
通过金属活动性顺序判断反应能否进行 ………………………… 206
应用白铁皮和马口铁的电镀工艺 …………………………… 207
30 电池 208
从早期电池中学习电池的构造 …………………………………… 208
应用燃料电池的放电原理 …………………………………… 209
31 电解 210
阴极反应 …………………………………………………………… 210
阳极反应 …………………………………………………………… 211
32 化学反应速率 212
决定化学反应速率的三大因素 …………………………………… 212
33 化学平衡 214
化学平衡朝着能够减弱这种改变的方向移动 …………………… 215
xviii
34 电离平衡 216
电离平衡常数与电离度的关系 …………………………………… 217
应用缓冲溶液的原理 ………………………………………… 217
专栏有效去除油性墨水(油墨)的最佳方法 …………………… 218
专栏道路防冻的秘密 ……………………………………………… 218
第6章 化学篇 无机化学 219
导言
与生命无关的物质 ………………………………………………………… 220
无机化合物学习过程中的重点 …………………………………………… 220
01 非金属元素(1) 222
按照分类学习气体的制备方法 …………………………………… 222
碱性气体的制备方法 ……………………………………………… 224
挥发性酸(气体)的制备 ………………………………………… 225
应用地球的大气成分 ………………………………………… 227
02 非金属元素(2) 228
气体在水中的溶解性 ……………………………………………… 228
03 非金属元素(3) 230
在使用干燥剂时需要注意物质的酸碱性 ………………………… 230
实验:制备气体并研究其性质 …………………………………… 231
04 金属元素(1) 232
碱金属离子大多不沉淀 …………………………………………… 232
应用海洋及河流的水质调查 ………………………………… 233
05 金属元素(2) 234
合金的用途 ………………………………………………………… 234
应用形状记忆合金 …………………………………………… 235
06 金属元素(3) 236
含钙化合物的生成过程 …………………………………………… 236
应用自热食品的加热原理 …………………………………… 237
07 化学试剂的保存方法 238
不同的化学试剂保存方法的缘由 ………………………………… 238
08 无机化工(1) 240
发烟硫酸的制备与稀释 …………………………………………… 241
应用肥料的成分 ……………………………………………… 241
xix
09 无机化工(2) 242
阳离子交换膜对离子具有选择透过性 …………………………… 242
应用肥皂的原材料 …………………………………………… 243
10 无机化工(3) 244
为索尔维创造巨额财富的氨碱法 ………………………………… 244
应用碳酸钠在胃药中的应用 ………………………………… 245
11 无机化工(4) 246
为什么不能用水溶液电解铝 ……………………………………… 246
应用铝与飞机、汽车的轻量化 ……………………………… 247
12 无机化工(5) 248
钢铁厂的职责 ……………………………………………………… 248
应用金属之王—铁 ………………………………………… 249
13 无机化工(6) 250
粗铜中杂质的去向 ………………………………………………… 250
应用电线的材料 ……………………………………………… 251
专栏有毒气体的应用 ……………………………………………… 252
专栏备受期待的新能源—可燃冰 ………………………………… 252
第7章 化学篇 有机化学 253
导言
有机化合物碳原子为骨架 ………………………………………………… 254
01 有机化合物的分类与分析 256
如何记忆烃的化学式 ……………………………………………… 257
02 脂肪烃 260
脂肪烃的不同性质 ………………………………………………… 261
03 醇和醚 262
醇和醚的性质 ……………………………………………………… 262
04 醛和酮 264
醛的性质 …………………………………………………………… 264
05 羧酸 266
羧酸的性质 ………………………………………………………… 266
应用乙酸的多种用途 ………………………………………… 267
06 酯 268
酯的性质 …………………………………………………………… 268
应用酯类是饮料和点心中常用的增香剂 …………………… 269
07 油脂和肥皂 270
油脂是肥皂的生产原料 …………………………………………… 271
应用肥皂的清洁原理 ………………………………………… 271
08 芳香烃 272
苯的相关反应 ……………………………………………………… 273
09 酚类化合物 274
酚类的相关反应 …………………………………………………… 274
10 芳香酸(1) 276
酸性的强弱对比 …………………………………………………… 276
应用食品添加剂的原料 ……………………………………… 279
11 芳香酸(2) 280
水杨酸可用于制药 ………………………………………………… 280
12 有机化合物的分离 282
有机化合物分离的具体示例 ……………………………………… 283
13 含氮的芳香族化合物 284
苯胺和硝基苯的关系 ……………………………………………… 284
偶氮染料的合成 …………………………………………………… 286
结束语 287

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