空间和粒子动力学基本原理
黄国有
广西北海剑桥研究中心
电子邮件：hgyphysics@https://www.doczj.com/doc/0a19362136.html,
摘要
本文通过总结现在流行的空间和粒子的流行模型的优缺点，介绍宇观系统论中的空间和粒子的质磁模型，主张自旋是粒子和相互作用形成的关键。同时对历史上出现过的主要宇宙模型进行评述。
关键词：空间，粒子，波动，宇宙模型
1 宇宙空间组成的流行模型
空间的本质历来是哲学和科学中争论的重要问题。古希腊德谟克利特的原子论认为，所有的物质都是由原子组成的，原子之外则是虚空，这是牛顿绝对空间概念的始祖。中国古代王夫之的元气学说则认为世上万物都是由阴阳两种元气形成的，宇宙空间充满着这种元气，除了这种元气之外宇宙再也没有其它成分。这种朴素的宇宙一元论思想可认为是以太模型的始祖。现在流行于物理学中的空间模型主要是牛顿的绝对空间（虚空）模型和以太模型。牛顿认为空间是独立于物质而存在的客观实体，这种绝对空间模型直到现在也还没有足够的理由加以彻底否定。以太模型则是法国数学家和哲学家雷内-笛卡尔（Rene Descartes）首先提出来的，他认为空间充满了一种叫做“以太”的特殊物质，普通的物质就是在这种特殊的以太中存在和运动的。另一种流派是把空间与物质联系起来，认为没有物质存在的虚空是不存在的。首先提出这一观念的是爱因斯坦，他设想空间是引力场的一种特殊状态。现代物理学则趋于认为空间是量子场的基态，即能量最低的状态，量子场的激发态形成各种物质粒子和物体，量子场的退激导致物质的消失。
绝对空间模型认为物质独立于空间而存在和运动。以太模型的观点比较多，最早的模型认为宇宙中充满巨大的以太旋涡，是这种旋涡携带行星绕太阳运动，无数旋涡聚合成各种大小的物质充满整个宇宙空间。引力一般被认为是以太对物体的压力和作用。当时已知的磁力以及地球与物体之间的引力以实物则用物质与以太的直接接触作用来解释。现在以太说仍然是宇宙空间和基本粒子学说的一个重要的流派。法拉第引入电场和磁场的概念后，人们开始认为空间应该是由连续的场组成的。基于法拉第场的概念，麦克斯韦假设以太是一种不可压缩流体，他用流体动力学模型写了一个方程组。汤姆森和其它一些人设想原子结构是一种涡旋运动，电子发现后，拉莫尔也认为电子是一种以太结构。以太流体中的原子或电子涡旋观念在1905年遇到了一些严峻的问题，其中之一是涡旋运动的消散问题，另一个困难是电磁场以极大的速度（光速）在这种流体中传播，如果以太流体的属性与物质类似的话，以太对电磁波的弹力接近钢的弹力，所以这样高的速度是不可能的。在以太说的这些问题还没有克服的时候，爱因斯坦在相对论中用速度矢量描述空间，这样，作为空虚概念的空间在相对论中没有了地位，相对论的建立和流行使以太说逐渐沉寂。
纵观当今物理学流行的空间模型，我认为牛顿的绝对空间的地位并没有受到彻底的动摇，因为空间广延性几乎是一种共识，“物质之外是什么”这一问题我们显然无法简单地回答说“什么也没有”，如果这样的话等于我们承认了虚空，也即是承认了牛顿的绝对空间的存在。量子理论认为空间是量子场的基态的观点更不明确。首先，量子场本质是什么？真空激发产生粒子，粒子的质量从哪里来？要么质量守恒定律失效了，要么它再假设一种具有负质量的虚粒子，使质量守恒定律在数学形式上成立。这样，空间本质的问题不但没有解决，反而增加了许多主观臆想的如虚物质一样的新概念，使空间的本质问题的解决更加遥远
了，所以，我对量子场论对空间本质的解释感到不满意。相反，基于中国古代朴素元气理论的以太说却有一定的合理性。这种学说自然承认空间是一种独立的客观实在体，有一种基本的元气充满整个空间，元气的凝聚形成粒子，组成粒子的元气消散于宇宙空间时导致粒子的消失。尽管这是一种没有获得实质性发展的朴素的思想，但它包含的物理意义是深刻的，譬如说，如果元气是有一种具有一定质量的物质形态，这物质产生消失的解释不会违反质量守恒定律。可见，元气说绝不会是象有些人认为的那样只是古人的简单猜想而已。元气说或者以太说也没有否定牛顿的绝对空间的存在，相反，元气或以太等是以绝对空间为载体的。
我主张牛顿空间加元气或以太的基本模型。但空间中的元气或以太到底是什么？它们如何能够构成物质？这就是需要我们解决的问题。在我的宇观系统论体系中，这种充满宇宙空间的元气或以太就是物质最基本的衰变过程所辐射和吸收的组成物质的最基本的元素，我把这种物质的最基本的元素称为质磁波子。宇宙空间的质磁波子的涡旋运动形成基本粒子，基本粒子通过自身的衰变和逆衰变反应产生各种相互作用。
2 基本粒子的标准模型
在标准模型建立以前，人们认为基本粒子是一种质点状的实物结构，并且认为粒子所带的电荷和表现的磁距都是一个整数1，中子曾经被认为没有磁性的，但实验测得的质子磁矩为5.6个单位核磁子，中子磁矩为-3.82个单位核磁子。近代实验探测表明，质子、中子内部存在点状结构部分，它们独立地拥有一定的动量和角动量，所谓的基本粒子并不是人们相象的一样是质点状的不可再分的基本结构。
1964年盖尔曼提出夸克模型，他认为基本粒子由夸克组成，如：一个质子由两个上夸克和一个下夸克组成，一个中子由两个下夸克和一个上夸克组成（图2.1）。
质子中子
图2.1 质子和中子的夸克模型
近代高能实验证实夸克共有6味，分别称为上、下、底、顶、奇、粲夸克。每味夸克有三种颜色（这里的“味道”和“颜色”都是夸克表现出的两种属性的通俗命名，就象电性称为电荷一样）。6种夸克，6种轻子（电子、μ子、τ子及其相应的中微子）和4种规范粒子（光子、中间玻色子和胶子）一起组成物质世界（图2.2）。光子是电磁场的量子，胶子是色场的量子。胶子和光子都是质量为0、自旋为1的粒子，它们被称为规范粒子。轻子属于费米子，遵循费米统计规律和泡尔不相容原理，即不可能有2个电子处于同一量子状态下。光子、胶子、Z子和W子是内禀自旋为1波色子，它们遵循波色-爱因斯坦统计规律，即在低能态或基态下大量粒子可以处于同一量子态。
图2.2 构成宇宙物质大厦的砖石
在标准模型中，两个电子(同种电荷)通过碰撞(散射)和交换光子产生斥力作用。正负电子对(异种电荷)则可以通过碰撞和堙灭形成一个Z 粒子(所以表现为库仑引力)，然后衰变为一对正反夸克对。即电磁力通过交换光子产生，弱力通过交换W 子和Z 子产生，强力通过交换胶子产生。电磁相互作用对每个人来说都已经非常熟悉,因为它们与可见光和电波有关，电磁学是电子产业和通讯产业的支柱物理学理论。电子和轻子都可以通过电磁力发生作用。强力在原子核内部把电磁排斥的质子和中子聚合在一起。只有夸克通过强力发生作用。弱力被认为是与核放射有关的相互作用，它表现出一些其它三种力所没有的特殊的对称性。与电磁力和强力明显不同的是，一种粒子和它的反粒子的弱力规律是不同的(电荷共轭C 不守恒)，一个散射过程和它的空间影像的弱力规律是不同的(宇称P 不守恒)，一个散射过程和它的时间反演的弱力规律也是不同的(时间反演T 不守恒) 。所有的夸克和轻子也可以通过弱力产生作用。
标准模型与其说是一种理论体系不如说是一种高能实验数据的总结，能元素周期表体现原子的组成和结构一样，标准模型体现的是基本粒子的组成和结构。把光子，胶子Z 子和W 子认为是力的携带者并没有充足的理由，所以，实际上并没有解释各种力产生的原因，也没有解释基本粒子产生的原因，它只是对已知粒子进行了归纳和分类成基本粒子的“周期表”。所以，标准模型还不是统一场理论模型，真正的统一场论理论应该自然而合理地解释自然界所有的力和基本粒子的特征，而不应该只是用现成的实验测定数据。它必须能计算所有粒子的质量、轨道半径以及所有相互作用规律。
3 宇宙空间的质磁自旋模型
质磁自旋结构模型是宇宙空间和基本粒子的基本模型，这是一个统一所有物质规律的模型。在这一模型中，宇宙空间充满着物质基本衰变反应辐射的质磁波子，质磁波子是宇宙中唯一的传递力的粒子，它不受引力的作用，但它占据着宇宙的绝大部分的质量（90%以上），使宇宙成为一个高速流动性的非牛顿流体系统。虽然质磁波子不受引力作用，但宇宙系统存在压强，所以它将受到宇宙系统压力的作用，宇宙系统的压强等于系统边缘处的压强并处处相等。另外，因为磁力是由系统自旋运动产生的与自旋角动量和科里奥利力有关的相互作用，作为组成物质的最基本元素的质磁波子虽然不受引力的作用但却受磁力的作用。在宇宙系统压力场和系统自旋产生的磁场（磁旋等效原理）的共同作用下，质磁波子产生涡旋运动而形成基本粒子。基本粒子之间通过质磁衰变可逆反应对质磁波子的辐射和吸收产生各种类型的相互作用，基中的万有引力是基本粒子吸收质磁波子引起的动量变化而产生的切向加速度的反映，电磁力则是自旋粒子辐射和吸收自旋的质磁波子引起的角动量变化而产生的径向加速度的反映。
这样，充满宇宙空间的质磁波子与实物粒子之间以及实物粒子之间建立了整体上的联系和统一。这种联系和统一是通过粒子的最基本的衰变反应来实现的。宇宙系统的总质量是恒定的，前面的章节已经精确地计算出为kg 53106.1 。质磁波子在受激发的情况下产生涡旋运动就形成了正反粒子，表现出正负电荷属性。正反粒子相遇时涡旋运动消散导致粒子湮灭，涡旋中的能量密度在堙灭时向空间中的质磁波子气体中的波动传播就是光波。可见，空间中的质磁波子在一定的条件下受激发产生涡旋运动形成粒子，粒子的组成成分和质量都来源于空间中的质磁波子。粒子涡旋消散导致粒子堙灭时质量并不是消失了，而是变成
了空间中的质磁波子的质量。所以，量子理论系统中的虚物质是不存在的，它仅是漫长的物理学发展过程中出现的虚构的数学论场模型中的又一个自圆其说的虚构而已。
宇宙空间中的质磁波子涡旋为什么能成为稳定的基本粒子？这一问题不难解决。首先，自旋粒子内部的强大的万有磁力的作用使任何向外运动的成分发生偏转而始终保持自旋状态，所以，质磁涡旋在独立存在时不会消散。其此，角动量守恒这一严格不变的规律使得质磁涡旋粒子具有一定的大小值、质量值和电荷值，这是由质磁波子作为唯一的力传递粒子的特殊性确定的，因为质磁波子不受引力作用，磁力和系统的压力都垂直于它的运动方向，这使得它的切向速度永远保持为光速值，也就是说，在质磁涡旋中各部分的自旋线速度相等，都等于质磁波子的传播速度C，受角动量守恒定律的严格支配，涡旋半径不能随意扩大或缩小，它仅随系统光速速度C的变化而变化。
在结构上，基本粒子的结构和宇观星系的结构是相似的，区别仅在于维持这种结构的动力学来源上。由于质磁波子在粒子旋涡外空间的无限渗透性，宇宙系统的压强产生的压力在宏观物质和宇观星系的层次上都没有表现。在宇观星系中，是万有引力、万有库仑力和万有磁力与星系旋涡的离心力构成平衡的动力学系统（具体内容参考第12章星系动力学基本原理）。在基本粒子的内部结构上，万有引力和库仑力都没有表现，是自旋粒子系统内部的万有磁力与质磁旋涡的离心力构成平衡的动力学系统。在基本粒子以上至宏观物体以下的微观范围内，特别是在原子系统中，是电磁力（库仑力和磁力）与原子旋涡系统构成平衡的动力学系统。在宏观物体以上，包括卫星到恒星这一宏观尺度范围内，主要是由万有引力与天体运动的离心力构成平衡的动力学系统。
从构成物质的最基本的元素到整个宇宙尺度上，物质遵循完全相同的动力学规律，但在每一个特定的层次上，动力学的特征是不同的，根据这种动力学特征的不同，我们把物质世界分为微宇观、微观、宏观和宇观四个物质层次，微宇观是基本粒子以内的物质层次，这所以称为“微宇观”是因为在这一最小的物质层次上，万有引力和库仑力不起作用，它们的结构完全由整个宇宙系统最基本的状态决定，所以研究微宇观的物质现象和规律时要结合宇宙的整个系统状态进行才有可能。微宇观的物质现象和规律是宇宙大统一的所在，大统一理论要在这一层次上才能建立起来。微观则是电磁相互作用起主导作用的物质层次，宏观是牛顿动力学规律完全适用的物质层次，宇观是牛顿引力理论不适用的物质层次。
4 粒子和光的质磁自旋模型
粒子是宇宙空间中的动力学稳定的质磁波子旋涡系统，维持这种系统的是万有磁力与旋涡运动的离心力。宇宙空间大范围上的质磁涡旋运动形成星系，恒星和行星等各种层次上的天体。宇宙空间微小范围内的质磁涡旋形成各种基本粒子。光是正反旋粒子系统的胁动传播。
两个自旋的正反粒子在远处表现出库仑力的作用，但当它们相遇组成一个共同体系统时，它们之间的库仑力变成了同一方向的库仑力（它们相当于组成了一个库仑力飞行系统）在这一方向一至的库仑力作用下，它们很快被加速到光速，变成了光子（如图4.1和4.2所示）。光波产生的条件是存在一对自旋相反的旋涡，如正反粒子对,它们之间的磁力保持系统的稳定性，它们之间的库仑力变成方向一致的推动力，使粒子对组成的系统迅速加速至光速，形成光波。
图4.1 独立存在的两个正反粒子
C
图4.2 正反粒子对互感形成光的传播
运动的自旋粒子的轨迹是一种波动的轨迹，这样，粒子的波粒二象性得到了阐明。
光子实际上是一种以光速传播的粒子，它是由粒子内部的库仑力瞬间将它加速到光速运动而形成的。由于旋场是电场，与旋场垂直的感应环流是磁场，但在光子的情形下，相互垂直的电场和磁场并没有区别。光波与声波显然是不相同的，光波是横波，声波则是纵波。但光波的传播规律与声音在空气中的波动传播规律是相同的，唯一的区别在于，声波的振源所做的是机械运动，产生的是机械波，光波的振源是基本粒子即涡旋，产生的是能量动量的涡旋脉动传播。由于光波自旋粒子运动特征，它对洛仑兹变换是协变的（下一节讨论自旋与洛仑兹变换的关系），而一般认为声波完全没有这一特性。
德布罗意首先提出过物质波的概念，揭示物质的波粒二象性，但他的物质波是描述电子等粒子整体的线性运动的，如核外电子的运动，或粒子群的运动的宏观效果，他的物质波是一种几率波。我这里提出的粒子波的概念不同于德布罗意的物质波，粒子波是一种单个粒子运动时表现出的一种的波动结构，它是由粒子的自旋运动产生的。
在粒子的自旋运动中，粒子的角动量满足玻尔的量子化关系式，即
π2h
m r V = (4.1)
其中粒子的自旋角速度为
ωr V = （4.2）
粒子的自旋频率为
πω
2=v （4.3）
由此我们得出下列粒子能量关系式
2mV hv E == (4.4)
(4.4)式显示了自旋粒子运动的波动特征，它与光波在本质上是一样的，不同的是，光子的自旋速度和平动速度都是光速。但当正反粒子互感变成光子后，它的能量将变为
2
mc hv E == （4.5） 联合（4.1）和（4.4）式得粒子波的波长为
r v V
πλ2== (4.6)
（4.6）式显示粒子波的波长恰好等于粒子自旋运动轨道的周长，表明粒子是一种非常稳定的自旋驻波，不管粒子整体如何运动，自旋粒子波都能保持不消散。
我们在第8章已经讨论过，能量是相对的，在库仑力系统中能量并不守恒。在正反粒子自激加速变成光子的过程中，磁场相当电动机，电场则相当于发电机，由磁场推进电场产生电能，电场产生的电能供给磁场继续推动电场前进，形成波动传播的光波。所以，正反粒子互感形成了一对效率为100%微观电动机-发电机推进系统，它们不需要外力和外加能量就可以将自己加速到光速。静止的本来是相互吸引的正反粒子在没有外力作用的情况下堙灭变成了光速运动的粒子，这一实验事实证明不用能量加速物体的方法在物理上是成立的。
根据玻尔量子化规则，自旋粒子在加速过程中半径会逐渐变小，当它们变成光子时半径最小。电子最小的半径是互感变成光子时的半径，这时，电子的平动速度和自旋速度都是C 。粒子的最小半径可以从（4.5）或（4.6）式计算得到(量子数为1)。
m mc n r e 13108.3-?== (4.7)
对应的能量为
hv h r c r m n E e ====πω
21222 (4.8)
对应的频率为：
Hz h c
m v e 202102.1?== (4.9)
用同样方法计算质子的最小半径为：
m mc n r p 16100.2-?== (4.10)
对应的频率为
Hz h c
m v p 232102.2?== (4.11)
从本质上看，粒子是单个的质磁旋涡，光波是成对的正反旋质磁旋涡的协同传播。光和粒子是同一种物质的两种不同的运动方式。
从库仑力基本公式看，粒子速度提高导致半径变小时，它所要求的外电场加速力就提高(这与齿轮减小时要求外力加大道理一样)，粒子的速度越高越难以对它加速，这种规律被相对论认为是质量增大造成的，但它反映的是量子化的力速关系。
5 质磁子的质量
我们把组成物质的最基本的粒子称为质磁子，它应该是量子规律允许的最小质量单元。下面通过量子化条件计算出质磁子的质量。
玻尔量子化规律为
π2h
n mvr L == (5.1)
宇宙系统的速度极限为光速C ，宇宙物质允许的最大半径是宇宙系统的半径R ，利用第二章的关系式，宇宙最小物质基元的质量为 kg ZM h
RC h
m 691032.142-?===ππ (5.2)
(5.2)表明物质最小元素的质量与宇宙时间没有关系，也就是说它在宇宙的任何时期的值都是一样的，
相应地，宇宙系统最小元素的数量也是固定不变的，它体现了宇宙系统的质量守恒规律。宇宙最基本的粒子的数量为
1221036.1?==m M
n (5.3)
当前宇宙空间每立方米包含的质磁子的数量高达4010个，这是形成各种粒子和光波的物质基础。
6 质磁波子向实物粒子的转变
传统的物理学理论认为，场和实物粒子是客观存在的两种不同的物质形态，在此我们要再一次强调的是，作为物质意义的场是不存在的，场只是物质运动状态改变即加速度在空间上的反映。宇宙物质都是由单一的质磁子组成的，自旋粒子与宇宙背景质磁子辐射场之间保持着一种动态的衰变平衡体系，在外界条件发生改变的情况下，衰变动态平衡体系会产生相应的移动。衰变平衡移动的结果是使辐射场中的质磁波子转变为自旋粒子中的质磁子，或实物粒子中的质磁子转变为辐射场中的质磁波子，这种转变只是质磁波子存在形态的改变。辐射背景空间中的质磁子流体产生涡旋运动驻波时能形成新的粒子，这就是人们常说的所谓“真空极化”现象。粒子涡旋驻波的消散则可以导致粒子的消失，结果是构成它的质磁波子融合到空间背景辐射场的质磁波子流体中。但在这种转变过程中，质磁波子的总量不会改变，宇宙系统的总质量始终保持恒定。
高能物理中某些特征反应可以帮助我们理解所谓的质能转变过程中物质存在状态的改变以及物质转移的具体细节。典型的高能反应是1955年人工产生反质子的反应，这是典型的辐射场中的质磁波子向实物粒子转变的例子：
p p p p p p +++→+ （6.1）
这一反应是用能量为Gev 2.6的高能质子轰击氢靶中的质子而发生的。在这一反应中氢靶中的质子可以近似地认为是静止的，它包含有一个静止质子的质量Gev m p 938.0=。在反应产物中共有三个质子和
一个反质子，并且，它们都是以一定的速度在运动着，每个质子和反质子都包含有比p m 大的质量。根据
质量守恒定律，入射的高能质子至少包含有比三个静止质子的质量还要大得多的质量。
高能质子的质量从何而来呢？爱因斯坦相对论认为，高能质子仅仅是由于它的高速运动而表现出“质量增大”的相对效应。在上述反应中，高能质子运动速度已经高达c 986.0。根据相对论的这一观点，高能质子的“静质量”仍然是p m ，也就是说，在与高能质子相连结的参照系上进行测定，高能质子的质量
仍然是p m ，在氢靶中的相对我们静止的质子反而变成了“高能质子”，它的质量已经是Gev 2.6。总之，
质量增大只有相对的意义，它们并不是真实存在的事实。当高能质子被碰撞停止后，质子的“动质量”消失了，质子的静质量仍然是p m ，这种动质量则变成了消失的能量。反应中生成的一对正反质子被认为是由高能质子包含的“能量”转变而来的，这就是典型的“能量变成物质，物质变成能量”的观点。
我认为爱因斯坦相对论的这种观点是错误的。在上述反应中，不管从哪个参照系上没定，氢靶中的质子的质量也是近似地等于p m ，而“高能质子”的质量则是Gev 2.6。高能质子的质量在接受加速器加速的
过程中实际上是真的增加了，电磁作用使质子的衰变-逆衰变动态平衡向逆衰变吸收方向移动，质子在加速器的电磁场中吸收了辐射场中的质磁波子而导致高能质子的质量增加。实际上这种衰变动态平衡的移动不仅导致了质子质量的增大，也延长了质子的寿命。质子的质量增大相当于质子内部“细胞”的生长分裂，复制出正反粒子和正负电荷。与氢靶中的质子碰撞时，高能质子裂解成两个质子和一个反质子。其中一个质子是原来的母体，一对正反质子是由这一母体分裂出来的一对孪生兄妹。如果我们能在与高能质子一起运动的对于高能质子“静止”参照系上进行测定，我们将发现这一高能质子并不是质量
p m 为的质子，而
是质量为Gev
2.6的不稳定的“原子”，它由两个质子和一个反质子组成激发态的氚核，或者，反质子衰变成中子和电子，组成氦原子核。高能质子的质量增加是一种由衰变-逆衰变平衡移动而引起的客观事实而不是一种相对论效应。前面已经证实洛仑兹变换可以准确地描述高能粒子的质量增加等物理量过程。
在（6.1）式所示反应中，能量为Gev
2.6的高能质子从加速器的电磁场中吸收了相当于5.6个静止质子质量的质磁波子。质子吸收的质磁波子包含正反质磁波子的成分，它们按相互作用规则以正反旋的形式存在于组成质子的最基本的衰变基元之中，这就相当于组成质子的“细胞”吸收了“养分”，进行生长分裂，形成了新的有机体。在高能质子与氢靶质子碰撞的过程中，这些正反质磁波子按一定的规则结合成一个新的质子-反质子对，其余部分则按动量守恒的原则分配在生成的正反质子对和氢靶质子中，还有一部分保留在原来的高能质子母体内部，它们还会在以后的一系列变化中继续移的变化。
（6.1）式所示的高能反应是场向实物粒子转变的典型反应,在这一反应中，最具有意义的物理事件是电中性的质磁波子转变成了正反粒子和正负电荷。这一物理事件显示物质衰变辐射的质磁波子是具有一定质量和能量的客观物质形态，电荷是质磁波子通过相互作用分化组合而形成的自旋粒子所表现出的一种相互作用属性。概括起来（6.1）式表示了两个重要的物理过程：一是质磁波子向实物粒子转变的过程，一是电荷形成的过程。
（6.1）式所示的质磁波子向实物粒子的转变过程具有普遍性,质磁波子向实物粒子转变的结果都是生成正反粒子和正负电荷，即使是不带电的中子吸收的质磁波子也是转变成正反质子和正负电荷的。下列是我们熟悉的一个高能粒子反应：
+
n+
→
+（6.2）
+
p
n
p
n
n
这是两个高能中子碰撞时发生的反应。在这一反应中，母体中子吸收的质磁波子也是分化组合成正反粒子和正负电荷的。形成正反粒子和正负电荷是质磁波子分化组合的必然结果。在（6.1）式所示的反应中，带电的质子能从加速器的电磁场中吸收质磁波子，在（6.2）式所示的反应中，不带电的中子则只能从其它场吸收质磁波子，但反应的结果都是一样的，都生成了正反粒子和正负电荷，这暗示了各种场的统一性和某种同源性，这正是系统论论将所有场相互作用统一于单一的质磁衰变反应框架的依据。
可以实现质磁波子向实物粒子转变的除了高能实粒子的碰撞之外，还有其它相互作用过程。譬如，高能光子在与重原子核作用时也可以变成正负电子对：
-
++
γ（6.3）
→e
e
高能光子中的质磁波子通过电磁相互作用破坏了原来的波动结构组合成正反粒子和正负电荷这种稳定的粒子驻波。
在甚早期宇宙超级相互作用的极端条件下，质磁波子向实物粒子的转变与实物粒子向质磁波子的转变都可以很容易地进行，质磁波子与实物粒子之间可以自由地转化。显然，质磁波子向实物粒子的转变是通过物质的衰变-逆衰变动态平衡及其相互作用来实现的，是物质在逆衰变过程中吸收的质磁波子分化组合的结果。质磁波子向实物粒子的转变发生在组成粒子的最基本的衰变基元之上。这一过程有点象生物界的DNA基因复制过程，因而具有一定的“遗传”特征，体现出各种各样的对称性。令我们惊奇的是物质现象的高度相似性和统一性。
质磁波子向普通实粒子转变的结果是使以光速自旋和运动的粒子变成低速运动的普通粒子，在这一过程中，粒子系统的动能减少了，这种情况只有通过粒子系统内部的库仑力作用才能实现。
7 实物粒子向质磁波子的转变
π介子的衰变反应是典型的实物粒子向质磁波子转变的反应。
正负电子的湮灭反应和电中性的0
γγ+→+-+e e （7.1）
γγπ+→0 (7.2)
在正负电子的湮灭反应中，实物粒子消失了，正负电荷彻底消失了，这表明电荷并不是一种独立的客观实在体，而只是自旋粒子在相互作用中表现的一种属性。在正负电子的堙灭反应中，以光速自旋的正负电子变成了以光速传播质磁波子，稳定的粒子驻波变成了向外消散的光波传播。这一过程类似于气体爆炸产生的空气波动传播过程，气体爆炸后的气体扩散在周围空间，但波动传播到很远的地方。(7.2)式所示的电中性的0π介子衰变也变成了以光速传播的质磁波子波动(光子)。
实物粒子向质磁波子的转变也是通过粒子的衰变-逆衰变动态平衡移动来实现的，当实物粒子逆衰变吸收过程受到限制时，粒子的衰变平衡便会被打破，衰变平衡向衰变辐射方向移动，粒子会很快衰变掉，变成各种质磁波子辐射。当然，实物粒子发生湮灭或衰变时不一定变成光子，它们可能是直接扩散到宇宙空间的质磁波子海洋中而没有形成波动传播。
实际上，任何高能反应都包含着实物粒子向质磁波子转变和质磁波子向实物粒子转变或转移这两种基本过程。在高能反应中，部分粒子或粒子中的部分物质转变成质磁波子，它们或才扩散到宇宙空间中的质磁波子气体中，或者以其它粒子的形式辐射出去，或者转移到别的粒子内部。它们或者转变成新的正反粒子对，或者被其它粒子吸收存在于这些粒子内部成为粒子的一种组成部分。任何能量的转移归根到底都是通过质磁波子的转移和变化这一具体的物质变化来实现的。
在（7.1）和（7.2）式所示的反应中，正负电子和介子都消失了,但是，宇宙物质的质量既没有增加，也没有减少，只是物质的存在形态发生了改变，它们变成了同样具有一定质量和能量的以其它形式存在的质磁波子。普通实粒子向质磁波子转变的结果是使低速运动的普通粒子变成以光速自旋和运动的粒子，在这一过程中，粒子系统的动能增大了，这种情况也只有通过粒子系统内部的库仑力作用才能实现。
8 宇宙空间的质磁波动方程
宇观系统属于非牛顿流体力学系统，空气和水等流体属于牛顿流体，所以，我们依然可以用理想流体介质波动方程来描述光的运动。理想流体的传播速度可以从一个静止参考系导出，连续介质的波动方程为
0)()(=??
+??
ρρt v x （8.1）
方程左边表示物质流的变化，右边表示密度的变化。方程表示物质流进出某一微小区域的比率等于物质在这一区域的积累率。
全动量方程为
??? ????+??-=??x v v t
v x p ρ （8.2） 左边表示某一片段在某时刻的受力，右边表示单位质量ρ的加速度。其中速度V 是时间和位置的函数V （x,t ），速度总微分方程为
dx x v
dt t v
dv ??+??= (8.3)
对dt 微分（注意dx/dt=v ）发现总加速度正是动量方程括号中的项。
另外，压力P 是密度的函数p(ρ)，惯性力的项可写成：
x c x d dp x p
??=??=??ρ
ρ
ρ2 (8.4)
其中ρd dp c /2=是波的传播速度。
这样，连续流体元方程和动量方程可以方便地表示为：
0=??+??+??t x v x v ρρρ
(8.5) 02=??+??+??x v
v t v
x c ρ
ρ (8.6)
这是非线性方程，但介质相对参考系的静止的，即V 接近于0。它们只是轻微振动以便完成干扰的传动过程。所以，有V 的项可以忽略。上述方程组取得简化形式：
01=??+??t
x v
ρρ (8.7) 012=??+??t v
x c ρ
ρ (8.8)
我们可以定义凝聚)ln(ρσ=，进一步简化方程组为：
0=??+??t x v
σ
(8.9)
02=??+??t v
x c σ
(8.10)
求方程(8.9)求对t 的偏导数和方程(8.10)对x 的偏导数可得：
0222=??+???t x
t v
σ (8.11) 0222
2=???+??t x v x c σ
(8.12)
上面两个偏微分方程交换给出
222221t c x ??=??σσ
(8.13)
这是理想气体中以速度C 传播的一维波动方程。
如果由方程(8.9)对x 求篇导数乘2c 而方程(8.10)对 t 求偏导数，交换后得：
222221t v c x v
??=?? (8.14)
波动的传播速度为：
ρd dP
c =2 (8.15)
这样，不管是凝聚σ（密度的自然对数)ln(ρσ=）还是介质速度ｖ都满足特征速度为ρd dp c /2=的
波动方程。
宇宙是一个主要由质磁波子组成的理想气体系统，上述方程适用于宇宙系统的光波速度的计算。计算光速度时使用宇宙系统的压强和密度。在以c=1的宇宙单位制中，后面将证明ρ=p 。则1/=ρd dp ，宇宙系统光速为C.
现在用宇宙系统和压强和密度关系推导宇宙系统光速公式。宇宙系统处于真空中，系统压强除了与系统总的引力有关之外，还与系统的表面张力有关，我们可以假设宇宙系统所受到的包括引力和张力的总合力如下：
2R GMM k kF F g == (8.16)
宇宙系统的压强为：
424R GM
k S F
p π== (8.17)
宇宙系统的密度为：
343R M
πρ= (8.18)
引力常数ZC G =，P 与ρ分别对R 求导数后可得光速公式如下：
R kZM
c 94= (8.19)
这与第二章推导所得的光速公式的形式完全相同，对比得出宇宙系统的张力系统为
5.4=k (8.20)
可见，宇宙真空中的波动将以C 的速度传播。这不仅仅限于光的传播。
9 质磁旋涡的磁场和电场
下面从磁旋等效的观点出发推导旋涡磁场、电场和电荷的表达式。
我们用三维的Helmholz 场势方程
0222ερ-=??-?t c p
p （9.1）
描述自旋粒子涡旋的压强和密度势p ，此时ρ是旋涡的密度。
现在定义涡旋场脉动的矢量势A 为
2.c v
p A = （9.2）
在Helmholz 方程两边乘以2/c v 得涡旋场脉动矢量势的波动方程为
J c v t c A
A 002222..μερ-=-=??-? （9.3）
v J ρ=
我们从涡旋场定义磁场感应强度为
)(A r o t A B =??= （9.4）
由A 的定义可以计算磁场感应强度为
22.c p A B ω
=??= （9.5）
B 的波动方程可由A 的波动方程(9.3)两边求旋度得到
)(0222J r o t t c B
B μ-=??-? （9.6）
定义电场强度E 为
t A
p E ??--?= （9.7）
可见，电场强度 E 由涡旋压强密度函数p ?和加速场函数t A ??/确定
现在用旋场中的兰姆矢量（科里奥利加速度）和洛仑兹力定义涡旋的电荷q 。对自旋场有
v t v
a ?=??=ω （9.8）
在自旋场中运动的自旋粒子，它受到的磁力为
B qv c p v p mc v m F ?=?=
?=2222ωω （9.9）
p mc
q 22= （9.10）
这里，电荷是粒子的能量和涡旋场的压强密度势之比，而在宇宙系统的质磁波子组成的理想流体中，旋涡的压强密度势与涡旋的质量成正比，所以自旋粒子的电荷与粒子的质量无关而表现出量子的特征。
（9.9）式表明电磁场与旋场完全等效。电磁场实际上是旋场中的科里奥利力的表现，电荷则是旋场中自旋粒子之间表现出的一种与质量无关的科里奥利力的相互作用关系。所以，电磁场实际上是万有引力的涡旋场，电磁力等价于涡旋场中的科里奥利力。这是万有磁学理论的基础。
从Helmholz 方程也可以导出麦克斯韦方程组，但这已经超出本书的基本原理的定位，不作讨论。
10 宇宙模型
1917年，爱因斯坦利用广义相对论考查宇宙，建立了一个有物质无运动的静态宇宙模型，这是现代宇宙学中第一个宇宙模型。但是，运动是物质存在的最基本的方式之一，静态宇宙模型显然是错误的。同年，荷兰的德西特（W.A.Desitter ）也用广义相对论考查宇宙，建立了一个无物质（或物质密度为零）有运动的宇宙模型，这种虚宇宙模型也是无法成立的。1922年，前苏联A .A 费里德曼通过求解爱因斯坦场方程建立了一个膨胀的宇宙模型。这一模型指出，宇宙是单调的膨胀还是震荡，关键在于宇宙物质的平均密度与临界密度的关系，如果宇宙的平均密度大于临界密度，宇宙的收缩才有可能出现，否则，宇宙将一直膨胀下去。1927年比利时勒梅特（G.Lemaitre ）提出了宇宙大尺度时空随时间推移而膨胀的观念，通过广义相对论建立了一个膨胀的宇宙模型。这时，河外星系红移的普遍发现为膨胀宇宙模型提供了证据。1948年，前苏联伽莫夫根据宇宙早期非平衡态过程的元素起源理论提出了大爆炸宇宙学假说。同年，英国邦迪等人提出了一个稳态宇宙模型，认为宇宙性质在大尺度时空范围内稳恒不变，不仅在时空上是均匀的和各向同性的，而且，在宇宙的任何时刻也完全相同。为了与宇宙膨胀这一观测事实相符，他们认为，虽然宇宙在
不断地膨胀，但物质可以不断地从虚空中创生出来，形成新的天体和天体系统，从而使宇宙物质的密度保持不变。这是一个典型的主观唯心主义宇宙模型，它认为物质可以从“虚空”中创生，这种观念违背了自然辩证法的基本要求，违背了质量守衡定律，因而是不能成立的。为了企图说明宇宙物质可以从虚空产生，早期我构想过微观黑洞模型，认为宇宙空间充满着微观的黑洞。由于黑洞对引力场的禁闭作用，我们没有感觉到这种微观黑洞的存在，当这种黑洞爆发的时候，我们才感受到这种物质的作用。霍金也提出了一种微观黑洞的模型。但我最终抛弃了微观黑洞的模型，原因是我觉得这毫无意义。如果我们呼吸的时候也呼进和呼出大量的微观黑洞，这种黑洞只能是子虚乌有。
现有宇宙学理论都承认了宇宙膨胀这一观测事实，特别是大爆炸宇宙模型，为解释宇宙氦丰度问题和微波背景辐射问题找到了基本方法，但是，它们都存在无法克服的自相矛盾，它们无法获得自然而合理的结果，这就暴露了这些理论本身的缺陷。宇观系统论的宇宙是一个具有一定的质量的宇观系统，宇宙的时空关系、能量质量关系、相互作用关系和热力学关系则按一定的规律演化。首先，宇宙的运动和演化遵循“局部不能突破整体”的完整性原理，所有宇宙物质的运动和变化都只能无条件地被局限在宇宙系统之内。宇宙中的一切物质，包括光和场辐射都不可能超出宇宙的系统空间。至于宇宙之外还有没有别的即便通过间接的途径也无法与宇宙物质产生相互作用的物质，这仅仅是一个思辨上的哲学问题，至少，它对宇宙内部的物质来说已经毫无意义。宇宙物质微观上的衰变-逆衰变作用于导致了宇宙整体膨胀-收缩的宏观运动。从总体上看，占宇宙系统绝大部分质量的质磁子辐射以光速向外膨胀或向内收缩。宇宙的膨胀-收缩过程是绝热的等熵过程，因而“热寂”的宇宙不可能出现。其次，宇宙的时空演化遵循典型的动力学规则。用宇观系统论可以精确地计算出宇宙各个演化阶段的物质状态参数，包括宇宙介质的温度和密度等。计算得出的物质状态参数与演化的具体物理事件所要求的物质条件完全相符。宇观系统论定量地解决了氦丰度问题、背景辐射问题等宇宙演化的各种问题。第三，宇宙系统是具有自旋运动的。宇宙物质的起源和演化遵循万有磁学规律，宇宙物质的运动形成了宇宙超级背景磁场。宇宙背景磁场在宇宙物质起源，正反粒子和正负电荷的形成以及天体系统的形成、运动和结构中起着决定性的作用。宇宙物质在宇宙质磁通道上按严格的质磁规律做质磁循环运动。宇宙演化的万有磁学规律解决了现有宇宙学和天体物理学中所谓的暗物质问题、环星系问题等。
从衰变自旋模型出发可以很合理地解释物质相互作用产生的内部原因。场相互作用的内因性既符合哲学上的规律，也符合自然科学特别是物理学规律。场相互作用是统一的，它来源于物质的运动和变化，来源于物质的衰变和自旋。宇宙系统是由高度统一的物质及其相互作用组成的、变化的、保持动态平衡的整体物质系统。宇宙系统主要由物质衰变辐射的质磁波子组成，宇宙系统内部的压力场是各向同性的。质磁波子在宇宙自旋系统的万有磁力的作用下产生涡旋运动形成基本粒子。电子和质子的结构分别与电子型星系和质子型星系的结构相同。中子是质子和电子的涡旋运动的结合，其结构与中子型星系相同。电荷只是基本粒子涡旋(自旋)运动表现出的属性。组成质子和中子的夸克只是涡旋中的旋臂表现的属性，不可能独立存在，粒子磁学的各种可能取向确定了自旋粒子和夸克的种类。其基本取向为上下，左右，前后6种，基本粒子的种类以6为基数。维持粒子衰变动态平衡而吸收质磁波子导致粒子动量对称性破缺产生万有引力，引起粒子角动量变化产生电磁力。
第九章 化学动力学基本原理 第一次课： 课程名称：物理化学 本课内容：§9.1引言 §9.2反应速率和速率方程 授课时间： 90 分钟 一、教学目的 通过本次教学，使学生了解明确反应速率，反应级数，反应分子数等概念，掌握反应速率的表示方法方程，并能熟练应用。 二、教学意义 通过本次授课，主要使学生了解动力学的基本概念，掌握反应速率的表示方法，了解动力学研究的意义。 三、教学重点 反应速率，反应级数，反应分子数，反应速率的表示方法 四、教学难点 反应速率的表示方法 五、教学方式 以电子课件为主，辅以少量板书的课堂讲授。 六、讲授内容 §9.1引言 1．化学动力学的任务和目的 2．化学动力学发展简史 3．反应机理的概念 §9.2反应速率和速率方程 1．反应速率的表示法 2．反应速率的实验测定 3．反应速率的经验表达式 4．反应级数 5．质量作用定律 七、讲授方法 §9.1引言 1．化学动力学的任务和目的 首先讲述化学动力学基本任务即研究各种因素对反应速率的影响，进而揭示化学反应发生的具体过程(即反应机理)。 2．化学动力学发展简史 以图片的形式向学生生动的展示化学动力学发展简史，加深学生的印象。3．反应机理的概念 以实例讲述学生所熟悉的许多化学反应并不是简单的一步反应就能实现的，而是经历了一系列具体步骤而最终实现的，从而引出反应机理的概念，即组成宏观总反应的基元反应的总和及其序列，称为“反应机理”或“反应历程”。 §9.2 反应速率和速率方程 1．反应速率的表示法 重点讲述反应速率的表示方法，所谓反应速率就是化学反应进行的快慢程度。国际上已普遍采用以反应进度随时间的变化率来定义反应速率。
M8空气动力学基础及飞行原理 1、绝对温度的零度是 A、-273℉ B、-273K C、-273℃ D、32℉ 2、空气的组成为 A、78％氮，20％氢和2％其他气体 B、90％氧，6％氮和4％其他气体 C、78％氮，21％氧和1％其他气体 D、21％氮，78％氧和1％其他气体 3、流体的粘性系数与温度之间的关系是? A、液体的粘性系数随温度的升高而增大。 B、气体的粘性系数随温度的升高而增大。 C、液体的粘性系数与温度无关。 D、气体的粘性系数随温度的升高而降低。 4、空气的物理性质主要包括A、空气的粘性 B、空气的压缩性 C、空气的粘性和压缩性 D、空气的可朔性 5、下列不是影响空气粘性的因素是 A、空气的流动位置 B、气流的流速 C、空气的粘性系数 D、与空气的接触面积 6、气体的压力
、密度<ρ>、温度
不变。 D、随高度增加可能增加，也可能减小。 9、空气的密度 A、与压力成正比。 B、与压力成反比。 C、与压力无关。 D、与温度成正比。 10、影响空气粘性力的主要因素: A、空气清洁度 B、速度剃度 C、空气温度 D、相对湿度 11、对于空气密度如下说法正确的是 A、空气密度正比于压力和绝对温度 B、空气密度正比于压力，反比于绝对温度 C、空气密度反比于压力，正比于绝对温度 D、空气密度反比于压力和绝对温度 12、对于音速．如下说法正确的是: A、只要空气密度大，音速就大 B、只要空气压力大，音速就大 C、只要空气温度高．音速就大 D、只要空气密度小．音速就大 13、假设其他条件不变，空气湿度大 A、空气密度大，起飞滑跑距离长 B、空气密度小，起飞滑跑距离长 C、空气密度大，起飞滑跑距离短 D、空气密度小，起飞滑跑距离短 14、一定体积的容器中,空气压力 A、与空气密度和空气温度乘积成正比 B、与空气密度和空气温度乘积成反比 C、与空气密度和空气绝对湿度乘积成反比 D、与空气密度和空气绝对温度乘积成正比 15、一定体积的容器中．空气压力 A、与空气密度和摄氏温度乘积成正比
化学动力学基础(一、二)习题
化学动力学基础(一、二)习题 一、选择题: 1、某反应的速率常数k=0.0462分－1，又知初始浓度为0.1mol.dm－3，则该反应的半衰期为: (A) 1/(6.93×10-2×0.12) (B) 15分(C) 30分(D) 1/(4.62×102×0.1)分 答案:（B） 2、某一级反应, 当反应物的浓度降为起始浓度的1％时,需要t1秒, 若将反应物的浓度提高一倍, 加快反应速率, 当反应物浓度降低为起始浓度的1％时, 需时为t2, 则: (A ) t1﹥t2(B) t1=t2 (C) t1﹤t2(D) 不能确定二者关系 答案:(B) 3、某反应物反应掉7/8所需的时间恰好是它反应掉1/2所需时间的3倍, 则该反应的级数是: (A) 零级(B) 一级反应(C) 三级反应(D) 二级反应 答案:(B )
4、反应A→B(Ⅰ);A→D(Ⅱ), 已知反应Ⅰ的活化能E1大于反应Ⅱ的活化能E2, 以下措施中哪一种不能改变获得B和D的比例: （A）提高反应温度(B) 降低反应温度 (C) 延长反应时间(D) 加入适当的催化剂 答案：C 5、由基元步骤构成的复杂反应:2A→2B+C A+C→2D，以C物质的浓度变化表示反应速率的速率方程(已知：-dC A/dt=K A1C A2-K A2C B2C c+K A3C A C C ) 则 (A)dC c/dt=K A1C A2-K A2C B2C c+K A3C A C C (B)dC c/dt=1/2K A1C A2-1/2K A2C B2C c+1/2K A3C A C C (C)dC c/dt=2K A1C A2-2K A2C B2C c+2K A3C A C C (D)dC D/dt=-K A3C A C C 答案：(B) 6、反应Ⅰ, 反应物初始浓度C0’, 半衰期t1/2’, 速率常数K1, 反应Ⅱ, 反应物初始浓度C0”, 半衰期t1/2”, 速率常数K2,
化学动力学基础(习题课) 1. 某金属的同位素进行β放射，经14d（1d=1天后，同位素的活性降低6.85%。求此同位素的蜕变常数和半衰期；要分解 90.0%，需经多长时间？ 解：设反应开始时物质的质量为100%，14d后剩余未分解者为100%-6.85%，则 代入半衰期公式得 一、是非题 下列各题中的叙述是否正确？正确的选“√”，错误的选“×”。 √× 1.反应速率系数k A与反应物A的浓度有关。 √× 2.反应级数不可能为负值。 √× 3.对二级反应来说，反应物转化同一百分数时，若反应物的初始浓度愈低，则所需时间愈短。 √× 4.对同一反应，活化能一定，则反应的起始温度愈低，反应的速率系数对温度的变化愈 敏感。 √× 5. Arrhenius活化能的定义是。
√× 6.若反应A?Y，对A为零级，则A的半衰期。 二、选择题 选择正确答案的编号： 某反应，A → Y，其速率系数k A=6.93min-1，则该反应物A的浓度从1.0mol×dm-3变到0.5 mol×dm-3所需时间是： (A)0.2min；(B)0.1min；(C)1min；(D)以上答案均不正确。 某反应，A → Y，如果反应物A的浓度减少一半，它的半衰期也缩短一半，则该反应的级数 为： (A)零级；(B)一级；(C)二级；(D)以上答案均不正确。 三、填空题 在以下各小题的“ 1.某化学反应经证明是一级反应，它的速率系数在298K时是k=( 2.303/3600)s-1，c0=1mol×dm-3。 (A)该反应初始速率u0为 (B)该反应的半衰期t1/2 (C)设反应进行了1h，在这一时刻反应速率u1为 2.只有一种反应物的二级反应的半衰期与反应的初始浓度的关系为 3.反应A → B+D中，反应物A初始浓度c A,0=1mol×dm-3，初速度u A,0=0.01mol×dm-3×s-1，假定该反 应为二级，则其速度常数k A为t1/2为。 4.某反应的速率系数k=4.62′10-2min-1，则反应的半衰期为 5.反应活化能E a=250kJ×mol-1，反应温度从300K升高到310K时，速率系数k增加
化学动力学基础（一） 一、简答题 1.反应Pb(C 2H 5)4=Pb+4C 2H 5是否可能为基元反应？为什么？ 2.某反应物消耗掉50％和75％时所需要的时间分别为t 1/2和 t 1/4，若反应对该反应物分别是一级、二级和三级，则t 1/2： t 1/4的比值分别是多少？ 3.请总结零级反应、一级反应和二级反应各有哪些特征？平行反应、对峙反应和连续反应又有哪些特征？ 4.从反应机理推导速率方程时通常有哪几种近似方法？各有什么适用条件？ 5.某一反应进行完全所需时间时有限的，且等于k c 0（C 0为反应物起始浓度），则该反应是几级反应？ 6. 质量作用定律对于总反应式为什么不一定正确？ 7. 根据质量作用定律写出下列基元反应速率表达式: （1）A+B→2P （2）2A+B→2P （3）A+2B→P+2s （4）2Cl 2+M→Cl 2+M 8.典型复杂反应的动力学特征如何? 9.什么是链反应?有哪几种? 10.如何解释支链反应引起爆炸的高界限和低界限? 11.催化剂加速化学反应的原因是什么? 二、证明题 1、某环氧烷受热分解，反应机理如下： 稳定产物?→??+?+??→??++??→??? +??→?432134 33k k k k CH R CH R CH RH CO CH R H R RH
证明反应速率方程为()()RH kc dt CH dc =4 2、证明对理想气体系统的n 级简单反应，其速率常数()n c p RT k k -=1。 三、计算题 1、反应2222SO Cl SO +Cl →为一级气相反应，320℃时512.210s k --=?。问在320℃ 加热90min ，22SO Cl 的分解百分数为若干？[答案：11.20%] 2、某二级反应A+B C →初速度为133105---???s dm mol ，两反应物的初浓度皆为 32.0-?dm mol ，求k 。[答案：11325.1---??=s mol dm k ] 3、781K 时22H +I 2HI →，反应的速率常数3-1-1HI 80.2dm mol s k =??，求2H k 。[答 案：113min 1.41---??=mol dm k ] 4、双光气分解反应32ClCOOCCl (g)2COCl (g)→可以进行完全，将反应物置于密 闭恒容容器中，保持280℃，于不同时间测得总压p 如下： [答案： 1.1581a =≈;-14-12.112h 5.8710s k -==?] 5、有正逆反应均为一级反应的对峙反应： D-R 1R 2R 32L-R 1R 2R 3CBr 已知半衰期均为10min ，今从D-R 1R 2R 3CBr 的物质的量为1.0mol 开始，试计算10min 之后，可得L-R 1R 2R 3CBr 若干？[答案：0.375mol] 6、在某温度时，一级反应A →B ，反应速率为0.10mol ·dm -3·s -1时A 的转化率 为75%，已知A 的初始浓度为0.50mol ·dm -3，求(1)起始反应初速率；(2)速率常数。[答案：r 0=0.40s -1 ; k = 0.80 dm 3·mol -1·s -1 ] 7、在某温度时，对于反应A+B →P ，当反应物初始浓度为0.446和0.166mol ·dm -3 时，测 得反应的半衰期分别为4.80和12.90min ，求反应级数。[答案：2] 8、某二级反应，已知两种反应物初始浓度均为0.1mol ·dm -3，反应15min 后变
附件5 药物非临床药代动力学研究技术指导原则 一、概述 非临床药代动力学研究是通过体外和动物体内的研究方法，揭示药物在体内的动态变化规律，获得药物的基本药代动力学参数，阐明药物的吸收、分布、代谢和排泄（Absorption, Distribution, Metabolism, Excretion, 简称ADME）的过程和特征。 非临床药代动力学研究在新药研究开发的评价过程中起着重要 作用。在药物制剂学研究中，非临床药代动力学研究结果是评价药物制剂特性和质量的重要依据。在药效学和毒理学评价中，药代动力学特征可进一步深入阐明药物作用机制，同时也是药效和毒理研究动物选择的依据之一；药物或活性代谢产物浓度数据及其相关药代动力学参数是产生、决定或阐明药效或毒性大小的基础，可提供药物对靶器官效应（药效或毒性）的依据。在临床试验中，非临床药代动力学研究结果能为设计和优化临床试验给药方案提供有关参考信息。 本指导原则是供中药、天然药物和化学药物新药的非临床药代动力学研究的参考。研究者可根据不同药物的特点，参考本指导原则，科学合理地进行试验设计，并对试验结果进行综合评价。 本指导原则的主要内容包括进行药物非临床药代动力学研究的 基本原则、试验设计的总体要求、生物样品的测定方法、研究项目（血
药浓度-时间曲线、吸收、分布、排泄、血浆蛋白结合、生物转化、对药物代谢酶活性及转运体的影响）、数据处理与分析、结果与评价等，并对研究中其他一些需要关注的问题进行了分析。附录中描述了生物样品分析和放射性同位素标记技术的相关方法和要求，供研究者参考。 二、基本原则 进行非临床药代动力学研究，要遵循以下基本原则： （一）试验目的明确； （二）试验设计合理； （三）分析方法可靠； （四）所得参数全面，满足评价要求； （五）对试验结果进行综合分析与评价； （六）具体问题具体分析。 三、试验设计 （一）总体要求 1. 受试物 中药、天然药物：受试物应采用能充分代表临床试验拟用样品和/或上市样品质量和安全性的样品。应采用工艺路线及关键工艺参数确定后的工艺制备，一般应为中试或中试以上规模的样品，否则应有充分的理由。应注明受试物的名称、来源、批号、含量（或规格）、保存条件、有效期及配制方法等，并提供质量检验报告。由于中药的特殊性，建议现用现配，否则应提供数据支持配制后受试物的质量稳定性及均匀性。当给药时间较
临床前药物代谢动力学研究指导原则 一、研究目的及内容 临床前进行药物动力学研究，日的在于了解新药在动物体内动态变化的规律及特点，给临床合理用药提供参考；其内容包括药物的吸收、分布、排泄、蛋白结合等。根据数学模型，求算重要的药物动力学参数。 二、动物选择与注意事项 必须采用成年、健康动物。常用动物为大鼠、小鼠、免、豚鼠、狗等。首选动物与性别尽量与药效学或毒理学研究所用动物一致。尽量在清醒状态下进行。动物进实验室应饲养3—5天再开始实验。给药途径要选择拟在临床上用的途径(如有特殊情况加以说明)。 三、药物在生物样品中的分离与测定 要建立一个灵敏、特异、重现性好的测定方法。 (一)灵敏度： 一般以ng(或ug)／ml(g)生物样品表示。 度，或能检测出Cmax的1／10浓度。 (二)特异性： 必须证明所测药物为原形药或其代谢产物。 (三)重现性： 用cv％表示药物加入生物样品中反复测定的变异系数，在实际所用标准曲线(至少四个浓度)范围内，日内变异系数争取达到5％以内，但不能超过10％。(四)标准曲线及回收率： 1．要指明药物的化学纯度。 2．要进行药物在血、尿、粪、胆汁及组织匀浆等中的标准曲线，每条标准曲线在应用浓度范围内，最少包含四个药物浓度；并指出其相关系数。要注意不同组织的空白干扰及回收率可能不同。 3．在所测浓度范围内，药物自生物样品的回收率不低于70％。(如有特殊情况，请加以说明。) (五)分离及测定： 1.根据实验室条件，首选先进的HPLC、HPTLC、GC等分离方法，以及可见光、紫外光、荧光等测定方法。 2．用放射性核素标记药物，在用前要进行纯度检查，放化纯度要＞95％。定位标记要指明标记位置。尽量不用以曝射法法制备的非定位3H标记物。 3．放射免疫法和酶标免疫法具有—定持异性，灵敏度高，但原药与其代谢产物或内源性物质常有交叉反应，需提供证据，说明其特异性。 4．生物检定法常能反映药效学本质．一般特异性较差，最好用特异性好的方法予以对比、证明，否则要加以说明。 四、药物动力学参数测定 (一)血药浓度一时间曲线(药一时曲线)： 1．给药后取血时间应注意到下列三个时相的时间点分布。光做项试，摸索各自范围。
第一章 一、大气的物理参数 1、大气的(7个)物理参数的概念 2、理想流体的概念 3、流体粘性随温度变化的规律 4、大气密度随高度变化规律 5、大气压力随高度变化规律 6、影响音速大小的主要因素 二、大气的构造 1、大气的构造（根据热状态的特征） 2、对流层的位置和特点 3、平流层的位置和特点 三、国际标准大气（ISA） 1、国际标准大气（ISA）的概念和基本内容 四、气象对飞行活动的影响 1、阵风分类对飞机飞行的影响（垂直阵风和水平阵风*） 2、什么是稳定风场？ 3、低空风切变的概念和对飞行的影响 五、大气状况对飞机机体腐蚀的影响 1、大气湿度对机体有什么影响？ 2、临界相对湿度值的概念 3、大气的温度和温差对机体的影响 第二章 1、相对运动原理 2、连续性假设 3、流场、定常流和非定常流 4、流线、流线谱、流管 5、体积流量、质量流量的概念和计算公式。 二、流体流动的基本规律 1、连续方程的含义和几种表达式（注意适用条件） 2、连续方程的结论:对于低速、不可压缩的定常流动，流管变细，流线变密，流速变快；流管变粗，流线变疏，流速变慢。 3、伯努利方程的含义和表达式 4、动压、静压和总压 5、伯努利方程的结论:对于不可压缩的定常流动，流速小的地方，压力大；而流速大的地方压力小。（这里的压力是指静压） 重点伯努利方程的适用条件：1）定常流动。2）研究的是在同一条流线上，或同一条流管上的不同截面。3）流动的空气与外界没有能量交换，即空气是绝热的。4)空气没有粘性，不可压缩——理想流体。 三、机体几何外形和参数 1、什么是机翼翼型； 2、翼型的主要几何参数； 3、翼型的几个基本特征参数 4、表示机翼平面形状的参数（6个） 5、机翼相对机身的角度（3个） 6、表示机身几何形状的参数四、作用在飞机上的空气动力 1、什么是空气动力？ 2、升力和阻力的概念 3、应用连续方程和伯努利方程解释机翼产生升力的原理 4、迎角的概念 5、低速飞行中飞机上的废阻力的种类、产生的原因和减少的方法； 6、诱导阻力的概念和产生的原因和减少的方法； 7、附面层的概念、分类和比较；附面层分离的原因 8、低速飞行时，不同速度下两类阻力的比较 9、升力与阻力的计算和影响因素 10、大气密度减小对飞行的影响 11、升力系数和升力系数曲线（会画出升力系数曲线、掌握升力随迎角的变化关系，零升力迎角和失速迎角的概念） 12、阻力系数和阻力系数曲线 13、掌握升阻比的概念 14、改变迎角引起的变化（升力、阻力、机翼的压力中心、失速等） 15、飞机大迎角失速和大迎角失速时的速度 16、机翼的压力中心和焦点概念和区别 六、高速飞行的一些特点 1、什么是空气的可压缩性？ 2、飞行马赫数的含义 3、流速、空气密度、流管截面积之间关系 4、对于“超音速流通过流管扩张来加速”的理解 5、小扰动在空气中的传播及其传播速度 6、什么是激波？激波的分类 7、气流通过激波后参数的变化 8、什么是波阻 9、什么是膨胀波？气流通过膨胀波后参数的变化 10、临界马赫数和临界速度的概念 11、激波失速和大迎角失速的区别 12、激波分离 13、亚音速、跨音速和超音速飞行的划分* 14、采用后掠机翼的优缺点比较 第三章 一、飞机重心、机体坐标和飞机在空中运动的自由度 1、机体坐标系的建立 2、飞机在空中运动的6个自由度 二、飞行时作用在飞机上的外载荷及其平衡方程 外载荷组成平衡力系的2个条件*： ①、外载荷的合力等于零（外载荷在三个坐标轴投影之和分别等于零）∑x = 0 ∑Y = 0 ∑Z = 0 ②、外载荷的合力矩等于零(外载荷对三个坐标轴力矩之和分别等于零) ∑Mx=0 ∑My= 0 ∑Mz= 0 1、什么是定常飞行和非定常飞行？ 2、定常飞行时，作用在飞机上的载荷平衡条件和平衡方程组
5202 反应 2O 3→ 3O 2的速率方程为 - d[O 3]/d t = k [O 3]2[O 2]-1 ， 或者 d[O 2]/d t = k '[O 3]2[O 2]-1，则速率常数 k 和 k ' 的关系是： ( ) (A) 2k = 3k ' (B) k = k ' (C) 3k = 2k ' (D) -k /2 = k '/3 5203 气相反应 A + 2B ─→ 2C ，A 和 B 的初始压力分别为 p A 和 p B ，反应开始时 并无 C ，若 p 为体系的总压力，当时间为 t 时，A 的分压为： ( ) (A) p A - p B (B) p - 2p A (C) p - p B (D) 2(p - p A ) - p B 5204 对于反应 2NO 2= 2NO + O 2，当选用不同的反应物和产物来表示反应速率时，其相互关系为：( ) (A) -2d[NO 2]/d t = 2d[NO]/d t = d[O 2]/d t (B) - d[NO 2]/2d t = d[NO]/2d t = d[O 2]/d t = d ξ /d t (C) - d[NO 2]/d t = d[NO]/d t = d[O 2]/d t (D) - d[NO 2]/2d t = d[NO]/2d t = d[O 2]/d t = 1/V d ξ /d t 5207 气相基元反应 2A k 1 B 在一恒容的容器中进行，p 0为 A 的初始压力, p t 为时间 t 时反应 体系总压，此反应速率方程 d p t / d t = 。 - k (2p t - p 0)2 5208 有一反应 mA → nB 是一简单反应，其动力学方程为 -d c A / d t = kc A m ， c A 的单位为 mol ·dm -3， 时间单位为 s ，则： (1) k 的单位为 ___________ mol 1- m ·dm 3( m -1)·s -1 (2) 以d c B /d t 表达的反应速率方程和题中给的速率方程关系为 B A A A 1d 1d 'd d m m c c k c k c n t m t m =-== 5209 反应 2N 2O 5─→ 4NO 2+ O 2 在328 K 时，O 2(g)的生成速率为0.75×10-4 mol ·dm -3·s -1。 如 其间任一中间物浓度极低, 难以测出, 则该反应的总包反应速率为 _______________mol ·dm -3·s -1, N 2O 5 之消耗速率为__________ mol ·dm -3·s -1，NO 2之生成速率为_______________mol ·dm -3·s -1 。0.75×10-4, 1.50×10-4, 3.00×10-4 5210 O 3分解反应为 2O 3─→3O 2 ，在一定温度下, 2.0 dm 3容器中反应。实验测出O 3每秒消耗1.50× 10-2 mol, 则反应速率为_______________mol ·dm -3·s -1氧的生成速率为_______________mol ·dm -3·s -1, d ξ /d t 为_______________ 0.75×10-2, 2.25×10-2, 1.50×10-2.。 5211 2A ＋B ＝2C 已知反应某一瞬间, r A ＝12.72 mol ·dm -3·h -1, 则 r B ＝ , r C ＝_____________r B ＝6.36 mol ·dm -3·h -1, r C ＝12.72mol ·dm -3·h -1 5212分别用反应物和生成物表示反应A ＋3B ＝2C 的反应速率, 并写出它们间关系为： 。 r A ＝13r B ＝12 r C 5222 有关基元反应的描述在下列诸说法中哪一个是不正确的： ( ) (A) 基元反应的级数一定是整数 (B) 基元反应是“态－态”反应的统计平均结果 (C) 基元反应进行时无中间产物，一步完成 (D) 基元反应不一定符合质量作用定律 5223 400 K 时，某气相反应的速率常数k p = 10-3(kPa)-1·s -1，如速率常数用 k C 表示，则 k C 应为： (A) 3.326 (mol ·dm -3)-1·s -1 k C = k p (RT ) (B) 3.0×10-4 (mol ·dm -3)-1·s -1 (C) 3326 (mol ·dm -3)-1·s -1 (D) 3.0×10-7 (mol ·dm -3)-1·s -1 5224 如果反应 2A + B ＝ 2D 的速率可表示为：
指导原则编号： 【H】G P T 5-1 化学药物非临床药代动力学研究 技术指导原则 二○○五年三月
目 录 一、概述 (1) 二、基本原则 (2) 三、试验设计 (2) （一）总体要求 (2) （二）生物样本的药物测定方法 (3) （三）研究项目 (4) 四、数据处理与分析 (9) 五、结果与评价 (9) 六、常见问题与处理思路 (10) 七、参考文献 (13) 八、附录（生物样品的分析方法） (15) 九、著者 (21)
化学药物非临床药代动力学研究技术指导原则 一、概述 非临床药代动力学研究是通过动物体内、外和人体外的研究方法，揭示药物在体内的动态变化规律，获得药物的基本药代动力学参数，阐明药物的吸收、分布、代谢和排泄的过程和特点。 非临床药代动力学研究在新药研究开发的评价过程中起着重要作用。在药效学和毒理学评价中，药物或活性代谢物浓度数据及其相关药代动力学参数是产生、决定或阐明药效或毒性大小的基础，可提供药物对靶器官效应（药效或毒性）的依据；在药物制剂学研究中，非临床药代动力学研究结果是评价药物制剂特性和质量的重要依据；在临床研究中，非临床药代动力学研究结果能为设计和优化临床研究给药方案提供有关参考信息。 本指导原则是供药物研究开发机构进行化学药品新药的非临床药代动力学研究的参考，而不是新药申报的条框要求。研究者可根据不同药物的特点，参考本指导原则，科学合理地进行试验设计，并对试验结果进行综合评价。 本指导原则的主要内容包括进行非临床药代动力学研究的基本原则、试验设计的总体要求、生物样品的药物分析方法、研究项目（血药浓度-时间曲线、吸收、分布、排泄、血浆蛋白结合、生物转化、对药物代谢酶活性的影响）、数据处理与分析、结果与评价等，并对研究中的一些常见问题及处理思路进行了分析。
空气动力学原理 空气动力学在科学的范畴里是一门艰深的度量科学，一辆汽车在行使时，会对相对静止的空气造成不可避免的冲击，空气会因此向四周流动，而蹿入车底的气流便会被暂时困于车底的各个机械部件之中，空气会被行使中的汽车拉动，所以当一辆汽车飞驰而过之后，地上的纸张和树叶会被卷起。此外，车底的气流会对车头和引擎舱内产生一股浮升力，削弱车轮对地面的下压力，影响汽车的操控表现。 另外，汽车的燃料在燃烧推动机械运转时已经消耗了一大部分动力，而当汽车高速行使时，一部分动力也会被用做克服空气的阻力。所以，空气动力学对于汽车设计的意义不仅仅在于改善汽车的操控性，同时也是降低油耗的一个窍门。 对付浮升力的方法 对付浮升力的方法，其一可以在车底使用扰流板。不过，今天已经很少有量产型汽车使用这项装置了，其主要原因是因为研发和制造的费用实在太过高昂。在近期的量产车中只有FERRARI 360M 、LOTUS ESPRIT 、NISSAN SKYLINE GT－R还使用这样的装置。 另一个主流的做法是在车头下方加装一个坚固而比车头略长的阻流器。它可以将气流引导至引擎盖上，或者穿越水箱格栅和流过车身。至于车尾部分，其课题主要是如何令气流顺畅的流过车身，车尾的气流也要尽量保持整齐。 如果在汽车行驶时，流过车体的气流可以紧贴在车体轮廓之上，我们称之为A TTECHED 或者LAMINAR（即所谓的流线型）。而水滴的形状就是现今我们所知的最为流线的形状了。不过并非汽车非要设计成水滴的形状才能达到最好的LAMINAR，其实传统的汽车形态也可以达到很好的LAMIAR的效果。常用的方法就是将后挡风玻璃的倾斜角控制在25度之内。FERRARI 360M和丰田的SUPRA就是有此特点的双门轿跑车。 其实仔细观察这类轿跑车的侧面，就不难发现从车头至车尾的线条会朝着车顶向上呈弧形，而车底则十分的平坦，其实这个形状类似机翼截面的形状。当气流流过这个机翼形状的物体时，从车体上方流过的气体一定较从车体下方流过的快，如此一来便会产生一股浮升力。随着速度的升高，下压力的损失会逐渐加大。虽然车体上下方的压力差有可能只有一点点，但是由于车体上下的面积较大，微小的压力差便会造成明显的抓着力分别。一般而言，车尾更容易受到浮升力的影响，而车头部分也会因此造成操控稳定性的问题。 传统的房车、旅行车和掀背车这类后挡风玻璃较垂直的汽车，浮升力对它们的影响会较为轻微，因为气流经过垂直的后窗后就已经散落，形成所谓的乱流效果，浮升力因此下降，但是这些乱流也正是气流拉力的来源。有些研究指出像GOLF之类的两厢式掀背车，如车顶和尾窗的夹角在30度之内，它所造成的气流拉力会较超过30度的设计更低。所以有些人就会想当然的认为只要将后窗的和车顶的夹角控制在28至32度之间，就能同时兼顾浮升力和空气拉力的问题。其实问题并没有那么简单，在这个角度范围里气流既不能紧贴在车体上也不足以造成乱流，如此一来将很难预计空气的流动情况。因为汽车在行驶时并非在一个水平面上行驶，随着悬挂系统的上下运动，其实汽车的离地距离是一个变量，而气流在流过车体上下所造成的压力差也会随时改变，同时在车辆过弯时车尾左右的气流动态也会对车尾的
第十二章新药临床前药物代谢动力学研究 第一节新药临床前药物代谢动力学研究的目的和意义 创新药物的开发是一项高风险、高投入和高回报的产业。一旦一个创新药物开发成功并上市就可以为开发者带来巨额的利润。但目前创新药物开发的成功率的很低,命中率约为五万分之一,在发达国家开发成功一种新药需要耗资5-10亿美元左右,研究周期约在10年左右。许多体外研究认为很有前途的候选化合物可能因在体内活性很低甚至无体内活性或体内具有较大的毒性而夭折，造成极大的人力和财力的浪费。缺乏体内活性可能是由于其药动学性质不理想，如首关消除较强或不易通过肠黏膜被吸收，生物利用度太低；或代谢太快，半衰期太短；或不易通过生物膜而进入靶器官。而体内的毒性则可能是由于其在体内形成的毒性代谢物所致。据文献报道进入临床试验后约有40%的候选化合物是由于药动学方面的原因而被淘汰的，这足以说明药动学研究在创新药开发研究中的作用。一个候选化合物不仅要有较高的体外活性和较低的毒性，还应具有理想的药动学性质，即较高的生物利用度和理想的半衰期。因此，在新药开发的早期阶段，可利用各种体内和体外模型对候选化合物药动学进行初筛，以便在研究开发的早期就确定该候选化合物是否有继续开发的价值，并可以根据筛选的结果对先导化合物进行结构改造或修饰，以获得具有良好药动学特性的新候选化合物。最优的候选化合物是从一次次的优化循环中诞生的，每一次的优化循环都通过药理学、毒理学和药动学筛选结果反馈来指导下一步合成或结构改造。这样循环往复最终产生具有良好的药理学、毒理学和药动学特性的最佳候选化合物，进入下一步的临床研究。由此可见新药的临床前药动学研究在创新药物的开发研究中占有重要的地位，它与临床前药理学研究和毒理学研究一起构成一个三位一体的完整的新药筛选和评价体系。 临床前药动学研究的目的是阐明新药在体内吸收、分布、代谢和排泄的过程和特点，并提供一些重要的药动学参数，进而揭示新药在体内动态变化规律性，包括吸收的速度和程度；全身分布情况，药物的血浆蛋白结合率；阐明代谢物的结构、转化途径及其动力学；排泄的途径、速率和排泄量。它可以为 293
5202 反应 2O 3→ 3O 2的速率方程为 - d[O 3]/d t = k [O 3]2[O 2]-1 ， 或者 d[O 2]/d t = k '[O 3]2[O 2]-1，则速率常数 k 和 k ' 的关系是： ( ) (A) 2k = 3k ' (B) k = k ' (C) 3k = 2k ' (D) -k /2 = k '/3 5203 气相反应 A + 2B ─→ 2C ，A 和 B 的初始压力分别为 p A 和 p B ，反应开始时 并无 C ，若 p 为体系的总压力，当时间为 t 时，A 的分压为： ( ) (A) p A - p B (B) p - 2p A (C) p - p B (D) 2(p - p A ) - p B 5204 对于反应 2NO 2= 2NO + O 2，当选用不同的反应物和产物来表示反应速率时，其相互关系为：( ) (A) -2d[NO 2]/d t = 2d[NO]/d t = d[O 2]/d t (B) - d[NO 2]/2d t = d[NO]/2d t = d[O 2]/d t = d ξ /d t (C) - d[NO 2]/d t = d[NO]/d t = d[O 2]/d t (D) - d[NO 2]/2d t = d[NO]/2d t = d[O 2]/d t = 1/V d ξ /d t 5207 气相基元反应 2A k 1 B 在一恒容的容器中进行，p 0为 A 的初始压力, p t 为时间 t 时反应 体系总压，此反应速率方程 d p t / d t = 。 - k (2p t - p 0)2 5208 有一反应 mA → nB 是一简单反应，其动力学方程为 -d c A / d t = kc A m ， c A 的单位为 mol ·dm -3， 时间单位为 s ，则： (1) k 的单位为 ___________ mol 1- m ·dm 3( m -1)·s -1 (2) 以d c B /d t 表达的反应速率方程和题中给的速率方程关系为 B A A A 1d 1d 'd d m m c c k c k c n t m t m =-== 5209 反应 2N 2O 5─→ 4NO 2+ O 2 在328 K 时，O 2(g)的生成速率为0.75×10-4 mol ·dm -3·s -1。 如其间任一中间物浓度极低, 难以测出, 则该反应的总包反应速率为 _______________mol ·dm -3·s -1, N 2O 5之消耗速率为__________ mol ·dm -3·s -1，NO 2之生成速率为_______________mol ·dm -3·s -1 。0.75×10-4, 1.50×10-4, 3.00×10-4 5210 O 3分解反应为 2O 3─→3O 2 ，在一定温度下, 2.0 dm 3容器中反应。实验测出O 3每秒消耗1.50×10-2 mol, 则反应速率为_______________mol ·dm -3·s -1氧的生成速率为_______________mol ·dm -3·s -1, d ξ /d t 为_______________ 0.75×10-2, 2.25×10-2, 1.50×10-2.。 5211 2A ＋B ＝2C 已知反应某一瞬间, r A ＝12.72 mol ·dm -3·h -1, 则 r B ＝ , r C ＝_____________r B ＝6.36 mol ·dm -3·h -1, r C ＝12.72mol ·dm -3·h -1 5212分别用反应物和生成物表示反应A ＋3B ＝2C 的反应速率, 并写出它们间关系为： 。r A ＝ 13r B ＝1 2 r C 5222 有关基元反应的描述在下列诸说法中哪一个是不正确的： ( ) (A) 基元反应的级数一定是整数 (B) 基元反应是“态－态”反应的统计平均结果 (C) 基元反应进行时无中间产物，一步完成 (D) 基元反应不一定符合质量作用定律 5223 400 K 时，某气相反应的速率常数k p = 10-3(kPa)-1·s -1，如速率常数用 k C 表示，则 k C 应为： (A) 3.326 (mol ·dm -3)-1·s -1 k C = k p (RT ) (B) 3.0×10-4 (mol ·dm -3)-1·s -1 (C) 3326 (mol ·dm -3)-1·s -1 (D) 3.0×10-7 (mol ·dm -3)-1·s -1 5224 如果反应 2A + B ＝ 2D 的速率可表示为：
空气动力学基础及飞行原理笔试题 1绝对温度的零度是：C A -273℉ B -273K C -273℃ D 32℉ 2 空气的组成为C A 78％氮，20％氢和2％其他气体 B 90％氧，6％氮和4％其他气体 C78％氮，21％氧和1％其他气体 D 21％氮，78％氧和1％其他气体 3 流体的粘性系数与温度之间的关系是? B A液体的粘性系数随温度的升高而增大。 B气体的粘性系数随温度的升高而增大。 C液体的粘性系数与温度无关。 D气体的粘性系数随温度的升高而降低。 4 在大气层内，大气密度：C A在同温层内随高度增加保持不变。B随高度增加而增加。 C随高度增加而减小。D随高度增加可能增加，也可能减小。 5 在大气层内，大气压强：B A随高度增加而增加。B随高度增加而减小。 C在同温层内随高度增加保持不变。C随高度增加可能增加，也可能减小。 6 增出影响空气粘性力的主要因素 B C A空气清洁度B速度梯度C空气温度D相对湿度 7 对于空气密度如下说法正确的是B A空气密度正比于压力和绝对温度B空气密度正比于压力，反比于绝对温度C空气密度反比于压力，正比于绝对温度D空气密度反比于压力和绝对温度 8 “对于音速．如下说法正确的是”C A只要空气密度大，音速就大”B“只要空气压力大，音速就大“ C”只要空气温度高．音速就大”D“只要空气密度小．音速就大” 9 假设其他条件不变，空气湿度大：B A空气密度大，起飞滑跑距离长B空气密度小，起飞滑跑距离长 C空气密度大，起飞滑跑距离短D空气密度小，起飞滑跑距离短 10一定体积的容器中。空气压力D A与空气密度和空气温度乘积成正比B与空气密度和空气温度乘积成反比
第九章 化学动力学基本原理 练习题（1） 1 试确定Arrhenius 参数A 和E a ，并求活化焓和活化熵（用平均温度500K ） 2 基元反应,2A(g)+B(g)＝＝E(g),将2mol 的A 与1mol 的B 放入1升容器中混合并反应,那么反应物消耗一半时的反应速率与反应起始速率间的比值是多少？: 3 反应aA==D ，A 反应掉15/16所需时间恰是反应掉3/4所需时间的2倍，则该反应是几级。 4 双分子反应2A(g)?→? k B(g) + D(g),在623K 、初始浓度为0.400mol dm －3 时,半衰期为 105s,请求出 (1) 反应速率常数k (2) A(g)反应掉90%所需时间为多少? (3) 若反应的活化能为140 kJ mol -1, 573K 时的最大反应速率为多少? 5 500K 时气相基元反应A + B = C ， 当A 和B 的初始浓度皆为0.20 mol dm -3时，初始速 率为5.0×10-2 mol dm -3 s -1 (1) 求反应的速率系数k ； (2) 当反应物A 、B 的初始分压均为50 kPa （开始无C ），体系总压为75 kPa 时所需时间为多少？ 6 已知在540―727K 之间和定容条件下，双分子反应CO （g ）+ NO 2（g ）→CO 2（g ）+NO （g ）的速率系数k 表示为 k / (mol -1 dm 3 s -1) = 1.2×1010exp[E a /(RT )]，E a = -132 kJ mol -1。若在600K 时，CO 和NO 2的初始压力分别为667和933Pa ，试计算： (1) 该反应在600K 时的k 值； (2) 反应进行10 h 以后，NO 的分压为若干。 7 N 2O （g ）的热分解反应为,(g)O )g (N 2O(g)N 22222 +?→? k 从实验测出不同温度时各个起始压力与半衰期值如下： (1) 求反应级数和两种温度下的速率系数k p 和k c 。 (2)求活化能E a 。 (3)若1030K 时N 2O(g) 的初始压力为54.00 kPa ，求压力达到64.00kPa 时所需时间。 8 某天然矿含放射性元素铀，其蜕变反应为 Pb Ra U ?→??→??→??→? R a U k k 设已达稳态放射蜕变平衡，测得镭与铀的浓度比保持为[Ra]/[U]=3.47×10-7 ，产物铅与 铀的浓度比为[Pb]/[U]=0.1792 ，已知镭的半衰期为1580年，
第四单元飞机与飞机系统 第一章空气动力学基础知识 大气层和标准大气 地球大气层 地球表面被一层厚厚的大气层包围着。飞机在大气层内运动时要和周围的介质——空气——发生关系，为了弄清楚飞行时介质对飞机的作用，首先必须了解大气层的组成和空气的一些物理性质。 根据大气的某些物理性质，可以把大气层分为五层：即对流层(变温层)、平流层(同温层)、中间层、电离层(热层)和散逸层。 对流层的平均高度在地球中纬度地区约11公里，在赤道约17公里，在两极约8公里。对流层内的空气温度、密度和气压随着高度的增加而下降，并且由于地球对大气的引力作用，在对流层内几乎包含了全部大气质量的四分之三，因此该层的大气密度最大、大气压力也最高。大气中含有大量的水蒸气及其它微粒，所以云、雨、雪、雹及暴风等气象变化也仅仅产生在对流层中。另外，由于地形和地面温度的影响，对流层内不仅有空气的水平流动，还有垂直流动，形成水平方向和垂直方向的突风。对流层内空气的组成成分保持不变。 从对流层顶部到离地面约30公里之间称为平流层。在平流层中，空气只有水平方向的流动，没有雷雨等现象，故得名为平流层。同时该层的空气温度几乎不变，在同一纬度处可以近似看作常数，常年平均值为摄氏零下度，所以又称为同温层。同温层内集中了全部大气质量的四分之一不到一些，所以大气的绝大部分都集中在对流层和平流层这
两层大气内，而且目前大部分的飞机也只在这两层内活动。 中间层从离地面30公里到80至100公里为止。中间层内含有大量的臭氧，大气质量只占全部大气总量的三千分之一。在这一层中，温度先随高度增加而上升，后来又下降。 中间层以上到离地面500公里左右就是电离层。这一层内含有大量的离子(主要是带负电的离子)，它能发射无线电波。在这一层内空气温度从-90℃升高到 1 000℃，所以又称为热层。高度在150公里以上时，由于空气非常稀薄，已听不到声音。 散逸层位于距地面500公里到1 600公里之间，这里的空气质量只占全部大气质量的1011 ，是大气的最外一层，因此也称之为“外层大气”。 大气的物理性质 大气的物理性质主要包括：温度、压强、密度、粘性和可压缩性等。 气体的压强p是指气体作用于容器内壁的单位面积上的正压力。大气的压强是指大气垂直地作用于物体表面单位面积上的力。 随着高度的增加，由于大气越来越稀薄，大气的压强逐渐降低。 气体的温度T表征气体的冷热程度，是与气体分子运动密切相关的。温度的度量单位常用摄氏温标t[℃]和绝对温标T[K]来表示。从微观来看，气体分子作不规则的热运动时，它的运动平均动能越大，则宏观表现为温度越高。气体分子运动的平均动能与绝对温度成正比。在绝对温标零点，理想气体的分子热运动就终止了。 单位体积物体所含有的质量称为密度。在国际单位制中，密度的单位是千克/米3。空气的密度与压力的变化成正比，与温度的变化成反比。随着高度的增加，大气的密度逐渐降低。 当气体层间发生相对运动或气体与物体间发生相对运动时，在气体内部两个流体层接触面上或者在气体与物体的两个接触面上，便产生相互牵扯和相互粘连的内摩擦力，