Constante física

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Uma constante física é uma grandeza física que acredita-se ser tanto geral na natureza quanto constante no tempo. Pode ser comparada com uma constante matemática, que é um valor numérico fixo mas não envolve diretamente qualquer medida física.[1]

Existem muitas constantes físicas na ciência, algumas das mais reconhecidas sendo a velocidade da luz no vácuo c, a constante gravitacional G, a constante de Planck h e a carga elementar e. Constantes físicas podem tomar diversas formas dimensionais, podendo ser dimensionais, como a velocidade da luz, ou adimensionais, como a constante de estrutura fina \alpha.

O quão constantes são as constantes físicas?[editar | editar código-fonte]

A partir de 1937 com Paul Dirac, alguns cientistas começaram a especular a possibilidade de as constantes físicas decrescerem proporcionalmente à idade do universo. Experimentos científicos ainda não apontaram evidências definitivas de que isso seja verdade, apesar de eles terem colocado limites superiores na máxima variação relativa possível por ano com valores muito baixos (por volta de 10^{-5} por ano para a constante de estrutura fina \alpha e 10^{-11} para a constante gravitacional G).[2] [3]

Valores de algumas constantes físicas[editar | editar código-fonte]

Constantes físicas fundamentais[editar | editar código-fonte]

Quantidade[1] Símbolo Valor
Velocidade da luz c \, 299 792 458 ~m \cdot s^{-1}
Constante de gravitação universal G \, 6,67428 \cdot 10^{-11} ~m^3 \cdot kg^{-1} \cdot s^{-2}
Constante de Planck h \, 6,626 068 96 \cdot 10^{-34} J \cdot s
Constante reduzida de Planck \hbar = \frac{h}{(2 \pi)} 1,054 571 628 \cdot 10^{-34} J \cdot s

Constantes eletromagnéticas[editar | editar código-fonte]

Quantidade[1] Símbolo Valor
Permeabilidade magnética no vácuo  \mu_0 \, 4 \pi \cdot 10^{-7} ~N \cdot A^{-2} = 1,256 637 061 \cdot 10^{-6} N \cdot A^{-2}
Permissividade no vácuo  \epsilon_0 = \frac{1}{(\mu_0 c^2)} \, 8,854 187 817 \cdot 10^{-12} ~F \cdot m^{-1}
Impedância característica do vácuo Z_0 = \mu_0 c \, 376,730 313 461 ~ \Omega
Constante de Coulomb \kappa = \frac{1}{4\pi\epsilon_0} \, 8,987 551 787 4 \cdot 10^9 N \cdot m^2 \cdot C^{-2}
Carga elementar e \, 1,602 176 487 \cdot  10^{-19} C
Magneton de Bohr \mu_B = \frac{e \hbar}{2 m_e} 927,400 915 \cdot 10^{-26} J \cdot T^{-1}

Constantes atômicas e nucleares[editar | editar código-fonte]

Quantidade[1] Símbolo Valor
Raio de Bohr a_0 = \frac{ \alpha}{4 \pi R_\infin} \, 0,529 177 2108 \cdot 10^{-10} m
Raio clássico do elétron r_e = \frac{e^2}{4\pi\epsilon_0 m_e c^2} \, 2,817 940 2894 \cdot 10^{-15} m
Massa do elétron m_e \, 9,109 382 15 \cdot 10^{-31} {kg}
Constante de estrutura fina \alpha = \frac{\mu_0 e^2 c}{(2 h)} = \frac{e^2}{(4 \pi \epsilon_0 \hbar c)} \, 7,297 352 5376 \cdot 10^{-3}
Energia de Hartree E_h = 2 R_\infin h c \, 4,359 744 17 \cdot 10^{-18} J
Massa do próton m_p \, 1,672 621 637 \cdot 10^{-27} {kg}
Constante de Rydberg R_\infin = \frac{\alpha^2 m_e c}{2 h} \, 10 973 731,568 525 ~m^{-1}

Constantes Físico-Química[editar | editar código-fonte]

Quantidade[1] Símbolo Valor[4] [1] (Unidades do SI) Incerteza padrão relativa
Constante de massa atômica m_{\mathrm{u}} = 1\,\mathrm{u} \, 1.660 538 921(73) \cdot 10^{-27} ~{kg} 4.4 \cdot 10^{-8}
Constante de Avogadro N_{\mathrm{A}}, L \, 6.022 141 29(27) \cdot 10^{23} ~{mol}^{-1} 4.4 \cdot 10^{-8}
Constante de Boltzmann k = k_{\mathrm{B}} = \frac{R}{N_{\mathrm{A}}} \, 1.380 6488(13) \cdot 10^{-23} ~J \cdot K^{-1} 9.1 \cdot 10^{-7}
Constante de Faraday F = N_{\mathrm{A}} e \, 96 485.3365(21) C \cdot {mol}^{-1} 2.2 \cdot 10^{-8}
Primeira constante da radiação c_1 = 2 \pi h c^2 \, 3.741 771 53(17) \cdot 10^{-16} ~W \cdot m^2 4.4 \cdot 10^{-8}
para radiação espectral c_{\mathrm{1L}} \, 1.191 042 869(53) \cdot 10^{-16} ~W \cdot m^2 \cdot {sr}^{-1} 4.4 \cdot 10^{-8}
Constante de Loschmidt em T = 273.15 K e p = 101.325 {kPa} n_0 = \frac{N_{\mathrm{A}}}{V_{\mathrm{m}}} \, 2.686 7805(24) \cdot 10^{25} m^{-3} 9.1 \cdot 10^{-7}
Constante universal dos gases perfeitos R \, 8.314 4621(75) J \cdot K^{-1} \cdot {mol}^{-1} 9.1 \cdot 10^{-7}
Constante molar de Planck N_{\mathrm{A}} h \, 3.990 312 7176(28) \cdot  10^{-10} ~J \cdot s \cdot {mol}^{-1} 7.0 \cdot 10^{-10}
volume molar de um gás ideal em T = 273.15 ~K e p = 100 ~{kPa} V_{\mathrm{m}} = \frac{R T}{p} \, 2.271 0953(21) \cdot 10^{-2} m^3 \cdot {mol}^{-1} 9.1 \cdot 10^{-7}
em T = 273.15 ~K e p = 101.325 ~{kPa} 2.241 3968(20) \cdot 10^{-2} m^3 \cdot {mol}^{-1} 9.1 \cdot 10^{-7}
Constante de Sackur-Tetrode em T = 1 ~K e p = 100 ~{kPa} \frac{S_0}{R} = \frac{5}{2}
 + \ln\left[ (\frac{2\pi m_{\mathrm{u}} k T} {h^2})^{\frac{3}{2}} \frac{k T}{p} \right]
-1.151 7078(23) 2.0 \cdot 10^{-6}
em T = 1 ~K e p = 101.325 ~{kPa} -1.164 8708(23) 1.9 \cdot 10^{-6}
Segunda constante de radiação c_2 = \frac{h c}{k} \, 1.438 7770(13) \cdot 10^{-2} ~m \cdot K 9.1 \cdot 10^{-7}
Constante de Stefan-Boltzmann \sigma = \frac{\pi^2 k^4}{60 \hbar^3 c^2} 5.670 373(21) \cdot 10^{-8} ~W \cdot m^{-2} \cdot K^{-4} 3.6 \cdot 10^{-6}
Constante de dispersão de Wien b = \frac{h c k^{-1}}{4.965 114 231 \cdot \cdot \cdot} 2.897 7721(26) \cdot 10^{-3} ~m \cdot K 9.1 \cdot  10^{-7}

Ver também[editar | editar código-fonte]

Referências

  1. a b c d e f Mohr, Peter J.; Taylor, Barry N.; Newell, David B. (2008). "CODATA Recommended Values of the Fundamental Physical Constants: 2006". Rev. Mod. Phys. 80 (2): 633–730. Arxiv. doi:10.1103/RevModPhys.80.633. (em inglês)
  2. Duff, Michael J. "Comment on time-variation of fundamental constants Comment on time-variation of fundamental constants." High Energy Physics - Theory, 2004. Arxiv (em inglês)
  3. Duff, M. J.; Okun, L. B.; Veneziano, G. "Trialogue on the number of fundamental constants." Classical Physics, 2002. Arxiv doi:10.1088/1126-6708/2002/03/023 (em inglês)
  4. Os valores são dados na chamada forma concisa; O número entre parênteses após o mantissa é o incerteza padrão, que é o valor, multiplicado pela incerteza padrão relativa, e indica o montante pelo qual o dígitos menos significativos do valor são incertos. Por exemplo, 75 é a incerteza padrão em "8.314 4621(75)", e significa que o valor é entre 8.314 4546 e 8.314 4696.
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