Appendix B
상수와 단위
본문의 예제와 연습문제는 이 표의 값을 쓴다. 2019년 SI 개정 이후 \(h, e, k_B, N_A, c\)는 오차가 없는 정의값이다. 아래 환산기로 단위를 바꾸고, 크기의 사다리에서 물리량의 자릿수 감각을 익혀 보자.
단위 환산기
TOOL
값을 넣고 단위를 고르면 바로 바뀐다
—
크기의 사다리
길이 10^0 m는 정도의 크기다. 이웃한 눈금은 10배씩 차이 난다.
기본 상수 (CODATA 2018)
| 상수 | 기호 | 값 |
|---|---|---|
| 진공에서 빛의 속력 | \(c\) | 2.99792458 × 10⁸ m/s (정의) |
| 기본 전하 | \(e\) | 1.602176634 × 10⁻¹⁹ C (정의) |
| 플랑크 상수 | \(h\) | 6.62607015 × 10⁻³⁴ J·s (정의) |
| 볼츠만 상수 | \(k_B\) | 1.380649 × 10⁻²³ J/K (정의) |
| 아보가드로 수 | \(N_A\) | 6.02214076 × 10²³ mol⁻¹ (정의) |
| 기체 상수 | \(R\) | 8.314462618 J/(mol·K) |
| 만유인력 상수 | \(G\) | 6.67430 × 10⁻¹¹ N·m²/kg² |
| 진공의 유전율 | \(\varepsilon_0\) | 8.8541878128 × 10⁻¹² C²/(N·m²) |
| 쿨롱 상수 | \(k = 1/4\pi\varepsilon_0\) | 8.9875517923 × 10⁹ N·m²/C² |
| 진공의 투자율 | \(\mu_0\) | 1.25663706212 × 10⁻⁶ T·m/A |
| 전자의 질량 | \(m_e\) | 9.1093837015 × 10⁻³¹ kg |
| 양성자의 질량 | \(m_p\) | 1.67262192369 × 10⁻²⁷ kg |
| 중성자의 질량 | \(m_n\) | 1.67492749804 × 10⁻²⁷ kg |
| 슈테판–볼츠만 상수 | \(\sigma\) | 5.670374419 × 10⁻⁸ W/(m²·K⁴) |
| 표준 중력 가속도 | \(g\) | 9.80665 m/s² (본문 계산은 9.80) |
SI 단위와 접두사
기본 단위
- 길이 m, 질량 kg, 시간 s
- 전류 A, 온도 K, 물질량 mol, 광도 cd
유도 단위
- N = kg·m/s², J = N·m, W = J/s, Pa = N/m²
- C = A·s, V = J/C, Ω = V/A, F = C/V
- T = N/(A·m), Wb = T·m², H = Wb/A, Hz = s⁻¹
| 접두사 | 기호 | 배수 | 접두사 | 기호 | 배수 |
|---|---|---|---|---|---|
| 테라 | T | 10¹² | 센티 | c | 10⁻² |
| 기가 | G | 10⁹ | 밀리 | m | 10⁻³ |
| 메가 | M | 10⁶ | 마이크로 | µ | 10⁻⁶ |
| 킬로 | k | 10³ | 나노 | n | 10⁻⁹ |
| 헥토 | h | 10² | 피코 | p | 10⁻¹² |
| 데카 | da | 10¹ | 펨토 | f | 10⁻¹⁵ |
지구와 태양계
| 천체 | 질량 (kg) | 반지름 (m) | 궤도 반지름 (m) | 공전 주기 | 표면 g (m/s²) |
|---|---|---|---|---|---|
| 태양 | 1.989 × 10³⁰ | 6.96 × 10⁸ | — | — | 274 |
| 수성 | 3.30 × 10²³ | 2.44 × 10⁶ | 5.79 × 10¹⁰ | 88.0 d | 3.70 |
| 금성 | 4.87 × 10²⁴ | 6.05 × 10⁶ | 1.08 × 10¹¹ | 224.7 d | 8.87 |
| 지구 | 5.972 × 10²⁴ | 6.371 × 10⁶ | 1.496 × 10¹¹ | 365.25 d | 9.81 |
| 달 | 7.35 × 10²² | 1.737 × 10⁶ | 3.84 × 10⁸ (지구 둘레) | 27.3 d | 1.62 |
| 화성 | 6.42 × 10²³ | 3.39 × 10⁶ | 2.28 × 10¹¹ | 687 d | 3.71 |
| 목성 | 1.898 × 10²⁷ | 6.99 × 10⁷ | 7.78 × 10¹¹ | 11.86 y | 24.8 |
| 토성 | 5.68 × 10²⁶ | 5.82 × 10⁷ | 1.43 × 10¹² | 29.4 y | 10.4 |
물질의 성질 (상온 근처)
| 물질 | 밀도 (kg/m³) | 비열 (J/(kg·K)) | 열전도율 (W/(m·K)) | 저항률 (Ω·m) | 영률 (Pa) |
|---|---|---|---|---|---|
| 알루미늄 | 2700 | 910 | 205 | 2.75 × 10⁻⁸ | 7.0 × 10¹⁰ |
| 구리 | 8900 | 390 | 385 | 1.72 × 10⁻⁸ | 1.1 × 10¹¹ |
| 철·강 | 7800 | 470 | 50 | 2.0 × 10⁻⁷ | 2.0 × 10¹¹ |
| 납 | 11 300 | 130 | 35 | 2.2 × 10⁻⁷ | 1.6 × 10¹⁰ |
| 유리 | 2500 | 840 | 0.8 | 10¹⁰–10¹⁴ | 6 × 10¹⁰ |
| 물 (20 °C) | 998 | 4186 | 0.60 | — | — |
| 얼음 (0 °C) | 917 | 2100 | 1.6 | — | — |
| 공기 (20 °C, 1 atm) | 1.20 | 1006 (c_p) | 0.024 | — | — |
물: 융해열 3.34 × 10⁵ J/kg, 기화열 2.256 × 10⁶ J/kg (100 °C). 음속: 공기 20 °C에서 343 m/s, 물 1480 m/s, 강철 약 5900 m/s.