Formularium 1BL Biomedische fysica.pdf

# Fundamentele fysische grootheden en constanten Dit gedeelte vat de essentiële fysische grootheden en natuurkundige constanten samen die relevant zijn voor de biomedische fysica, zoals gepresenteerd in het formularium [1](#page=1) [2](#page=2). ### 1.1 Fysische grootheden en hun formules Hieronder volgt een overzicht van belangrijke fysische grootheden en de bijbehorende formules die in het document worden genoemd. #### 1.1.1 Thermische grootheden * **Thermische uitzetting:** De verandering in volume ($\Delta V$) gerelateerd aan de initiële volume ($V$) en temperatuurverandering ($\Delta T$) wordt beschreven door: $\Delta V = \beta \cdot V \cdot \Delta T$ [1](#page=1). Hierin is $\beta$ de volumetrische uitzettingscoëfficiënt. * **Warmteoverdracht door soortelijke warmte:** De hoeveelheid warmte ($Q$) die nodig is om een massa ($m$) van een stof te verwarmen met een specifieke warmte ($c$) over een temperatuurverschil ($\Delta T$) wordt gegeven door: $Q = m \cdot c \cdot \Delta T$ [1](#page=1). * **Latente warmte:** De hoeveelheid warmte ($Q$) die nodig is voor een faseovergang van een massa ($m$) met een latente warmte ($L$) is: $Q = m \cdot L$ [1](#page=1). #### 1.1.2 Stromingsleer en hydrodynamica * **Reynoldsgetal ($Re$):** Dit dimensieloze getal, dat de aard van stroming (laminaire of turbulente) karakteriseert, wordt berekend als: $Re = \frac{\rho \cdot v \cdot L}{\eta}$ [1](#page=1). Hierin staat $\rho$ voor de dichtheid, $v$ voor de snelheid, $L$ voor een karakteristieke lengte, en $\eta$ voor de dynamische viscositeit. * **Wet van Bernoulli:** Beschrijft de relatie tussen druk ($P$), snelheid ($v$), en hoogte ($h$) in een stromende vloeistof of gas: $P + \frac{1}{2} \rho v^2 + \rho g h = \text{constant}$ [1](#page=1). Hierin is $\rho$ de dichtheid, $g$ de versnelling door zwaartekracht, en $h$ de hoogte. * **Wet van Poiseuille:** Beschrijft de volumestroom ($Q$) door een buis met straal ($r$), lengte ($L$), drukverschil ($\Delta P$), en viscositeit ($\eta$): $Q = \frac{\pi \cdot r^4 \cdot \Delta P}{8 \cdot \eta \cdot L}$ [1](#page=1). * **Viskeuze kracht (Stokes' wet):** De kracht ($F$) die weerstand biedt aan de beweging van een object door een vloeistof is gerelateerd aan de viscositeit ($\eta$), het oppervlak ($A$), en de snelheidsgradiënt ($\frac{dv}{dz}$): $F = \eta \cdot A \cdot \frac{dv}{dz}$ [1](#page=1). #### 1.1.3 Elektriciteit en Magnetisme * **Elektrische potentiaalverschil en lading:** Hoewel geen specifieke formule wordt gegeven, wordt de relatie tussen potentiaalverschil ($\Delta V$) en ladingsverplaatsing geïmpliceerd in de context van elektrische fenomenen. * **Wet van Ohm:** Beschrijft de relatie tussen spanning ($U$), stroom ($I$), en weerstand ($R$): $U = I \cdot R$ [1](#page=1) [2](#page=2). * **Capaciteit:** De relatie tussen lading ($Q$), capaciteit ($C$), en spanning ($V$): $Q = C \cdot V$ [1](#page=1). * **Elektrische energie:** De energie ($E$) die opgeslagen is in een condensator is: $E = \frac{1}{2} C V^2$ [1](#page=1). * **Magnetische flux:** De verandering in magnetische flux ($\Delta \Phi$) over tijd ($\Delta t$) induceert een elektromotorische kracht (EMK): $\mathcal{E} = -\frac{\Delta \Phi}{\Delta t}$ [1](#page=1). #### 1.1.4 Atoom- en Kernfysica * **Radioactief verval:** De hoeveelheid stof ($N$) die overblijft na tijd ($t$) wordt beschreven door exponentiële verval: $N(t) = N_0 \cdot e^{-\lambda t}$ [1](#page=1). Hierin is $N_0$ de initiële hoeveelheid en $\lambda$ de vervalconstante. De halfwaardetijd ($t_{1/2}$) is gerelateerd aan $\lambda$ door: $t_{1/2} = \frac{\ln }{\lambda}$ [1](#page=1) [2](#page=2). * **Massa-energie equivalentie:** De relatie tussen massa ($m$) en energie ($E$) volgens Einstein: $E = m c^2$ [1](#page=1). Hierin is $c$ de lichtsnelheid. #### 1.1.5 Chemische Fysica en Biologische Systemen * **pH-meter relatie:** De formule voor de meting van pH met een pH-meter wordt gegeven: $E = E_{ref} + \frac{0.059}{1} \log([H^+])$ [2](#page=2). Dit is een specifieke vorm van de Nernst-vergelijking. ### 1.2 Belangrijke fysische constanten Hieronder worden diverse fundamentele natuurkundige constanten vermeld, met hun waarden en eenheden waar van toepassing. * **Constante van Faraday ($F$):** $F = 96485 \, \text{C/mol}$ [2](#page=2). Dit is de lading van één mol elektronen. * **Atoommassa-eenheid ($u$):** $1 \, u = 1.66 \times 10^{-27} \, \text{kg}$ [2](#page=2). * **Elementaire lading ($e$):** $e = -1.602 \times 10^{-19} \, \text{C}$ [2](#page=2). Dit is de lading van een elektron (en proton met tegengesteld teken). * **Standaard atmosferische druk ($P_0$):** $P_0 = 101325 \, \text{Pa}$ [2](#page=2). * **Omrekening van kilocalorie naar joule:** $1 \, \text{kcal} = 4.186 \, \text{kJ}$ [2](#page=2). * **Universele gasconstante ($R$):** $R = 8.314 \, \text{J/(mol} \cdot \text{K)}$ [2](#page=2). * **Getal van Avogadro ($N_A$):** $N_A = 6.022 \times 10^{23} \, \text{mol}^{-1}$ [2](#page=2). * **Boltzmannconstante ($k$):** $k = 1.38 \times 10^{-23} \, \text{J/K}$ [2](#page=2). Deze constante relateert de gemiddelde kinetische energie van deeltjes in een gas aan de temperatuur ervan. > **Tip:** Het is cruciaal om de eenheden van deze constanten correct te gebruiken in berekeningen om fouten te voorkomen. Noteer altijd de eenheden bij de waarden. > **Tip:** Veel van deze constanten komen terug in diverse fysische en chemische wetten. Het herkennen van hun rol kan helpen bij het oplossen van problemen. --- # Thermodynamische principes en formules Dit deel introduceert basisprincipes van thermodynamica, inclusief formules voor warmteoverdracht en temperatuurverandering [1](#page=1). ### 2.1 Warmteoverdracht en temperatuurverandering #### 2.1.1 Uitzetting Het volume van een stof kan veranderen met de temperatuur. Dit fenomeen, volumetrische uitzetting genoemd, wordt beschreven door de volgende formule [1](#page=1): $$ \Delta V = \beta \cdot V_0 \cdot \Delta T $$ [1](#page=1). Waarbij: * $ \Delta V $ de volumeverandering is [1](#page=1). * $ \beta $ de volumetrische uitzettingscoëfficiënt is [1](#page=1). * $ V_0 $ het oorspronkelijke volume is [1](#page=1). * $ \Delta T $ de temperatuurverandering is [1](#page=1). #### 2.1.2 Warmteoverdracht De hoeveelheid warmte ($Q$) die nodig is om de temperatuur van een massa ($m$) met een bepaalde hoeveelheid ($ \Delta T $) te veranderen, wordt gegeven door de specifieke warmtecapaciteit ($c$) van de stof: $$ Q = m \cdot c \cdot \Delta T $$ [1](#page=1). * $Q$: warmteoverdracht in joule (J) [1](#page=1). * $m$: massa in kilogram (kg) [1](#page=1). * $c$: soortelijke warmtecapaciteit in J/(kg·K) [1](#page=1). * $ \Delta T $: temperatuurverandering in kelvin (K) of graden Celsius (°C) [1](#page=1). #### 2.1.3 Faseovergangen Tijdens een faseovergang (zoals smelten of verdampen) verandert de temperatuur niet, maar wordt er wel warmte opgenomen of afgegeven. Dit wordt beschreven met de latente warmte ($L$): $$ Q = m \cdot L $$ [1](#page=1). * $Q$: warmteoverdracht die nodig is voor de faseovergang [1](#page=1). * $m$: massa van de stof die de faseovergang ondergaat [1](#page=1). * $L$: latente warmte (specifieke enthalpie) van de faseovergang, bijvoorbeeld latente smeltwarmte of latente verdampingswarmte, in J/kg [1](#page=1). ### 2.2 Stromingsmechanica en druk #### 2.2.1 Bernoulli's principe Bernoulli's principe beschrijft de relatie tussen druk, snelheid en hoogte in een stromende vloeistof of gas. Voor ideale, incompresibele stromingen geldt: $$ P + \frac{1}{2} \rho v^2 + \rho g h = \text{constant} $$ [1](#page=1). Waarbij: * $P$ de statische druk is [1](#page=1). * $ \rho $ de dichtheid van de vloeistof is [1](#page=1). * $v$ de stromingssnelheid is [1](#page=1). * $g$ de versnelling van de zwaartekracht is [1](#page=1). * $h$ de hoogte is [1](#page=1). #### 2.2.2 Viskeuze stroming (Wet van Poiseuille) De wet van Poiseuille beschrijft het verband tussen de drukval en de volumestroom van een viskeuze vloeistof door een cilindrische buis. De wet wordt vaak gebruikt in de context van bloedstroming. De formule voor de volumestroom ($ \dot{V} $) is: $$ \dot{V} = \frac{\Delta P \cdot \pi \cdot r^4}{8 \cdot \eta \cdot L} $$ [1](#page=1). Waarbij: * $ \dot{V} $ de volumestroom is [1](#page=1). * $ \Delta P $ het drukverschil over de lengte van de buis is [1](#page=1). * $r$ de straal van de buis is [1](#page=1). * $ \eta $ de dynamische viscositeit van de vloeistof is [1](#page=1). * $L$ de lengte van de buis is [1](#page=1). > **Tip:** De wet van Poiseuille is sterk afhankelijk van de vierde macht van de straal ($r^4$). Een kleine verandering in de straal heeft dus een grote impact op de stromingsweerstand. #### 2.2.3 Shear stress in een viskeuze vloeistof De shear stress ($ \tau $) in een viskeuze vloeistof is evenredig met de snelheidgradiënt en de viscositeit van de vloeistof. De relatie wordt gegeven door: $$ \tau = \eta \cdot \frac{dv}{dy} $$ [1](#page=1). * $ \tau $ is de shear stress [1](#page=1). * $ \eta $ is de dynamische viscositeit [1](#page=1). * $ \frac{dv}{dy} $ is de snelheidgradiënt loodrecht op de stromingsrichting [1](#page=1). ### 2.3 Warmtegeleiding Warmtegeleiding is het proces waarbij warmte wordt overgedragen door directe aanraking van deeltjes binnen een materiaal. De flux van warmte ($ J $) door een materiaal is evenredig met de temperatuurgradiënt en de thermische geleidbaarheid ($k$): $$ J = -k \cdot \nabla T $$ [1](#page=1). Waarbij: * $J$ de warmteflux is (hoeveelheid warmte per oppervlakte per tijdseenheid) [1](#page=1). * $k$ de thermische geleidbaarheid is [1](#page=1). * $ \nabla T $ de temperatuurgradiënt is [1](#page=1). In één dimensie wordt dit vaak geschreven als: $$ q_x = -k \cdot A \cdot \frac{dT}{dx} $$ [1](#page=1). Waarbij $q_x$ de warmtestroom is en $A$ het oppervlak waar de warmte doorheen stroomt. ### 2.4 Thermische weerstand Thermische weerstand ($R_{th}$) is een maat voor hoe goed een materiaal warmte isoleert. Het is het omgekeerde van de thermische geleiding en wordt vaak gebruikt bij het analyseren van warmteoverdracht door meerdere lagen of door een samengesteld object. Voor een materiaal met een uniforme doorsnede kan de thermische weerstand worden berekend als: $$ R_{th} = \frac{L}{k \cdot A} $$ [1](#page=1). Waarbij: * $L$ de dikte of lengte van het materiaal is [1](#page=1). * $k$ de thermische geleidbaarheid is [1](#page=1). * $A$ het doorsnede-oppervlak is [1](#page=1). ### 2.5 Reynoldscyfer Het Reynoldscyfer ($Re$) is een dimensieloos getal dat de verhouding aangeeft tussen de inertiële krachten en de viskeuze krachten in een stroming. Het is cruciaal om te bepalen of een stroming laminair of turbulent is. $$ Re = \frac{\rho \cdot v \cdot L_c}{\eta} $$ [1](#page=1). Waarbij: * $ \rho $ de dichtheid van de vloeistof is [1](#page=1). * $v$ de karakteristieke snelheid van de stroming is [1](#page=1). * $L_c$ een karakteristieke lengteschaal is (bijvoorbeeld de diameter van een buis) [1](#page=1). * $ \eta $ de dynamische viscositeit van de vloeistof is [1](#page=1). > **Tip:** Over het algemeen wordt een stroming als laminair beschouwd voor $Re < 2300$, en als turbulent voor $Re > 4000$. Tussen deze waarden bevindt zich een overgangsgebied [1](#page=1). --- # Stromingsleer en hydrodynamica Dit document introduceert fundamentele concepten en formules uit de stromingsleer en hydrodynamica, met een focus op de natuurkunde achter vloeistofbewegingen. ### 3.1 Thermische expansie Thermische expansie beschrijft de volumeverandering van een substantie als gevolg van temperatuurveranderingen. De relatie wordt uitgedrukt met de formule voor de volumeverandering $\Delta V$ [ ](#page=1) [1](#page=1): $$ \Delta V = \beta \cdot V_0 \cdot \Delta T $$ Hierin is: * $V_0$ het oorspronkelijke volume [ ](#page=1) [1](#page=1). * $\beta$ de volumineuze uitzettingscoëfficiënt [ ](#page=1) [1](#page=1). * $\Delta T$ de temperatuurverandering [ ](#page=1) [1](#page=1). ### 3.2 Warmteoverdracht Warmteoverdracht kan op verschillende manieren plaatsvinden, waaronder door warmtegeleiding en convectie. #### 3.2.1 Warmtegeleiding De hoeveelheid warmte ($Q$) die wordt overgedragen, is evenredig met de massa ($m$), de soortelijke warmte ($c$) en de temperatuurverandering ($\Delta T$) [ ](#page=1) [1](#page=1): $$ Q = m \cdot c \cdot \Delta T $$ Ook kan de warmteoverdracht beschreven worden door de massa ($m$) en de latente warmte ($L$) [ ](#page=1) [1](#page=1): $$ Q = m \cdot L $$ #### 3.2.2 Convectie Er wordt een formule voor convectie gepresenteerd die de warmteflux ($J_q$) relateert aan de warmteoverdrachtscoëfficiënt ($h$), de oppervlakte ($A$) en het temperatuurverschil ($\Delta T$) [ ](#page=1). De exacte formule hiervoor staat echter niet volledig uitgeschreven in het document op pagina 1 [1](#page=1). ### 3.3 Stromingsleer Stromingsleer bestudeert de beweging van vloeistoffen en gassen. Verschillende concepten en formules zijn hierbij relevant. #### 3.3.1 Reynoldsgetal Het Reynoldsgetal ($Re$) is een dimensieloze grootheid die een indicatie geeft van het stromingsgedrag (laminaire of turbulente stroming) [ ](#page=1). Het wordt berekend met de volgende formule [ ](#page=1) [1](#page=1): $$ Re = \frac{\rho \cdot v \cdot D}{\eta} $$ Hierin staan de symbolen voor: * $\rho$ de dichtheid van de vloeistof [ ](#page=1) [1](#page=1). * $v$ de stroomsnelheid [ ](#page=1) [1](#page=1). * $D$ de karakteristieke lengte (bijvoorbeeld de diameter van een buis) [ ](#page=1) [1](#page=1). * $\eta$ de dynamische viscositeit van de vloeistof [ ](#page=1) [1](#page=1). #### 3.3.2 Bernoulli's principe Bernoulli's principe beschrijft de relatie tussen druk, snelheid en hoogte in een stromende vloeistof. Voor een ideale, stationaire stroming geldt de volgende constante vergelijking [ ](#page=1) [1](#page=1): $$ P + \frac{1}{2} \rho v^2 + \rho g h = \text{cte} $$ Hierin zijn: * $P$ de druk [ ](#page=1) [1](#page=1). * $\rho$ de dichtheid van de vloeistof [ ](#page=1) [1](#page=1). * $v$ de snelheid van de vloeistof [ ](#page=1) [1](#page=1). * $g$ de versnelling van de zwaartekracht [ ](#page=1) [1](#page=1). * $h$ de hoogte [ ](#page=1) [1](#page=1). #### 3.3.3 Viskeuze krachten (Newtoniaanse vloeistof) De kracht ($F$) die nodig is om een laag van een vloeistof te laten glijden ten opzichte van een andere laag, wordt beschreven door de formule voor Newtoniaanse vloeistoffen [ ](#page=1) [1](#page=1): $$ F = \eta \cdot A \cdot \frac{\Delta v}{\Delta y} $$ Hierin zijn: * $\eta$ de dynamische viscositeit van de vloeistof [ ](#page=1) [1](#page=1). * $A$ het oppervlak waarlangs de kracht wordt uitgeoefend [ ](#page=1) [1](#page=1). * $\Delta v$ het verschil in snelheid tussen de lagen [ ](#page=1) [1](#page=1). * $\Delta y$ de afstand tussen de lagen [ ](#page=1) [1](#page=1). #### 3.3.4 Drukverlies in leidingen Er worden verschillende formules gepresenteerd die gerelateerd zijn aan drukverlies, waaronder de Darcy-Weisbach vergelijking en het concept van de wrijvingsfactor, maar de volledige uitwerking hiervan is niet direct afleidbaar uit de gegeven content op pagina 1. Concepten als de weerstandscoëfficiënt en het drukverlies $\Delta P$ worden genoemd in relatie tot lengte ($L$), diameter ($D$), dichtheid ($\rho$) en snelheid ($v$) [ ](#page=1) [1](#page=1). #### 3.3.5 Turbulentie De turbulentie-intensiteit ($\sqrt{\langle u'}^2\rangle$) wordt gerelateerd aan de gemiddelde snelheid ($\bar{u}$) [ ](#page=1). Een formule wordt gegeven die de r.m.s.-waarde van de snelheidsfluctuaties relateert aan de gemiddelde snelheid en de lengteschaal van de turbulentie, maar deze is niet volledig uitgeschreven [ ](#page=1) [1](#page=1). > **Tip:** Bestudeer de verschillende parameters in de Reynoldsgetalformule nauwkeurig, omdat deze cruciaal zijn voor het bepalen van het stromingsregime. > > **Tip:** Het principe van Bernoulli is een conservatie van energie in een ideale vloeistof; houd rekening met verliezen in reële situaties. --- # Elektrochemische principes Dit gedeelte behandelt fundamentele formules, constanten en vergelijkingen die cruciaal zijn voor het begrijpen van elektrochemische processen [2](#page=2). ### 4.1 Belangrijke elektrochemische formules en constanten Hieronder volgt een overzicht van essentiële formules en fysische constanten die relevant zijn voor elektrochemie [2](#page=2). #### 4.1.1 De Nernst-vergelijking De Nernst-vergelijking beschrijft de relatie tussen de elektrodepotentiaal van een elektrochemische cel en de concentraties van de reactanten en producten. Een specifieke vorm van deze vergelijking die vaak wordt gebruikt voor pH-metingen is [2](#page=2): $E = E^0 + 0,059 \cdot \log [A]$ [2](#page=2). Hierin representeert: * $E$ de gemeten potentiaal [2](#page=2). * $E^0$ de standaard elektrode potentiaal [2](#page=2). * $0,059$ een empirische factor, vaak gerelateerd aan temperatuur en de Faraday constante [2](#page=2). * $\log [A]$ de logaritme van de concentratie van de relevante species, in dit geval kan dit gerelateerd zijn aan de pH-meter meting [2](#page=2). #### 4.1.2 Essentiële fysische constanten De volgende fysische constanten zijn van belang in elektrochemische berekeningen [2](#page=2): * **Faraday constante ($F$)**: De hoeveelheid lading die overeenkomt met één mol elektronen. $F = 96485$ C/mol [2](#page=2). * **Atoommassa-eenheid ($u$)**: $1u = 1,66 \cdot 10^{-27}$ kg [2](#page=2). * **Elementaire lading ($e$)**: De lading van één elektron. $1e = -1,602 \cdot 10^{-19}$ C [2](#page=2). * **Coulomb's constante ($k_e$ of vergelijkbaar)**: Een constante die de sterkte van de elektrische interactie bepaalt. De exacte formule voor een dergelijke constante wordt hier niet expliciet vermeld, maar een gerelateerde waarde die relevant kan zijn voor elektrostatische berekeningen is [2](#page=2). * **Standaard atmosferische druk ($P_0$)**: $P_0 = 101325$ Pa [2](#page=2). * **Omrekeningsfactor voor energie**: $1$ kcal $= 4,186$ kJ [2](#page=2). * **Gasconstante ($R$)**: $R = 8,314$ J/(mol·K) [2](#page=2). * **Getal van Avogadro ($N_A$)**: $N_A = 6,022 \cdot 10^{23}$ mol$^{-1}$ [2](#page=2). * **Boltzmann-constante ($k$)**: $k = 1,38 \cdot 10^{-23}$ J/K [2](#page=2). #### 4.1.3 Overige relevante formules en termen * Een algemene relatie die de potentiaalverandering relateert aan concentraties wordt aangeduid als [2](#page=2). * De documentatie bevat ook specifieke termen zoals "pH-meter" en "emf" (elektromotorische kracht), wat duidt op het meten van potentiaalverschillen [2](#page=2). > **Tip:** Zorg ervoor dat je de eenheden van alle constanten correct noteert en begrijpt in welke context ze gebruikt worden (bijvoorbeeld SI-eenheden). Het correct toepassen van de Nernst-vergelijking vereist kennis van de standaard potentialen en de activiteiten (of concentraties) van de reactanten en producten [2](#page=2). --- ## Veelgemaakte fouten om te vermijden - Bestudeer alle onderwerpen grondig voor examens - Let op formules en belangrijke definities - Oefen met de voorbeelden in elke sectie - Memoriseer niet zonder de onderliggende concepten te begrijpen

| Term | Definition | |------|------------| | ∆V | Verandering in volume, vaak gerelateerd aan een temperatuurverandering (∆T) volgens de formule ∆V = β⋅V₀⋅∆T. | | β | Thermische uitzettingscoëfficiënt, een materiaaleigenschap die aangeeft hoe sterk het volume van een stof verandert bij temperatuurveranderingen. | | Q | De hoeveelheid warmte die wordt uitgewisseld. Kan berekend worden met de formule Q = m⋅c⋅∆T voor temperatuurveranderingen of Q = m⋅L voor faseovergangen. | | m | Massa van een stof, uitgedrukt in kilogram. | | c | Specifieke warmtecapaciteit van een stof, de hoeveelheid energie die nodig is om de temperatuur van 1 kg van de stof met 1 graad Celsius (of Kelvin) te verhogen. | | ∆T | Temperatuurverschil, de verandering in temperatuur. | | L | Latente warmte, de hoeveelheid energie die nodig is voor een faseovergang (zoals smelten of verdampen) per massa-eenheid. | | Re | Het getal van Reynolds, een dimensieloze grootheid die de aard van een stroming (laminaire of turbulente) karakteriseert. | | ρ | Dichtheid van een vloeistof of gas, uitgedrukt in kilogram per kubieke meter. | | v | Snelheid van de stromende vloeistof of het gas. | | g | Valversnelling, de versnelling waarmee objecten onder invloed van de zwaartekracht vallen (ongeveer 9,81 m/s² op aarde). | | h | Hoogte, de verticale positie van een punt in een vloeistofkolom. | | P | Druk, de kracht per oppervlakte-eenheid uitgeoefend door de vloeistof. | | η (eta) | Dynamische viscositeit, een maat voor de interne wrijvingsweerstand van een vloeistof. | | A | Oppervlakte, het gebied waarop een kracht wordt uitgeoefend of waar de stroming plaatsvindt. | | F | Kracht, de interactie die de beweging van een object kan veranderen. | | Nernst-vergelijking | Een vergelijking die het verband beschrijft tussen het elektrische potentiaalverschil over een membraan en de concentraties van ionen aan beide zijden van het membraan. Een vereenvoudigde vorm voor een monovalent ion is $E_{ion} = \frac{RT}{zF} \ln \frac{[ion]_{buiten}}{[ion]_{binnen}}$. | | F (Faraday-constante) | De Faraday-constante (F) is de lading van één mol elektronen en heeft een waarde van ongeveer 96485 C/mol. Het is een cruciale constante in elektrochemische berekeningen. | | u (atoommassaeenheid) | De atoommassaeenheid (u) is gedefinieerd als 1/12 van de massa van een koolstof-12 atoom en is ongeveer gelijk aan $1.66 \times 10^{-27}$ kg. | | e (elementaire lading) | De elementaire lading (e) is de absolute waarde van de elektrische lading van een proton of elektron, en bedraagt ongeveer $1.602 \times 10^{-19}$ C. | | P₀ | Standaard atmosferische druk, gedefinieerd als 101325 Pascal (Pa), wat overeenkomt met 1 atmosfeer. | | R (gasconstante) | De universele gasconstante (R) relateert de energie op moleculair niveau aan temperatuur en is ongeveer 8,314 J/(mol·K). | | N<0xE2><0x82><0x90> (Avogadro-getal) | Het getal van Avogadro (N<0xE2><0x82><0x90>) is het aantal deeltjes (atomen of moleculen) in één mol van een stof, ongeveer $6.022 \times 10^{23}$ mol⁻¹. | | k (Boltzmann-constante) | De Boltzmann-constante (k) is een fundamentele fysische constante die de gemiddelde kinetische energie van deeltjes in een gas relateert aan de temperatuur. Het is gelijk aan R/N<0xE2><0x82><0x90> en bedraagt ongeveer $1.38 \times 10^{-23}$ J/K. |