Maßeinheiten physikalischer Größen. Physikalische Größen und Einheiten ihrer Messung

Messungen basieren auf dem Vergleich identischer Eigenschaften materieller Objekte. Für Eigenschaften, bei deren quantitativem Vergleich physikalische Methoden eingesetzt werden, hat sich in der Metrologie ein einziger verallgemeinerter Begriff etabliert – eine physikalische Größe. Physikalische Größe- eine Eigenschaft, die qualitativ vielen physikalischen Objekten gemeinsam, quantitativ jedoch für jedes Objekt individuell ist, zum Beispiel die Länge, Masse, elektrische Leitfähigkeit und Wärmekapazität von Körpern, Gasdruck in einem Gefäß usw. Aber der Geruch ist keine physikalische Größe , da es durch subjektive Empfindungen festgestellt wird.

Ein Maß zum quantitativen Vergleich gleicher Eigenschaften von Objekten ist Einheit der physikalischen Größe - eine physikalische Größe, der nach Vereinbarung ein Zahlenwert gleich 1 zugewiesen wird. Den Einheiten physikalischer Größen wird eine vollständige und abgekürzte symbolische Bezeichnung zugewiesen – Dimension. Beispielsweise ist die Masse Kilogramm (kg), die Zeit ist Sekunde (s), die Länge ist Meter (m) und die Kraft ist Newton (N).

Der Wert der physikalischen Größe - Die Bewertung einer physikalischen Größe in Form einer bestimmten dafür akzeptierten Anzahl von Einheiten charakterisiert die quantitative Individualität von Objekten. Beispielsweise beträgt der Durchmesser des Lochs 0,5 mm, der Radius des Globus beträgt 6378 km, die Geschwindigkeit des Läufers beträgt 8 m/s, die Lichtgeschwindigkeit beträgt 3 · 10 5 m/s.

durch Messung nennt man das Ermitteln des Wertes einer physikalischen Größe mit Hilfe spezieller technischer Mittel. Messen Sie beispielsweise den Wellendurchmesser mit einem Messschieber oder Mikrometer, die Flüssigkeitstemperatur mit einem Thermometer, den Gasdruck mit einem Manometer oder Vakuummeter. Der Wert einer physikalischen Größe x^, Der bei der Messung erhaltene Wert wird durch die Formel bestimmt x^ = ai, Wo A- Zahlenwert (Größe) einer physikalischen Größe; und - Einheit der physikalischen Größe.

Da die Werte physikalischer Größen empirisch ermittelt werden, enthalten sie Messfehler. Dabei wird zwischen wahren und tatsächlichen Werten physikalischer Größen unterschieden. Wahrer Wert - der Wert einer physikalischen Größe, der im Idealfall die entsprechende Eigenschaft des Objekts in qualitativer und quantitativer Hinsicht widerspiegelt. Sie ist die Grenze, bis zu der sich der Wert einer physikalischen Größe mit zunehmender Messgenauigkeit nähert.

Tatsächlicher Wert - der experimentell ermittelte Wert einer physikalischen Größe, der dem wahren Wert so nahe kommt, dass er stattdessen für einen bestimmten Zweck verwendet werden kann. Dieser Wert variiert je nach erforderlicher Messgenauigkeit. Bei technischen Messungen wird der mit einem zulässigen Fehler ermittelte Wert einer physikalischen Größe als realer Wert angenommen.

Messfehler ist die Abweichung des Messergebnisses vom wahren Wert der Messgröße. Absoluter Fehler wird als Messfehler bezeichnet und in Einheiten des Messwerts ausgedrückt: Oh = x^-x, Wo X- der wahre Wert der gemessenen Größe. Relativer Fehler - das Verhältnis des absoluten Messfehlers zum wahren Wert der physikalischen Größe: 6=Axt/x. Der relative Fehler kann auch in Prozent ausgedrückt werden.

Da der wahre Wert der Messung unbekannt bleibt, kann in der Praxis nur eine ungefähre Schätzung des Messfehlers gefunden werden. In diesem Fall wird anstelle des wahren Werts der tatsächliche Wert der physikalischen Größe genommen, der durch Messung derselben Größe mit höherer Genauigkeit erhalten wird. Beispielsweise beträgt der Fehler bei der Messung linearer Abmessungen mit einem Messschieber ±0,1 mm, und mit einem Mikrometer - ± 0,004 mm.

Die Messgenauigkeit kann quantitativ als Kehrwert des relativen Fehlermoduls ausgedrückt werden. Wenn der Messfehler beispielsweise ±0,01 beträgt, beträgt die Messgenauigkeit 100.

Die Methode zur Einstellung von Temperaturwerten ist die Temperaturskala. Es sind mehrere Temperaturskalen bekannt.

• Kelvin-Skala(benannt nach dem englischen Physiker W. Thomson, Lord Kelvin).
  Gerätebezeichnung: K(nicht „Grad Kelvin“ und nicht °K).
  1 K \u003d 1/273,16 - Teil der thermodynamischen Temperatur des Tripelpunkts von Wasser, entsprechend dem thermodynamischen Gleichgewicht eines Systems aus Eis, Wasser und Dampf.
• Celsius(benannt nach dem schwedischen Astronomen und Physiker A. Celsius).
  Einheitenbezeichnung: °С .
  In dieser Skala wird die Schmelztemperatur von Eis bei Normaldruck mit 0 °C angenommen, der Siedepunkt von Wasser beträgt 100 °C.
  Die Kelvin- und Celsius-Skalen hängen durch die Gleichung zusammen: t (°C) = T (K) - 273,15.
• Fahrenheit(D. G. Fahrenheit – deutscher Physiker).
  Einheitenbezeichnung: °F. Es ist vor allem in den USA weit verbreitet.
  Die Fahrenheit-Skala und die Celsius-Skala hängen zusammen: t (°F) = 1,8 t (°C) + 32°C. Absolutwert 1 (°F) = 1 (°C).
• Reaumur-Skala(benannt nach dem französischen Physiker R.A. Reaumur).
  Bezeichnung: °R und °r.
  Diese Skala ist fast außer Gebrauch geraten.
  Zusammenhang mit Grad Celsius: t (°R) = 0,8 t (°C).
• Rankin-Skala (Rankine)- benannt nach dem schottischen Ingenieur und Physiker W. J. Rankin.
  Bezeichnung: °R (manchmal: °Rank).
  Die Skala wird auch in den USA verwendet.
  Die Temperatur auf der Rankin-Skala entspricht der Temperatur auf der Kelvin-Skala: t (°R) = 9/5 T (K).

Die wichtigsten Temperaturindikatoren in Maßeinheiten verschiedener Maßstäbe:

Die SI-Maßeinheit ist das Meter (m).

• Off-System-Einheit: Angström (Å). 1Å = 1 · 10-10 m.
• Zoll(vom niederländischen duim – Daumen); Zoll; In; ´´; 1´ = 25,4 mm.
• Hand(englische Hand - Hand); 1 Hand = 101,6 mm.
• Verknüpfung(englischer Link - Link); 1 li = 201,168 mm.
• Spanne(englische Spanne – Spanne, Bereich); 1 Spanne = 228,6 mm.
• Fuß(englischer Fuß – Fuß, Füße – Füße); 1 Fuß = 304,8 mm.
• Hof(englischer Hof – Hof, Koppel); 1 Yard = 914,4 mm.
• Fatom, Gesicht(englischer Klafter – ein Maß für die Länge (= 6 Fuß) oder ein Maß für das Holzvolumen (= 216 Fuß 3) oder ein Bergmaß für die Fläche (= 36 Fuß 2) oder ein Klafter (Ft)); fath oder fth oder Ft oder ƒfm; 1 Fuß = 1,8288 m.
• Kette(englische Kette - Kette); 1 Lm = 66 Fuß = 22 Yd = = 20,117 m.
• Achtelmeile(englisch furlong) - 1 Fell = 220 Yard = 1/8 Meile.
• Meile(englische Meile; international). 1 ml (mi, MI) = 5280 ft = 1760 yd = 1609,344 m.

Die Maßeinheit im SI ist m 2 .

• Quadratfuß; 1 Fuß 2 (auch Quadratfuß) = 929,03 cm 2.
• Quadratzoll; 1 in 2 (Quadratzoll) = 645,16 mm 2.
• Quadratischer Schleier (Gesicht); 1 Faden 2 (Fuß 2; Ft 2; Quadratfuß) = 3,34451 m 2.
• Quadratmeter; 1 yd 2 (sq yd) = 0,836127 m 2 .

Sq (Quadrat) - Quadrat.

Die Maßeinheit im SI ist m 3 .

• Kubikfuß; 1 ft 3 (auch cu ft) = 28,3169 dm 3.
• Kubischer Grund; 1 Faden 3 (fth 3; Ft 3; cu Ft) = 6,11644 m 3.
• Kubikyard; 1 yd 3 (cu yd) = 0,764555 m 3.
• Kubikzoll; 1 in 3 (cu in) \u003d 16,3871 cm 3.
• Scheffel (Großbritannien); 1 Bu (UK, auch UK) = 36,3687 dm 3.
• Scheffel (USA); 1 Bu (us, auch US) = 35,2391 dm 3.
• Gallone (UK); 1 Gallone (UK, auch UK) = 4,54609 dm 3.
• Gallonenflüssigkeit (USA); 1 Gallone (USA, auch US) = 3,78541 dm 3.
• US-Gallone trocken; 1 Gallone trocken (USA, auch US) = 4,40488 dm3.
• Jill (Gill); 1 gi = 0,12 l (US), 0,14 l (UK).
• Fass (USA); 1bbl \u003d 0,16 m 3.

UK – Vereinigtes Königreich – Vereinigtes Königreich (Großbritannien); USA – Vereinigte Staaten (USA).

Bestimmtes Volumen

Die Maßeinheit in SI ist m 3 / kg.

• ft 3 /lb; 1 ft3 / lb = 62,428 dm3 / kg .

Die Maßeinheit in SI ist kg.

• Pfund (Handel) (englische Waage, Pfund – Gewicht, Pfund); 1 Pfund = 453,592 g; lbs – Pfund. Im System der altrussischen Maße 1 Pfund = 409,512 g.
• Gran (englisches Getreide – Getreide, Korn, Pellet); 1 g = 64,799 mg.
• Stein (englischer Stein – Stein); 1 st = 14 lb = 6,350 kg.

Dichte, inkl. Schüttgut

Die Maßeinheit in SI ist kg / m 3.

• lb/ft 3 ; 1 lb / ft 3 \u003d 16,0185 kg / m 3.

Liniendichte

Die Maßeinheit im SI ist kg/m.

• lb/ft; 1 lb / ft = 1,48816 kg/m
• Pfund/Yard; 1 lb / yd = 0,496055 kg/m

Oberflächendichte

Die Maßeinheit in SI ist kg / m 2.

• lb/ft 2 ; 1 lb / ft 2 (auch lb / sq ft – Pfund pro Quadratfuß) = 4,88249 kg / m 2.

Liniengeschwindigkeit

Die SI-Einheit ist m/s.

• Fuß/h; 1 Fuß/h = 0,3048 m/h.
• Fuß/s; 1 Fuß/s = 0,3048 m/s.

Die SI-Einheit ist m/s 2 .

• ft/s 2 ; 1 Fuß / s 2 \u003d 0,3048 m / s 2.

Massenstrom

Die SI-Einheit ist kg/s.

• Pfund/h; 1 lb/h = 0,453592 kg/h.
• Pfund/s; 1 lb/s = 0,453592 kg/s.

Volumenstrom

Die SI-Einheit ist m 3 / s.

• ft 3 /min; 1 Fuß 3 / min = 28,3168 dm 3 / min.
• Yard 3 /min; 1 yd 3 / min = 0,764555 dm 3 / min.
• Gallone/min; 1 Gallone/Minute (auch GPM – Gallone pro Minute) = 3,78541 dm3/Minute.

Spezifischer Volumenstrom

• GPM/(sq ft) – Gallone (G) pro (P) Minute (M)/(Quadratfuß (ft)) – Gallone pro Minute pro Quadratfuß;
  1 GPM / (sq ft) = 2445 l / (m 2 h) 1 l / (m 2 h) = 10 -3 m / h.
• gpd – Gallonen pro Tag – Gallonen pro Tag (Tage); 1 gpd = 0,1577 dm 3 / h.
• gpm – Gallonen pro Minute – Gallonen pro Minute; 1 gpm = 0,0026 dm 3 / min.
• GPS – Gallonen pro Sekunde – Gallonen pro Sekunde; 1 GPS \u003d 438 · 10 -6 dm 3 / s.

Sorbatverbrauch (z. B. Cl 2) beim Filtern durch eine Sorbensschicht (z. B. Aktivkohle)

• Gallonen/Kubikfuß (gal/ft 3) – Gallonen/Kubikfuß (Gallonen pro Kubikfuß); 1 Gallone/Kubikfuß = 0,13365 dm 3 pro 1 dm 3 Sorptionsmittel.

Die Maßeinheit im SI ist N.

• Pfund-Kraft; 1 lbf – 4,44822 N .44822 N 1N = 1 kg m / s 2
• Poundal (englisch: Poundal); 1 pdl \u003d 0,138255 N. (Poundal ist die Kraft, die einer Masse von einem Pfund eine Beschleunigung von 1 Fuß / s 2, lb ft / s 2 verleiht.)

Spezifisches Gewicht

Die Maßeinheit im SI ist N/m 3 .

• Pfund-Kraft/ft 3 ; 1 lbf/ft3 = 157,087 N/m3.
• Poundal/ft 3 ; 1 pdl / ft 3 \u003d 4,87985 N / m 3.

SI-Einheit - Pa, Triebzüge: MPa, kPa.

Spezialisten in ihrer Arbeit verwenden weiterhin veraltete, abgeschaffte oder bisher optional zugelassene Druckeinheiten: kgf / cm 2; Bar; Geldautomat. (physische Atmosphäre); bei(technische Atmosphäre); an einer; ati; m Wasser. Kunst.; mmHg st; torr.

Es werden Begriffe verwendet: „absoluter Druck“, „überhöhter Druck“. Bei der Umrechnung einiger Druckeinheiten in Pa und in deren Vielfacheinheiten treten Fehler auf. Es sollte berücksichtigt werden, dass 1 kgf/cm 2 (genau) 98066,5 Pa entspricht, d. h. für kleine Drücke (bis zu etwa 14 kgf/cm 2) mit ausreichender Genauigkeit für die Arbeit können wir Folgendes annehmen: 1 Pa \u003d 1 kg / (m s 2) \u003d 1 N / m 2. 1 kgf / cm 2 ≈ 105 Pa = 0,1 MPa. Aber schon bei mittleren und hohen Drücken: 24 kgf / cm 2 ≈ 23,5 · 105 Pa = 2,35 MPa; 40 kgf / cm 2 ≈ 39 105 Pa = 3,9 MPa; 100 kgf / cm 2 ≈ 98 105 Pa = 9,8 MPa usw.

Verhältnisse:

• 1 atm (physikalisch) ≈ 101325 Pa ≈ 1,013 · 105 Pa ≈ ≈ 0,1 MPa.
• 1 bei (technisch) = 1 kgf / cm 2 = 980066,5 Pa ≈ 105 Pa ≈ 0,09806 MPa ≈ 0,1 MPa.
• 0,1 MPa ≈ 760 mmHg Kunst. ≈ 10 m WS Kunst. ≈ 1 bar.
• 1 Torr (Torus, Tor) = 1 mm Hg. Kunst. Kunst.
• Pfund-Kraft/Zoll 2 ; 1 lbf/in 2 = 6,89476 kPa (siehe unten: PSI).
• Pfund-Kraft/ft 2 ; 1 lbf/ft 2 = 47,8803 Pa.
• Pfund-Kraft/Yard 2 ; 1 lbf/yd 2 = 5,32003 Pa.
• Poundal/ft 2 ; 1 pdl/ft 2 = 1,48816 Pa.
• Fuß der Wassersäule; 1 ft H 2 O = 2,98907 kPa.
• Ein Zoll Wassersäule; 1 in H 2 O = 249,089 Pa.
• Zoll Quecksilber; 1 in Hg = 3,38639 kPa.
• PSI (auch psi) – Pfund (P) pro Quadratzoll (S) Zoll (I) – Pfund pro Quadratzoll; 1 PSI = 1 lbƒ/in 2 = 6,89476 kPa.

Manchmal gibt es in der Literatur eine Bezeichnung für die Druckeinheit lb/in 2 – diese Einheit berücksichtigt nicht lbƒ (Pound-Force), sondern lb (Pound-Masse). Daher unterscheidet sich 1 lb/in 2 numerisch etwas von 1 lbf/in 2, da bei der Bestimmung von 1 lbƒ Folgendes berücksichtigt wird: g \u003d 9,80665 m/s 2 (auf dem Breitengrad von London). 1 lb / in 2 = 0,454592 kg / (2,54 cm) 2 = 0,07046 kg / cm 2 = 7,046 kPa. Berechnung 1 lbƒ – siehe oben. 1 lbf / in 2 = 4,44822 N / (2,54 cm) 2 = 4,44822 kg m / (2,54 · 0,01 m) 2 s 2 = 6894,754 kg / (m s 2) = 6894,754 Pa ≈ 6,895 kPa.

Für praktische Berechnungen können Sie Folgendes annehmen: 1 lbf / in 2 ≈ 1 lb / in 2 ≈ 7 kPa. Tatsächlich ist Gleichheit jedoch illegal, ebenso wie 1 lbƒ = 1 lb, 1 kgf = 1 kg. PSIg (psig) – wie PSI, zeigt aber Überdruck an; PSIa (psia) – dasselbe wie PSI, betont jedoch: absoluter Druck; a – absolut, g – Gauge (Maß, Größe).

Wasserdruck

Die Maßeinheit im SI ist m.

• Kopf in Füßen (Füße-Kopf); 1 Fuß hd = 0,3048 m

Druckverlust während der Filtration

• PSI/ft – Pfund (P) pro Quadrat (S) Zoll (I)/Fuß (ft) – Pfund pro Quadratzoll/Fuß; 1 PSI/ft = 22,62 kPa pro 1 m Filterbett.

SI-Einheit - Joule(benannt nach dem englischen Physiker J.P. Joule).

• 1 J ist die mechanische Arbeit einer Kraft von 1 N, wenn sich ein Körper über eine Strecke von 1 m bewegt.
• Newton (N) – SI-Einheit für Kraft und Gewicht; 1 N entspricht der Kraft, die einem Körper mit einer Masse von 1 kg eine Beschleunigung von 1 m 2 / s in Kraftrichtung verleiht. 1 J = 1 Nm.

In der Wärmetechnik wird weiterhin die abgeschaffte Maßeinheit der Wärmemenge, die Kalorie (cal, cal), verwendet.

• 1 J (J) = 0,23885 cal. 1 kJ = 0,2388 kcal.
• 1 lbf-ft ​​(lbf-ft) = 1,35582 J.
• 1 pdl ft (Poundal Fuß) = 42,1401 mJ.
• 1 Btu (British Heat Unit) = 1,05506 kJ (1 kJ = 0,2388 kcal).
• 1 Therm (Therma – britische große Kalorie) = 1 · 10 -5 Btu.

Die SI-Einheit ist Watt (W)- benannt nach dem englischen Erfinder J. Watt - mechanische Leistung, bei der 1 J Arbeit in 1 s verrichtet wird, oder ein Wärmestrom, der 1 W mechanischer Leistung entspricht.

• 1 W (W) = 1 J/s = 0,859985 kcal/h (kcal/h).
• 1 lbf ft/s (lbf ft/s) = 1,33582 Watt.
• 1 lbf-ft/min (lbf-ft/min) = 22,597 mW.
• 1 lbf·ft/h (lbf·ft/h) = 376,616 µW.
• 1 pdl ft/s (Poundal-Fuß/s) = 42,1401 mW.
• 1 PS (Pferdestärke britisch / s) = 745,7 Watt.
• 1 Btu/s (British Heat Unit/s) = 1055,06 W.
• 1 Btu/h (Btu/h) = 0,293067 W.

Oberflächenwärmestromdichte

Die Maßeinheit in SI ist W/m 2.

• 1 W / m 2 (W / m 2) = 0,859985 kcal / (m 2 h) (kcal / (m 2 h)).
• 1 BTU / (ft 2 h) = 2,69 kcal / (m 2 h) = 3,1546 kW / m 2.

Dynamische Viskosität (Viskositätsfaktor), η.

SI-Einheit - Pa s. 1 Pa s \u003d 1 N s / m 2;
Off-System-Einheit - Haltung (P). 1 P \u003d 1 Dyn s / m 2 \u003d 0,1 Pa s.

• Dina (dyn) – (aus dem Griechischen dynamisch – Stärke). 1 Dyn \u003d 10 -5 N \u003d 1 g cm / s 2 \u003d 1,02 · 10 -6 kgf.
• 1 lbf h / ft 2 (lbf h/ft 2) = 172,369 kPa s.
• 1 lbf s / ft 2 (lbf s / ft 2) = 47,8803 Pa s.
• 1 pdl s / ft 2 (Poundal s / ft 2) = 1,48816 Pa s.
• 1 Schnecke /(ft s) (slug/(ft s)) = 47,8803 Pa s. Slug (Slug) – eine technische Masseneinheit im englischen Maßsystem.

Kinematische Viskosität, ν.

Maßeinheit in SI - m 2 / s; Die Einheit cm 2 / s wird „Stokes“ genannt (nach dem englischen Physiker und Mathematiker J. G. Stokes).

Kinematische und dynamische Viskositäten hängen durch die Gleichung zusammen: ν = η / ρ, wobei ρ die Dichte g/cm 3 ist.

• 1 m 2 / s = Stokes / 104.
• 1 Fuß 2 / h (ft 2 / h) = 25,8064 mm 2 / s.
• 1 Fuß 2 /s (ft 2 /s) = 929,030 cm 2 /s.

Die Einheit der magnetischen Feldstärke im SI ist A/m(Amperemeter). Ampère (A) ist der Nachname des französischen Physikers A.M. Ampere.

Zuvor wurde die Oersted-Einheit (E) verwendet – benannt nach dem dänischen Physiker H.K. Örsted.
1 A / m (A / m, At / m) \u003d 0,0125663 Oe (Oe)

Die Druck- und Abriebfestigkeit mineralischer Filtermaterialien und allgemein aller Mineralien und Gesteine ​​wird indirekt auf der Mohs-Skala bestimmt (F. Moos ist ein deutscher Mineraloge).

In dieser Skala geben die Zahlen in aufsteigender Reihenfolge Mineralien an, die so angeordnet sind, dass jedes weitere einen Kratzer auf dem vorherigen hinterlassen kann. Extreme Substanzen in der Mohs-Skala: Talk (Härteeinheit – 1, die weichste) und Diamant (10, die härteste).

• Härte 1–2,5 (mit dem Fingernagel gezeichnet): Wolskoit, Vermiculit, Halit, Gips, Glaukonit, Graphit, Tonmaterialien, Pyrolusit, Talk usw.
• Härte > 2,5-4,5 (nicht mit dem Fingernagel gezeichnet, sondern mit Glas gezeichnet): Anhydrit, Aragonit, Baryt, Glaukonit, Dolomit, Calcit, Magnesit, Muskovit, Siderit, Chalkopyrit, Chabazit usw.
• Härte >4,5–5,5 (nicht mit Glas gezogen, sondern mit einem Stahlmesser gezogen): Apatit, Vernadit, Nephelin, Pyrolusit, Chabazit usw.
• Härte > 5,5-7,0 (nicht mit einem Stahlmesser gezogen, sondern mit Quarz gezogen): Vernadit, Granat, Ilmenit, Magnetit, Pyrit, Feldspat usw.
• Härte >7,0 (nicht mit Quarz gezogen): Diamant, Granat, Korund usw.

Die Härte von Mineralien und Gesteinen kann auch anhand der Knoop-Skala (A. Knup ist ein deutscher Mineraloge) bestimmt werden. Bei dieser Skala werden die Werte durch die Größe des Abdrucks bestimmt, der auf dem Mineral entsteht, wenn eine Diamantpyramide unter einer bestimmten Belastung in ihre Probe gedrückt wird.

Verhältnisse der Indikatoren auf den Skalen Mohs (M) und Knoop (K):

SI-Einheit - Bq(Becquerel, benannt nach dem französischen Physiker A.A. Becquerel).

Bq (Bq) ist eine Einheit der Nuklidaktivität in einer radioaktiven Quelle (Isotopenaktivität). 1 Bq entspricht der Aktivität des Nuklids, bei der in 1 s ein Zerfallsereignis auftritt.

Radioaktivitätskonzentration: Bq/m 3 oder Bq/l.

Aktivität ist die Anzahl der radioaktiven Zerfälle pro Zeiteinheit. Aktivität pro Masseneinheit wird als spezifische Aktivität bezeichnet.

• Curie (Ku, Ci, Cu) ist eine Einheit der Nuklidaktivität in einer radioaktiven Quelle (Isotopenaktivität). 1 Ku ist die Aktivität eines Isotops, bei dem in 1 s 3,7000 · 1010 Zerfallsereignisse auftreten. 1 Ku = 3,7000 1010 Bq.
• Rutherford (Rd, Rd) ist eine veraltete Aktivitätseinheit von Nukliden (Isotopen) in radioaktiven Quellen, benannt nach dem englischen Physiker E. Rutherford. 1 Rd \u003d 1 106 Bq \u003d 1/37000 Ci.

Strahlendosis

Strahlungsdosis – die Energie der ionisierenden Strahlung, die von der bestrahlten Substanz absorbiert und pro Masseneinheit berechnet wird (absorbierte Dosis). Die Dosis erhöht sich mit der Zeit der Exposition. Dosisleistung ≡ Dosis/Zeit.

Die Einheit der absorbierten Dosis in SI ist Gray (Gy, Gy). Die systemfremde Einheit ist Rad (rad), was einer Strahlungsenergie von 100 Erg entspricht, die von einer Substanz mit einem Gewicht von 1 g absorbiert wird.

Erg (erg – aus dem Griechischen: ergon – Arbeit) ist eine Arbeits- und Energieeinheit im nicht empfohlenen CGS-System.

• 1 erg \u003d 10 -7 J \u003d 1,02 · 10 -8 kgf m \u003d 2,39 · 10 -8 cal \u003d 2,78 · 10 -14 kWh.
• 1 rad (rad) \u003d 10 -2 Gy.
• 1 rad (rad) = 100 erg / g = 0,01 Gy = 2,388 · 10 -6 cal / g = 10 -2 J / kg.

Kerma (abgekürztes Englisch: in Materie freigesetzte kinetische Energie) – die in Materie freigesetzte kinetische Energie, gemessen in Grautönen.

Die Äquivalentdosis wird durch den Vergleich der Strahlung von Nukliden mit Röntgenstrahlung ermittelt. Der Strahlungsqualitätsfaktor (K) gibt an, um wie viel Mal die Strahlengefährdung bei chronischer menschlicher Exposition (in relativ kleinen Dosen) für eine bestimmte Strahlungsart größer ist als bei Röntgenstrahlen mit gleicher absorbierter Dosis. Für Röntgen- und γ-Strahlung ist K = 1. Für alle anderen Strahlungsarten wird K nach strahlenbiologischen Daten ermittelt.

Deq = Dpogl K.

Die Einheit der absorbierten Dosis in SI ist 1 Sv(Sievert) = 1 J/kg = 102 rem.

• REM (rem, ri – wurde bis 1963 als das biologische Äquivalent eines Röntgens definiert) – eine Einheit der Äquivalentdosis ionisierender Strahlung.
• Röntgen (Р, R) – Maßeinheit, Expositionsdosis von Röntgen- und γ-Strahlung. 1 P \u003d 2,58 · 10 -4 C / kg.
• Coulomb (C) – eine Einheit im SI-System, die Strommenge, elektrische Ladung. 1 Rem = 0,01 J/kg.

Äquivalentdosisrate - Sv/s.

Durchlässigkeit poröser Medien (einschließlich Gesteinen und Mineralien)

Darcy (D) – benannt nach dem französischen Ingenieur A. Darcy, Darcy (D) 1 D = 1,01972 μm 2.

1 D ist die Durchlässigkeit eines solchen porösen Mediums, wenn es durch eine Probe mit einer Fläche von 1 cm 2, einer Dicke von 1 cm und einem Druckabfall von 0,1 MPa filtriert wird, die Fließgeschwindigkeit einer Flüssigkeit mit einer Viskosität von 1 cP beträgt 1 cm 3 / s.

Partikelgrößen, Körner (Granulat) von Filtermaterialien nach SI und Standards anderer Länder

In den USA, Kanada, Großbritannien, Japan, Frankreich und Deutschland werden Korngrößen in Maschen (englisch mesh – hole, cell, network) geschätzt, also nach der Anzahl (Anzahl) der Löcher pro Zoll des feinsten Siebes an dem sie Körner weitergeben können. Als effektiver Korndurchmesser gilt die Lochgröße in Mikrometern. In den letzten Jahren wurden US-amerikanische und britische Mesh-Systeme häufiger verwendet.

Das Verhältnis zwischen den Maßeinheiten der Korngröße von Filtermaterialien nach SI und den Standards anderer Länder:

Massenanteil

Der Massenanteil gibt an, welche Massenmenge eines Stoffes in 100 Massenteilen einer Lösung enthalten ist. Maßeinheiten: Bruchteile einer Einheit; Prozentsatz (%); ppm (‰); Teile pro Million (ppm).

Konzentration von Lösungen und Löslichkeit

Die Konzentration der Lösung muss von der Löslichkeit unterschieden werden – der Konzentration einer gesättigten Lösung, die durch die Massenmenge eines Stoffes in 100 Massenteilen des Lösungsmittels ausgedrückt wird (z. B. g / 100 g).

Volumenkonzentration

Die Volumenkonzentration ist die Massenmenge eines gelösten Stoffes in einem bestimmten Lösungsvolumen (zum Beispiel: mg/l, g/m 3).

Molare Konzentration

Molare Konzentration – die Anzahl der Mol einer bestimmten Substanz, die in einem bestimmten Lösungsvolumen gelöst ist (mol/m 3, mmol/l, μmol/ml).

Molare Konzentration

Molare Konzentration – die Anzahl der Mol einer Substanz, die in 1000 g eines Lösungsmittels enthalten ist (Mol/kg).

normale Lösung

Eine normale Lösung ist eine Lösung, die ein Äquivalent einer Substanz pro Volumeneinheit enthält, ausgedrückt in Masseneinheiten: 1H = 1 mg Äquivalent / l = = 1 mmol / l (gibt das Äquivalent einer bestimmten Substanz an).

Äquivalent

Das Äquivalent ist gleich dem Verhältnis des Teils der Masse des Elements (der Substanz), das eine Atommasse Wasserstoff oder die halbe Atommasse Sauerstoff in einer chemischen Verbindung hinzufügt oder ersetzt, zu 1/12 der Masse Kohlenstoff 12. Somit entspricht das Äquivalent einer Säure ihrem Molekulargewicht, ausgedrückt in Gramm, geteilt durch die Basizität (die Anzahl der Wasserstoffionen); Basenäquivalent – ​​Molekulargewicht geteilt durch Säuregehalt (Anzahl der Wasserstoffionen und bei anorganischen Basen – geteilt durch die Anzahl der Hydroxylgruppen); Salzäquivalent – ​​Molekulargewicht dividiert durch die Summe der Ladungen (Wertigkeit von Kationen oder Anionen); Das Äquivalent einer an Redoxreaktionen teilnehmenden Verbindung ist der Quotient aus dem Molekulargewicht der Verbindung und der Anzahl der vom Atom des reduzierenden (oxidierenden) Elements aufgenommenen (abgegebenen) Elektronen.

Beziehungen zwischen Maßeinheiten der Konzentration von Lösungen
(Formeln für den Übergang von einem Ausdruck der Konzentration von Lösungen zu einem anderen):

Akzeptierte Bezeichnungen:

• ρ ist die Dichte der Lösung, g/cm 3 ;
• m ist das Molekulargewicht des gelösten Stoffes, g/mol;
• E ist die äquivalente Masse eines gelösten Stoffes, also die Menge einer Substanz in Gramm, die in einer bestimmten Reaktion mit einem Gramm Wasserstoff interagiert oder dem Übergang eines Elektrons entspricht.

Gemäß GOST 8.417-2002 die Mengeneinheit eines Stoffes wird festgelegt: Mol, Vielfache und Untervielfache ( kmol, mmol, µmol).

Die Maßeinheit für die Härte in SI ist mmol/l; µmol/l.

In verschiedenen Ländern werden häufig weiterhin die gestrichenen Einheiten der Wasserhärte verwendet:

• Russland und GUS-Staaten – mg-Äq/l, mcg-Äq/l, g-Äq/m 3;
• Deutschland, Österreich, Dänemark und einige andere Länder der germanischen Sprachgruppe – 1 deutscher Grad – (H° – Harte – Härte) ≡ 1 Stunde CaO / 100.000 Stunden Wasser ≡ 10 mg CaO/l ≡ 7,14 mg MgO / l ≡ 17,9 mg CaCO 3 / l ≡ 28,9 mg Ca (HCO 3) 2 / l ≡ 15,1 mg MgCO 3 / l ≡ 0,357 mmol/l.
• 1 französischer Grad ≡ 1 Stunde CaCO 3 / 100.000 Stunden Wasser ≡ 10 mg CaCO 3 / l ≡ 5,2 mg CaO / l ≡ 0,2 mmol / l.
• 1 englischer Grad ≡ 1 Korn / 1 Gallone Wasser ≡ 1 h CaCO 3 / 70.000 Stunden Wasser ≡ 0,0648 g CaCO 3 / 4,546 l ≡ 100 mg CaCO 3 / 7 l ≡ 7,42 mg CaO / l ≡ 0,285 mmol / l. Manchmal wird der englische Härtegrad auch als Clark bezeichnet.
• 1 amerikanischer Grad ≡ 1 Stunde CaCO 3 / 1 Million Stunden Wasser ≡ 1 mg CaCO 3 / l ≡ 0,52 mg CaO / l ≡ 0,02 mmol / l.

Hier: h - Teil; Die Umrechnung von Graden in die entsprechenden Mengen an CaO, MgO, CaCO 3 , Ca(HCO 3) 2 , MgCO 3 wird beispielhaft hauptsächlich für deutsche Grade gezeigt; Die Gradangaben sind an kalziumhaltige Verbindungen gebunden, da Kalzium in der Zusammensetzung der Härteionen in der Regel 75–95 %, in seltenen Fällen 40–60 % ausmacht. Zahlen werden meist auf die zweite Dezimalstelle gerundet.

Zusammenhang zwischen Wasserhärteeinheiten:

1 mmol/L = 1 mg Äquivalent/L = 2,80°N (deutsche Grad) = 5,00 französische Grad = 3,51 englische Grad = 50,04 US-Grad.

Die neue Maßeinheit für die Wasserhärte ist der russische Härtegrad – °F, definiert als die Konzentration eines Erdalkalielements (hauptsächlich Ca 2+ und Mg 2+), numerisch gleich der Hälfte seines Mols in mg/dm 3 (g/m3).

Alkalitätseinheiten - mmol, µmol.

Die Maßeinheit für die elektrische Leitfähigkeit in SI ist µS/cm.

Die elektrische Leitfähigkeit von Lösungen und der umgekehrte elektrische Widerstand charakterisieren die Mineralisierung von Lösungen, jedoch nur das Vorhandensein von Ionen. Bei der Messung der elektrischen Leitfähigkeit können nichtionische organische Substanzen, neutrale Schwebstoffe, Störungen, die das Ergebnis verfälschen – Gase usw. – nicht berücksichtigt werden. In natürlichem Wasser haben verschiedene Ionen eine unterschiedliche elektrische Leitfähigkeit, die gleichzeitig vom Salzgehalt des Wassers abhängt Lösung und ihre Temperatur. Um eine solche Abhängigkeit festzustellen, ist es notwendig, das Verhältnis zwischen diesen Größen für jedes spezifische Objekt mehrmals im Jahr experimentell zu ermitteln.

• 1 µS/cm = 1 MΩ cm; 1 S/m = 1 Ohm m.

Für reine Lösungen von Natriumchlorid (NaCl) im Destillat beträgt das ungefähre Verhältnis:

• 1 µS/cm ≈ 0,5 mg NaCl/L.

Das (ungefähr) gleiche Verhältnis kann unter den oben genannten Vorbehalten für die meisten natürlichen Wässer mit einer Mineralisierung von bis zu 500 mg/l angenommen werden (alle Salze werden in NaCl umgewandelt).

Bei einer Mineralisierung des natürlichen Wassers von 0,8-1,5 g/l können Sie Folgendes einnehmen:

• 1 μS/cm ≈ 0,65 mg Salze/l,

und mit Mineralisierung - 3-5 g/l:

• 1 µS/cm ≈ 0,8 mg Salze/l.

Der Gehalt an suspendierten Verunreinigungen im Wasser, Transparenz und Trübung des Wassers

Die Trübung von Wasser wird in folgenden Einheiten ausgedrückt:

• JTU (Jackson Turbidity Unit) – Jackson-Trübungseinheit;
• FTU (Formasin Turbidity Unit, auch EMF genannt) – Formazin-Trübungseinheit;
• NTU (Nephelometrische Trübungseinheit) – nephelometrische Trübungseinheit.

Es ist unmöglich, ein genaues Verhältnis der Trübungseinheiten zum Gehalt an Schwebstoffen anzugeben. Für jede Bestimmungsreihe ist die Erstellung einer Kalibrierkurve erforderlich, mit der Sie die Trübung des analysierten Wassers im Vergleich zur Kontrollprobe bestimmen können.

Ungefähr können Sie sich vorstellen: 1 mg/l (suspendierte Feststoffe) ≡ 1-5 NTU.

Wenn die trübe Mischung (Kieselgur) eine Partikelgröße von 325 Mesh hat, dann: 10 Einheiten. NTU ≡ 4 Einheiten JTU.

GOST 3351-74 und SanPiN 2.1.4.1074-01 entsprechen 1,5 Einheiten. NTU (oder 1,5 mg/l als Kieselsäure oder Kaolin) 2,6 Einheiten FTU (EMF).

Die Beziehung zwischen Schrifttransparenz und Trübung:

Das Verhältnis zwischen der Transparenz des „Kreuzes“ (in cm) und der Trübung (in mg/l):

Die Maßeinheit in SI ist mg/l, g/m 3, μg/l.

In den USA und einigen anderen Ländern wird die Mineralisierung in relativen Einheiten ausgedrückt (manchmal in Grains pro Gallone, gr/gal):

• ppm (Teile pro Million) – Teile pro Million (1 10 -6) Einheiten; manchmal bezeichnet ppm (parts per mille) auch ein Tausendstel (1 · 10 -3) einer Einheit;
• ppb – (Teile pro Milliarde) milliardste (milliardste) Anteile (1 10 -9) Einheiten;
• ppt – (Teile pro Billion) Billionstel (1 10 -12) Einheiten;
• ‰ - ppm (auch in Russland verwendet) - ein Tausendstel (1 10 -3) Einheiten.

Das Verhältnis zwischen den Maßeinheiten der Mineralisierung: 1 mg / l = 1 ppm = 1 10 3 ppb = 1 10 6 ppt = 1 10 -3 ‰ = 1 10 -4 %; 1 gr/gal = 17,1 ppm = 17,1 mg/l = 0,142 lb/1000 gal.

Zur Messung des Salzgehalts von Salzwässern, Solen und des Salzgehalts von Kondensaten Die richtigen Einheiten sind: mg/kg. In Laboren werden Wasserproben nach Volumen und nicht nach Massenanteilen gemessen. Daher empfiehlt es sich in den meisten Fällen, die Menge der Verunreinigungen auf einen Liter zu beziehen. Bei großen oder sehr kleinen Mineralisierungswerten ist der Fehler jedoch empfindlich.

Laut SI wird das Volumen in dm 3 gemessen, aber die Messung ist auch erlaubt in Litern, weil 1 l = 1,000028 dm 3. Seit 1964 1 Liter entspricht (genau) 1 dm 3.

Für Salzwasser und Sole manchmal werden Salzgehaltseinheiten verwendet in Grad Baumé(für Mineralisierung >50 g/kg):

• 1°Be entspricht einer Lösungskonzentration von 1 %, bezogen auf NaCl.
• 1 % NaCl = 10 g NaCl/kg.

Trockener und kalzinierter Rückstand

Trockener und kalzinierter Rückstand werden in mg/l gemessen. Der Trockenrückstand charakterisiert die Mineralisierung der Lösung nicht vollständig, da die Bedingungen zu seiner Bestimmung (Kochen, Trocknen des festen Rückstands im Ofen bei einer Temperatur von 102–110 °C bis zur Gewichtskonstanz) das Ergebnis verfälschen: insbesondere teilweise Der Bikarbonatanteil (herkömmlicherweise die Hälfte) zersetzt sich und verflüchtigt sich in Form von CO 2 .

Dezimale Vielfache und Teiler von Mengen

Dezimale Vielfache und Untervielfache der Maßeinheiten von Mengen sowie deren Namen und Bezeichnungen sollten mit den in der Tabelle angegebenen Multiplikatoren und Präfixen gebildet werden:

(basierend auf Materialien von der Website https://aqua-therm.ru/).

Das Studium physikalischer Phänomene und ihrer Gesetzmäßigkeiten sowie die Nutzung dieser Gesetzmäßigkeiten in der praktischen Tätigkeit des Menschen ist mit der Messung physikalischer Größen verbunden.

Eine physikalische Größe ist eine Eigenschaft, die vielen physikalischen Objekten (physikalischen Systemen, ihren Zuständen und in ihnen ablaufenden Prozessen) qualitativ gemeinsam ist, quantitativ jedoch für jedes Objekt individuell ist.

Eine physikalische Größe ist beispielsweise die Masse. Verschiedene physikalische Objekte haben Masse: alle Körper, alle Materieteilchen, Teilchen des elektromagnetischen Feldes usw. Qualitativ sind alle spezifischen Darstellungen von Masse, also die Massen aller physikalischen Objekte, gleich. Aber die Masse eines Objekts kann um ein bestimmtes Vielfaches größer oder kleiner sein als die Masse eines anderen. Und in diesem quantitativen Sinne ist Masse eine Eigenschaft, die für jedes Objekt individuell ist. Zu den physikalischen Größen zählen auch Länge, Temperatur, elektrische Feldstärke, Schwingungsdauer usw.

Spezifische Realisierungen derselben physikalischen Größe werden als homogene Größen bezeichnet. Beispielsweise sind der Abstand zwischen den Pupillen Ihrer Augen und die Höhe des Eiffelturms konkrete Erkenntnisse derselben physikalischen Größe – der Länge – und daher homogene Größen. Auch die Masse dieses Buches und die Masse des Erdtrabanten Kosmos-897 sind homogene physikalische Größen.

Homogene physikalische Größen unterscheiden sich in ihrer Größe voneinander. Die Größe einer physikalischen Größe ist

quantitativer Inhalt einer Eigenschaft in diesem Objekt, die dem Begriff der „physikalischen Größe“ entspricht.

Die Größen homogener physikalischer Größen verschiedener Objekte können miteinander verglichen werden, wenn die Werte dieser Größen bestimmt werden.

Der Wert einer physikalischen Größe ist eine Schätzung einer physikalischen Größe in Form einer bestimmten Anzahl dafür akzeptierter Einheiten (siehe S. 14). Beispielsweise ist der Wert der Länge eines bestimmten Körpers, 5 kg der Wert der Masse eines bestimmten Körpers usw. Eine abstrakte Zahl, die im Wert einer physikalischen Größe (in unseren Beispielen 10 und 5) enthalten ist, heißt a numerischer Wert. Im allgemeinen Fall kann der Wert X einer bestimmten Größe als Formel ausgedrückt werden

wo ist der numerische Wert der Menge, ihre Einheit.

Es ist notwendig, zwischen dem wahren und dem tatsächlichen Wert einer physikalischen Größe zu unterscheiden.

Der wahre Wert einer physikalischen Größe ist der Wert der Größe, der im Idealfall die entsprechende Eigenschaft des Objekts qualitativ und quantitativ widerspiegelt.

Der tatsächliche Wert einer physikalischen Größe ist der Wert der Größe, der experimentell ermittelt wurde und so nahe am wahren Wert liegt, dass er für einen bestimmten Zweck an dessen Stelle verwendet werden kann.

Die empirische Ermittlung des Wertes einer physikalischen Größe mit speziellen technischen Mitteln nennt man Messung.

Die wahren Werte physikalischer Größen sind in der Regel unbekannt. Beispielsweise kennt niemand die wahren Werte der Lichtgeschwindigkeit, der Entfernung von der Erde zum Mond, der Masse eines Elektrons, Protons und anderer Elementarteilchen. Wir kennen den wahren Wert unserer Körpergröße und unseres Körpergewichts nicht, wir kennen den wahren Wert der Lufttemperatur in unserem Zimmer, die Länge des Tisches, an dem wir arbeiten, usw. nicht und können ihn auch nicht herausfinden.

Mit besonderen technischen Mitteln ist es jedoch möglich, den tatsächlichen Wert zu ermitteln

all diese und viele andere Werte. Gleichzeitig hängt der Grad der Annäherung dieser tatsächlichen Werte an die wahren Werte physikalischer Größen von der Perfektion der dabei verwendeten technischen Messmittel ab.

Unter Messgeräten versteht man Maßeinheiten, Messgeräte usw. Unter einer Maßeinheit versteht man ein Messgerät, das dazu bestimmt ist, eine physikalische Größe einer bestimmten Größe wiederzugeben. Beispielsweise ist ein Gewicht ein Maß für die Masse, ein Lineal mit Millimetereinteilung ein Maß für die Länge, ein Messkolben ein Maß für das Volumen (Kapazität), ein normales Element ein Maß für die elektromotorische Kraft und ein Quarzoszillator ein Maß der Frequenz elektrischer Schwingungen usw.

Ein Messgerät ist ein Messgerät, das dazu dient, ein Signal mit Messinformationen in einer Form zu erzeugen, die für die direkte Wahrnehmung durch Beobachtung zugänglich ist. Zu den Messgeräten gehören Dynamometer, Amperemeter, Manometer usw.

Es gibt direkte und indirekte Messungen.

Eine direkte Messung ist eine Messung, bei der der gewünschte Wert einer Größe direkt aus experimentellen Daten ermittelt wird. Zu den direkten Messungen zählen beispielsweise die Messung der Masse mit einer gleicharmigen Skala, der Temperatur – mit einem Thermometer, der Länge – mit einem Maßstabslineal.

Bei der indirekten Messung handelt es sich um eine Messung, bei der der gewünschte Wert einer Größe auf der Grundlage einer bekannten Beziehung zwischen ihr und den direkt gemessenen Größen ermittelt wird. Indirekte Messungen sind beispielsweise die Ermittlung der Dichte eines Körpers anhand seiner Masse und geometrischen Abmessungen oder die Ermittlung des spezifischen elektrischen Widerstands eines Leiters anhand seines Widerstands, seiner Länge und seiner Querschnittsfläche.

Messungen physikalischer Größen basieren auf verschiedenen physikalischen Phänomenen. Beispielsweise wird die thermische Ausdehnung von Körpern oder der thermoelektrische Effekt zur Messung der Temperatur genutzt, die Schwerkraft wird zur Messung der Masse von Körpern durch Wägen genutzt usw. Die Gesamtheit der physikalischen Phänomene, die den Messungen zugrunde liegen, wird als Messprinzip bezeichnet. Messprinzipien werden in diesem Handbuch nicht behandelt. Die Metrologie befasst sich mit der Untersuchung der Prinzipien und Methoden von Messungen, der Arten von Messgeräten, Messfehlern und anderen Fragen im Zusammenhang mit Messungen.

Für eine quantitative Beschreibung verschiedener Eigenschaften physikalischer Objekte, physikalischer Systeme, Phänomene oder Prozesse wird das Konzept in RMG 29-99 (Recommendations on Interstate Standardization) eingeführt Mengen.

Wert- Hierbei handelt es sich um eine Eigenschaft, die von anderen Eigenschaften unterschieden und auf die eine oder andere Weise, auch quantitativ, bewertet werden kann.

Die Werte werden durch geteilt Ideal Und real .

Ideale Werte beziehen sich hauptsächlich auf den Bereich der Mathematik und sind eine Verallgemeinerung (Modell) spezifischer realer Konzepte. Sie werden auf die eine oder andere Weise berechnet.

Echte Werte sind geteilt in physisch und nicht-physisch.

Physikalische Größe Im Allgemeinen kann es als eine Größe definiert werden, die einigen materiellen Objekten (Prozessen, Phänomenen) innewohnt, die in den Naturwissenschaften (Physik, Chemie) und technischen Wissenschaften untersucht werden. Zu den physikalischen Größen gehören Masse, Temperatur, Zeit, Länge, Spannung, Druck, Geschwindigkeit usw.

ZU nicht-physisch umfassen Größen, die den Sozialwissenschaften (nichtphysikalischen Wissenschaften) innewohnen – Philosophie, Soziologie, Wirtschaftswissenschaften usw. Nichtphysikalische Größen, für die keine Einheit eingegeben werden kann, können nur ausgewertet werden. Beispiele für nicht-physische Größen: Bewertung der Studierenden auf einer 5-Punkte-Skala, Anzahl der Mitarbeiter in der Organisation, Warenpreis, Steuersatz usw. Die Bewertung nicht-physischer Größen ist nicht in den theoretischen Aufgaben enthalten Metrologie.

Physikalische Größe- eine der Eigenschaften eines physikalischen Objekts, die qualitativ vielen physikalischen Objekten gemeinsam, aber quantitativ für jedes von ihnen individuell ist (die qualitative Seite bestimmt die „Art“ einer Größe, zum Beispiel den elektrischen Widerstand als allgemeine Eigenschaft von Leitern der Elektrizität, und die quantitative Seite bestimmt ihre „Größe“, zum Beispiel den Widerstand eines bestimmten Leiters).

Unterscheiden Sie zwischen physikalischen Größen messbar Und ausgewertet.

Gemessene physikalische Größen kann quantitativ als eine bestimmte Anzahl etablierter Maßeinheiten ausgedrückt werden.

Geschätzte physikalische Mengen– Größen, für die aus irgendeinem Grund keine Maßeinheit eingegeben werden kann und die nur geschätzt werden können.

Auswertung- der Vorgang, einer bestimmten physikalischen Größe eine bestimmte Anzahl dafür akzeptierter Einheiten zuzuordnen, die nach festgelegten Regeln durchgeführt wird. Die Auswertung erfolgt mit Waage.

Um den quantitativen Inhalt der Eigenschaften eines bestimmten Objekts auszudrücken, wird der Begriff „Größe einer physikalischen Größe“ verwendet, deren Bewertung im Messprozess festgelegt wird.

Die Größe einer physikalischen Größe(Mengengröße) ist die quantitative Sicherheit einer physikalischen Größe, die einem bestimmten materiellen Objekt, System, Phänomen oder Prozess innewohnt.

Beispielsweise hat jeder Mensch eine bestimmte Größe und ein bestimmtes Gewicht, wodurch Menschen anhand ihrer Größe oder ihres Gewichts unterschieden werden können, d.h. nach den Dimensionen der für uns interessanten physikalischen Größen.

Größe ist ein objektives quantitatives Merkmal, unabhängig von der Wahl der Maßeinheiten.

Wenn wir beispielsweise 3,5 kg und 3500 g schreiben, dann handelt es sich um zwei Darstellungen gleicher Größe. Jeder von ihnen ist es Wert physikalische Größe (in diesem Fall Masse).

Der Wert einer physikalischen Größe ist ein Ausdruck der Größe einer physikalischen Größe in Form einer bestimmten Anzahl dafür akzeptierter Einheiten.

Der Wert einer physikalischen Größe Q aus der Messung gewonnen und entsprechend berechnet grundlegende Messgleichung:

Q = q[Q], (1)

wobei q eine abstrakte Zahl namens ist numerischer Wert, und [Q] Einheitsgröße Messungen einer bestimmten physikalischen Größe.

Zahlenwert einer physikalischen Größe- eine abstrakte Zahl, die das Verhältnis des Wertes einer Größe zur entsprechenden Einheit einer bestimmten physikalischen Größe ausdrückt.

Zahlenwert Das Ergebnis der Messung hängt von der Wahl der Einheit der physikalischen Größe ab. (Ein Beispiel über eine Boa constrictor aus einem Cartoon).

Die Zahlen 3,5 und 3500 sind abstrakte Zahlen, die in den Wert einer physikalischen Größe eingehen und die Zahlenwerte einer physikalischen Größe angeben. Im obigen Beispiel wird die Masse eines Objekts durch die Zahlen 3,5 und 3500 angegeben, und die Einheiten sind Kilogramm (kg) und Gramm (g).

Bedeutung Mengen sollten nicht mit verwechselt werden Größe. Die Größe der physikalischen Größe eines bestimmten Objekts existiert in der Realität und unabhängig davon, ob wir sie kennen oder nicht, ob wir sie in irgendwelchen Einheiten ausdrücken oder nicht. Der Wert der physikalischen Größe erscheint erst, nachdem die Größe des Wertes des gegebenen Objekts in einer bestimmten Einheit ausgedrückt wird.

Einheit der physikalischen Größe- eine physikalische Größe fester Größe, der herkömmlicherweise ein numerischer Wert gleich eins zugewiesen wird. Es dient zur Quantifizierung homogener physikalischer Größen.

Homogene physikalische Größen sind physikalische Größen, die in denselben Einheiten ausgedrückt werden und miteinander verglichen werden können (z. B. Länge und Durchmesser eines Teils).

Physikalische Größen werden zusammengefasst System.

System physikalischer Größen(Größensystem) ist eine Menge physikalischer Größen, die nach anerkannten Prinzipien gebildet werden, wobei einige Größen als unabhängig angenommen werden und andere als Funktionen dieser unabhängigen Größen definiert werden.

Alle im System der physikalischen Größen enthaltenen Größen werden durch geteilt hauptsächlich Und Derivate.

Grundlegende physikalische Größe- eine physikalische Größe, die im Mengensystem enthalten ist und bedingt als unabhängig von anderen Größen dieses Systems akzeptiert wird.

Abgeleitete physikalische Größe ist eine physikalische Größe, die im Mengensystem enthalten ist und durch die Grundgrößen dieses Systems bestimmt wird.

Eine formalisierte Widerspiegelung des qualitativen Unterschieds physikalischer Größen ist ihr Abmessungen.

Dimension einer physikalischen Größe - Dies ist ein Ausdruck, der die Beziehung einer bestimmten Größe zu physikalischen Größen widerspiegelt, die in einem bestimmten Einheitensystem als die wichtigsten mit einem Proportionalitätskoeffizienten von eins akzeptiert werden.

Die Dimension einer physikalischen Größe wird mit dem Symbol dim (von lateinisch dimension – Dimension) bezeichnet.

Die Dimension der physikalischen Grundgrößen wird durch die entsprechenden Großbuchstaben angegeben:

Länge - dim l = L

Masse - dim m = M

Zeit - dim t = T

elektrische Stromstärke – dim i= ICH

thermodynamische Temperatur – dim Q = Q

Stoffmenge - dim n = N

Lichtintensität – dim j = J

Abmessungen dimmen x jede Ableitung einer physikalischen Größe X bestimmt durch die Gleichung der Beziehung zwischen den Größen. Es hat die Form des Produkts der auf die entsprechenden Potenzen gesteigerten Grundgrößen:

dim x = L a M b T g I e Q i N v J t ,(2)

wo L, M, T, I ... - Symbole der Hauptgrößen dieses Systems;

a, b, g, e ... - Dimensionsindikatoren, die jeweils positiv oder negativ, eine ganze Zahl oder eine Bruchzahl sowie Null sein können.

Dimensionsanzeige - Exponent des Grades, um den die Dimension der physikalischen Grundgröße, die in der Dimension der abgeleiteten physikalischen Größe enthalten ist, angehoben wird.

Je nach Vorhandensein von Dimensionen werden physikalische Größen unterteilt dimensional Und dimensionslos.

Dimensionsphysikalische Größe- eine physikalische Größe, in deren Dimension mindestens eine der physikalischen Grundgrößen auf eine Potenz ungleich Null gesteigert wird.

Dimensionslose physikalische Größe– alle Dimensionen sind gleich Null. Sie haben keine Maßeinheiten, das heißt, sie werden in nichts gemessen ( Zum Beispiel der Reibungskoeffizient).

Messskalen

Die Bewertung und Messung physikalischer Größen erfolgt anhand verschiedener Skalen.

Messskala ist eine geordnete Menge von Werten einer physikalischen Größe, die als Grundlage für deren Messung dient.

Lassen Sie uns dieses Konzept am Beispiel von Temperaturskalen erläutern. Bei der Celsius-Skala wird die Schmelztemperatur von Eis als Ausgangspunkt und der Siedepunkt von Wasser als Hauptintervall (Referenzpunkt) angenommen. Ein Hundertstel dieses Intervalls ist die Einheit der Temperatur (Grad Celsius).

Es gibt die folgenden Haupttypen Messskalen: Nennwerte, Reihenfolge, Unterschiede (Intervalle), Verhältnisse und absolute Maßstäbe.

Namensskalen spiegeln Qualitätseigenschaften wider. Die Elemente dieser Skalen zeichnen sich lediglich durch Äquivalenzbeziehungen (Gleichheit) und Ähnlichkeit spezifischer qualitativer Erscheinungsformen von Eigenschaften aus.

Ein Beispiel für solche Skalen ist die Skala zur Klassifizierung (Bewertung) der Farbe von Objekten nach Namen (Rot, Orange, Gelb, Grün usw.), basierend auf standardisierten Farbatlanten, systematisiert nach Ähnlichkeit. Messungen in der Farbskala werden durchgeführt, indem Farbproben aus dem Atlas mit der Farbe des Untersuchungsobjekts unter einer bestimmten Beleuchtung verglichen und die Gleichheit (Äquivalenz) ihrer Farben festgestellt werden.

In den Namensskalen gibt es keine Begriffe wie „Null“, „Maßeinheit“, „Dimension“, „größer als“ oder „kleiner als“. Die Namensskala kann aus beliebigen Zeichen (Zahl, Name, andere Symbole) bestehen. Die Zahlen einer solchen Skala sind nichts anderes als Codezeichen.

Mit der Namensskala können Sie Objekte klassifizieren, identifizieren und unterscheiden.

Ordnungsmaßstab(Rangskala) – ordnet Objekte in Bezug auf ihre Eigenschaften in absteigender oder aufsteigender Reihenfolge an.

Die resultierende geordnete Reihe heißt Rang. Er kann Antworten auf die Fragen geben: „Was ist mehr oder weniger?“, „Was ist schlechter oder besser?“. Genauere Informationen – wie viel mehr oder weniger, wie viel besser oder schlechter – kann die Bestellskala nicht geben.

Ein Beispiel für eine Ordnungsskala ist eine Gruppe von Menschen, die nach Körpergröße aufgebaut sind, wobei jede nachfolgende Person niedriger ist als alle vorherigen; Bewertung von Wissen; Ort des Sportlers; Windskalen (Beaufort-Skala) und Erdbeben (Richter-Skala); Skalen der Härtezahlen (Rockwell-, Brinell-, Vickers-Skalen) usw.

Ordnungsskalen können ein Nullelement haben oder nicht ( z.B. eingestufte Instrumentengenauigkeitsklassen (0,1 und 2)).

Mit Hilfe von Ordnungsskalen ist es möglich, qualitative Indikatoren zu messen, die kein streng quantitatives Maß haben. Besonders häufig werden diese Skalen in den Geisteswissenschaften verwendet: Pädagogik, Psychologie und Soziologie.

Differenzskala(Intervalle) enthält die Differenz zwischen den Werten einer physikalischen Größe. Für diese Skalen sind Äquivalenz-, Ordnungs- und Summationsbeziehungen (Differenzen) zwischen quantitativen Erscheinungsformen von Eigenschaften sinnvoll.

Diese Skala besteht aus identischen Intervallen, hat eine bedingte (nach Vereinbarung akzeptierte) Maßeinheit und einen willkürlich gewählten Referenzpunkt – Null.

Diese Lektion wird für Anfänger nichts Neues sein. Wir alle haben in der Schule solche Dinge gehört wie einen Zentimeter, einen Meter, einen Kilometer. Und wenn es um die Masse ging, sagte man normalerweise Gramm, Kilogramm, Tonnen.

Zentimeter, Meter und Kilometer; Gramm, Kilogramm und Tonnen haben einen gemeinsamen Namen – Maßeinheiten physikalischer Größen.

In dieser Lektion werden wir uns die gängigsten Maßeinheiten ansehen, aber wir werden nicht tiefer auf dieses Thema eingehen, da Maßeinheiten in den Bereich der Physik fallen. Heute sind wir gezwungen, einen Teil der Physik zu studieren, da wir ihn für das weitere Studium der Mathematik benötigen.

Längeneinheiten

Zur Längenmessung werden folgende Maßeinheiten verwendet:

• Millimeter;
• Zentimeter;
• Dezimeter;
• Meter;
• Kilometer.

Millimeter(mm). Sie können Millimeter sogar mit eigenen Augen sehen, wenn Sie das Lineal nehmen, das wir jeden Tag in der Schule benutzt haben.

Kleine Linien, die in einer Reihe aufeinander folgen, sind Millimeter. Genauer gesagt beträgt der Abstand zwischen diesen Linien einen Millimeter (1 mm):

Zentimeter(cm). Auf dem Lineal ist jeder Zentimeter mit einer Zahl angegeben. Unser Lineal, das sich in der ersten Figur befand, hatte beispielsweise eine Länge von 15 Zentimetern. Der letzte Zentimeter dieses Lineals ist mit der Zahl 15 gekennzeichnet.

Ein Zentimeter hat 10 Millimeter. Sie können ein Gleichheitszeichen zwischen einem Zentimeter und zehn Millimetern setzen, da diese die gleiche Länge bezeichnen:

1cm=10mm

Sie können es selbst sehen, wenn Sie die Millimeter in der vorherigen Abbildung zählen. Sie werden feststellen, dass die Anzahl der Millimeter (Abstand zwischen den Linien) 10 beträgt.

Die nächste Längeneinheit ist Dezimeter(dm). Ein Dezimeter besteht aus zehn Zentimetern. Zwischen einem Dezimeter und zehn Zentimetern können Sie ein Gleichheitszeichen setzen, da sie die gleiche Länge angeben:

1 dm = 10 cm

Sie können dies überprüfen, wenn Sie die Zentimeter in der folgenden Abbildung zählen:

Sie werden feststellen, dass die Anzahl der Zentimeter 10 beträgt.

Die nächste Maßeinheit ist Meter(M). Ein Meter hat zehn Dezimeter. Zwischen einem Meter und zehn Dezimetern können Sie ein Gleichheitszeichen setzen, da sie die gleiche Länge angeben:

1 m = 10 dm

Leider kann der Zähler in der Abbildung nicht dargestellt werden, da er recht groß ist. Wenn Sie das Messgerät live sehen möchten, nehmen Sie ein Maßband. Jeder hat es im Haus. Auf einem Maßband wird ein Meter als 100 cm bezeichnet. Dies liegt daran, dass ein Meter zehn Dezimeter und zehn Dezimeter einhundert Zentimeter sind:

1 m = 10 dm = 100 cm

100 erhält man, indem man einen Meter in Zentimeter umrechnet. Dies ist ein separates Thema, auf das wir etwas später eingehen werden. Kommen wir in der Zwischenzeit zur nächsten Längeneinheit, die Kilometer genannt wird.

Der Kilometer gilt als größte Maßeinheit für die Länge. Natürlich gibt es noch andere ältere Einheiten, wie zum Beispiel ein Megameter, ein Gigameter, ein Terameter, aber wir werden sie nicht berücksichtigen, da uns ein Kilometer ausreicht, um die Mathematik weiter zu studieren.

Ein Kilometer hat tausend Meter. Sie können zwischen einem Kilometer und tausend Metern ein Gleichheitszeichen setzen, da sie die gleiche Länge bezeichnen:

1 km = 1000 m

Entfernungen zwischen Städten und Ländern werden in Kilometern gemessen. Beispielsweise beträgt die Entfernung von Moskau nach St. Petersburg etwa 714 Kilometer.

Internationales Einheitensystem SI

Das internationale Einheitensystem SI ist eine bestimmte Menge allgemein anerkannter physikalischer Größen.

Der Hauptzweck des internationalen Systems der SI-Einheiten besteht darin, Vereinbarungen zwischen Ländern zu treffen.

Wir wissen, dass die Sprachen und Traditionen der Länder der Welt unterschiedlich sind. Da kann man nichts machen. Aber die Gesetze der Mathematik und Physik funktionieren überall gleich. Wenn in einem Land „zweimal zwei ist vier“ gilt, dann gilt in einem anderen Land „zweimal zwei ist vier“.

Das Hauptproblem bestand darin, dass es für jede physikalische Größe mehrere Maßeinheiten gibt. Wir haben zum Beispiel gerade erfahren, dass es für die Längenmessung Millimeter, Zentimeter, Dezimeter, Meter und Kilometer gibt. Wenn sich mehrere Wissenschaftler, die verschiedene Sprachen sprechen, an einem Ort versammeln, um ein Problem zu lösen, dann kann eine so große Vielfalt an Längeneinheiten zu Widersprüchen zwischen diesen Wissenschaftlern führen.

Ein Wissenschaftler wird behaupten, dass in seinem Land die Länge in Metern gemessen wird. Der zweite könnte sagen, dass in ihrem Land die Länge in Kilometern gemessen wird. Der Dritte kann seine eigene Maßeinheit anbieten.

Daher wurde das internationale Einheitensystem SI geschaffen. SI ist eine Abkürzung für die französische Phrase Le Système International d'Unités, SI (was auf Russisch bedeutet: das internationale Einheitensystem SI).

Das SI listet die gängigsten physikalischen Größen auf und jede von ihnen hat ihre eigene allgemein akzeptierte Maßeinheit. Beispielsweise wurde in allen Ländern bei der Lösung von Problemen vereinbart, dass die Länge in Metern gemessen wird. Wenn daher bei der Lösung von Problemen die Länge in einer anderen Maßeinheit (z. B. in Kilometern) angegeben wird, muss diese in Meter umgerechnet werden. Wir werden etwas später darüber sprechen, wie man eine Maßeinheit in eine andere umrechnet. Zeichnen wir in der Zwischenzeit unser internationales Einheitensystem SI.

Unsere Zeichnung wird eine Tabelle physikalischer Größen sein. Wir werden jede untersuchte physikalische Größe in unsere Tabelle aufnehmen und die in allen Ländern akzeptierte Maßeinheit angeben. Jetzt haben wir die Maßeinheiten der Länge studiert und erfahren, dass Meter im SI-System zur Längenmessung definiert sind. Unsere Tabelle wird also so aussehen:

Masseneinheiten

Die Masse ist ein Maß für die Menge an Materie in einem Körper. Im Volksmund wird das Körpergewicht Gewicht genannt. Normalerweise sagt man, wenn etwas gewogen wird „Es wiegt so viele Kilogramm“ , obwohl es hier nicht um Gewicht geht, sondern um die Masse dieses Körpers.

Masse und Gewicht sind jedoch unterschiedliche Konzepte. Gewicht ist die Kraft, mit der ein Körper auf eine horizontale Unterlage einwirkt. Das Gewicht wird in Newton gemessen. Und Masse ist eine Größe, die die Menge an Materie in diesem Körper angibt.

Es ist jedoch nichts Falsches daran, die Masse als Körpergewicht zu bezeichnen. Sogar in der Medizin heißt es „Menschengewicht“ , obwohl es sich um die Masse eines Menschen handelt. Die Hauptsache ist, sich darüber im Klaren zu sein, dass es sich um unterschiedliche Konzepte handelt.

Zur Messung der Masse werden folgende Maßeinheiten verwendet:

• Milligramm;
• Gramm;
• Kilogramm;
• Zentner;
• Tonnen.

Die kleinste Maßeinheit ist Milligramm(mg). Milligramm werden Sie höchstwahrscheinlich nie in die Praxis umsetzen. Sie werden von Chemikern und anderen Wissenschaftlern verwendet, die mit kleinen Substanzen arbeiten. Es genügt zu wissen, dass es eine solche Maßeinheit für die Masse gibt.

Die nächste Maßeinheit ist Gramm(G). Bei der Zusammenstellung eines Rezepts ist es üblich, die Menge eines Produkts in Gramm zu messen.

Ein Gramm enthält tausend Milligramm. Sie können zwischen einem Gramm und tausend Milligramm ein Gleichheitszeichen setzen, da sie die gleiche Masse bezeichnen:

1 g = 1000 mg

Die nächste Maßeinheit ist Kilogramm(kg). Das Kilogramm ist eine gängige Maßeinheit. Es misst alles. Das Kilogramm ist im SI-System enthalten. Nehmen wir noch eine weitere physikalische Größe in unsere SI-Tabelle auf. Wir nennen es „Masse“:

In einem Kilogramm stecken tausend Gramm. Zwischen einem Kilogramm und tausend Gramm können Sie ein Gleichheitszeichen setzen, da sie die gleiche Masse bezeichnen:

1 kg = 1000 g

Die nächste Maßeinheit ist Zentner(C). In Zentnern ist es praktisch, die Masse einer auf einer kleinen Fläche geernteten Ernte oder die Masse einer Ladung zu messen.

Ein Zentner enthält einhundert Kilogramm. Ein Gleichheitszeichen kann zwischen einem Zentner und einhundert Kilogramm gesetzt werden, da sie die gleiche Masse bezeichnen:

1 q = 100 kg

Die nächste Maßeinheit ist Tonne(T). In Tonnen werden üblicherweise große Lasten und Massen großer Körper gemessen. Zum Beispiel die Masse eines Raumschiffs oder eines Autos.

In einer Tonne sind tausend Kilogramm. Sie können zwischen einer Tonne und tausend Kilogramm ein Gleichheitszeichen setzen, da sie die gleiche Masse bezeichnen:

1 t = 1000 kg

Zeiteinheiten

Wir müssen nicht erklären, wie spät es ist. Jeder weiß, was Zeit ist und warum sie benötigt wird. Wenn wir die Diskussion darüber eröffnen, was Zeit ist, und versuchen, sie zu definieren, dann beginnen wir, uns mit der Philosophie zu befassen, und das ist nicht das, was wir jetzt brauchen. Beginnen wir mit den Zeiteinheiten.

Zur Messung der Zeit werden folgende Maßeinheiten verwendet:

• Sekunden;
• Protokoll;
• Uhr;
• Tag.

Die kleinste Maßeinheit ist zweite(Mit). Natürlich gibt es auch kleinere Einheiten wie Millisekunden, Mikrosekunden, Nanosekunden, aber wir werden sie nicht berücksichtigen, da dies im Moment keinen Sinn macht.

In Sekundenschnelle werden verschiedene Indikatoren gemessen. Wie viele Sekunden braucht ein Sportler zum Beispiel, um 100 Meter zu laufen? Die Sekunde ist im internationalen SI-Einheitensystem zur Zeitmessung enthalten und wird als „s“ bezeichnet. Nehmen wir noch eine weitere physikalische Größe in unsere SI-Tabelle auf. Wir nennen es „Zeit“:

Minute(M). Eine Minute hat 60 Sekunden. Sie können zwischen einer Minute und sechzig Sekunden ein Gleichheitszeichen setzen, da sie dieselbe Zeit darstellen:

1 m = 60 s

Die nächste Maßeinheit ist Stunde(H). Eine Stunde hat 60 Minuten. Sie können zwischen einer Stunde und sechzig Minuten ein Gleichheitszeichen setzen, da sie dieselbe Zeit darstellen:

1 Stunde = 60 Minuten

Wenn wir diese Lektion beispielsweise eine Stunde lang studiert haben und gefragt werden, wie viel Zeit wir damit verbracht haben, sie zu studieren, können wir auf zwei Arten antworten: „Wir haben die Lektion eine Stunde lang studiert“ oder so „Wir haben die Lektion sechzig Minuten lang studiert“ . In beiden Fällen werden wir richtig antworten.

Die nächste Zeiteinheit ist Tag. Der Tag hat 24 Stunden. Zwischen einem Tag und vierundzwanzig Stunden können Sie ein Gleichheitszeichen setzen, da sie dieselbe Zeit bezeichnen:

1 Tag = 24 Stunden

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