Jednostki miary wielkości fizycznych. Wielkości fizyczne i jednostki ich miary

Pomiary opierają się na porównaniu identycznych właściwości obiektów materialnych. W przypadku właściwości, do których porównania ilościowego stosuje się metody fizyczne, w metrologii ustala się jedno uogólnione pojęcie - wielkość fizyczną. Wielkość fizyczna- właściwość, która jest jakościowo wspólna dla wielu obiektów fizycznych, ale ilościowo indywidualna dla każdego obiektu, na przykład długość, masa, przewodność elektryczna i pojemność cieplna ciał, ciśnienie gazu w naczyniu itp. Ale zapach nie jest wielkością fizyczną , ponieważ jest ustalana poprzez subiektywne odczucia.

Miarą do ilościowego porównania tych samych właściwości obiektów jest jednostka wielkości fizycznej - wielkość fizyczna, której zgodnie z umową przypisuje się wartość liczbową równą 1. Jednostkom wielkości fizycznych przypisuje się pełne i skrócone oznaczenie symboliczne - wymiar. Na przykład masa to kilogram (kg), czas to sekunda (s), długość to metr (m), a siła to Newton (N).

Wartość wielkości fizycznej - ocena wielkości fizycznej w postaci określonej liczby przyjętych dla niej jednostek – charakteryzuje indywidualność ilościową obiektów. Na przykład średnica otworu wynosi 0,5 mm, promień kuli ziemskiej wynosi 6378 km, prędkość biegacza wynosi 8 m/s, prędkość światła wynosi 3 10 5 m/s.

według pomiaru nazywa się znalezieniem wartości wielkości fizycznej za pomocą specjalnych środków technicznych. Na przykład pomiar średnicy wału za pomocą suwmiarki lub mikrometru, temperatury cieczy za pomocą termometru, ciśnienia gazu za pomocą manometru lub wakuometru. Wartość wielkości fizycznej x^, uzyskany podczas pomiaru, określa wzór x^ = ai, Gdzie A- wartość liczbowa (rozmiar) wielkości fizycznej; oraz - jednostka wielkości fizycznej.

Ponieważ wartości wielkości fizycznych znajdują się empirycznie, zawierają błędy pomiarowe. W związku z tym rozróżnia się prawdziwe i rzeczywiste wartości wielkości fizycznych. Prawdziwa wartość - wartość wielkości fizycznej, która idealnie odzwierciedla odpowiednią właściwość przedmiotu w kategoriach jakościowych i ilościowych. Jest to granica, do której wartość wielkości fizycznej zbliża się wraz ze wzrostem dokładności pomiaru.

Aktualna wartość - wartość wielkości fizycznej znalezionej eksperymentalnie i tak bliskiej prawdziwej wartości, że może być użyta zamiast niej w określonym celu. Wartość ta zmienia się w zależności od wymaganej dokładności pomiaru. W pomiarach technicznych za wartość rzeczywistą przyjmuje się wartość wielkości fizycznej znalezionej z błędem dopuszczalnym.

Błąd pomiaru jest odchyleniem wyniku pomiaru od prawdziwej wartości wielkości mierzonej. Absolutny błąd zwany błędem pomiaru, wyrażony w jednostkach wielkości mierzonej: Oh = x^-x, Gdzie X- prawdziwą wartość mierzonej wielkości. Względny błąd - stosunek bezwzględnego błędu pomiaru do prawdziwej wartości wielkości fizycznej: 6=Topór/x. Błąd względny można również wyrazić w procentach.

Ponieważ prawdziwa wartość pomiaru pozostaje nieznana, w praktyce można znaleźć jedynie przybliżone oszacowanie błędu pomiaru. W tym przypadku zamiast wartości prawdziwej przyjmuje się rzeczywistą wartość wielkości fizycznej, uzyskaną przez pomiar tej samej wielkości z większą dokładnością. Na przykład błąd pomiaru wymiarów liniowych za pomocą suwmiarki wynosi ±0,1 mm, i mikrometrem - ± 0,004 mm.

Dokładność pomiaru można wyrazić ilościowo jako odwrotność modułu błędu względnego. Na przykład, jeśli błąd pomiaru wynosi ±0,01, dokładność pomiaru wynosi 100.

Metodą ustawiania wartości temperatury jest skala temperatur. Znanych jest kilka skal temperatur.

• Skala Kelvina(nazwany na cześć angielskiego fizyka W. Thomsona, Lorda Kelvina).
  Oznaczenie jednostki: K(nie „stopień Kelvina” i nie °K).
  1 K \u003d 1/273,16 - część temperatury termodynamicznej punktu potrójnego wody, odpowiadająca równowadze termodynamicznej układu składającego się z lodu, wody i pary.
• Celsjusz(nazwany na cześć szwedzkiego astronoma i fizyka A. Celsjusza).
  Oznaczenie jednostki: °С .
  W tej skali przyjmuje się, że temperatura topnienia lodu pod ciśnieniem normalnym wynosi 0°C, temperatura wrzenia wody wynosi 100°C.
  Skale Kelvina i Celsjusza są powiązane równaniem: t (°C) \u003d T (K) - 273,15.
• Fahrenheita(D.G. Fahrenheit - niemiecki fizyk).
  Oznaczenie jednostek: °F. Jest szeroko stosowany, w szczególności w USA.
  Skala Fahrenheita i skala Celsjusza są ze sobą powiązane: t (°F) = 1,8 t (°C) + 32°C. Według wartości bezwzględnej 1 (°F) = 1 (°C).
• Skala Reaumura(nazwany na cześć francuskiego fizyka R.A. Reaumura).
  Oznaczenie: °R i °r.
  Ta skala prawie wyszła z użycia.
  Związek ze stopniami Celsjusza: t (°R) = 0,8 t (°C).
• Skala Rankina (Rankine)- nazwany na cześć szkockiego inżyniera i fizyka W. J. Rankina.
  Oznaczenie: °R (czasami: °Rank).
  Skala jest również używana w USA.
  Temperatura w skali Rankina odpowiada temperaturze w skali Kelvina: t (°R) = 9/5 T (K).

Główne wskaźniki temperatury w jednostkach miary różnych skal:

Jednostką miary w układzie SI jest metr (m).

• Jednostka pozasystemowa: angstrem (Å). 1Å = 1 10-10 m.
• Cal(z holenderskiego duim - kciuk); cal; W; ´´; 1´ = 25,4 mm.
• Ręka(angielska ręka - ręka); 1 ręka = 101,6 mm.
• Połączyć(Angielski link - link); 1 li = 201,168 mm.
• Zakres(Angielski span - span, range); 1 rozpiętość = 228,6 mm.
• Stopa(Angielska stopa - stopa, stopy - stopy); 1 stopa = 304,8 mm.
• Dziedziniec(angielskie podwórko - podwórko, padok); 1 jard = 914,4 mm.
• Fatum, twarz(ang. sążni - miara długości (= 6 stóp) lub miara objętości drewna (= 216 stóp 3) lub górska miara powierzchni (= 36 stóp 2) lub sąż (Ft)); fath lub fth lub Ft lub ƒfm; 1 stopa = 1,8288 m.
• łańcuch(Angielski łańcuch - łańcuch); 1 oł = 66 stóp = 22 jardy = = 20,117 m.
• Furlong(angielski furlong) - 1 futro = 220 jardów = 1/8 mili.
• Mila(mila angielska; międzynarodowa). 1 ml (mi, MI) = 5280 stóp = 1760 jardów = 1609,344 m.

Jednostką miary w układzie SI jest m 2 .

• stóp kwadratowych; 1 stopa 2 (również stopa kwadratowa) = 929,03 cm 2.
• Cal kwadratowy; 1 na 2 (cal kwadratowy) = 645,16 mm 2.
• Kwadratowy welon (twarz); 1 fath 2 (stopa 2; stopa 2; stopa kwadratowa) \u003d 3,34451 m 2.
• Jard kwadratowy; 1 jard 2 (metr kwadratowy) \u003d 0,836127 m 2 .

Kwadrat (kwadrat) - kwadrat.

Jednostką miary w układzie SI jest m 3 .

• Stopa sześcienna; 1 stopa 3 (również stopa sześcienna) = 28,3169 dm 3.
• Pojąć sześcienny; 1 fath 3 (ft 3; Ft 3; cu Ft) = 6,11644 m 3.
• jard sześcienny; 1 jard 3 (metr sześcienny) = 0,764555 m 3.
• cal sześcienny; 1 na 3 (cu in) \u003d 16,3871 cm 3.
• Buszel (Wielka Brytania); 1 bu (Wielka Brytania, także Wielka Brytania) = 36,3687 dm 3.
• Buszel (USA); 1 bu (my, także USA) = 35,2391 dm 3.
• galon (Wielka Brytania); 1 gal (UK, także UK) = 4,54609 dm 3.
• Galon cieczy (USA); 1 gal (USA, także US) = 3,78541 dm3.
• galon amerykański suchy; 1 galon suchy (USA, także USA) = 4,40488 dm3.
• Jill (skrzela); 1 gi = 0,12 l (USA), 0,14 l (Wielka Brytania).
• Beczka (USA); 1bbl \u003d 0,16 m3.

UK - Wielka Brytania - Wielka Brytania (Wielka Brytania); USA - United Stats (USA).

Określona objętość

Jednostką miary w SI jest m 3 / kg.

• stopy 3 /funt; 1 stopa3 / funt = 62,428 dm3 / kg .

Jednostką miary w układzie SI jest kg.

• Funt (handel) (libra angielska, funt - ważenie, funt); 1 funt = 453,592 g; funty - funty. W systemie starych rosyjskich środków 1 funt = 409,512 g.
• Gran (angielskie ziarno - ziarno, ziarno, pellet); 1 gr = 64,799 mg.
• Kamień (kamień angielski - kamień); 1 o. = 14 funtów = 6,350 kg.

Gęstość, w tym cielsko

Jednostką miary w SI jest kg / m 3.

• funt/stopa 3; 1 funt / stopa 3 \u003d 16,0185 kg / m3.

Gęstość linii

Jednostką miary w układzie SI jest kg/m.

• funt/stopa; 1 funt / stopa = 1,48816 kg/m
• funt / jard; 1 funt / jard = 0,496055 kg/m

Gęstość powierzchniowa

Jednostką miary w SI jest kg / m2.

• funt/stopa 2; 1 funt / stopa kwadratowa (również funt na stopę kwadratową) = 4,88249 kg / m2.

Linia prędkości

Jednostką układu SI jest m/s.

• stopy/godz.; 1 stopa/h = 0,3048 m/h.
• stopy/s; 1 stopa/s = 0,3048 m/s.

Jednostką układu SI jest m/s 2 .

• stopa/s2; 1 stopa / s 2 \u003d 0,3048 m / s 2.

Przepływ masy

Jednostką układu SI jest kg/s.

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

Przepływ objętościowy

Jednostką SI jest m 3 / s.

• stopy 3 /min; 1 stopa 3 / min = 28,3168 dm 3 / min.
• jard 3 /min; 1 jard 3 / min = 0,764555 dm 3 / min.
• Galon/min; 1 galon/min (również GPM - galon na minutę) = 3,78541 dm3/min.

Specyficzny przepływ objętościowy

• GPM/(sq ft) - galon (G) na (P) minutę (M)/(square (sq) foot (ft)) - galon na minutę na stopę kwadratową;
  1 GPM / (stopa kwadratowa) \u003d 2445 l / (m 2 h) 1 l / (m 2 h) \u003d 10 -3 m / h.
• gpd - galony na dzień - galony na dzień (dni); 1 gpd \u003d 0,1577 dm 3 / godz.
• gpm - galony na minutę - galony na minutę; 1 gpm \u003d 0,0026 dm 3 / min.
• gps - galony na sekundę - galony na sekundę; 1 gps \u003d 438 10 -6 dm 3 / s.

Zużycie sorbinianu (na przykład Cl 2) podczas filtrowania przez warstwę sorbentu (na przykład węgiel aktywny)

• Gals/cubic ft (gal/ft 3) - galony/stopa sześcienna (galony na stopę sześcienną); 1 Gals/stopa sześcienna = 0,13365 dm 3 na 1 dm 3 sorbentu.

Jednostką miary w układzie SI jest N.

• siła funta; 1 funt siły – 4,44822 N 0,44822 N 1N \u003d 1 kg m / s 2
• funt (angielski: funt); 1 pdl \u003d 0,138255 N. (Funt to siła, która nadaje masie jednego funta przyspieszenie 1 ft / s 2, lb ft / s 2.)

Środek ciężkości

Jednostką miary w układzie SI jest N/m 3 .

• funt-siła/stopa 3 ; 1 funt siły/stopę 3 = 157,087 N/m 3.
• funt/stopa 3; 1 pdl / stopa 3 \u003d 4,87985 N / m3.

Jednostka SI - Pa, wiele jednostek: MPa, kPa.

Specjaliści w swojej pracy nadal używają przestarzałych, anulowanych lub wcześniej opcjonalnie dozwolonych jednostek ciśnienia: kgf / cm 2; bar; bankomat. (atmosfera fizyczna); Na(atmosfera techniczna); ata; ati; m wody. Sztuka.; mmHg st; torr.

Stosowane są pojęcia: „ciśnienie bezwzględne”, „nadmierne ciśnienie”. Podczas przeliczania niektórych jednostek ciśnienia na Pa i jego jednostki wielokrotne występują błędy. Należy wziąć pod uwagę, że 1 kgf / cm 2 jest równy 98066,5 Pa (dokładnie), to znaczy dla małych (do około 14 kgf / cm 2) ciśnień, z wystarczającą dokładnością do pracy, możemy przyjąć: 1 Pa \u003d 1 kg / (m s 2) \u003d 1 N / m 2. 1 kgf / cm 2 ≈ 105 Pa = 0,1 MPa. Ale już przy średnich i wysokich ciśnieniach: 24 kgf / cm2 ≈ 23,5 · 105 Pa = 2,35 MPa; 40 kgf / cm2 ≈ 39 · 105 Pa = 3,9 MPa; 100 kgf / cm2 ≈ 98 · 105 Pa = 9,8 MPa itp.

proporcje:

• 1 atm (fizyczny) ≈ 101325 Pa ≈ 1,013 105 Pa ≈ ≈ 0,1 MPa.
• 1 w (techniczny) \u003d 1 kgf / cm 2 \u003d 980066,5 Pa ≈ 105 Pa ≈ 0,09806 MPa ≈ 0,1 MPa.
• 0,1 MPa ≈ 760 mmHg Sztuka. ≈ 10 m wc Sztuka. ≈ 1 bar.
• 1 Torr (torus, tor) \u003d 1 mm Hg. Sztuka.
• funt-siła/cal 2 ; 1 funt siły/cal 2 = 6,89476 kPa (patrz poniżej: PSI).
• funt-siła/stopa 2 ; 1 funt siły/stopę 2 = 47,8803 Pa.
• Funt-siła/jard 2 ; 1 funt siły/yd 2 = 5,32003 Pa.
• funt/stopa 2; 1 pdl/stopę 2 = 1,48816 Pa.
• Stopa słupa wody; 1 stopa H2O = 2,98907 kPa.
• Cal słupa wody; 1 w H2O = 249,089 Pa.
• cal rtęci; 1 w Hg = 3,38639 kPa.
• PSI (również psi) - funty (P) na cal kwadratowy (S) cal (I) - funty na cal kwadratowy; 1 PSI = 1 funt/cal 2 = 6,89476 kPa.

Czasami w literaturze istnieje oznaczenie jednostki ciśnienia lb / in 2 - jednostka ta nie uwzględnia lbƒ (funt-siła), ale lb (funt-masa). Dlatego liczbowo 1 funt / cal 2 różni się nieco od 1 funta / cal 2, ponieważ przy określaniu 1 funta bierze się pod uwagę: g \u003d 9,80665 m / s 2 (na szerokości geograficznej Londynu). 1 funt / cal 2 \u003d 0,454592 kg / (2,54 cm) 2 \u003d 0,07046 kg / cm 2 \u003d 7,046 kPa. Obliczenie 1 lbƒ - patrz wyżej. 1 funt siły / cal 2 \u003d 4,44822 N / (2,54 cm) 2 \u003d 4,44822 kg m / (2,54 0,01 m) 2 s 2 \u003d 6894,754 kg / (m·s 2) = 6894,754 Pa ≈ 6,895 kPa.

Do praktycznych obliczeń można przyjąć: 1 lbf / in 2 ≈ 1 lb / in 2 ≈ 7 kPa. Ale w rzeczywistości równość jest nielegalna, podobnie jak 1 lbƒ = 1 lb, 1 kgf = 1 kg. PSIg (psig) - to samo co PSI, ale wskazuje nadciśnienie; PSIa (psia) - to samo co PSI, ale podkreśla: ciśnienie bezwzględne; a - bezwzględny, g - miernik (miara, rozmiar).

Ciśnienie wody

Jednostką miary w układzie SI jest m.

• Głowa w stopach (stopy-głowa); 1 stopa hd = 0,3048 m

Strata ciśnienia podczas filtracji

• PSI/ft — funty (P) na cal kwadratowy (S) cal (I)/stopa (ft) — funty na cal kwadratowy/stopę; 1 PSI/ft = 22,62 kPa na 1 m złoża filtracyjnego.

Jednostka SI - Dżul(nazwany na cześć angielskiego fizyka J.P. Joule'a).

• 1 J to praca mechaniczna wykonana siłą 1 N, gdy ciało porusza się na odległość 1 m.
• Newton (N) - jednostka siły i ciężaru w układzie SI; 1 N jest równy sile nadającej ciału o masie 1 kg przyspieszenie 1 m 2 / s w kierunku działania siły. 1 J = 1 Nm.

W ciepłownictwie nadal stosowana jest zniesiona jednostka miary ilości ciepła, kaloria (cal, cal).

• 1 J (J) = 0,23885 kal. 1 kJ = 0,2388 kcal.
• 1 funt-stopa (funt-stopa) = 1,35582 J.
• 1 pdl ft (stopa funtowa) = 42,1401 mJ.
• 1 Btu (brytyjska jednostka ciepła) = 1,05506 kJ (1 kJ = 0,2388 kcal).
• 1 Therm (therma - brytyjska duża kaloria) = 1 10 -5 Btu.

Jednostką SI jest wat (W)- nazwana na cześć angielskiego wynalazcy J. Watta - moc mechaniczna, przy której praca 1 J jest wykonywana w ciągu 1 s, czyli strumień ciepła równoważny 1 W mocy mechanicznej.

• 1 W (W) \u003d 1 J / s \u003d 0,859985 kcal / h (kcal / h).
• 1 funt-stopa/s (funt-stopa/s) = 1,33582 wata.
• 1 funt-stopa/min (funt-stopa/min) = 22,597 mW.
• 1 funt-stopa/h (funt-stopa/h) = 376,616 µW.
• 1 pdl stopa/s (funt stopa/s) = 42,1401 mW.
• 1 KM (moc brytyjska / s) \u003d 745,7 watów.
• 1 Btu/s (brytyjska jednostka ciepła) = 1055,06 W.
• 1 Btu/h (Btu/h) = 0,293067 W.

Gęstość powierzchniowego strumienia ciepła

Jednostką miary w SI jest W / m2.

• 1 W / m 2 (W / m 2) \u003d 0,859985 kcal / (m 2 h) (kcal / (m 2 h)).
• 1 Btu / (ft 2 h) \u003d 2,69 kcal / (m 2 h) \u003d 3,1546 kW / m 2.

Lepkość dynamiczna (współczynnik lepkości), η.

Jednostka SI - Pa s. 1 Pa·s \u003d 1 N·s / m 2;
jednostka pozasystemowa - opanowanie (P). 1 P \u003d 1 dyn s / m 2 \u003d 0,1 Pa·s.

• Dina (dyn) - (z greckiej dynamiki - siła). 1 dyna \u003d 10 -5 N \u003d 1 g cm / s 2 \u003d 1,02 · 10 -6 kgf.
• 1 funt · h / stopa 2 (funt · h / stopa 2) = 172,369 kPa · s.
• 1 funt-s/stopa 2 (funt-siła/stopa 2) = 47,8803 Pa-s.
• 1 pdl·s / stopa 2 (funt·s / stopa 2) = 1,48816 Pa·s.
• 1 ślimak /(ft·s) (slug/(ft·s)) = 47,8803 Pa·s. Slug (slug) - techniczna jednostka masy w angielskim systemie miar.

Lepkość kinematyczna, v.

Jednostka miary w SI - m 2 / s; Jednostka cm 2 / s nazywa się „Stokes” (od nazwiska angielskiego fizyka i matematyka J. G. Stokesa).

Lepkość kinematyczna i dynamiczna są powiązane równaniem: ν = η / ρ, gdzie ρ jest gęstością, g/cm 3 .

• 1 m 2 / s = Stokes / 104.
• 1 stopa 2 / h (stopa 2 / h) \u003d 25,8064 mm 2 / s.
• 1 stopa 2 /s (stopa 2 /s) \u003d 929,030 cm 2 /s.

Jednostką natężenia pola magnetycznego w układzie SI jest A/m(Amperomierz). Ampère (A) to nazwisko francuskiego fizyka A.M. Amper.

Wcześniej używano jednostki Oersteda (E) - nazwanej na cześć duńskiego fizyka H.K. Ersted.
1 A / m (A / m, At / m) \u003d 0,0125663 Oe (Oe)

Odporność na zgniatanie i ścieranie mineralnych materiałów filtracyjnych iw ogóle wszystkich minerałów i skał jest określana pośrednio w skali Mohsa (F. Moos jest mineralogiem niemieckim).

Liczby w tej skali w porządku rosnącym oznaczają minerały ułożone w taki sposób, że każdy kolejny jest w stanie zostawić rysę na poprzednim. Ekstremalne substancje w skali Mohsa: talk (jednostka twardości - 1, najmiększy) i diament (10, najtwardszy).

• Twardość 1-2,5 (rysowana paznokciem): wolskoit, wermikulit, halit, gips, glaukonit, grafit, materiały ilaste, piroluzyt, talk itp.
• Twardość> 2,5-4,5 (nie rysowane paznokciem, ale rysowane szkłem): anhydryt, aragonit, baryt, glaukonit, dolomit, kalcyt, magnezyt, muskowit, syderyt, chalkopiryt, chabazyt itp.
• Twardość >4,5-5,5 (nie ciągniona szkłem, ale ciągniona stalowym nożem): apatyt, wernadyt, nefelin, piroluzyt, chabazyt itp.
• Twardość > 5,5-7,0 (nie ciągniona stalowym nożem, ale ciągniona kwarcem): wernadyt, granat, ilmenit, magnetyt, piryt, skalenie itp.
• Twardość > 7,0 (nie rysowane kwarcem): diament, granat, korund itp.

Twardość minerałów i skał można również określić w skali Knoopa (A. Knup jest niemieckim mineralogiem). W tej skali wartości są określane na podstawie wielkości odcisku pozostawionego na minerale, gdy piramida diamentowa jest wciskana w próbkę pod pewnym obciążeniem.

Współczynniki wskaźników na skalach Mohsa (M) i Knoopa (K):

Jednostka SI - Bq(Becquerel, nazwany na cześć francuskiego fizyka AA Becquerela).

Bq (Bq) to jednostka aktywności nuklidu w źródle promieniotwórczym (aktywność izotopowa). 1 Bq jest równy aktywności nuklidu, przy której w ciągu 1 s zachodzi jedno zdarzenie rozpadu.

Stężenie radioaktywności: Bq/m 3 lub Bq/l.

Aktywność to liczba rozpadów promieniotwórczych w jednostce czasu. Aktywność przypadająca na jednostkę masy nazywana jest aktywnością specyficzną.

• Curie (Ku, Ci, Cu) to jednostka aktywności nuklidu w źródle radioaktywnym (aktywność izotopowa). 1 Ku to aktywność izotopu, w której w ciągu 1 s zachodzi 3,7000 1010 rozpadów. 1 Ku = 3,7000 1010 Bq.
• Rutherford (Rd, Rd) to przestarzała jednostka aktywności nuklidów (izotopów) w źródłach promieniotwórczych, nazwana na cześć angielskiego fizyka E. Rutherforda. 1 Rd \u003d 1 106 Bq \u003d 1/37000 Ci.

Dawka promieniowania

Dawka promieniowania - energia promieniowania jonizującego pochłonięta przez napromieniowaną substancję i obliczona na jednostkę jej masy (dawka pochłonięta). Dawka kumuluje się w czasie ekspozycji. Szybkość dawki ≡ Dawka/czas.

Jednostką dawki pochłoniętej w SI jest Gray (Gy, Gy). Jednostką pozasystemową jest Rad (rad), odpowiadający energii promieniowania 100 erg pochłoniętej przez substancję o masie 1 g.

Erg (erg - z gr. ergon - praca) to jednostka pracy i energii w niezalecanym systemie CGS.

• 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) \u003d 100 erg / g \u003d 0,01 Gy \u003d 2,388 10 -6 cal / g \u003d 10 -2 J / kg.

Kerma (w skrócie: energia kinetyczna uwalniana w materii) - energia kinetyczna uwalniana w materii, mierzona w szarościach.

Dawkę równoważną określa się porównując promieniowanie nuklidów z promieniowaniem rentgenowskim. Współczynnik jakości promieniowania (K) pokazuje, ile razy zagrożenie radiacyjne w przypadku przewlekłego narażenia człowieka (w stosunkowo małych dawkach) na dany rodzaj promieniowania jest większe niż w przypadku promieni rentgenowskich o tej samej dawce pochłoniętej. Dla promieniowania rentgenowskiego i promieniowania γ K = 1. Dla wszystkich innych rodzajów promieniowania K ustala się na podstawie danych radiobiologicznych.

Deq = Dpogl K.

Jednostką dawki pochłoniętej w układzie SI jest 1 Sv(Siwert) = 1 J/kg = 102 rem.

• REM (rem, ri - do 1963 roku określano jako biologiczny odpowiednik rentgena) - jednostka równoważnej dawki promieniowania jonizującego.
• Roentgen (Р, R) - jednostka miary, dawka ekspozycyjna promieniowania rentgenowskiego i γ. 1 P \u003d 2,58 · 10 -4 C / kg.
• Kulomb (C) - jednostka w układzie SI, ilość energii elektrycznej, ładunek elektryczny. 1 rem = 0,01 J/kg.

Równoważnik dawki - Sv/s.

Przepuszczalność ośrodków porowatych (w tym skał i minerałów)

Darcy (D) - nazwany na cześć francuskiego inżyniera A. Darcy, darsy (D) 1 D \u003d 1,01972 μm 2.

1 D jest przepuszczalnością takiego porowatego ośrodka, po przefiltrowaniu przez próbkę o powierzchni 1 cm2, grubości 1 cm i spadku ciśnienia 0,1 MPa, natężenie przepływu cieczy o lepkości 1 cP to 1 cm 3 / s.

Wielkości cząstek, ziaren (granulatów) materiałów filtracyjnych według SI i norm innych krajów

W USA, Kanadzie, Wielkiej Brytanii, Japonii, Francji i Niemczech wielkość ziarna określa się w oczkach (ang. mesh - hole, cell, network), czyli według liczby (liczby) otworów na cal najdrobniejszego sita, przez które przechodzi którym mogą przekazywać ziarna. Za efektywną średnicę ziarna uważa się rozmiar otworu w mikronach. W ostatnich latach coraz częściej stosowane są systemy siatkowe w USA i Wielkiej Brytanii.

Stosunek jednostek miary wielkości ziarna (granulatu) materiałów filtracyjnych według SI do norm innych krajów:

Ułamek masowy

Ułamek masowy pokazuje, jaka ilość masowa substancji zawarta jest w 100 częściach masowych roztworu. Jednostki miary: ułamki jednostki; odsetek (%); ppm (‰); części na milion (ppm).

Stężenie roztworów i rozpuszczalność

Stężenie roztworu należy odróżnić od rozpuszczalności - stężenia nasyconego roztworu, które wyraża się masową ilością substancji w 100 częściach masowych rozpuszczalnika (na przykład g / 100 g).

Stężenie objętościowe

Stężenie objętościowe to masa substancji rozpuszczonej w określonej objętości roztworu (na przykład: mg / l, g / m3).

Stężenie molowe

Stężenie molowe - liczba moli danej substancji rozpuszczonej w określonej objętości roztworu (mol / m3, mmol / l, μmol / ml).

Stężenie molowe

Stężenie molowe - liczba moli substancji zawartej w 1000 g rozpuszczalnika (mol / kg).

normalne rozwiązanie

Roztwór normalny to taki, który zawiera jeden równoważnik substancji na jednostkę objętości, wyrażony w jednostkach masy: 1H = 1 mg równoważnik / l = = 1 mmol / l (wskazujący równoważnik określonej substancji).

Równowartość

Równoważnik jest równy stosunkowi części masy pierwiastka (substancji), która dodaje lub zastępuje jedną masę atomową wodoru lub połowę masy atomowej tlenu w związku chemicznym, do 1/12 masy węgla 12. Zatem równoważnik kwasu jest równy jego masie cząsteczkowej wyrażonej w gramach podzielonej przez zasadowość (liczbę jonów wodorowych); równoważnik zasady - masa cząsteczkowa podzielona przez kwasowość (liczba jonów wodorowych, a dla zasad nieorganicznych - podzielona przez liczbę grup hydroksylowych); równoważnik soli - masa cząsteczkowa podzielona przez sumę ładunków (wartościowości kationów lub anionów); równoważnik związku uczestniczącego w reakcjach redoks to iloraz masy cząsteczkowej związku przez liczbę elektronów przyjętych (oddanych) przez atom pierwiastka redukującego (utleniającego).

Zależności między jednostkami miary stężenia roztworów
(Wzory na przejście z jednego wyrażenia stężenia roztworów do drugiego):

Akceptowane oznaczenia:

• ρ jest gęstością roztworu, g/cm3;
• m to masa cząsteczkowa substancji rozpuszczonej, g/mol;
• E jest równoważną masą substancji rozpuszczonej, to znaczy ilością substancji w gramach, która oddziałuje w danej reakcji z jednym gramem wodoru lub odpowiada przejściu jednego elektronu.

Według GOST 8.417-2002 ustalono jednostkę ilości substancji: mol, wielokrotności i podwielokrotności ( kmol, mmol, µmol).

Jednostką miary twardości w układzie SI jest mmol/l; µmol/l.

W różnych krajach często nadal stosuje się anulowane jednostki twardości wody:

• Rosja i kraje WNP - mg-eq / l, mcg-eq / l, g-eq / m 3;
• Niemcy, Austria, Dania i niektóre inne kraje germańskiej grupy języków - 1 stopień niemiecki - (H ° - Harte - twardość) ≡ 1 godzina CaO / 100 tysięcy godzin wody ≡ 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 stopień francuski ≡ 1 godzina CaCO 3 / 100 tysięcy godzin wody ≡ 10 mg CaCO 3 / l ≡ 5,2 mg CaO / l ≡ 0,2 mmol / l.
• 1 stopień angielski ≡ 1 ziarno / 1 galon wody ≡ 1 h CaCO 3 / 70 tysięcy godzin wody ≡ 0,0648 g CaCO 3 / 4,546 l ≡ 100 mg CaCO 3 / 7 l ≡ 7,42 mg CaO / l ≡ 0,285 mmol / l. Czasami angielski stopień twardości jest określany jako Clark.
• 1 stopień amerykański ≡ 1 godzina CaCO 3 / 1 milion godzin wody ≡ 1 mg CaCO 3 / l ≡ 0,52 mg CaO / l ≡ 0,02 mmol / l.

Tutaj: h - część; konwersja stopni na odpowiadające im ilości CaO, MgO, CaCO3, Ca(HCO3)2, MgCO3 jest pokazana jako przykłady głównie dla stopni niemieckich; wymiary stopni są związane ze związkami zawierającymi wapń, ponieważ w składzie jonów twardości wapń z reguły wynosi 75-95%, w rzadkich przypadkach - 40-60%. Liczby są zaokrąglane głównie do drugiego miejsca po przecinku.

Zależność między jednostkami twardości wody:

1 mmol/L = 1 mg równoważnik/L = 2,80°N (stopni niemieckich) = 5,00 stopni francuskich = 3,51 stopni angielskich = 50,04 stopni amerykańskich.

Nową jednostką miary twardości wody jest rosyjski stopień twardości – °F, określany jako stężenie pierwiastka ziem alkalicznych (głównie Ca 2+ i Mg 2+), liczbowo równe ½ jego mola w mg/dm 3 (g / m3).

Jednostki zasadowości - mmol, µmol.

Jednostką miary przewodności elektrycznej w układzie SI jest µS/cm.

Przewodnictwo elektryczne roztworów i odwrotny opór elektryczny charakteryzują mineralizację roztworów, ale tylko obecność jonów. Podczas pomiaru przewodności elektrycznej nie można brać pod uwagę niejonowych substancji organicznych, neutralnych zanieczyszczeń zawieszonych, zakłóceń zakłócających wyniki - gazów itp. W wodzie naturalnej różne jony mają różne przewodnictwo elektryczne, które jednocześnie zależy od zasolenia wody. roztworu i jego temperatury. Aby ustalić taką zależność, konieczne jest eksperymentalne ustalenie stosunku między tymi wielkościami dla każdego konkretnego obiektu kilka razy w roku.

• 1 µS/cm = 1 MΩ cm; 1 S/m = 1 om m.

Dla czystych roztworów chlorku sodu (NaCl) w destylacie przybliżony stosunek wynosi:

• 1 µS/cm ≈ 0,5 mg NaCl/l.

Taki sam stosunek (w przybliżeniu), z powyższymi zastrzeżeniami, można przyjąć dla większości wód naturalnych o mineralizacji do 500 mg/l (wszystkie sole przeliczane są na NaCl).

Przy mineralizacji wody naturalnej na poziomie 0,8-1,5 g/l można przyjmować:

• 1 μS/cm ≈ 0,65 mg soli/l,

oraz z mineralizacją - 3-5 g/l:

• 1 µS/cm ≈ 0,8 mg soli/l.

Zawartość zanieczyszczeń zawieszonych w wodzie, przezroczystość i mętność wody

Mętność wody wyraża się w jednostkach:

• JTU (Jackson Turbidity Unit) - jednostka mętności Jacksona;
• FTU (Formasin Turbidity Unit, zwana też EMF) – formazynowa jednostka mętności;
• NTU (nefelometryczna jednostka mętności) - nefelometryczna jednostka mętności.

Nie jest możliwe podanie dokładnego stosunku jednostek mętności do zawartości zawiesin. Dla każdej serii oznaczeń konieczne jest zbudowanie wykresu kalibracyjnego, który pozwoli określić zmętnienie analizowanej wody w porównaniu z próbką kontrolną.

W przybliżeniu można sobie wyobrazić: 1 mg / l (zawiesina) ≡ 1-5 NTU.

Jeżeli mętna mieszanka (ziemia okrzemkowa) ma wielkość cząstek 325 mesh, to: 10 jednostek. NTU ≡ 4 jednostki JTU.

GOST 3351-74 i SanPiN 2.1.4.1074-01 odpowiadają 1,5 jednostki. NTU (lub 1,5 mg/l jako krzemionka lub kaolin) 2,6 jednostki FTU (EMF).

Związek między przezroczystością czcionki a zamgleniem:

Stosunek przezroczystości „krzyża” (w cm) do zmętnienia (w mg/l):

Jednostką miary w SI jest mg / l, g / m 3, μg / l.

W USA i niektórych innych krajach mineralizację wyraża się w jednostkach względnych (czasem w ziarnach na galon, gr/gal):

• ppm (części na milion) - części na milion (1 10 -6) jednostek; czasami ppm (części na milę) oznacza również jedną tysięczną (1 10 -3) jednostki;
• ppb - (części na miliard) miliardowa (miliardowa) część (1 10 -9) jednostek;
• ppt - (części na bilion) trylionowa (1 10 -12) jednostek;
• ‰ - ppm (stosowane również w Rosji) - tysięczna (1 10 -3) jednostek.

Stosunek jednostek miary mineralizacji: 1 mg / l \u003d 1 ppm \u003d 1 10 3 ppb \u003d 1 10 6 ppt \u003d 1 10 -3 ‰ = 1 10 -4%; 1 gr/gal = 17,1 ppm = 17,1 mg/l = 0,142 funta/1000 galonów

Do pomiaru zasolenia wód słonych, solanek i zasolenia kondensatów Prawidłowe jednostki, których należy użyć to: mg/kg. W laboratoriach próbki wody mierzone są objętościowo, a nie ułamkami masowymi, dlatego w większości przypadków wskazane jest odniesienie ilości zanieczyszczeń do jednego litra. Ale dla dużych lub bardzo małych wartości mineralizacji błąd będzie czuły.

Według SI objętość mierzy się w dm 3, ale pomiar jest również dozwolony w litrach, ponieważ 1 l \u003d 1,000028 dm 3. od 1964 r 1 litr jest równy 1 dm 3 (dokładnie).

Do słonej wody i solanek czasami używane są jednostki zasolenia w stopniach Baumégo(dla mineralizacji >50 g/kg):

• 1°Be odpowiada stężeniu roztworu 1% w przeliczeniu na NaCl.
• 1% NaCl = 10 g NaCl/kg.

Sucha i kalcynowana pozostałość

Suchą i kalcynowaną pozostałość mierzy się w mg/l. Sucha pozostałość nie charakteryzuje w pełni mineralizacji roztworu, ponieważ warunki jej oznaczania (gotowanie, suszenie stałej pozostałości w piecu w temperaturze 102-110 ° C do stałej masy) zniekształcają wynik: w szczególności część wodorowęglanów (konwencjonalnie przyjętych - połowa) rozkłada się i ulatnia w postaci CO 2 .

Dziesiętne wielokrotności i podwielokrotności wielkości

Dziesiętne wielokrotności i podwielokrotności jednostek miary wielkości oraz ich nazwy i oznaczenia należy tworzyć stosując mnożniki i przedrostki podane w tabeli:

(na podstawie materiałów ze strony https://aqua-therm.ru/).

Badanie zjawisk fizycznych i ich prawidłowości, a także wykorzystanie tych prawidłowości w praktycznej działalności człowieka, wiąże się z pomiarem wielkości fizycznych.

Wielkość fizyczna to właściwość, która jest jakościowo wspólna dla wielu obiektów fizycznych (układów fizycznych, ich stanów i zachodzących w nich procesów), ale ilościowo indywidualna dla każdego obiektu.

Wielkością fizyczną jest na przykład masa. Różne obiekty fizyczne mają masę: wszystkie ciała, wszystkie cząstki materii, cząstki pola elektromagnetycznego itp. Jakościowo wszystkie konkretne realizacje masy, tj. masy wszystkich obiektów fizycznych, są takie same. Ale masa jednego obiektu może być określoną liczbę razy większa lub mniejsza niż masa innego. I w tym sensie ilościowym masa jest właściwością indywidualną dla każdego obiektu. Wielkościami fizycznymi są również długość, temperatura, natężenie pola elektrycznego, okres oscylacji itp.

Konkretne realizacje tej samej wielkości fizycznej nazywane są wielkościami jednorodnymi. Na przykład odległość między źrenicami twoich oczu a wysokością Wieży Eiffla to konkretne realizacje tej samej wielkości fizycznej - długości, a zatem są to wielkości jednorodne. Masa tej książki i masa satelity Ziemi Kosmos-897 są również jednorodnymi wielkościami fizycznymi.

Jednorodne wielkości fizyczne różnią się od siebie wielkością. Wielkość wielkości fizycznej to

zawartość ilościowa w tym obiekcie właściwości odpowiadającej pojęciu „wielkości fizycznej”.

Rozmiary jednorodnych wielkości fizycznych różnych obiektów można porównywać ze sobą, jeśli zostaną określone wartości tych wielkości.

Wartość wielkości fizycznej jest oszacowaniem wielkości fizycznej w postaci określonej liczby przyjętych dla niej jednostek (zob. s. 14). Na przykład wartość długości pewnego ciała, 5 kg, jest wartością masy pewnego ciała itp. Abstrakcyjna liczba zawarta w wartości wielkości fizycznej (w naszych przykładach 10 i 5) nazywa się wartość numeryczna. W ogólnym przypadku wartość X pewnej wielkości można wyrazić wzorem

gdzie jest wartością liczbową wielkości, jej jednostką.

Konieczne jest rozróżnienie prawdziwych i rzeczywistych wartości wielkości fizycznej.

Prawdziwa wartość wielkości fizycznej to wartość wielkości, która idealnie odzwierciedla odpowiednią właściwość obiektu w kategoriach jakościowych i ilościowych.

Rzeczywista wartość wielkości fizycznej jest wartością wielkości znalezionej eksperymentalnie i tak zbliżoną do wartości prawdziwej, że można ją użyć zamiast niej w określonym celu.

Znalezienie wartości wielkości fizycznej empirycznie za pomocą specjalnych środków technicznych nazywa się pomiarem.

Prawdziwe wartości wielkości fizycznych są z reguły nieznane. Na przykład nikt nie zna prawdziwych wartości prędkości światła, odległości Ziemi od Księżyca, masy elektronu, protonu i innych cząstek elementarnych. Nie znamy prawdziwej wartości naszego wzrostu i masy ciała, nie znamy i nie możemy poznać prawdziwej wartości temperatury powietrza w naszym pokoju, długości stołu przy którym pracujemy itp.

Jednak przy użyciu specjalnych środków technicznych możliwe jest określenie rzeczywistego

wszystkie te i wiele innych wartości. Jednocześnie stopień zbliżenia tych rzeczywistych wartości do prawdziwych wartości wielkości fizycznych zależy od doskonałości zastosowanych w tym przypadku technicznych środków pomiarowych.

Przyrządy pomiarowe obejmują miary, przyrządy pomiarowe itp. Przez miarę rozumie się przyrząd pomiarowy przeznaczony do odtworzenia wielkości fizycznej o określonej wielkości. Na przykład waga jest miarą masy, linijka z podziałką milimetrową jest miarą długości, kolba miarowa jest miarą objętości (pojemności), element normalny jest miarą siły elektromotorycznej, oscylator kwarcowy jest miarą częstotliwości drgań elektrycznych itp.

Urządzenie pomiarowe to przyrząd pomiarowy przeznaczony do generowania sygnału informacji pomiarowej w formie dostępnej do bezpośredniego postrzegania przez obserwację. Przyrządy pomiarowe obejmują dynamometr, amperomierz, manometr itp.

Istnieją pomiary bezpośrednie i pośrednie.

Pomiar bezpośredni to pomiar, w którym pożądaną wartość wielkości można znaleźć bezpośrednio z danych eksperymentalnych. Do pomiarów bezpośrednich zalicza się np. pomiar masy na wadze równoramiennej, temperatury termometrem, długości linijką.

Pomiar pośredni to pomiar, w którym żądaną wartość wielkości wyznacza się na podstawie znanego związku między nią a wielkościami poddanymi pomiarom bezpośrednim. Pomiary pośrednie to na przykład znalezienie gęstości ciała na podstawie jego masy i wymiarów geometrycznych, znalezienie rezystywności elektrycznej przewodnika na podstawie jego rezystancji, długości i pola przekroju poprzecznego.

Pomiary wielkości fizycznych opierają się na różnych zjawiskach fizycznych. Na przykład rozszerzalność cieplna ciał lub efekt termoelektryczny służy do pomiaru temperatury, grawitacja służy do pomiaru masy ciał poprzez ważenie itp. Zbiór zjawisk fizycznych, na których opierają się pomiary, nazywa się zasadą pomiaru. Zasady pomiaru nie są omówione w tej instrukcji. Metrologia zajmuje się badaniem zasad i metod pomiarów, rodzajów przyrządów pomiarowych, błędów pomiarowych i innych zagadnień związanych z pomiarami.

W celu ilościowego opisu różnych właściwości obiektów fizycznych, systemów fizycznych, zjawisk lub procesów, RMG 29-99 (Zalecenia dotyczące standaryzacji międzystanowej) wprowadza pojęcie wielkie ilości.

Wartość- jest to właściwość, którą można odróżnić od innych właściwości i ocenić w taki czy inny sposób, w tym ilościowo.

Wartości są podzielone przez ideał I prawdziwy .

Idealne wartości odnoszą się głównie do dziedziny matematyki i są uogólnieniem (modelem) konkretnych pojęć rzeczywistych. Są one obliczane w taki czy inny sposób.

Prawdziwe wartości Są podzielone na fizyczne i niefizyczne.

Wielkość fizyczna w ogólnym przypadku można ją określić jako wielkość właściwą niektórym obiektom materialnym (procesom, zjawiskom) badanym w naukach przyrodniczych (fizyka, chemia) i technicznych. Wielkości fizyczne obejmują masę, temperaturę, czas, długość, napięcie, ciśnienie, prędkość itp.

DO niefizyczny obejmują wielkości właściwe naukom społecznym (niefizycznym) - filozofii, socjologii, ekonomii itp. Wielkości niefizyczne, dla których nie można wprowadzić jednostki, mogą być jedynie oceniane. Przykłady wielkości niefizycznych: ocena uczniów w 5-stopniowej skali, liczba pracowników w organizacji, cena towarów, stawka podatku itp. Ocena wielkości niefizycznych nie wchodzi w zakres zadań teoretycznych metrologia.

Wielkość fizyczna- jedna z właściwości obiektu fizycznego, która jest jakościowo wspólna dla wielu obiektów fizycznych, ale ilościowo indywidualna dla każdego z nich (strona jakościowa określa „rodzaj” wielkości, na przykład opór elektryczny jako ogólną właściwość przewodników elektryczności, a strona ilościowa określa jego „rozmiar”, np. rezystancję konkretnego przewodnika).

Rozróżnij wielkości fizyczne wymierny I oceniane.

Mierzone wielkości fizyczne można wyrazić ilościowo jako pewną liczbę ustalonych jednostek miary.

Szacunkowe wielkości fizyczne– wielkości, dla których z jakiegoś powodu nie można podać jednostki miary, a jedynie oszacować.

Ocena- operacja przypisania danej wielkości fizycznej określonej liczby przyjętych dla niej jednostek, przeprowadzona według ustalonych zasad. Ocenę przeprowadza się za pomocą waga.

Aby wyrazić ilościową zawartość właściwości konkretnego obiektu, stosuje się pojęcie „wielkości wielkości fizycznej”, której ocena jest ustalana w procesie pomiaru.

Wielkość wielkości fizycznej(wielkość ilościowa) to ilościowa pewność wielkości fizycznej nieodłącznie związanej z określonym obiektem materialnym, systemem, zjawiskiem lub procesem.

Na przykład każda osoba ma określony wzrost, wagę, w wyniku czego można rozróżnić ludzi po ich wzroście lub wadze, tj. według wymiarów interesujących nas wielkości fizycznych.

Rozmiar jest obiektywną cechą ilościową, niezależną od wyboru jednostek miary.

Na przykład, jeśli napiszemy 3,5 kg i 3500 g, to są to dwie reprezentacje tego samego rozmiaru. Każdy z nich jest wartość wielkość fizyczna (w tym przypadku masa).

Wartość wielkości fizycznej jest wyrazem wielkości wielkości fizycznej w postaci określonej liczby akceptowanych dla niej jednostek.

Wartość wielkości fizycznej Q uzyskane z pomiaru i obliczone wg podstawowe równanie pomiarowe:

Q = q[Q], (1)

gdzie q jest liczbą abstrakcyjną tzw wartość numeryczna i [Q] rozmiar jednostki pomiary danej wielkości fizycznej.

Wartość liczbowa wielkości fizycznej- liczba abstrakcyjna wyrażająca stosunek wartości wielkości do odpowiadającej jej jednostki danej wielkości fizycznej.

Wartość numeryczna wynik pomiaru będzie zależał od wyboru jednostki wielkości fizycznej. (Przykład o boa dusicielu z kreskówki).

Liczby 3,5 i 3500 to liczby abstrakcyjne, które są zawarte w wartości wielkości fizycznej i wskazują wartości liczbowe wielkości fizycznej. W powyższym przykładzie masę przedmiotu określają liczby - 3,5 i 3500, a jednostkami są kilogram (kg) i gram (g).

Oznaczający ilości nie należy mylić z rozmiar. Wielkość wielkości fizycznej danego obiektu istnieje w rzeczywistości i niezależnie od tego, czy ją znamy, czy nie, czy wyrażamy ją w jakichkolwiek jednostkach, czy też nie. Wartość wielkości fizycznej pojawia się dopiero po wyrażeniu wielkości wartości danego obiektu za pomocą jakiejś jednostki.

Jednostka wielkości fizycznej- wielkość fizyczna o stałym rozmiarze, której umownie przypisuje się wartość liczbową równą jeden. Służy do ilościowego określania jednorodnych wielkości fizycznych.

Jednorodne wielkości fizyczne to wielkości fizyczne wyrażone w tych samych jednostkach, które można ze sobą porównywać (na przykład długość i średnica części).

Wielkości fizyczne są łączone w system.

System wielkości fizycznych(układ wielkości) to zbiór wielkości fizycznych utworzonych zgodnie z przyjętymi zasadami, gdy niektóre wielkości są traktowane jako niezależne, a inne są określane jako funkcje tych niezależnych wielkości.

Wszystkie wielkości wchodzące w skład systemu wielkości fizycznych dzielą się przez główny I pochodne.

Podstawowa wielkość fizyczna- wielkość fizyczna zawarta w systemie wielkości i warunkowo przyjęta jako niezależna od innych wielkości tego układu.

Pochodna wielkość fizyczna jest wielkością fizyczną zawartą w systemie wielkości i określoną przez podstawowe wielkości tego układu.

Sformalizowane odzwierciedlenie jakościowej różnicy w wielkościach fizycznych jest ich wymiar.

Wymiar wielkości fizycznej - jest to wyrażenie odzwierciedlające związek danej wielkości z wielkościami fizycznymi przyjętymi w danym układzie jednostek jako główne ze współczynnikiem proporcjonalności równym jeden.

Wymiar wielkości fizycznej oznaczany jest symbolem dim (z łac. wymiar – wymiar).

Wymiar podstawowych wielkości fizycznych jest oznaczony odpowiednimi dużymi literami:

długość - słabe l = Ł

masa - słabe m = M

czas - słabe t = T

natężenie prądu elektrycznego – dim i= I

temperatura termodynamiczna – dim Q = Q

ilość substancji - dim n = N

natężenie światła – słaby j = J

Wymiar słabe x dowolna pochodna wielkości fizycznej X określone za pomocą równania zależności między wielkościami. Ma postać iloczynu wielkości podstawowych podniesionych do odpowiednich potęg:

ciemny x = L za M b T g ja mi P i N v J t ,(2)

gdzie L, M, T, I ... - symbole głównych wielkości tego systemu;

a, b, g, e ... - wskaźniki wymiarów, z których każdy może być dodatni lub ujemny, liczba całkowita lub ułamkowa, a także zero.

Wskaźnik wymiaru - wykładnik stopnia podniesienia wymiaru podstawowej wielkości fizycznej, który jest zawarty w wymiarze pochodnej wielkości fizycznej.

W zależności od obecności wymiarów wielkości fizyczne dzielą się na wymiarowy I bezwymiarowy.

Wymiarowa wielkość fizyczna- wielkość fizyczna, w wymiarze której co najmniej jedna z podstawowych wielkości fizycznych jest podniesiona do potęgi nierównej zeru.

Bezwymiarowa wielkość fizyczna– wszystkie wymiary są równe zeru. Nie mają jednostek miary, to znaczy nie są w niczym mierzone ( Na przykład współczynnik tarcia).

Wagi pomiarowe

Ocena i pomiar wielkości fizycznych odbywa się za pomocą różnych skal.

Skala pomiaru to uporządkowany zbiór wartości wielkości fizycznej, który służy jako podstawa do jej pomiaru.

Wyjaśnijmy to pojęcie na przykładzie skali temperatur. W skali Celsjusza za punkt wyjścia przyjmuje się temperaturę topnienia lodu, a za główny przedział (punkt odniesienia) temperaturę wrzenia wody. Jedna setna tego przedziału to jednostka temperatury (stopnie Celsjusza).

Istnieją następujące główne typy wagi pomiarowe: nominały, kolejność, różnice (przedziały), stosunki i skale bezwzględne.

Skale nazw odzwierciedlają właściwości jakościowe. Elementy tych skal charakteryzują się jedynie relacjami równoważności (równości) i podobieństwa określonych jakościowych przejawów właściwości.

Przykładem takich skal jest skala klasyfikacji (oceny) barwy obiektów według nazwy (czerwona, pomarańczowa, żółta, zielona itp.), oparta na zestandaryzowanych atlasach barw, usystematyzowanych przez podobieństwo. Pomiary w skali kolorów wykonuje się, porównując próbki kolorów z atlasu z kolorem badanego obiektu przy określonym oświetleniu i ustalając równość (równoważność) ich kolorów.

W skalach nazw nie ma takich pojęć jak „zero”, „jednostka miary”, „wymiar”, „większy niż” czy „mniejszy niż”. Skala nazwy może składać się z dowolnych znaków (cyfry, nazwy, innych symboli). Liczby lub cyfry takiej skali to nic innego jak znaki kodowe.

Skala nazw pozwala klasyfikować, identyfikować i rozróżniać obiekty.

skala zamówienia(skala rang) - porządkuje obiekty pod względem dowolnych właściwości w kolejności malejącej lub rosnącej.

Otrzymany uporządkowany szereg nazywa się w rankingu. Potrafi udzielić odpowiedzi na pytania: „Co jest mniej więcej?”, „Co jest gorsze, a co lepsze?”. Bardziej szczegółowych informacji - o ile więcej lub mniej, ile razy lepiej lub gorzej - nie może dać skala zamówień.

Przykładem skali porządku jest grupa ludzi zbudowana według wzrostu, gdzie każda kolejna jest niższa od wszystkich poprzednich; punktacja wiedzy; miejsce sportowca; skale wiatru (skala Beauforta) i trzęsienia ziemi (skala Richtera); skale liczb twardości (skale Rockwella, Brinella, Vickersa) itp.

Skale zamówień mogą zawierać element zerowy lub nie ( np. rankingowe klasy dokładności przyrządów (0,1 i 2)).

Za pomocą skal zamówień można mierzyć wskaźniki jakościowe, które nie mają ścisłej miary ilościowej. Skale te są szczególnie szeroko stosowane w naukach humanistycznych: pedagogice, psychologii i socjologii.

skala różnicy(przedziały) zawiera różnicę między wartościami wielkości fizycznej. Dla tych skal sensowne są relacje równoważności, porządku, sumowania odstępów (różnic) między ilościowymi przejawami właściwości.

Skala ta składa się z identycznych przedziałów, posiada warunkową (zatwierdzoną w umowie) jednostkę miary oraz dowolnie wybrany punkt odniesienia - zero.

Ta lekcja nie będzie nowa dla początkujących. Wszyscy słyszeliśmy ze szkoły takie rzeczy jak centymetr, metr, kilometr. A jeśli chodzi o masę, to zwykle mówili gramy, kilogramy, tony.

Centymetry, metry i kilometry; gramy, kilogramy i tony mają jedną wspólną nazwę - jednostki miary wielkości fizycznych.

W tej lekcji przyjrzymy się najpopularniejszym jednostkom miar, ale nie będziemy zagłębiać się w ten temat, ponieważ jednostki miar należą do dziedziny fizyki. Dzisiaj jesteśmy zmuszeni studiować część fizyki, ponieważ jest nam to potrzebne do dalszego studiowania matematyki.

Jednostki długości

Do pomiaru długości stosuje się następujące jednostki miary:

• milimetry;
• cm;
• decymetry;
• metry;
• kilometrów.

milimetr(mm). Możesz nawet zobaczyć milimetry na własne oczy, jeśli weźmiesz ze sobą linijkę, której używaliśmy na co dzień w szkole.

Małe linie, które następują po sobie w rzędzie, to milimetry. Dokładniej, odległość między tymi liniami wynosi jeden milimetr (1 mm):

centymetr(cm). Na linijce każdy centymetr jest oznaczony liczbą. Na przykład nasza linijka, która była na pierwszym rysunku, miała długość 15 centymetrów. Ostatni centymetr tej linijki oznaczony jest liczbą 15.

W jednym centymetrze jest 10 milimetrów. Możesz umieścić znak równości między jednym centymetrem a dziesięcioma milimetrami, ponieważ oznaczają one tę samą długość:

1cm=10mm

Możesz się o tym przekonać, jeśli policzysz liczbę milimetrów na poprzednim rysunku. Przekonasz się, że liczba milimetrów (odległość między liniami) wynosi 10.

Następną jednostką długości jest decymetr(dm). Jeden decymetr to dziesięć centymetrów. Między jednym decymetrem a dziesięcioma centymetrami można postawić znak równości, ponieważ oznaczają one tę samą długość:

1 dm = 10 cm

Możesz to sprawdzić, licząc liczbę centymetrów na poniższym rysunku:

Przekonasz się, że liczba centymetrów wynosi 10.

Następną jednostką miary jest metr(M). W jednym metrze jest dziesięć decymetrów. Od jednego metra do dziesięciu decymetrów można postawić znak równości, ponieważ oznaczają one tę samą długość:

1 m = 10 dm

Niestety licznika nie da się zobrazować na rysunku, bo jest dość duży. Jeśli chcesz zobaczyć licznik na żywo, weź taśmę mierniczą. Każdy ma to w domu. Na taśmie mierniczej jeden metr będzie oznaczony jako 100 cm, ponieważ jeden metr to dziesięć decymetrów, a dziesięć decymetrów to sto centymetrów:

1 m = 10 dm = 100 cm

100 uzyskuje się przeliczając jeden metr na centymetry. To osobny temat, który rozważymy nieco później. W międzyczasie przejdźmy do następnej jednostki długości, którą nazywamy kilometrem.

Kilometr jest uważany za największą jednostkę miary długości. Oczywiście istnieją inne starsze jednostki, takie jak megametr, gigametr, terametr, ale nie będziemy ich brać pod uwagę, ponieważ kilometr wystarczy nam do dalszego studiowania matematyki.

W jednym kilometrze jest tysiąc metrów. Możesz postawić znak równości między kilometrem a tysiącem metrów, ponieważ oznaczają one tę samą długość:

1 km = 1000 m

Odległości między miastami i krajami mierzone są w kilometrach. Na przykład odległość z Moskwy do Petersburga wynosi około 714 kilometrów.

Międzynarodowy układ jednostek SI

Międzynarodowy układ jednostek SI to pewien zbiór ogólnie przyjętych wielkości fizycznych.

Głównym celem międzynarodowego systemu jednostek SI jest osiągnięcie porozumienia między krajami.

Wiemy, że języki i tradycje krajów świata są różne. Nie ma nic do zrobienia. Ale prawa matematyki i fizyki działają wszędzie tak samo. Jeśli w jednym kraju „dwa razy dwa jest cztery”, to w innym kraju „dwa razy dwa jest cztery”.

Głównym problemem było to, że dla każdej wielkości fizycznej istnieje kilka jednostek miary. Na przykład właśnie dowiedzieliśmy się, że istnieją milimetry, centymetry, decymetry, metry i kilometry do pomiaru długości. Jeśli kilku naukowców mówiących różnymi językami zbierze się w jednym miejscu, aby rozwiązać jakiś problem, to tak duża różnorodność jednostek długości może powodować sprzeczności między tymi naukowcami.

Pewien naukowiec powie, że w ich kraju długość mierzy się w metrach. Drugi mógłby powiedzieć, że w ich kraju długość mierzy się w kilometrach. Trzeci może zaproponować własną jednostkę miary.

Dlatego powstał międzynarodowy układ jednostek SI. SI to skrót od francuskiego wyrażenia Le Système International d'Unités, SI (co w języku rosyjskim oznacza międzynarodowy układ jednostek SI).

Układ SI wymienia najpopularniejsze wielkości fizyczne, a każda z nich ma swoją ogólnie przyjętą jednostkę miary. Na przykład we wszystkich krajach przy rozwiązywaniu problemów uzgodniono, że długość będzie mierzona w metrach. Dlatego przy rozwiązywaniu problemów, jeśli długość jest podana w innej jednostce miary (na przykład w kilometrach), należy ją przeliczyć na metry. Porozmawiamy o tym, jak przekonwertować jedną jednostkę miary na inną nieco później. W międzyczasie narysujmy nasz międzynarodowy układ jednostek SI.

Nasz rysunek będzie tabelą wielkości fizycznych. Uwzględnimy każdą badaną wielkość fizyczną w naszej tabeli i wskażemy jednostkę miary, która jest akceptowana we wszystkich krajach. Teraz przestudiowaliśmy jednostki miary długości i dowiedzieliśmy się, że metry są zdefiniowane w układzie SI do mierzenia długości. Zatem nasza tabela będzie wyglądać następująco:

Jednostki masy

Masa jest miarą ilości materii w ciele. U ludzi masa ciała nazywana jest wagą. Zwykle, kiedy coś się waży, mówią „Waży tyle kilogramów” , chociaż nie mówimy o wadze, ale o masie tego ciała.

Jednak masa i waga to różne pojęcia. Ciężar to siła, z jaką ciało działa na poziomą podporę. Waga jest mierzona w niutonach. A masa jest wielkością, która pokazuje ilość materii w tym ciele.

Ale nie ma nic złego w nazywaniu masy masą ciała. Mówią, że nawet w medycynie „ludzki ciężar” , chociaż mówimy o masie osoby. Najważniejsze to mieć świadomość, że są to różne koncepcje.

Do pomiaru masy stosuje się następujące jednostki miary:

• miligramy;
• gramy;
• kilogramy;
• centry;
• mnóstwo.

Najmniejsza jednostka miary to miligram(mg). Miligram najprawdopodobniej nigdy nie zastosujesz w praktyce. Są używane przez chemików i innych naukowców, którzy pracują z małymi substancjami. Wystarczy wiedzieć, że taka jednostka miary masy istnieje.

Następną jednostką miary jest gram(G). W gramach zwykle mierzy się ilość produktu podczas opracowywania przepisu.

W jednym gramie jest tysiąc miligramów. Możesz postawić znak równości między jednym gramem a tysiącem miligramów, ponieważ oznaczają one tę samą masę:

1 g = 1000 mg

Następną jednostką miary jest kilogram(kg). Kilogram to popularna jednostka miary. Mierzy wszystko. Kilogram jest zawarty w układzie SI. Dodajmy jeszcze jedną wielkość fizyczną do naszej tablicy SI. Nazwiemy to „masą”:

W jednym kilogramie jest tysiąc gramów. Od jednego kilograma do tysiąca gramów można postawić znak równości, ponieważ oznaczają one tę samą masę:

1kg = 1000g

Następną jednostką miary jest centnar(C). W centnerach wygodnie jest zmierzyć masę plonu zebranego z niewielkiego obszaru lub masę jakiegoś ładunku.

W jednym centnerze jest sto kilogramów. Znak równości można umieścić między jednym centnerem a stu kilogramami, ponieważ oznaczają one tę samą masę:

1 q = 100 kg

Następną jednostką miary jest tona(T). W tonach zwykle mierzone są duże ładunki i masy dużych ciał. Na przykład masa statku kosmicznego lub samochodu.

W jednej tonie jest tysiąc kilogramów. Możesz postawić znak równości między jedną toną a tysiącem kilogramów, ponieważ oznaczają one tę samą masę:

1 t = 1000 kg

Jednostki czasu

Nie musimy wyjaśniać, czym jest czas. Każdy wie, czym jest czas i dlaczego jest potrzebny. Jeśli otworzymy dyskusję na to, czym jest czas i spróbujemy go zdefiniować, to zaczniemy zagłębiać się w filozofię, a nie tego nam teraz potrzeba. Zacznijmy od jednostek czasu.

Do pomiaru czasu stosuje się następujące jednostki miary:

• sekundy;
• minuty;
• oglądać;
• dzień.

Najmniejsza jednostka miary to drugi(Z). Oczywiście są też mniejsze jednostki, takie jak milisekundy, mikrosekundy, nanosekundy, ale nie będziemy ich rozważać, ponieważ w tej chwili nie ma to sensu.

W ciągu kilku sekund mierzone są różne wskaźniki. Na przykład, ile sekund zajmuje sportowcowi przebiegnięcie 100 metrów. Drugi jest zawarty w międzynarodowym systemie SI jednostek pomiaru czasu i jest oznaczony jako „s”. Dodajmy jeszcze jedną wielkość fizyczną do naszej tablicy SI. Nazwiemy to „czasem”:

minuta(M). W jednej minucie jest 60 sekund. Możesz postawić znak równości między jedną minutą a sześćdziesięcioma sekundami, ponieważ reprezentują one ten sam czas:

1 m = 60 sekund

Następną jednostką miary jest godzina(H). W jednej godzinie jest 60 minut. Możesz postawić znak równości między jedną godziną a sześćdziesięcioma minutami, ponieważ oznaczają one ten sam czas:

1 godz. = 60 m

Na przykład, jeśli studiowaliśmy tę lekcję przez godzinę i zapytano nas, ile czasu poświęciliśmy na jej studiowanie, możemy odpowiedzieć na dwa sposoby: „studiowaliśmy lekcję przez godzinę” lub tak „studiowaliśmy lekcję przez sześćdziesiąt minut” . W obu przypadkach odpowiemy poprawnie.

Następna jednostka czasu to dzień. Doba ma 24 godziny. Od jednego dnia do dwudziestu czterech godzin można postawić znak równości, ponieważ oznaczają one ten sam czas:

1 dzień = 24 godziny

Podobała ci się lekcja?
Dołącz do naszej nowej grupy Vkontakte i zacznij otrzymywać powiadomienia o nowych lekcjach