darbs, enerģija,
siltuma daudzums

Temperatūras vērtību iestatīšanas metode ir temperatūras skala. Ir zināmas vairākas temperatūras skalas.

• Kelvina skala(nosaukts angļu fiziķa V. Tomsona, Lorda Kelvina vārdā).
  Vienības apzīmējums: K(nevis "Kelvina grāds" un nevis °K).
  1 K \u003d 1/273,16 - daļa no ūdens trīskāršā punkta termodinamiskās temperatūras, kas atbilst termodinamiskajam līdzsvaram sistēmā, kas sastāv no ledus, ūdens un tvaika.
• Celsija(nosaukts zviedru astronoma un fiziķa A. Celsija vārdā).
  Mērvienības apzīmējums: °C .
  Šajā skalā ledus kušanas temperatūra normālā spiedienā ir vienāda ar 0 ° C, ūdens viršanas temperatūra ir 100 ° C.
  Kelvina un Celsija skalas ir saistītas ar vienādojumu: t (°C) \u003d T (K) - 273,15.
• Fārenheita(D. G. Fārenheits — vācu fiziķis).
  Mērvienības apzīmējums: °F. To plaši izmanto, jo īpaši ASV.
  Fārenheita skala un Celsija skala ir saistītas: t (°F) = 1,8 t (°C) + 32°C. Pēc absolūtās vērtības 1 (°F) = 1 (°C).
• Reaumur skala(nosaukts franču fiziķa R.A. Reumūra vārdā).
  Apzīmējums: °R un °r.
  Šis mērogs gandrīz vairs netiek izmantots.
  Attiecība ar grādiem pēc Celsija: t (°R) = 0,8 t (°C).
• Rankina skala (Rankine)- nosaukts skotu inženiera un fiziķa V. J. Rankina vārdā.
  Apzīmējums: °R (dažreiz: °Rank).
  Svari tiek izmantoti arī ASV.
  Temperatūra Rankina skalā atbilst temperatūrai Kelvina skalā: t (°R) = 9/5 T (K).

Galvenie temperatūras rādītāji dažādu skalu mērvienībās:

SI mērvienība ir metrs (m).

• Ārpus sistēmas vienība: angstrēms (Å). 1Å = 1 10-10 m.
• collu(no holandiešu valodas duim - īkšķis); collu; iekšā; ''; 1' = 25,4 mm.
• Roka(angļu valodā hand - hand); 1 roka = 101,6 mm.
• Saite(angļu saite - saite); 1 li = 201,168 mm.
• Spin(angļu span - span, vēriens); 1 laidums = 228,6 mm.
• Pēda(angļu pēda - pēda, pēdas - pēdas); 1 pēda = 304,8 mm.
• Pagalms(angļu pagalms - pagalms, aploks); 1 yd = 914,4 mm.
• Tauki, seja(angļu fathom — garuma mērs (= 6 pēdas) vai koksnes tilpuma mērs (= 216 pēdas 3), vai kalna platības mērs (= 36 pēdas 2), vai ass (Ft)); fath vai fth vai Ft vai ƒfm; 1 Ft = 1,8288 m.
• ķēde(angļu ķēde - ķēde); 1 kanāls = 66 pēdas = 22 jūdi = = 20,117 m.
• Furlong(angļu furlong) - 1 kažokāda = 220 yd = 1/8 jūdze.
• Jūdze(angļu jūdze; starptautiskā). 1 ml (mi, MI) = 5280 pēdas = 1760 yd = 1609,344 m.

Mērvienība SI ir m 2 .

• kvadrātpēda; 1 pēda 2 (arī kvadrātpēdas) = ​​929,03 cm2.
• Kvadrātcollas; 1 in 2 (kvadcollas) = ​​645,16 mm 2.
• Kvadrātveida plīvurs (seja); 1 fāte 2 (2 pēdas; 2 ft; kv. ft) \u003d 3,34451 m 2.
• kvadrātveida pagalms; 1 yd 2 (kvadrāt jards) \u003d 0,836127 m 2 .

Kvadrāts (kvadrāts) - kvadrāts.

Mērvienība SI ir m 3 .

• Kubikpēda; 1 pēda 3 (arī cu ft) = 28,3169 dm3.
• Kubikfāts; 1 fath 3 (fth 3; Ft 3; cu Ft) = 6,11644 m 3.
• kubiskais pagalms; 1 yd 3 (cu yd) = 0,764555 m 3.
• kubikcollu; 1 in 3 (cu collas) \u003d 16,3871 cm 3.
• Bušels (Lielbritānija); 1 bu (Lielbritānija, arī Lielbritānija) = 36,3687 dm 3.
• Bušels (ASV); 1 bu (ASV, arī ASV) = 35,2391 dm 3.
• Galons (Lielbritānija); 1 gal (Lielbritānija, arī Apvienotā Karaliste) = 4,54609 dm 3.
• Galonu šķidrums (ASV); 1 gal (asv, arī ASV) = 3,78541 dm 3.
• ASV galonu sauss; 1 gal sauss (asv, arī ASV) = 4,40488 dm3.
• Džila (žauna); 1 gi = 0,12 l (ASV), 0,14 l (Lielbritānija).
• Muca (ASV); 1 bbl \u003d 0,16 m 3.

UK - Apvienotā Karaliste - Apvienotā Karaliste (Lielbritānija); ASV — Amerikas Savienotās Valstis (ASV).

Konkrēts apjoms

Mērvienība SI ir m 3 / kg.

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

Mērvienība SI ir kg.

• Mārciņa (tirdzniecība) (angļu libra, pound - svēršana, mārciņa); 1 mārciņa = 453,592 g; mārciņas - mārciņas. Veco krievu mēru sistēmā 1 mārciņa = 409,512 g.
• Gran (angļu grain - grain, grain, pellet); 1 gr = 64,799 mg.
• Akmens (angļu stone - stone); 1 stunda = 14 lb = 6,350 kg.

Blīvums, t.sk. lielapjoma

Mērvienība SI ir kg / m 3.

• lb/ft 3; 1 mārciņa / pēda 3 = 16,0185 kg / m 3.

Līnijas blīvums

Mērvienība SI ir kg/m.

• lb/ft; 1 mārciņa/pēda = 1,48816 kg/m
• Mārciņa/jards; 1 mārciņa / yd = 0,496055 kg/m

Virsmas blīvums

Mērvienība SI ir kg / m 2.

• lb/ft 2; 1 mārciņa/pēdas 2 (arī mārciņa/kvadrātpēda — mārciņa uz kvadrātpēdu) = 4,88249 kg/m2.

Līnijas ātrums

SI mērvienība ir m/s.

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

SI mērvienība ir m/s2.

• ft/s 2; 1 pēda/s 2 = 0,3048 m/s 2.

Masu plūsma

SI mērvienība ir kg/s.

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

Tilpuma plūsma

SI mērvienība ir m 3 / s.

• pēdas 3 /min; 1 pēda 3/min = 28,3168 dm3/min.
• Pagalms 3 /min; 1 yd 3 / min = 0,764555 dm 3 / min.
• Galons/min; 1 gal/min (arī GPM — galons minūtē) = 3,78541 dm3/min.

Īpaša tilpuma plūsma

• GPM/(kvadpēdas) - galons (G) par (P) minūti (M)/(kvadrātpēda (kvadrātpēda)) - galons minūtē par kvadrātpēda;
  1 GPM / (kvadrātpēdas) \u003d 2445 l / (m 2 h) 1 l / (m 2 h) \u003d 10 -3 m / h.
• gpd - galoni dienā - galoni dienā (dienas); 1 gpd \u003d 0,1577 dm 3 / h.
• gpm - galoni minūtē - galoni minūtē; 1 gpm \u003d 0,0026 dm 3 / min.
• gps - galoni sekundē - galoni sekundē; 1 gps \u003d 438 10 -6 dm 3 / s.

Sorbāta patēriņš (piemēram, Cl 2), filtrējot caur sorbenta slāni (piemēram, aktīvā ogle)

• Gals/cu ft (gal/ft 3) — galoni/kubikpēda (galoni uz kubikpēdu); 1 Gals/cu ft = 0,13365 dm 3 uz 1 dm 3 sorbenta.

Mērvienība SI ir N.

• Pound-force; 1 mārciņa — 4,44822 N ,44822 N 1N = 1 kg m/s 2
• Poundal (angļu: poundal); 1 pdl \u003d 0,138255 N. (Poundāle ir spēks, kas vienas mārciņas masai nodrošina 1 pēdas/s 2, lb ft/s 2 paātrinājumu.)

Īpaša gravitāte

Mērvienība SI ir N/m 3 .

• Mārciņas spēks/pēdas 3 ; 1 lbf/ft 3 = 157,087 N/m3.
• mārciņa/pēdas 3 ; 1 pdl/ft 3 = 4,87985 N/m 3.

SI mērvienība - Pa, vairākas vienības: MPa, kPa.

Speciālisti savā darbā turpina izmantot novecojušas, atceltas vai iepriekš pēc izvēles atļautas spiediena vienības: kgf / cm 2; bārs; atm. (fiziskā atmosfēra); plkst(tehniskā atmosfēra); ata; ati; m ūdens. Art.; mmHg st; torr.

Tiek izmantoti jēdzieni: "absolūtais spiediens", "pārmērīgs spiediens". Pārvēršot dažas spiediena vienības Pa un vairākās vienībās, rodas kļūdas. Jāņem vērā, ka 1 kgf / cm 2 ir vienāds ar 98066,5 Pa (precīzi), tas ir, maziem (līdz aptuveni 14 kgf / cm 2) spiedieniem ar pietiekamu precizitāti darbam mēs varam ņemt: 1 Pa \u003d 1 kg / (m s 2) \u003d 1 N / m 2. 1 kgf / cm 2 ≈ 105 Pa = 0,1 MPa. Bet jau pie vidēja un augsta spiediena: 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 utt.

Attiecības:

• 1 atm (fiziskā) ≈ 101325 Pa ≈ 1,013 105 Pa ≈ ≈ 0,1 MPa.
• 1 pie (tehniskais) \u003d 1 kgf / cm 2 \u003d 980066,5 Pa ≈ 105 Pa ≈ 0,09806 MPa ≈ 0,1 MPa.
• 0,1 MPa ≈ 760 mmHg Art. ≈ 10 m w.c. Art. ≈ 1 bārs.
• 1 Tors (tors, tors) = 1 mm Hg. Art.
• mārciņas spēks/collā 2 ; 1 lbf/in 2 = 6,89476 kPa (skatiet tālāk: PSI).
• Pound-force/ft 2 ; 1 lbf/ft 2 = 47,8803 Pa.
• Pound-force/yard 2 ; 1 lbf/yd 2 = 5,32003 Pa.
• mārciņa/pēdas 2 ; 1 pdl/ft 2 = 1,48816 Pa.
• Ūdens staba pēda; 1 pēda H 2 O = 2,98907 kPa.
• collu ūdens staba; 1 H2O = 249,089 Pa.
• dzīvsudraba collas; 1 in Hg = 3,38639 kPa.
• PSI (arī psi) - mārciņas (P) uz kvadrātcollu (S) collu (I) - mārciņas uz kvadrātcollu; 1 PSI = 1 lbƒ/in 2 = 6,89476 kPa.

Dažreiz literatūrā ir apzīmējums spiediena mērvienībai lb / in 2 - šī vienība neņem vērā lbƒ (mārciņa-spēks), bet lb (mārciņa-masa). Tāpēc skaitliskā izteiksmē 1 mārciņa / in 2 nedaudz atšķiras no 1 lbf / 2, jo, nosakot 1 lbƒ, tas tiek ņemts vērā: g \u003d 9,80665 m / s 2 (Londonas platuma grādos). 1 mārciņa / in 2 \u003d 0,454592 kg / (2,54 cm) 2 = 0,07046 kg / cm 2 \u003d 7,046 kPa. Aprēķins 1 lbƒ - skatīt iepriekš. 1 lbf / in 2 = 4,44822 N / (2,54 cm) 2 = 4,44822 kg m / (2,54 0,01 m) 2 s 2 \u003d 6894,754 kg / (m 6 .9) 45 k .9 = 5 k .9 .

Praktiskiem aprēķiniem varat ņemt: 1 lbf / in 2 ≈ 1 lb / in 2 ≈ 7 kPa. Bet patiesībā vienlīdzība ir nelikumīga, tāpat kā 1 lbƒ = 1 lb, 1 kgf = 1 kg. PSIg (psig) - tas pats, kas PSI, bet norāda uz pārspiedienu; PSIa (psia) - tas pats, kas PSI, bet uzsver: absolūtais spiediens; a - absolūtais, g - mērītājs (mērs, izmērs).

Ūdens spiediens

Mērvienība SI ir m.

• Galva pēdās (pēdas-galva); 1 pēda hd = 0,3048 m

Spiediena zudums filtrēšanas laikā

• PSI/ft — mārciņas (P) uz kvadrātcollu (S) collu (I)/pēdu (pēdu) — mārciņas uz kvadrātcollu/pēdu; 1 PSI/ft = 22,62 kPa uz 1 m filtra gultas.

DARBS, ENERĢIJA, SILTUMA DAUDZUMS

SI mērvienība - džouls(nosaukts angļu fiziķa J. P. Džoula vārdā).

• 1 J ir 1 N spēka mehānisks darbs, kad ķermenis pārvietojas 1 m attālumā.
• Newton (N) - SI spēka un svara mērvienība; 1 N ir vienāds ar spēku, kas piedod ķermenim ar masu 1 kg paātrinājumu 1 m 2 / s spēka virzienā. 1 J = 1 N m.

Siltumtehnikā turpina izmantot atcelto siltuma daudzuma mērvienību – kaloriju (cal, cal).

• 1 J (J) = 0,23885 kal. 1 kJ = 0,2388 kcal.
• 1 mārciņa pēda (lbf ft) = 1,35582 J.
• 1 pdl pēda (mārciņa pēda) = 42,1401 mJ.
• 1 Btu (Lielbritānijas siltuma vienība) = 1,05506 kJ (1 kJ = 0,2388 kcal).
• 1 Therm (therma — britu lielā kalorija) = 1 10 -5 Btu.

SI mērvienība ir vats (W)- nosaukts angļu izgudrotāja J. Vata vārdā - mehāniskā jauda, ​​ar kuru 1 J darbs tiek veikts 1 s, vai siltuma plūsma, kas līdzvērtīga 1 W mehāniskajai jaudai.

• 1 W (W) \u003d 1 J / s = 0,859985 kcal / h (kcal / h).
• 1 lbf ft/s (lbf ft/s) = 1,33582 vati.
• 1 lbf ft/min (lbf ft/min) = 22,597 mW.
• 1 lbf ft/h (lbf ft/h) = 376,616 µW.
• 1 pdl pēda/s (mārciņa pēda/s) = 42,1401 mW.
• 1 ZS (britānijas zirgspēki / s) \u003d 745,7 vati.
• 1 Btu/s (Lielbritānijas siltuma vienība/s) = 1055,06 W.
• 1 Btu/h (Btu/h) = 0,293067 W.

Virsmas siltuma plūsmas blīvums

Mērvienība SI ir W / m 2.

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

Dinamiskā viskozitāte (viskozitātes koeficients), η.

SI mērvienība - Pa s. 1 Pas \u003d 1 N s/m 2;
ārpussistēmas vienība - noturība (P). 1 P \u003d 1 dyne s / m 2 \u003d 0,1 Pa s.

• Dina (dyn) - (no grieķu dinamiskā - spēks). 1 dins \u003d 10 -5 N \u003d 1 g cm / s 2 \u003d 1,02 10 -6 kgf.
• 1 mārciņa h/ft 2 (lbf h/ft 2) = 172,369 kPa s.
• 1 mārciņa s/ft 2 (lbf s/ft 2) = 47,8803 Pa s.
• 1 pdl s/ft 2 (mārciņas s/ft 2) = 1,48816 Pa s.
• 1 lode /(pēdas s) (lode/(ft s)) = 47,8803 Pa s. Slug (slug) - tehniska masas vienība Angļu sistēma pasākumiem.

Kinemātiskā viskozitāte, ν.

Mērvienība SI - m 2 / s; Mērvienību cm 2 / s sauc par "Stoksu" (pēc angļu fiziķa un matemātiķa J. G. Stoksa).

Kinemātiskās un dinamiskās viskozitātes ir saistītas ar vienādojumu: ν = η / ρ, kur ρ ir blīvums, g/cm 3 .

• 1 m 2 / s = Stoks / 104.
• 1 pēda 2/h (pēdas 2/h) = 25,8064 mm2/s.
• 1 ft 2 /s (ft 2 /s) \u003d 929,030 cm 2 /s.

Spriegojuma vienība magnētiskais lauks SI - A/m(Ampermetrs). Ampère (A) ir franču fiziķa A.M. uzvārds. Ampere.

Iepriekš tika izmantota Oersted vienība (E), kas nosaukta dāņu fiziķa H.K. Oersted.
1 A/m (A/m, At/m) \u003d 0,0125663 Oe (Oe)

Minerālfiltru materiālu un kopumā visu minerālu un iežu izturība pret saspiešanu un nodilumu tiek netieši noteikta pēc Mosa skalas (F. Mūss ir vācu mineralogs).

Šajā skalā skaitļi augošā secībā norāda minerālus, kas sakārtoti tā, lai katrs nākamais spēj atstāt skrāpējumu uz iepriekšējo. Ekstrēmas vielas pēc Mosa skalas: talks (cietības mērvienība - 1, mīkstākais) un dimants (10, cietākais).

• Cietība 1-2,5 (zīmēta ar nagu): volskoīts, vermikulīts, halīts, ģipsis, glaukonīts, grafīts, mālu materiāli, piroluzīts, talks u.c.
• Cietība> 2,5-4,5 (nevilkts ar nagu, bet vilkts ar stiklu): anhidrīts, aragonīts, barīts, glaukonīts, dolomīts, kalcīts, magnezīts, muskovīts, siderīts, halkopirīts, chabazīts u.c.
• Cietība >4,5-5,5 (nevelk ar stiklu, bet velk ar tērauda nazi): apatīts, vernadīts, nefelīns, piroluzīts, chabazīts u.c.
• Cietība> 5,5-7,0 (nevilkts ar tērauda nazi, bet vilkts ar kvarcu): vernadīts, granāts, ilmenīts, magnetīts, pirīts, laukšpats u.c.
• Cietība >7,0 (nav vilkta ar kvarcu): dimants, granāts, korunds utt.

Minerālu un iežu cietību var noteikt arī pēc Knopa skalas (A. Knups ir vācu mineralogs). Šajā skalā vērtības nosaka pēc nospieduma lieluma, kas paliek uz minerāla, kad tā paraugā ar noteiktu slodzi tiek iespiesta dimanta piramīda.

Rādītāju attiecības uz Mosa (M) un Knoop (K) skalām:

SI mērvienība - Bq(Bekrels, nosaukts franču fiziķa A.A. Bekerela vārdā).

Bq (Bq) ir nuklīdu aktivitātes vienība radioaktīvā avotā (izotopu aktivitāte). 1 Bq ir vienāds ar nuklīda aktivitāti, pie kuras 1 sekundē notiek viens sabrukšanas notikums.

Radioaktivitātes koncentrācija: Bq/m 3 vai Bq/l.

Aktivitāte ir radioaktīvo sabrukšanas gadījumu skaits laika vienībā. Aktivitāti uz masas vienību sauc par specifisko aktivitāti.

• Kirī (Ku, Ci, Cu) ir nuklīdu aktivitātes vienība radioaktīvā avotā (izotopu aktivitāte). 1 Ku ir izotopa aktivitāte, kurā 1 s laikā notiek 3,7000 1010 sabrukšanas notikumu. 1 Ku = 3,7000 1010 Bq.
• Rutherford (Rd, Rd) ir novecojusi nuklīdu (izotopu) aktivitātes vienība radioaktīvos avotos, kas nosaukta angļu fiziķa E. Raterforda vārdā. 1 Rd \u003d 1 106 Bq \u003d 1/37000 Ci.

Radiācijas deva

Radiācijas doza - jonizējošā starojuma enerģija, ko absorbē apstarotā viela un aprēķina uz tās masas vienību (absorbētā doza). Deva uzkrājas iedarbības laikā. Devas ātrums ≡ Deva/laiks.

Absorbētās devas vienība SI ir pelēka (Gy, Gy). Ārpussistēmas vienība ir Rad (rad), kas atbilst starojuma enerģijai 100 erg, ko absorbē viela, kas sver 1 g.

Erg (erg — no grieķu: ergon — darbs) ir darba un enerģijas vienība neieteiktajā CGS sistēmā.

• 1 erg \u003d 10 -7 J \u003d 1,02 10 -8 kgf m \u003d 2,39 10 -8 cal = 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 (saīsināti angļu valodā: kinētiskā enerģija, kas izdalās matērijā) - matērijā izdalītā kinētiskā enerģija, ko mēra pelēkos.

Ekvivalentā deva tiek noteikta, salīdzinot nuklīdu starojumu ar rentgena stariem. Radiācijas kvalitātes koeficients (K) parāda, cik reižu radiācijas bīstamība cilvēka hroniskas apstarošanas gadījumā (salīdzinoši mazās devās) konkrētam starojuma veidam ir lielāka nekā rentgena starojuma gadījumā ar tādu pašu absorbēto devu. Rentgena un γ-starojumam K = 1. Visiem pārējiem starojuma veidiem K nosaka pēc radiobioloģiskajiem datiem.

Deq = Dpogl K.

Absorbētās devas vienība SI ir 1 Sv(Zīverts) = 1 J/kg = 102 rem.

• REM (rem, ri - līdz 1963. gadam tika definēts kā rentgena bioloģiskais ekvivalents) - jonizējošā starojuma ekvivalentās devas vienība.
• Rentgens (Р, R) - mērvienība, rentgenstaru un γ-starojuma ekspozīcijas deva. 1 P \u003d 2,58 10 -4 C / kg.
• Kulons (C) - mērvienība SI sistēmā, elektroenerģijas daudzums, elektriskais lādiņš. 1 rem = 0,01 J/kg.

Dozas ekvivalenta norma - Sv/s.

Porainu vielu (tostarp iežu un minerālu) caurlaidība

Darsijs (D) - nosaukts franču inženiera A. Darsī vārdā, darsijs (D) 1 D = 1,01972 μm 2.

1 D ir šādas porainas vides caurlaidība, filtrējot caur paraugu, kura laukums ir 1 cm 2, biezums 1 cm un spiediena kritums 0,1 MPa, šķidruma ar viskozitāti plūsmas ātrums. no 1 cP ir 1 cm 3 / s.

Filtra materiālu daļiņu, graudu (granulu) izmēri atbilstoši SI un citu valstu standartiem

ASV, Kanādā, Lielbritānijā, Japānā, Francijā un Vācijā graudu izmērus aprēķina acīs (angļu valodā mesh — hole, cell, network), tas ir, pēc caurumu skaita (skaita) uz vienu collu vissmalkākajā sietā. kuriem tie var nodot graudus. Un efektīvais graudu diametrs tiek uzskatīts par cauruma izmēru mikronos. IN pēdējie gadi Biežāk tiek izmantotas ASV un Apvienotās Karalistes tīklu sistēmas.

Attiecība starp filtru materiālu graudu (granulu) izmēra mērvienībām saskaņā ar SI un citu valstu standartiem:

Masas daļa

Masas daļa parāda, kāds vielas masas daudzums ir 100 šķīduma masas daļās. Mērvienības: vienības daļas; procenti (%); ppm (‰); daļas uz miljonu (ppm).

Šķīdumu koncentrācija un šķīdība

Šķīduma koncentrācija ir jānošķir no šķīdības - piesātināta šķīduma koncentrācijas, ko izsaka ar vielas masas daudzumu 100 šķīdinātāja masas daļās (piemēram, g / 100 g).

Tilpuma koncentrācija

Tilpuma koncentrācija ir izšķīdušās vielas masas daudzums noteiktā šķīduma tilpumā (piemēram: mg / l, g / m 3).

Molārā koncentrācija

Molārā koncentrācija - dotās vielas molu skaits, kas izšķīdināts noteiktā šķīduma tilpumā (mol / m 3, mmol / l, μmol / ml).

Molārā koncentrācija

Molārā koncentrācija - vielas molu skaits, kas atrodas 1000 g šķīdinātāja (mol / kg).

normāls risinājums

Parastais šķīdums ir tāds, kas satur vienu vielas ekvivalentu tilpuma vienībā, kas izteikts masas vienībās: 1H = 1 mg ekv. / l = = 1 mmol / l (norāda konkrētas vielas ekvivalentu).

Līdzvērtīgs

Līdzvērtīgs ir vienāds ar attiecību daļa no elementa (vielas) masas, kas pievieno vai aizstāj ķīmiskais savienojums viena ūdeņraža atommasa vai puse skābekļa atommasas līdz 1/12 no oglekļa masas 12 . Tādējādi skābes ekvivalents ir vienāds ar tās molekulmasu, kas izteikta gramos, dalīta ar bāziskumu (ūdeņraža jonu skaitu); bāzes ekvivalents - molekulmasa dalīta ar skābumu (ūdeņraža jonu skaits, bet neorganiskām bāzēm - dalīts ar hidroksilgrupu skaitu); sāls ekvivalents - molekulmasa dalīta ar lādiņu summu (katjonu vai anjonu valence); savienojuma ekvivalents, kas piedalās redoksreakcijās, ir koeficients, kurā savienojuma molekulmasa tiek dalīta ar pieņemto (atdoto) elektronu skaitu ar reducējošā (oksidējošā) elementa atomu.

Sakarības starp šķīdumu koncentrācijas mērvienībām
(Formulas pārejai no vienas šķīdumu koncentrācijas izteiksmes uz citu):

Pieņemtie apzīmējumi:

• ρ ir šķīduma blīvums, g/cm 3 ;
• m ir izšķīdušās vielas molekulmasa, g/mol;
• E ir līdzvērtīga izšķīdušās vielas masa, tas ir, vielas daudzums gramos, kas konkrētā reakcijā mijiedarbojas ar vienu gramu ūdeņraža vai atbilst viena elektrona pārejai.

Saskaņā ar GOST 8.417-2002 tiek noteikta vielas daudzuma vienība: mols, daudzkārtņi un apakšreizi ( kmol, mmol, µmol).

Cietības mērvienība SI ir mmol/l; µmol/l.

Dažādās valstīs bieži turpina izmantot atceltās ūdens cietības vienības:

• Krievija un NVS valstis - mg-ekv / l, mcg-ekv / l, g-ekv / m 3;
• Vācija, Austrija, Dānija un dažas citas ģermāņu valodu grupas valstis - 1 vācu grāds - (H ° - Harte - cietība) ≡ 1 stunda CaO / 100 tūkstoši stundu ūdens ≡ 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 franču grāds ≡ 1 stunda CaCO 3 / 100 tūkstoši stundu ūdens ≡ 10 mg CaCO 3 / l ≡ 5,2 mg CaO / l ≡ 0,2 mmol / l.
• 1 angļu grāds ≡ 1 grauds / 1 galons ūdens ≡ 1 h CaCO 3 / 70 tūkstoši stundu ūdens ≡ 0,0648 g CaCO 3 / 4,546 l ≡ 100 mg CaCO 3 / 7 l ≡ 7,42 mg CaO / 0 .l ≡ 7,42 mg CaO / 0 .l. Dažreiz angļu cietības pakāpi sauc par Clark.
• 1 Amerikas grāds ≡ 1 stunda CaCO 3 / 1 miljons stundu ūdens ≡ 1 mg CaCO 3 / l ≡ 0,52 mg CaO / l ≡ 0,02 mmol / l.

Šeit: h - daļa; grādu pārvēršana to atbilstošajos CaO, MgO, CaCO 3, Ca(HCO 3) 2, MgCO 3 daudzumos ir parādīta kā piemēri galvenokārt Vācijas grādiem; grādu izmēri ir saistīti ar kalciju saturošiem savienojumiem, jo ​​cietības jonu sastāvā kalcijs parasti ir 75-95%, retos gadījumos - 40-60%. Skaitļi ir noapaļoti galvenokārt līdz otrajai zīmei aiz komata.

Saistība starp ūdens cietības vienībām:

1 mmol/L = 1 mg ekv./L = 2,80°N (vācu grādi) = 5,00 franču grādi = 3,51 angļu grādi = 50,04 ASV grādi.

Jaunā ūdens cietības mērvienība ir Krievijas cietības pakāpe - °F, kas definēta kā sārmzemju elementa (galvenokārt Ca 2+ un Mg 2+) koncentrācija, kas skaitliski vienāda ar ½ tā molu mg/dm 3 (g/m3).

Sārmainības mērvienības - mmol, µmol.

Elektrovadītspējas mērvienība SI ir µS/cm.

Šķīdumu elektrovadītspēja un apgrieztā elektriskā pretestība raksturo šķīdumu mineralizāciju, bet tikai jonu klātbūtni. Mērot elektrovadītspēju, nevar ņemt vērā nejonu organiskās vielas, neitrālus suspendētus piemaisījumus, rezultātus, kas deformē traucējumus - gāzes u.c.. Dabiskajā ūdenī dažādiem joniem ir atšķirīga elektrovadītspēja, kas vienlaikus ir atkarīga no ūdens sāļuma. šķīdums un tā temperatūra. Lai noteiktu šādu atkarību, ir nepieciešams eksperimentāli noteikt attiecību starp šiem daudzumiem katram konkrētajam objektam vairākas reizes gadā.

• 1 µS/cm = 1 MΩ cm; 1 S/m = 1 oms m.

Tīriem nātrija hlorīda (NaCl) šķīdumiem destilātā aptuvenā attiecība ir:

• 1 µS/cm ≈ 0,5 mg NaCl/l.

Tādu pašu attiecību (aptuveni), ievērojot iepriekšminētās atrunas, var ņemt lielākajai daļai dabisko ūdeņu ar mineralizāciju līdz 500 mg/l (visi sāļi tiek pārvērsti NaCl).

Ar dabīgā ūdens mineralizāciju 0,8-1,5 g / l, jūs varat lietot:

• 1 μS / cm ≈ 0,65 mg sāļu / l,

un ar mineralizāciju - 3-5 g / l:

• 1 µS/cm ≈ 0,8 mg sāļu/l.

Suspendēto piemaisījumu saturs ūdenī, ūdens caurspīdīgums un duļķainība

Ūdens duļķainību izsaka vienībās:

• JTU (Jackson Turbidity Unit) - Džeksona duļķainības vienība;
• FTU (Formasin Duļķainības vienība, saukta arī par EMF) - formazīna duļķainības vienība;
• NTU (Nephelometric Turbidity Unit) - nefelometriskās duļķainības vienība.

Dot precīza attiecība duļķainības un suspendēto vielu satura vienības nav iespējams. Katrai noteikšanu sērijai ir nepieciešams izveidot kalibrēšanas grafiku, kas ļauj noteikt analizētā ūdens duļķainību salīdzinājumā ar kontroles paraugu.

Apmēram jūs varat iedomāties: 1 mg / l (suspendētas cietās vielas) ≡ 1-5 NTU.

Ja duļķainā maisījuma (diatomīta zemes) daļiņu izmērs ir 325 acs, tad: 10 vienības. NTU ≡ 4 vienības JTU.

GOST 3351-74 un SanPiN 2.1.4.1074-01 pielīdzina 1,5 vienības. NTU (vai 1,5 mg/l kā silīcija dioksīds vai kaolīns) 2,6 vienības FTU (EMF).

Saikne starp fonta caurspīdīgumu un miglainību:

Attiecība starp "krusta" caurspīdīgumu (cm) un duļķainību (mg / l):

Mērvienība SI ir mg / l, g / m 3, μg / l.

ASV un dažās citās valstīs mineralizāciju izsaka relatīvās vienībās (dažreiz graudos uz galonu, gr / gal):

• ppm (parts per million) - daļas uz miljonu (1 10 -6) vienības; dažreiz ppm (promiļu daļas) apzīmē arī tūkstošdaļu (1 10 -3) vienības;
• ppb - (miljarda daļas) miljardā (miljardā) daļa (1 10 -9) vienības;
• ppt - (daļas uz triljonu) triljonā (1 10 -12) vienību;
• ‰ - ppm (izmanto arī Krievijā) - tūkstošdaļa (1 10 -3) vienības.

Attiecība starp mineralizācijas mērvienībām: 1mg / l \u003d 1ppm \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 mārciņas/1000 gal.

Sālsūdens, sālījumu un kondensātu sāļuma mērīšanai Pareizās izmantojamās vienības ir: mg/kg. Laboratorijās ūdens paraugus mēra pēc tilpuma, nevis masas daļām, tāpēc vairumā gadījumu piemaisījumu daudzumu vēlams attiecināt uz litru. Bet lielām vai ļoti mazām mineralizācijas vērtībām kļūda būs jutīga.

Saskaņā ar SI tilpumu mēra dm 3, taču ir atļauts arī veikt mērījumus litros, jo 1 l \u003d 1,000028 dm 3. Kopš 1964. gada 1 litrs ir vienāds ar 1 dm 3 (tieši tā).

Sālsūdenim un sālījumiem dažreiz tiek izmantotas sāļuma mērvienības Baumē grādos(mineralizācijai > 50 g/kg):

• 1°Be atbilst šķīduma koncentrācijai 1% NaCl izteiksmē.
• 1% NaCl = 10 g NaCl/kg.

Sauss un kalcinēts atlikums

Sauso un kalcinēto atlikumu mēra mg/l. Sausais atlikums pilnībā neraksturo šķīduma mineralizāciju, jo tā noteikšanas apstākļi (vārīšana, cietā atlikuma žāvēšana krāsnī 102–110 ° C temperatūrā līdz nemainīgam svaram) izkropļo rezultātu: jo īpaši, daļa no bikarbonātiem (parasti pieņemts - puse) sadalās un iztvaiko CO 2 veidā.

Daudzumu decimāldaļskaitļi un apakšreizinājumi

Decimāldaļas un daudzkārtu mērvienības, kā arī to nosaukumi un apzīmējumi jāveido, izmantojot tabulā norādītos reizinātājus un prefiksus:

(pamatojoties uz materiāliem no vietnes https://aqua-therm.ru/).

Šī rokasgrāmata ir sastādīta no dažādiem avotiem. Bet to radīt pamudināja 1964. gadā izdotā neliela grāmatiņa "Masu radio bibliotēka" kā O. Kronegera grāmatas tulkojums VDR 1961. gadā. Neskatoties uz savu senumu, tā ir mana uzziņu grāmata (kopā ar vairākām citām uzziņu grāmatām). Es domāju, ka laikam pār šādām grāmatām nav varas, jo fizikas, elektrotehnikas un radiotehnikas (elektronikas) pamati ir nesatricināmi un mūžīgi.

Mehānisko un termisko lielumu mērvienības.

Visu pārējo fizisko lielumu mērvienības var definēt un izteikt ar pamatmērvienībām. Šādā veidā iegūtās vienības, atšķirībā no pamata, sauc par atvasinājumiem. Lai iegūtu jebkura lieluma atvasinātu mērvienību, ir jāizvēlas formula, kas šo vērtību izteiktu citos mums jau zināmos lielumos un pieņemtu, ka katrs no zināmajiem lielumiem, kas iekļauts formulā, ir vienāds ar viena mērvienība. Zemāk ir uzskaitīti vairāki mehāniskie lielumi, dotas to noteikšanas formulas, parādīts, kā tiek noteiktas šo lielumu mērvienības. Ātruma mērvienība v- metri sekundē (jaunkundze) . Metrs sekundē - ātrums v tādai vienmērīgai kustībai, kurā ķermenis veic ceļu s, kas vienāds ar 1 m laikā t \u003d 1 sek: 1v=1m/1sek=1m/s Paātrinājuma mērvienība A - metrs sekundē kvadrātā (m/s 2). Metrs sekundē kvadrātā - tādas vienmērīgi mainīgas kustības paātrinājums, kurā ātrums uz 1 sek mainās par 1 m!sek. Spēka mērvienība F - ņūtons (Un). ņūtons - spēks, kas piešķir masai m uz 1 kg paātrinājumu, kas vienāds ar 1 m/s 2: 1n=1 Kilograms×1m/s 2 =1 (kg × m)/s 2 Darba vienība A un enerģija- džouls (j). Džouls - darbs, ko veic konstants spēks F, kas vienāds ar 1 n uz ceļa s 1 m, ko ķermenis virza šī spēka iedarbībā virzienā, kas sakrīt ar spēka virzienu: 1j=1n×1m=1n*m. Spēka bloks W - vats (W). Vats - jauda, ​​ar kuru tiek veikts darbs A laikā t \u003d -l sek, vienāda ar 1 j: 1W=1J/1sek=1J/s. Siltuma daudzuma mērvienība q - džouls (j).Šo vienību nosaka pēc vienādības: kas izsaka siltumenerģijas un mehāniskās enerģijas līdzvērtību. Koeficients k pieņemts vienāds ar vienu: 1j=1×1j=1j Elektromagnētisko lielumu mērvienības Elektriskās strāvas mērvienība A - ampērs (A). Nemainīgas strāvas stiprums, kas, ejot caur diviem paralēliem bezgala garuma un nenozīmīga apļveida šķērsgriezuma taisnstūrveida vadītājiem, kas atrodas 1 m attālumā viens no otra vakuumā, radītu spēku, kas vienāds ar 2 × 10 -7 ņūtoniem starp šiem vadītājiem. elektroenerģijas daudzuma vienība (elektriskā lādiņa vienība) Q- kulons (Kam). Kulons - lādiņš, kas tiek pārnests caur vadītāja šķērsgriezumu 1 sekundē pie strāvas stipruma 1 a: 1k=1a×1sek=1a×sek Elektrisko potenciālu starpības mērvienība (elektriskais spriegums tu, elektromotora spēks E) - volts (V). Volt - divu punktu iespējamā starpība elektriskais lauks, pārvietojoties starp kuriem lādiņš Q ir 1 k, darbs tiek veikts 1 j: 1w=1j/1k=1j/k Elektriskās jaudas mērvienība R - vats (otrdiena): 1w=1v×1a=1v×a Šī vienība ir tāda pati kā mehāniskās jaudas vienība. Jaudas vienība AR - farads (f). Farads - vadītāja kapacitāte, kura potenciāls palielinās par 1 V, ja šim vadītājam tiek pielikts 1 k lādiņš: 1f=1k/1v=1k/v Elektriskās pretestības mērvienība R - ohm (ohm). - tāda vadītāja pretestība, caur kuru plūst 1 A strāva pie sprieguma vadītāja galos 1 V: 1om=1v/1a=1v/a Absolūtās caurlaidības mērvienība ε- farads uz metru (f / m). farads uz metru - dielektriķa absolūtā caurlaidība, piepildot ar plakanu kondensatoru ar plāksnēm ar laukumu S 1 m 2 katrs un attālums starp plāksnēm d ~ 1 m iegūst jaudu 1 f. Formula, kas izsaka plakana kondensatora kapacitāti: No šejienes 1f \ m \u003d (1f × 1 m) / 1 m 2 Magnētiskās plūsmas Ф mērvienība un plūsmas saite ψ - volt-sekunde vai Weber (wb). Vēbers - magnētiskā plūsma, kad tas 1 sekundē samazinās līdz nullei, ķēdē, kas saistīta ar šo plūsmu, notiek e. d.s. indukcija vienāda ar 1 collu. Faradeja - Maksvela likums: E i =Δψ / Δt Kur Ei- e. d.s. indukcija, kas notiek slēgtā ķēdē; ΔW ir izmaiņas magnētiskajā plūsmā, kas savienota ar ķēdi laika gaitā Δ t : 1vb=1v*1sek=1v*sek Atgādiniet, ka vienai plūsmas jēdziena cilpai Ф un plūsmas savienojums ψ sakrīt. Solenoīdam ar apgriezienu skaitu ω, caur kuru šķērsgriezumu plūst plūsma Ф, ja nav izkliedes, plūsmas savienojums Magnētiskās indukcijas mērvienība B - tesla (tl). Tesla - tāda viendabīga magnētiskā lauka indukcija, kurā magnētiskā plūsma f caur laukumu S 1 m *, perpendikulāri lauka virzienam, ir vienāda ar 1 wb: 1tl \u003d 1vb / 1m 2 \u003d 1vb / m 2 Magnētiskā lauka intensitātes vienība N - ampēri uz metru (a!m). Amper uz metru - magnētiskā lauka stiprums, ko rada taisna bezgala gara strāva ar spēku 4 pa attālumā r \u003d .2 m no strāvu nesošā vadītāja: 1a/m=4π a/2π * 2m Induktivitātes mērvienība L un savstarpēja induktivitāte M - Henrijs (gn). - šādas ķēdes induktivitāte, ar kuru tiek norobežota magnētiskā plūsma 1 wb, kad caur ķēdi plūst strāva 1 a: 1gn \u003d (1v × 1s) / 1a \u003d 1 (v × s) / a Magnētiskās caurlaidības mērvienība μ (mu) - henrijs uz metru (gn/m). Henrijs uz metru -vielas absolūtā magnētiskā caurlaidība, kurā ar magnētiskā lauka intensitāti 1 a/m magnētiskā indukcija ir 1 tl: 1g / m \u003d 1wb / m 2 / 1a / m \u003d 1wb / (a ​​× m)

Attiecības starp magnētisko lielumu vienībām
CGSM un SI sistēmās

Elektriskajā un uzziņu literatūrā, kas publicēta pirms SI sistēmas ieviešanas, magnētiskā lauka intensitātes lielums H bieži izteikts oersteds (uu) magnētiskās indukcijas vērtība IN - gausā (gs), magnētiskā plūsma Ф un plūsmas saite ψ - maksvelos (µs).

1e \u003d 1/4 π × 10 3 a / m; 1a / m \u003d 4π × 10 -3 e; 1gf=10 -4 t; 1tl=104 gs; 1mks=10–8 wb; 1vb = 10 8 ms

Jāatzīmē, ka vienādības ir rakstītas racionalizētas praktiskās MKSA sistēmas gadījumam, kas tika iekļauta SI sistēmā kā neatņemama sastāvdaļa. No teorētiskā viedokļa labāk būtu O visās sešās attiecībās aizstājiet vienādības zīmi (=) ar atbilstības zīmi (^). Piemēram

1e \u003d 1 / 4π × 10 3 a / m

kas nozīmē: lauka stiprums 1 Oe atbilst stiprumam 1/4π × 10 3 a/m = 79,6 a/m

Lieta tāda, ka vienības gs Un jaunkundze pieder CGMS sistēmai. Šajā sistēmā strāvas stipruma mērvienība nav galvenā, kā SI sistēmā, bet gan atvasinājums, tāpēc vienu un to pašu jēdzienu raksturojošo lielumu izmēri CGSM un SI sistēmās izrādās atšķirīgi, kas var novest pie pārpratumiem un paradoksiem, ja aizmirstam par šo apstākli. Veicot inženiertehniskos aprēķinus, kad šāda veida pārpratumiem nav pamata

Ārpus sistēmas vienības

Daži matemātiski un fiziski jēdzieni
izmanto radiotehnikā

Tāpat kā jēdziens - kustības ātrums, mehānikā, radiotehnikā ir līdzīgi jēdzieni, piemēram, strāvas un sprieguma maiņas ātrums. Tos var aprēķināt vidēji procesa gaitā vai momentānos.

i \u003d (I 1 -I 0) / (t 2 -t 1) \u003d ΔI / Δt

Ar Δt -> 0 mēs iegūstam pašreizējā izmaiņu ātruma momentānās vērtības. Tas visprecīzāk raksturo daudzuma izmaiņu raksturu un var tikt uzrakstīts šādi:

i=lim ΔI/Δt =dI/dt Δt->0

Un jums vajadzētu pievērst uzmanību - vidējās vērtības un momentānās vērtības var atšķirties desmitiem reižu. Tas ir īpaši redzams, ja mainīga strāva plūst caur ķēdēm ar pietiekami lielu induktivitāti.

decibells

Lai novērtētu divu vienāda izmēra daudzumu attiecību radiotehnikā, tiek izmantota īpaša vienība - decibels.

K u \u003d U 2 / U 1 Sprieguma pieaugums; K u [dB] = 20 log U 2 / U 1 Sprieguma pieaugums decibelos. Ki [dB] = 20 log I 2 / I 1 Pašreizējais pieaugums decibelos. Kp[dB] = 10 log P 2 / P 1 Jaudas pieaugums decibelos.

Logaritmiskā skala arī ļauj normālu izmēru grafikā attēlot funkcijas, kurām ir dinamisks parametru izmaiņu diapazons vairākās lieluma kārtās.

Signāla stipruma noteikšanai uztveršanas zonā tiek izmantota cita DBM logaritmiskā mērvienība - dicibelli uz metru. Signāla stiprums uztveršanas punktā dbm:

P [dbm] = 10 log U 2 / R +30 = 10 log P + 30. [dbm];

Efektīvo slodzes spriegumu pie zināma P[dBm] var noteikt pēc formulas:

Fizikālo pamatlielumu izmēru koeficienti

Saskaņā ar valsts standartiem ir atļautas šādas daudzkārtējas un pakārtotas vienības - prefiksi:

1. tabula. Pamatvienība spriegums U Volt Pašreizējais Ampere Pretestība R, X Ohm Jauda P Vats Biežums f Hertz Induktivitāte L Henrijs Jauda C Farads Izmēru koeficients T=tera=10 12 - - Apjoms - THz - - G=giga=10 9 GV GA GOM GW GHz - - M=mega=10 6 MV MA MOhm MW MHz - - K = kilograms = 10 3 HF KA KOM kW kHz - - 1 IN A Ohm Otr Hz gn F m = mili = 10 -3 mV mA mΩ mW MHz mH mF mk=mikro=10-6 uV uA uO µW - µH uF n=nano=10–9 nV ieslēgts - nW - nH nF n=piko=10–12 pv pA - pvt - lpp pF f=femto=10 -15 - - - fw - - FF a=atto=10 -18 - - - aW - - -

Principā var iedomāties jebkādu skaitu dažādu vienību sistēmu, taču tikai dažas ir kļuvušas plaši izplatītas. Visā pasaulē par zinātnisko un tehniskie mērījumi un lielākajā daļā valstu rūpniecībā un ikdienā izmanto metrisko sistēmu.

Pamatvienības.

Mērvienību sistēmā katram izmērītajam fiziskajam lielumam ir jānodrošina atbilstoša mērvienība. Tātad ir nepieciešama atsevišķa mērvienība garumam, laukumam, tilpumam, ātrumam utt., un katru šādu mērvienību var noteikt, izvēloties vienu vai otru standartu. Bet mērvienību sistēma izrādās daudz ērtāka, ja tajā kā galvenās ir izvēlētas tikai dažas vienības, bet pārējās tiek noteiktas caur galvenajām. Tātad, ja garuma mērvienība ir metrs, kura etalons glabājas Valsts metroloģijas dienestā, tad var uzskatīt laukuma mērvienību. kvadrātmetru, tilpuma mērvienība ir kubikmetrs, ātruma mērvienība ir metrs sekundē utt.

Šādas mērvienību sistēmas ērtības (īpaši zinātniekiem un inženieriem, kuri daudz biežāk nodarbojas ar mērījumiem nekā citi cilvēki) ir tādas, ka matemātiskās attiecības starp sistēmas pamatvienībām un atvasinātajām vienībām izrādās vienkāršākas. Tajā pašā laikā ātruma vienība ir attāluma (garuma) vienība laika vienībā, paātrinājuma vienība ir ātruma izmaiņu vienība laika vienībā, spēka vienība ir paātrinājuma vienība uz laika vienību. masa utt. Matemātiskajā pierakstā tas izskatās šādi: v = l/t, a = v/t, F = ma = ml/t 2. Iesniegtās formulas parāda aplūkojamo daudzumu "izmēru", nosakot attiecības starp vienībām. (Līdzīgas formulas ļauj definēt mērvienības tādiem lielumiem kā spiediens vai elektriskā strāva.) Šādas attiecības ir vispārīgas un pastāv neatkarīgi no tā, kuras mērvienības (metrs, pēda vai aršins) tiek mērītas garumā un kuras mērvienības ir izvēlētas citiem lielumiem.

Inženierzinātnēs mehānisko lielumu mērvienību parasti ņem nevis kā masas, bet gan kā spēka vienību. Tātad, ja fizikālajos pētījumos visbiežāk izmantotajā sistēmā par masas etalonu tiek ņemts metāla cilindrs, tad tehniskajā sistēmā tas tiek uzskatīts par spēka etalonu, kas līdzsvaro uz to iedarbojošo gravitācijas spēku. Bet, tā kā gravitācijas spēks dažādos Zemes virsmas punktos nav vienāds, precīzai standarta ieviešanai ir jānorāda atrašanās vieta. Vēsturiski atrašanās vieta tika uzņemta jūras līmenī 45° ģeogrāfiskajā platumā. Pašlaik šāds standarts tiek definēts kā spēks, kas nepieciešams, lai norādītajam cilindram nodrošinātu noteiktu paātrinājumu. Tiesa, mērījumi tehnoloģijās parasti netiek veikti ar tik augstu precizitāti, lai būtu jārūpējas par gravitācijas spēka svārstībām (ja nerunājam par mērinstrumentu kalibrēšanu).

Daudz neskaidrību ir saistīta ar masas, spēka un svara jēdzieniem. Fakts ir tāds, ka ir visu šo trīs daudzumu vienības, kurām ir vienāds nosaukums. Masa ir ķermeņa inerciālā īpašība, kas parāda, cik grūti to iegūt ārējais spēks no miera stāvokļa vai vienmērīgas un taisnas kustības. Spēka vienība ir spēks, kas, iedarbojoties uz masas vienību, maina savu ātrumu par ātruma vienību laika vienībā.

Visi ķermeņi ir piesaistīti viens otram. Tādējādi jebkurš ķermenis, kas atrodas netālu no Zemes, tiek piesaistīts tam. Citiem vārdiem sakot, Zeme rada gravitācijas spēku, kas iedarbojas uz ķermeni. Šo spēku sauc par tā svaru. Svara spēks, kā minēts iepriekš, nav vienāds dažādos Zemes virsmas punktos un dažādos augstumos virs jūras līmeņa, jo atšķiras gravitācijas pievilcība un Zemes rotācijas izpausme. Tomēr noteiktā vielas daudzuma kopējā masa nemainās; tas ir vienādi starpzvaigžņu telpā un jebkurā Zemes punktā.

Precīzi eksperimenti ir parādījuši, ka gravitācijas spēks, kas iedarbojas uz dažādiem ķermeņiem (t.i., to svaru), ir proporcionāls to masai. Tāpēc masas var salīdzināt uz svariem, un masas, kas ir vienādas vienā vietā, būs vienādas jebkurā citā vietā (ja salīdzinājums tiek veikts vakuumā, lai izslēgtu izspiestā gaisa ietekmi). Ja noteiktu ķermeni nosver uz atsperu svariem, līdzsvarojot gravitācijas spēku ar izstieptas atsperes spēku, tad svara mērījuma rezultāti būs atkarīgi no mērījumu veikšanas vietas. Tāpēc katrā jaunā vietā jāpielāgo atsperu svari, lai tie pareizi rādītu masu. Pašas svēršanas procedūras vienkāršība bija iemesls tam, ka gravitācijas spēks, kas iedarbojas uz atskaites masu, tehnoloģijā tika uzskatīts par neatkarīgu mērvienību. SILTUMS.

Metriskā mērvienību sistēma.

Metriskā sistēma ir parastais nosaukums starptautiskā decimālo vienību sistēma, kuras pamatvienības ir metrs un kilograms. Ar dažām detaļu atšķirībām sistēmas elementi ir vienādi visā pasaulē.

Stāsts.

Metriskā sistēma izauga no dekrētiem, ko Francijas Nacionālā asambleja pieņēma 1791. un 1795. gadā, lai definētu skaitītāju kā vienu desmitmiljono daļu no Zemes meridiāna posma. Ziemeļpols līdz ekvatoram.

Ar dekrētu, kas izdots 1837. gada 4. jūlijā, metriskā sistēma tika pasludināta par obligātu lietošanai visos komercdarījumos Francijā. Tas pakāpeniski ir aizstājis vietējās un nacionālās sistēmas citur Eiropā, un tas ir likumīgi pieņemts Apvienotajā Karalistē un ASV. Līgums, ko 1875. gada 20. maijā parakstīja septiņpadsmit valstis, izveidoja starptautisku organizāciju, kuras mērķis bija saglabāt un uzlabot metrisko sistēmu.

Ir skaidrs, ka, definējot skaitītāju kā desmit miljono daļu no ceturtdaļas no Zemes meridiāna, metriskās sistēmas veidotāji centās panākt sistēmas nemainīgumu un precīzu reproducējamību. Viņi uztvēra gramu kā masas vienību, definējot to kā vienas miljonās daļas masu kubikmetrsūdens tā maksimālajā blīvumā. Tā kā nebūtu īpaši ērti veikt ceturtdaļas zemes meridiāna ģeodēziskus mērījumus ar katru auduma metru pārdošanu vai sabalansēt kartupeļu grozu tirgū ar atbilstošu ūdens daudzumu, tika izveidoti metāla etaloni, kas atveido šos. ideālas definīcijas ar vislielāko precizitāti.

Drīz kļuva skaidrs, ka metāla garuma etalonus var salīdzināt savā starpā, ieviešot daudz mazāku kļūdu nekā tad, ja jebkuru šādu standartu salīdzina ar ceturtdaļu no Zemes meridiāna. Turklāt kļuva skaidrs, ka metāla masas standartu savstarpējās salīdzināšanas precizitāte ir daudz augstāka nekā jebkura šāda standarta salīdzināšanas precizitāte ar attiecīgā ūdens tilpuma masu.

Šajā sakarā Starptautiskā skaitītāju komisija 1872. gadā nolēma par garuma etalonu pieņemt Parīzē glabāto “arhīvu” skaitītāju, “kā tas ir”. Tāpat komisijas locekļi par masas etalonu pieņēma arhīva platīna-irīdija kilogramu, “ņemot vērā, ka metriskās sistēmas veidotāju noteiktā vienkāršā attiecība starp svara vienību un tilpuma vienību atspoguļo esošo kilogramu ar precizitāte, kas ir pietiekama parastam lietojumam rūpniecībā un tirdzniecībā, un precīzai zinātnei ir vajadzīga nevis vienkārša šāda veida skaitliskā attiecība, bet gan ārkārtīgi perfekta šīs attiecības definīcija. 1875. gadā daudzas pasaules valstis parakstīja vienošanos par skaitītāju, un šis līgums noteica metroloģisko standartu saskaņošanas procedūru pasaules zinātnieku aprindām, izmantojot Starptautisko svaru un mēru biroju un Ģenerālo svaru un mēru konferenci.

Jaunā starptautiskā organizācija nekavējoties uzsāka starptautisko garuma un masas standartu izstrādi un to kopiju nodošanu visām iesaistītajām valstīm.

Garuma un masas standarti, starptautiskie prototipi.

Starptautiskie garuma un masas etalonu prototipi - metri un kilogrami - tika deponēti Starptautiskajā svaru un mēru birojā, kas atrodas Parīzes priekšpilsētā Sevrā. Standarta mērītājs bija lineāls, kas izgatavots no platīna sakausējuma ar 10% irīdija, kura šķērsgriezumam tika piešķirta īpaša X forma, lai palielinātu lieces stingrību ar minimālu metāla tilpumu. Šāda lineāla rievā bija gareniski plakana virsma, un mērītājs tika definēts kā attālums starp divu gājienu centriem, kas pielikti pāri lineālam tā galos, pie standarta temperatūras 0 ° C. Cilindra masa izgatavots no tā paša platīna, tika ņemts par kilograma starptautisko prototipu. irīdija sakausējums, kas ir skaitītāja etalons, kura augstums un diametrs ir aptuveni 3,9 cm. Šīs standarta masas svars, vienāds ar 1 kg jūras līmenī 45 ° ģeogrāfiskajā platuma grādos dažreiz sauc par kilogramu spēku. Tādējādi to var izmantot vai nu kā masas etalonu absolūtajai mērvienību sistēmai, vai arī kā spēka etalonu tehniskajai mērvienību sistēmai, kurā viena no pamatvienībām ir spēka mērvienība.

Starptautiskie prototipi tika atlasīti no ievērojamas identisku standartu partijas, kas izgatavotas vienlaikus. Pārējie šīs partijas standarti tika nodoti visām iesaistītajām valstīm kā nacionālie prototipi (valsts primārie standarti), kas periodiski tiek atdoti Starptautiskajam birojam, lai tos salīdzinātu ar starptautiskajiem standartiem. gadā veikti salīdzinājumi atšķirīgs laiks kopš tā laika parāda, ka tie nekonstatē novirzes (no starptautiskajiem standartiem), kas pārsniedz mērījumu precizitātes robežas.

Starptautiskā SI sistēma.

Metrisko sistēmu ļoti labvēlīgi uztvēra 19. gadsimta zinātnieki. daļēji tāpēc, ka tā tika ierosināta kā starptautiska mērvienību sistēma, daļēji tāpēc, ka teorētiski bija paredzēts, ka tās mērvienības ir neatkarīgi reproducējamas, kā arī tās vienkāršības dēļ. Zinātnieki sāka atvasināt jaunas vienības dažādiem fiziskajiem lielumiem, ar kuriem viņi nodarbojās, pamatojoties uz elementārajiem fizikas likumiem un attiecinot šīs vienības ar metriskās sistēmas garuma un masas vienībām. Pēdējie arvien vairāk iekaroja dažādas Eiropas valstis, kurās agrāk bija apgrozībā daudzas nesaistītas vienības dažādiem daudzumiem.

Lai gan visās valstīs, kas pieņēma metrisko mērvienību sistēmu, metrisko vienību standarti bija gandrīz vienādi, atvasinātajās vienībās bija dažādas neatbilstības starp dažādas valstis un dažādas disciplīnas. Elektrības un magnētisma jomā ir izveidojušās divas atsevišķas atvasinātu vienību sistēmas: elektrostatiskā, kuras pamatā ir spēks, ar kādu divi elektriskie lādiņi iedarbojas viens uz otru, un elektromagnētiskā, kuras pamatā ir divu hipotētisku lādiņu mijiedarbības spēks. magnētiskie stabi.

Situācija kļuva vēl sarežģītāka, kad parādījās t.s. 19. gadsimta vidū ieviestas praktiskas elektriskās vienības. Lielbritānijas Zinātnes attīstības asociācija, lai apmierinātu strauji attīstošās stiepļu telegrāfa tehnoloģijas prasības. Šādas praktiskās mērvienības nesakrīt ar abu iepriekš nosaukto sistēmu vienībām, bet atšķiras no elektromagnētiskās sistēmas vienībām tikai ar koeficientiem, kas vienādi ar veselu skaitļu pakāpēm desmit.

Tādējādi tādiem izplatītiem elektriskiem lielumiem kā spriegums, strāva un pretestība bija vairākas pieņemtās mērvienības, un katram zinātniekam, inženierim, skolotājam pašam bija jāizlemj, kuru no šīm iespējām izmantot. Saistībā ar elektrotehnikas attīstību 19. gadsimta otrajā pusē un 20. gadsimta pirmajā pusē. arvien vairāk tika izmantotas praktiskas vienības, kas galu galā sāka dominēt šajā jomā.

Lai novērstu šādu neskaidrību 20. gadsimta sākumā. tika izvirzīts priekšlikums apvienot praktiskas elektriskās vienības ar atbilstošajām mehāniskajām vienībām, kuru pamatā ir garuma un masas metriskās mērvienības, un izveidot kaut kādu konsekventu (saskaņotu) sistēmu. 1960. gadā XI Ģenerālā svaru un mērvienību konference pieņēma vienotu starptautisko mērvienību sistēmu (SI), noteica šīs sistēmas pamatvienības un noteica dažu atvasinātu mērvienību izmantošanu, "neskarot jautājumu par citām, kuras var pievienot. nākotnē." Tādējādi pirmo reizi vēsturē ar starptautisku vienošanos tika pieņemta starptautiska saskaņota vienību sistēma. Tagad lielākā daļa pasaules valstu to atzīst par mērvienību juridisko sistēmu.

Starptautiskā mērvienību sistēma (SI) ir saskaņota sistēma, kurā jebkuram fiziskam lielumam, piemēram, garumam, laikam vai spēkam, ir viena un tikai viena mērvienība. Dažām mērvienībām ir piešķirti īpaši nosaukumi, piemēram, spiediena paskāls, savukārt citas ir nosauktas pēc vienībām, no kurām tās iegūtas, piemēram, ātruma mērvienība, metrs sekundē. Galvenās vienības kopā ar divām papildu ģeometriskām vienībām ir parādītas tabulā. 1. Atvasinātās vienības, kurām pieņemti īpaši nosaukumi, ir norādītas tabulā. 2. No visām atvasinātajām mehāniskajām vienībām vissvarīgākās ir ņūtona spēka vienība, džoula enerģijas vienība un jaudas vatu vienība. Ņūtons ir definēts kā spēks, kas viena kilograma masai nodrošina paātrinājumu, kas vienāds ar vienu metru sekundē kvadrātā. Džouls ir vienāds ar paveikto darbu, kad spēka pielikšanas punkts, kas vienāds ar vienu Ņūtonu, pārvietojas par vienu metru spēka virzienā. Vats ir jauda, ​​ar kuru vienā sekundē tiek veikts viens džouls. Elektriskās un citas atvasinātās vienības tiks aplūkotas turpmāk. Primāro un sekundāro vienību oficiālās definīcijas ir šādas.

Metrs ir attālums, ko gaisma nobrauc vakuumā 1/299 792 458 sekundē. Šī definīcija tika pieņemta 1983. gada oktobrī.

Kilograms ir vienāds ar kilograma starptautiskā prototipa masu.

Otrs ir 9 192 631 770 starojuma svārstību periodu ilgums, kas atbilst pārejām starp diviem cēzija-133 atoma pamatstāvokļa hipersīkās struktūras līmeņiem.

Kelvins ir vienāds ar 1/273,16 no ūdens trīskāršā punkta termodinamiskās temperatūras.

Mols ir vienāds ar vielas daudzumu, kas satur tādu pašu daudzumu strukturālie elementi, cik atomu ir oglekļa-12 izotopā ar masu 0,012 kg.

Radiāns ir plakans leņķis starp diviem apļa rādiusiem, kuru loka garums ir vienāds ar rādiusu.

Steradiāns ir vienāds ar telpisko leņķi ar virsotni sfēras centrā, kas izgriež laukumu uz tās virsmas, vienāds ar laukumu kvadrāts, kura mala ir vienāda ar sfēras rādiusu.

Decimālo reizinātāju un apakšreizinātāju veidošanai ir noteikti vairāki prefiksi un reizinātāji, kas norādīti tabulā. 3.

3. tabula STARPTAUTISKĀS SI DECIMĀLDAĻAS UN DAUDZVIENĪBAS UN REIZINĀTĀJI
piem			deci
peta			centi
tera			Milli
giga			mikro	mk
mega			nano
kilogramu			pico
hekto			femto
skaņu dēlis	Jā		atto

Tādējādi kilometrs (km) ir 1000 m, bet milimetrs ir 0,001 m. (Šie prefiksi attiecas uz visām mērvienībām, piemēram, kilovatiem, miliampēriem utt.)

Sākotnēji vienai no pamatvienībām vajadzēja būt gramam, un tas atspoguļojās masas vienību nosaukumos, bet tagad pamatvienība ir kilograms. Megagramu nosaukuma vietā tiek lietots vārds "tonna". Fizikālās disciplīnās, piemēram, lai izmērītu redzamās vai infrasarkanās gaismas viļņa garumu, bieži tiek izmantota metra miljonā daļa (mikrometrs). Spektroskopijā viļņu garumus bieži izsaka angstrēmos (Å); Angstroms ir vienāds ar vienu desmito daļu nanometra, t.i. 10 - 10 m.Izstarojumam ar īsāku viļņa garumu, piemēram, rentgena stariem, zinātniskās publikācijās ir atļauts izmantot pikometru un x-vienību (1 x-vienība = 10 -13 m). Tilpumu, kas vienāds ar 1000 kubikcentimetriem (vienu kubikdecimetru), sauc par litru (l).

Masa, garums un laiks.

Visas SI sistēmas pamatvienības, izņemot kilogramu, šobrīd ir definētas kā fizikālās konstantes vai parādības, kuras tiek uzskatītas par nemainīgām un ar augstu precizitāti reproducējamām. Runājot par kilogramu, tā ieviešanas metode ar reproducējamības pakāpi, kas tiek panākta dažādu masas standartu salīdzināšanas procedūrās ar kilograma starptautisko prototipu, vēl nav atrasta. Šādu salīdzinājumu var veikt, nosverot atsperu svaru, kura kļūda nepārsniedz 1×10–8. Vairāku un apakškārtu standartus kilogramam nosaka, kombinējot svēršanu uz svariem.

Tā kā skaitītājs ir definēts gaismas ātruma izteiksmē, to var reproducēt neatkarīgi jebkurā labi aprīkotā laboratorijā. Tātad ar interferences metodi punktveida un gala mērierīces, ko izmanto darbnīcās un laboratorijās, var pārbaudīt, tieši salīdzinot ar gaismas viļņa garumu. Kļūda ar šādām metodēm optimālos apstākļos nepārsniedz vienu miljardo daļu (1×10–9). Attīstoties lāzertehnoloģijām, šādi mērījumi ir ievērojami vienkāršoti un to diapazons ir būtiski paplašināts.

Tāpat otro, saskaņā ar tās mūsdienu definīciju, var patstāvīgi realizēt kompetentā laboratorijā atomu staru objektā. Staru atomi tiek ierosināti ar augstfrekvences ģeneratoru, kas noregulēts uz atomu frekvenci, un elektroniskā ķēde mēra laiku, skaitot svārstību periodus ģeneratora ķēdē. Šādus mērījumus var veikt ar precizitāti 1 × 10 -12 - daudz labāk nekā bija iespējams ar iepriekšējām otrā definīcijām, pamatojoties uz Zemes rotāciju un tās apgriezienu ap Sauli. Laiks un tā savstarpējā vērtība, frekvence, ir unikāla ar to, ka to atsauces var pārraidīt pa radio. Pateicoties tam, ikviens, kam ir atbilstoša radiouztvērēja iekārta, var uztvert precīzus laika un atsauces frekvences signālus, kuru precizitāte ir gandrīz identiska ēterā pārraidītajiem.

Mehānika.

temperatūra un siltums.

Mehāniskās vienības neļauj atrisināt visas zinātniskās un tehniskās problēmas, neiesaistot citus koeficientus. Lai gan darbs, kas tiek veikts, pārvietojot masu pret spēka iedarbību un noteiktas masas kinētiskā enerģija pēc būtības ir līdzvērtīgi vielas siltumenerģijai, temperatūru un siltumu ērtāk uzskatīt par atsevišķiem lielumiem, kas nav atkarīgi. uz mehāniskajiem.

Termodinamiskā temperatūras skala.

Termodinamiskās temperatūras vienību Kelvins (K), ko sauc par kelvinu, nosaka ūdens trīskāršais punkts, t.i. temperatūra, kurā ūdens ir līdzsvarā ar ledu un tvaiku. Šī temperatūra ir vienāda ar 273,16 K, kas nosaka termodinamiskās temperatūras skalu. Šī Kelvina ierosinātā skala ir balstīta uz otro termodinamikas likumu. Ja ir divi siltuma rezervuāri ar nemainīgu temperatūru un atgriezenisks siltumdzinējs, kas pārnes siltumu no viena no tiem uz otru saskaņā ar Kārno ciklu, tad abu rezervuāru termodinamisko temperatūru attiecību nosaka ar vienādību. T 2 /T 1 = –J 2 J 1, kur J 2 un J 1 - katram no rezervuāriem nodotā ​​siltuma daudzums (mīnusa zīme norāda, ka siltums tiek ņemts no viena no rezervuāriem). Tādējādi, ja siltākā rezervuāra temperatūra ir 273,16 K un no tā paņemtais siltums divreiz pārsniedz siltumu, kas tiek nodots citam rezervuāram, tad otrā rezervuāra temperatūra ir 136,58 K. Ja otrā rezervuāra temperatūra ir 0 K, tad siltums netiks nodots vispār, jo visa gāzes enerģija cikla adiabātiskās izplešanās posmā ir pārvērsta mehāniskajā enerģijā. Šo temperatūru sauc par absolūto nulli. Termodinamiskā temperatūra, ko parasti izmanto zinātniskajos pētījumos, sakrīt ar temperatūru, kas iekļauta ideālās gāzes stāvokļa vienādojumā PV = RT, Kur P- spiediens, V- apjoms un R ir gāzes konstante. Vienādojums parāda, ka ideālai gāzei tilpuma un spiediena reizinājums ir proporcionāls temperatūrai. Nevienai no reālajām gāzēm šis likums nav precīzi izpildīts. Bet, ja mēs veicam vīrusa spēku korekcijas, tad gāzu izplešanās ļauj mums reproducēt termodinamisko temperatūras skalu.

Starptautiskā temperatūras skala.

Saskaņā ar iepriekš minēto definīciju ar gāzes termometru temperatūru var izmērīt ar ļoti augstu precizitāti (līdz aptuveni 0,003 K trīskāršā punkta tuvumā). Siltumizolētā kamerā ievieto platīna pretestības termometru un gāzes rezervuāru. Kad kamera tiek uzkarsēta, termometra elektriskā pretestība palielinās un gāzes spiediens tvertnē palielinās (saskaņā ar stāvokļa vienādojumu), un, atdzesējot, tiek novērots pretējais. Vienlaicīgi mērot pretestību un spiedienu, iespējams kalibrēt termometru pēc gāzes spiediena, kas ir proporcionāls temperatūrai. Pēc tam termometru ievieto termostatā, kurā šķidro ūdeni var uzturēt līdzsvarā ar tā cieto un tvaika fāzi. Izmērot tā elektrisko pretestību šajā temperatūrā, tiek iegūta termodinamiskā skala, jo trīskāršā punkta temperatūrai tiek piešķirta vērtība, kas vienāda ar 273,16 K.

Ir divas starptautiskās temperatūras skalas - Kelvina (K) un Celsija (C). Celsija temperatūru iegūst no Kelvina temperatūras, no pēdējās atņemot 273,15 K.

Precīzi temperatūras mērījumi, izmantojot gāzes termometriju, prasa daudz darba un laika. Tāpēc 1968. gadā tika ieviesta Starptautiskā praktiskā temperatūras skala (IPTS). Izmantojot šo skalu, laboratorijā var kalibrēt dažāda veida termometrus. Šī skala tika izveidota, izmantojot platīna pretestības termometru, termopāri un radiācijas pirometru, ko izmantoja temperatūras intervālos starp dažiem konstantu atskaites punktu pāriem (temperatūras atskaites punktiem). Bija paredzēts, ka MTS ar vislielāko iespējamo precizitāti atbilst termodinamiskajai skalai, taču, kā izrādījās vēlāk, tās novirzes ir ļoti nozīmīgas.

Fārenheita temperatūras skala.

Fārenheita temperatūras skalu, ko plaši izmanto kombinācijā ar Lielbritānijas tehnisko mērvienību sistēmu, kā arī nezinātniskos mērījumos daudzās valstīs, parasti nosaka divi nemainīgi atskaites punkti - ledus kušanas temperatūra (32 ° F) un ūdens viršanas temperatūra (212 ° F) normālā (atmosfēras) spiedienā. Tāpēc, lai iegūtu Celsija temperatūru no Fārenheita temperatūras, no pēdējās atņemiet 32 ​​un reiziniet rezultātu ar 5/9.

Siltuma vienības.

Tā kā siltums ir enerģijas veids, to var izmērīt džoulos, un šī metriskā vienība ir pieņemta ar starptautisku vienošanos. Bet, tā kā savulaik siltuma daudzumu noteica, mainot noteikta ūdens daudzuma temperatūru, plaši izplatījās mērvienība, ko sauc par kaloriju un ir vienāda ar siltuma daudzumu, kas nepieciešams, lai viena grama ūdens temperatūru paaugstinātu par 1 °C. uz to, ka ūdens siltumietilpība ir atkarīga no temperatūras, man bija jānorāda kaloriju vērtība. Parādījās vismaz divas dažādas kalorijas - "termoķīmiskā" (4,1840 J) un "tvaiks" (4,1868 J). Diētā izmantotā “kalorija” patiesībā ir kilokalorija (1000 kalorijas). Kalorija nav SI mērvienība, un lielākajā daļā zinātnes un tehnoloģiju jomu tā vairs netiek izmantota.

elektrība un magnētisms.

Visas izplatītās elektriskās un magnētiskās mērvienības ir balstītas uz metrisko sistēmu. Saskaņā ar mūsdienu elektrisko un magnētisko vienību definīcijām tās visas ir atvasinātas vienības, kas iegūtas no noteiktām fizikālām formulām no garuma, masas un laika metriskajām vienībām. Tā kā lielāko daļu elektrisko un magnētisko lielumu nav tik viegli izmērīt, izmantojot minētos standartus, tika uzskatīts, ka ērtāk ir ar atbilstošiem eksperimentiem izveidot atvasinātus standartus dažiem norādītajiem lielumiem, bet citus izmērīt, izmantojot šādus standartus.

SI mērvienības.

Zemāk ir SI sistēmas elektrisko un magnētisko vienību saraksts.

Ampere, elektriskās strāvas mērvienība, ir viena no sešām SI sistēmas pamatvienībām. Ampere - nemainīgas strāvas stiprums, kas, izejot cauri diviem paralēliem bezgala garuma taisnstūrveida vadītājiem ar niecīgu apļveida šķērsgriezuma laukumu, kas atrodas vakuumā 1 m attālumā viens no otra, radītu mijiedarbības spēku, kas vienāds ar 2 × 10 uz katras 1 m garas vadītāja daļas - 7 N.

Volts, potenciālu starpības un elektromotora spēka mērvienība. Volts - elektriskais spriegums elektriskās ķēdes posmā ar līdzstrāvu 1 A ar enerģijas patēriņu 1 W.

Kulons, elektroenerģijas daudzuma vienība (elektriskais lādiņš). Kulons - elektroenerģijas daudzums, kas iet caur vadītāja šķērsgriezumu ar pastāvīgu strāvu 1 A 1 s laikā.

Farads, elektriskās kapacitātes mērvienība. Farads ir kondensatora kapacitāte, uz kura plāksnēm ar 1 C lādiņu rodas 1 V elektriskais spriegums.

Henrijs, induktivitātes mērvienība. Henrijs ir vienāds ar ķēdes induktivitāti, kurā notiek 1 V pašindukcijas EMF ar vienmērīgām strāvas stipruma izmaiņām šajā ķēdē par 1 A uz 1 s.

Vēbers, magnētiskās plūsmas mērvienība. Vēbers - magnētiskā plūsma, kad tai pievienotā ķēdē, kuras pretestība ir 1 Ohm, samazinās līdz nullei, plūst elektriskais lādiņš, kas vienāds ar 1 C.

Tesla, magnētiskās indukcijas mērvienība. Tesla - vienmērīga magnētiskā lauka magnētiskā indukcija, kurā magnētiskā plūsma caur plakanu laukumu 1 m 2 perpendikulāri indukcijas līnijām ir 1 Wb.

Praktiskie standarti.

Gaisma un apgaismojums.

Gaismas intensitātes un apgaismojuma vienības nevar noteikt, pamatojoties tikai uz mehāniskajām vienībām. Ir iespējams izteikt enerģijas plūsmu gaismas vilnī W/m 2 un gaismas viļņa intensitāti V/m, kā tas ir radioviļņu gadījumā. Bet apgaismojuma uztvere ir psihofiziska parādība, kurā būtiska ir ne tikai gaismas avota intensitāte, bet arī cilvēka acs jutība pret šīs intensitātes spektrālo sadalījumu.

Saskaņā ar starptautisku vienošanos gaismas intensitātes mērvienība ir kandela (agrāk saukta par sveci), vienāds ar spēku gaisma noteiktā virzienā no avota, kas izstaro monohromatisku starojumu ar frekvenci 540 × 10 12 Hz ( l= 555 nm), enerģijas stiprums gaismas starojums kas šajā virzienā ir 1/683 W/sr. Tas aptuveni atbilst spermaceti sveces gaismas intensitātei, kas kādreiz kalpoja kā standarts.

Ja avota gaismas intensitāte ir viena kandela visos virzienos, tad kopējā gaismas plūsma ir 4 lpp lūmeni Tātad, ja šis avots atrodas sfēras centrā ar rādiusu 1 m, tad sfēras iekšējās virsmas apgaismojums ir vienāds ar vienu lūmenu uz kvadrātmetru, t.i. viens komplekts.

Rentgena un gamma starojums, radioaktivitāte.

Rentgens (R) ir novecojusi rentgena, gamma un fotonu starojuma ekspozīcijas devas vienība, kas vienāda ar starojuma daudzumu, kas, ņemot vērā sekundāro elektronu starojumu, veido jonus 0,001 293 g gaisa, nesot vienādu lādiņu. uz vienu katras zīmes CGS maksas vienību. SI sistēmā absorbētās starojuma devas vienība ir pelēkā, kas ir vienāda ar 1 J/kg. Absorbētās starojuma devas standarts ir iekārta ar jonizācijas kamerām, kas mēra starojuma radīto jonizāciju.



MĒRVIENĪBAS, skatīt MĒRU UN SVARU VIENĪBAS ... Zinātniskā un tehniskā enciklopēdiskā vārdnīca

Vienības- konkrētas vērtības, Krimai piešķirtas skaitliskās vērtības, kas vienādas ar 1. Ar E. un. viņi salīdzina un izsaka tajās citus lielumus, kas ir viendabīgi ar tiem. Ar Ģenerālās konferences par svariem un mēriem lēmumu (1960) tika ieviesta Starptautiskā mērvienību sistēma. SI kā vienots...... Mikrobioloģijas vārdnīca

Vienības- (Mīda pie miškaliem) Svara, garuma, platības un tilpuma mērus izmantoja senatnē, galvenokārt tirdzniecības vajadzībām. Bībelē gandrīz nav skaidri definētu vienotu mēru, un starp tiem nav viegli izveidot attiecības. Tomēr iekšā…… Jūdaisma enciklopēdija

Mediju kapacitātes un informācijas apjoma mērvienības- Informācijas vienības tiek izmantotas dažādu ar informāciju saistītu raksturlielumu mērīšanai. Visbiežāk informācijas mērīšana attiecas uz datora atmiņas (atmiņas ierīču) ietilpības mērīšanu un pārsūtīto datu apjoma mērīšanu, izmantojot ... ... Wikipedia

Mērvienības informācijas apjoma mērīšanai- Informācijas mērvienības tiek izmantotas, lai izmērītu logaritmiski aprēķinātas vērtības informācijas apjomu. Tas nozīmē, ka tad, kad vairāki objekti tiek uzskatīti par vienu, iespējamo stāvokļu skaits tiek reizināts un skaits ... ... Wikipedia

Informācijas vienības- kalpo logaritmiski aprēķinātas vērtības informācijas apjoma mērīšanai. Tas nozīmē, ka tad, kad vairāki objekti tiek apstrādāti kā viens, iespējamo stāvokļu skaits tiek reizināts un tiek pievienots informācijas apjoms. Tas nav svarīgi ... ... Wikipedia

Spiediena mērvienības- Paskāls (ņūtons uz kvadrātmetru) Bārs Dzīvsudraba milimetrs (torri) Dzīvsudraba mikroni (10–3 Torri) Ūdens (vai ūdens) staba milimetrs Atmosfēra Fiziskā atmosfēra Atmosfēras tehniskais Kilograms spēks uz kvadrātcentimetru, ... ... Wikipedia

INFORMĀCIJAS APJOMA MĒRVIENĪBAS- Liela informācijas apjoma mērīšanas pamatā ir baits. Lielākas vienības: kilobaits (1 KB = 1024 baiti), megabaits (1 MB = 1024 KB = 1048576 baiti), gigabaits (1 GB = 1024 MB = 1073741824 baiti). Piemēram, uz lapas ...... Uzņēmējdarbības terminu vārdnīca

Plūsmas vienības- noteces mērvienības ir upju noteces izpētes praksē izveidota pasākumu sistēma, kas paredzēta upju ūdens satura izmaiņu izpētei noteiktā laika periodā. Plūsmas mērvienības ietver: Momentānais (otrais) ... Wikipedia

FIZISKO MĒRĪJUMU VIENĪBAS- lielumus, kas pēc definīcijas tiek uzskatīti par vienādiem ar vienību, mērot citus tāda paša veida lielumus. Standarta mērvienība ir tās fiziskā realizācija. Tātad standarta mērvienības skaitītājs ir 1 m garš stienis. Principā var iedomāties ... ... Collier enciklopēdija

Grāmatas

• Mērvienības 8-11 gadi , . Vienības. 8-11 gadus vecs. Saderība ar visām matemātikas programmām, atmiņas attīstība, uzmanība, smalkās motorikas, kustību koordinācija. Iespēja paškontrolei un ... Pērciet par 151 rubli
• Vienības. Darba burtnīca 6-7 gadus veciem bērniem, Ignatjeva Larisa Viktorovna. Darba burtnīca"Mērvienības" paredzētas nodarbībām ar lielākiem bērniem pirmsskolas vecums. Rokasgrāmatas mērķis ir iepazīstināt bērnus ar mērvienībām un terminiem, ko viņi ...

Iesācējiem šī nodarbība nebūs nekas jauns. Mēs visi no skolas dzirdējām tādas lietas kā centimetrs, metrs, kilometrs. Un, runājot par masu, viņi parasti teica gramus, kilogramus, tonnas.

Centimetri, metri un kilometri; gramiem, kilogramiem un tonnām ir viens vispārpieņemts nosaukums - fizisko lielumu mērvienības.

Šajā nodarbībā mēs apskatīsim populārākās mērvienības, taču neiedziļināsimies šajā tēmā, jo mērvienības attiecas uz fizikas sfēru. Šodien esam spiesti studēt daļu fizikas, jo tā mums ir nepieciešama tālākām matemātikas studijām.

Nodarbības saturs

Garuma vienības

Garuma mērīšanai tiek izmantotas šādas mērvienības:

• milimetri;
• centimetri;
• decimetri;
• skaitītāji;
• kilometri.

milimetrs(mm). Pat ar savām acīm var redzēt milimetrus, ja paņemat lineālu, ko ikdienā izmantojām skolā.

Mazas līnijas, kas seko viena otrai pēc kārtas, ir milimetri. Precīzāk, attālums starp šīm līnijām ir viens milimetrs (1 mm):

centimetrs(cm). Uz lineāla katrs centimetrs ir norādīts ar skaitli. Piemēram, mūsu lineāla, kas bija pirmajā attēlā, garums bija 15 centimetri. Pēdējais centimetrs uz šī lineāla ir atzīmēts ar skaitli 15.

Vienā centimetrā ir 10 milimetri. Jūs varat ievietot vienādības zīmi no viena centimetra līdz desmit milimetriem, jo ​​tie apzīmē vienādu garumu:

1cm = 10mm

Par to varat pārliecināties, ja saskaitāt milimetru skaitu iepriekšējā attēlā. Jūs redzēsit, ka milimetru skaits (attālums starp līnijām) ir 10.

Nākamā garuma vienība ir decimetrs(dm). Vienā decimetrā ir desmit centimetri. No viena decimetra līdz desmit centimetriem varat ievietot vienādības zīmi, jo tie apzīmē vienādu garumu:

1 dm = 10 cm

To var pārbaudīt, ja saskaitāt centimetru skaitu šajā attēlā:

Jūs redzēsit, ka centimetru skaits ir 10.

Nākamā mērvienība ir metrs(m). Vienā metrā ir desmit decimetri. No viena metra līdz desmit decimetriem varat ievietot vienādības zīmi, jo tie apzīmē vienādu garumu:

1 m = 10 dm

Diemžēl skaitītāju nevar ilustrēt attēlā, jo tas ir diezgan liels. Ja vēlaties redzēt skaitītāju tiešraidē, paņemiet mērlenti. Ikvienam tas ir mājā. Uz mērlentes viens metrs tiks apzīmēts kā 100 cm. Tas ir tāpēc, ka vienā metrā ir desmit decimetri, bet desmit decimetros – simts centimetri:

1 m = 10 dm = 100 cm

100 iegūst, pārvēršot vienu metru uz centimetriem. Šī ir atsevišķa tēma, kuru mēs apsvērsim nedaudz vēlāk. Tikmēr pāriesim pie nākamās garuma vienības, ko sauc par kilometru.

Kilometrs tiek uzskatīts par visvairāk liela vienība garuma mērījumi. Protams, ir arī citas vecākas mērvienības, piemēram, megametrs, gigametrs, terametrs, taču mēs tos neuzskatīsim, jo ​​mums pietiek ar kilometru, lai turpinātu studēt matemātiku.

Vienā kilometrā ir tūkstoš metru. Jūs varat likt vienādības zīmi no viena kilometra līdz tūkstoš metriem, jo ​​tie apzīmē vienādu garumu:

1 km = 1000 m

Attālumus starp pilsētām un valstīm mēra kilometros. Piemēram, attālums no Maskavas līdz Sanktpēterburgai ir aptuveni 714 kilometri.

Starptautiskā mērvienību sistēma SI

Starptautiskā mērvienību sistēma SI ir noteikts vispārpieņemtu fizisko lielumu kopums.

Starptautiskās SI vienību sistēmas galvenais mērķis ir panākt vienošanos starp valstīm.

Mēs zinām, ka pasaules valstu valodas un tradīcijas ir atšķirīgas. Ar to nekas nav jādara. Bet matemātikas un fizikas likumi visur darbojas vienādi. Ja vienā valstī “divreiz divi ir četri”, tad citā valstī “divreiz divi ir četri”.

Galvenā problēma bija tā, ka katram fiziskajam lielumam ir vairākas mērvienības. Piemēram, tikko uzzinājām, ka garuma mērīšanai ir milimetri, centimetri, decimetri, metri un kilometri. Ja vairāki zinātnieki, kas runā dažādās valodās, pulcējas vienuviet, lai atrisinātu kādu problēmu, tad tik liela garuma vienību dažādība var radīt pretrunas starp šiem zinātniekiem.

Kāds zinātnieks apgalvos, ka viņu valstī garums tiek mērīts metros. Otrais varētu teikt, ka viņu valstī garums tiek mērīts kilometros. Trešais var piedāvāt savu mērvienību.

Tāpēc tika izveidota starptautiskā mērvienību sistēma SI. SI ir franču frāzes saīsinājums Le Système International d'Unités, SI (kas krievu valodā nozīmē - starptautiskā mērvienību sistēma SI).

SI uzskaita populārākos fiziskos lielumus, un katram no tiem ir sava vispārpieņemtā mērvienība. Piemēram, visās valstīs, risinot problēmas, tika panākta vienošanās, ka garums tiks mērīts metros. Tāpēc, risinot uzdevumus, ja garums ir norādīts citā mērvienībā (piemēram, kilometros), tad tas ir jāpārvērš metros. Par to, kā pārvērst vienu mērvienību citā, mēs runāsim nedaudz vēlāk. Tikmēr uzzīmēsim savu starptautisko vienību sistēmu SI.

Mūsu zīmējums būs fizisko daudzumu tabula. Katrs pētīja fiziskais daudzums mēs iekļausim savā tabulā un norādīsim mērvienību, kas ir pieņemta visās valstīs. Tagad esam izpētījuši garuma mērvienības un uzzinājuši, ka SI sistēmā garuma mērīšanai ir definēti metri. Tātad mūsu tabula izskatīsies šādi:

Masas vienības

Masa ir vielas daudzuma mērs ķermenī. Tautā ķermeņa svaru sauc par svaru. Parasti, kad kaut ko nosver, saka "tas sver tik daudz kilogramu" , lai gan mēs nerunājam par svaru, bet par šī ķermeņa masu.

Tomēr masa un svars ir dažādi jēdzieni. Svars ir spēks, ar kādu ķermenis iedarbojas uz horizontālu balstu. Svaru mēra ņūtonos. Un masa ir daudzums, kas parāda vielas daudzumu šajā ķermenī.

Bet nav nekā slikta, ja to sauc par ķermeņa svaru. Pat medicīnā viņi saka "cilvēka svars" , lai gan runa ir par cilvēka masu. Galvenais ir apzināties, ka tie ir dažādi jēdzieni.

Masas mērīšanai izmanto šādas mērvienības:

• miligrami;
• grami;
• kilogrami;
• centneri;
• tonnas.

Mazākā mērvienība ir miligrams(mg). Miligramu, visticamāk, jūs nekad neizmantosit praksē. Tos izmanto ķīmiķi un citi zinātnieki, kas strādā ar mazām vielām. Jums pietiek zināt, ka šāda masas mērvienība pastāv.

Nākamā mērvienība ir grams(G). Sastādot recepti, ir pieņemts mērīt produkta daudzumu gramos.

Vienā gramā ir tūkstotis miligramu. Jūs varat likt vienādības zīmi no viena grama līdz tūkstoš miligramiem, jo ​​tie apzīmē vienu un to pašu masu:

1 g = 1000 mg

Nākamā mērvienība ir kilogramu(Kilograms). Kilograms ir izplatīta mērvienība. Tas mēra visu. Kilograms ir iekļauts SI sistēmā. Iekļausim arī vēl vienu fizisko lielumu mūsu SI tabulā. Mēs to sauksim par "masu":

Vienā kilogramā ir tūkstotis gramu. No viena kilograma līdz tūkstoš gramiem varat likt vienādības zīmi, jo tie apzīmē vienu un to pašu masu:

1 kg = 1000 g

Nākamā mērvienība ir centneris(c). Centneros ir ērti izmērīt no nelielas platības novāktas ražas masu vai kāda veida kravas masu.

Vienā centnerī ir simts kilogrami. Vienādības zīmi var likt no viena centnera līdz simts kilogramiem, jo ​​tie apzīmē vienu un to pašu masu:

1 q = 100 kg

Nākamā mērvienība ir tonnu(T). Tonnās parasti mēra lielas slodzes un lielu ķermeņu masas. Piemēram, masa kosmosa kuģis vai auto.

Vienā tonnā ir tūkstotis kilogramu. Jūs varat likt vienādības zīmi no vienas tonnas līdz tūkstoš kilogramiem, jo ​​tie apzīmē vienu un to pašu masu:

1 t = 1000 kg

Laika vienības

Mums nav jāpaskaidro, kas ir laiks. Ikviens zina, kas ir laiks un kāpēc tas ir vajadzīgs. Ja mēs atklāsim diskusiju par to, kas ir laiks, un mēģināsim to definēt, tad mēs sāksim iedziļināties filozofijā, un tas mums tagad nav vajadzīgs. Sāksim ar laika vienībām.

Laika mērīšanai tiek izmantotas šādas mērvienības:

• sekundes;
• minūtes;
• skatīties;
• diena.

Mazākā mērvienība ir otrais(Ar). Protams, ir arī mazākas mērvienības, piemēram, milisekundes, mikrosekundes, nanosekundes, taču mēs tās neņemsim vērā, jo šobrīd tam nav jēgas.

Sekunžu laikā tiek mērīti dažādi rādītāji. Piemēram, cik sekundes sportistam nepieciešams, lai noskrietu 100 metrus. Otrais ir iekļauts starptautiskajā SI laika mērīšanas vienību sistēmā un tiek apzīmēts kā "s". Iekļausim arī vēl vienu fizisko lielumu mūsu SI tabulā. Mēs to sauksim par "laiku":

minūte(m). Vienā minūtē ir 60 sekundes. Jūs varat likt vienādības zīmi no vienas minūtes līdz sešdesmit sekundēm, jo ​​tās apzīmē vienu un to pašu laiku:

1 m = 60 s

Nākamā mērvienība ir stunda(h). Vienā stundā ir 60 minūtes. Jūs varat likt vienādības zīmi no vienas stundas līdz sešdesmit minūtēm, jo ​​tās apzīmē vienu un to pašu laiku:

1 stunda = 60 m

Piemēram, ja mēs mācījāmies šo stundu vienu stundu un mums jautā, cik daudz laika mēs pavadījām tās apguvei, mēs varam atbildēt divējādi: "mēs mācījāmies stundu vienu stundu" vai tā "mēs mācījāmies stundu sešdesmit minūtes" . Abos gadījumos mēs atbildēsim pareizi.

Nākamā laika vienība ir diena. Dienā ir 24 stundas. No vienas dienas līdz divdesmit četrām stundām varat likt vienādības zīmi, jo tie apzīmē vienu un to pašu laiku:

1 diena = 24 stundas

Vai jums patika nodarbība?
Pievienojieties mūsu jaunajai Vkontakte grupai un sāciet saņemt paziņojumus par jaunām nodarbībām