Единици за измерване на количества. Физични величини Мерни единици на физичната величина сила

За количествено описание на различни свойства на физически обекти, физически системи, явления или процеси, RMG 29-99 (Препоръки за междудържавна стандартизация) въведе концепцията количества.

величина- това е имущество, което може да бъде разграничено от другите имоти и оценено по един или друг начин, включително и количествено.

Количествата са разделени на перфектенИ истински .

Идеални стойностиосновно се отнасят до областта на математиката и са обобщение (модел) на конкретни реални понятия. Те се изчисляват по един или друг начин.

Реални стойностисе разделят на физически и нефизически.

Физическо количествов общия случай може да се определи като количествена характеристика на определени материални обекти (процеси, явления), изучавани от естествените (физика, химия) и техническите науки. Физическите величини включват маса, температура, време, дължина, напрежение, налягане, скорост и др.

ДА СЕ нефизически Те включват величини, присъщи на социалните (нефизическите) науки – философия, социология, икономика и др. Нефизичните величини, за които не може да се въведе мерна единица, могат да бъдат само оценени. Примери за нефизични величини: оценка на учениците по 5-бална скала, брой служители в организация, цена на продукт, данъчна ставка и др. Оценката на нефизични величини не е част от задачите на теоретичната метрология.

Физическо количество– едно от свойствата на физически обект, общо в качествен смисъл за много физически обекти, но количествено индивидуално за всеки от тях (качествената страна определя „вида“ на количеството, например електрическото съпротивление като общо свойство на проводници на електричество, а количествената страна - неговият "размер", например съпротивлението на конкретен проводник).

Има физически величини измеримиИ оценени.

Измерени физични величиниможе да се изрази количествено чрез определен брой установени мерни единици.

Приблизителни физически величини– количества, за които по някаква причина не може да се въведе мерна единица, а могат да бъдат само приблизителни.

Оценяване– операцията по приписване на определен брой единици, приети за него, на дадено физическо количество, извършвано по установени правила. Оценяването се извършва с помощта на везни.

За да се изрази количественото съдържание на дадено свойство на конкретен обект, се използва понятието "размер на физическото количество", чиято оценка се установява в процеса на измерване.

Размер на физическото количество(размер на величина) е количественото определяне на физическа величина, присъща на конкретен материален обект, система, явление или процес.

Например, всеки човек има определен ръст и тегло, в резултат на което хората могат да бъдат разграничени по своя ръст или тегло, т.е. според размерите на физическите величини, които ни интересуват.

Размерът е обективна количествена характеристика, която не зависи от избора на мерни единици.

Например, ако напишем 3,5 kg и 3500 g, тогава това са две изображения с еднакъв размер. Всеки от тях е значениефизическо количество (в този случай маса).

Стойност на физическото количествое израз на размера на физическа величина под формата на определен брой единици, приети за нея.

Стойност на физическото количество Qполучени в резултат на измерване и изчислени в съответствие с основно уравнение за измерване:

Q = q[Q], (1)

където q е абстрактно число, наречено числова стойности [Q] – размер на единицаизмерване на дадено физическо количество.

Числова стойност на физична величина– абстрактно число, изразяващо отношението на стойността на дадена величина към съответната единица на дадена физическа величина.

Числова стойностРезултатът от измерването ще зависи от избора на единица физическа величина. (Пример за боа констриктор от анимационен филм).

Числата 3,5 и 3500 са абстрактни числа, включени в стойността на физическа величина и указващи числените стойности на физическа величина. В дадения пример масата на предмета е дадена с числата - 3,5 и 3500, а мерните единици са килограм (kg) и грам (g).

Значениестойностите не трябва да се бъркат с размер. Размерът на физическата величина на даден обект наистина съществува и независимо дали го знаем или не, дали го изразяваме в някакви единици или не. Стойността на физическото количество се появява само след като размерът на количеството на даден обект се изрази с помощта на някаква единица.

Единица за физическа величина- физическа величина с фиксиран размер, на която условно се приписва числова стойност, равна на единица. Използва се за количествено изразяване на еднородни физични величини.

Хомогенните физични величини са физични величини, които се изразяват в едни и същи единици и могат да се сравняват една с друга (например дължината и диаметърът на част).

Физическите величини се комбинират в система.

Система от физични величини(система от количества) е набор от физически величини, формирани в съответствие с приетите принципи, когато някои количества се приемат като независими, а други се определят като функции на тези независими величини.

Всички величини, включени в системата от физически величини, са разделени на основенИ производни.

Основна физична величина- физическо количество, включено в система от количества и условно прието като независимо от други количества на тази система.

Производна физична величина– физическа величина, включена в система от величини и определена чрез основните величини на тази система.

Формализирано отражение на качествената разлика във физическите величини е тяхното измерение.

Размерност на физическо количество -това е израз, отразяващ връзката на дадена величина с физични величини, приети в дадена система от единици като основни с коефициент на пропорционалност, равен на единица.

Размерността на физичната величина се обозначава със символа dim (от лат. dimension - измерение).

Размерите на основните физични величини са обозначени със съответните главни букви:

дължина - dim l = Л

маса - dim m = М

време - dim t = T

сила на електрическия ток – dim i= аз

термодинамична температура – ​​dim Q = Q

количество вещество - dim n = н

интензитет на светлината – dim j = Дж

Измерение дим xвсяка производна на физическа величина хопределя се чрез уравнението на връзката между величините. Има формата на произведение на основни количества, повдигнати на съответните степени:

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

където L, M, T, I... - символи на основните величини на тази система;

a, b, g, e... - показатели за размерност, всеки от които може да бъде положителен или отрицателен, цяло или дробно число, както и нула.

Индикатор за размери -експонента, до която се повишава размерността на основна физическа величина, включена в размерността на производна физическа величина.

Според наличието на размерност физическите величини се делят на размеренИ безразмерен.

Размерна физическа величина– физическа величина, в размерността на която поне една от основните физични величини е възведена на степен, различна от нула.

Безразмерна физическа величина– всички размерни показатели са равни на нула. Те нямат мерни единици, тоест не се измерват в нищо ( Например коефициент на триене).

Измервателни везни

Оценката и измерването на физическите величини се извършва с помощта на различни скали.

Скала за измерванее подреден набор от стойности на физическо количество, което служи като основа за неговото измерване.

Нека обясним тази концепция, използвайки примера на температурните скали. В скалата на Целзий температурата на топене на леда се приема като начална точка, а точката на кипене на водата се приема като основен интервал (референтна точка). Една стотна от този интервал е единицата за температура (градус Целзий).

Разграничават се следните основни типове: измервателни везни: имена, ред, разлики (интервали), съотношения и абсолютни скали.

Именни везниотразяват качествени свойства. Елементите на тези скали се характеризират само с отношения на еквивалентност (равенство) и сходство на специфични качествени прояви на свойства.

Пример за такива скали е скалата за класифициране (оценяване) на цвета на обектите по име (червено, оранжево, жълто, зелено и др.), базирана на стандартизирани цветни атласи, систематизирани по сходство. Измерванията в цветовата скала се извършват чрез сравняване при определено осветление на цветни проби от атласа с цвета на изследвания обект и установяване на равенството (еквивалентността) на техните цветове.

Скалите за именуване не съдържат понятия като „нула“, „мерна единица“, „измерение“, „повече“ или „по-малко“. Скалата за именуване може да се състои от всякакви символи (число, име, други символи). Числата или числата на такава скала не са нищо повече от кодови знаци.

Скалата за именуване ви позволява да правите класификации, да идентифицирате и разграничавате обекти.

Мащаб на поръчката(рангова скала) - подрежда обектите спрямо всяко от техните свойства в низходящ или възходящ ред.

Получената подредена серия се нарича класиран. Той може да даде отговори на въпросите: „Кое е повече или по-малко?“, „Кое е по-лошо или по-добро?“. Скалата за поръчка не може да даде по-подробна информация - колко повече или по-малко, колко пъти по-добро или по-лошо.

Пример за подредена скала е група от хора, изградени по височина, където всеки следващ е по-нисък от всички предишни; оценяване на знанията; място за спортисти; скали за вятър (скала на Бофорт) и земетръс (скала на Рихтер); скали на числата на твърдостта (скали на Рокуел, Бринел, Викерс) и др.

Скалите за поръчка могат или не могат да имат нулев елемент ( например класирани класове на точност на инструментите (0,1 и 2)).

С помощта на скали за поръчка можете да измервате качествени показатели, които нямат строга количествена мярка. Тези скали се използват особено широко в хуманитарните науки: педагогика, психология, социология.

Скала на разликата(интервали) съдържа разликата между стойностите на физическо количество. За тези скали отношенията на еквивалентност, ред и сумиране на интервали (разлики) между количествените прояви на свойствата имат смисъл.

Тази скала се състои от еднакви интервали, има конвенционална (приета по споразумение) единица за измерване и произволно избрана референтна точка - нула.

Мощност, топлинен поток

Методът за задаване на температурни стойности е температурната скала. Известни са няколко температурни скали.

• Скала на Келвин(на името на английския физик У. Томсън, лорд Келвин).
  Обозначение на единица: K(не „градус Келвин“ и не °K).
  1 K = 1/273,16 - част от термодинамичната температура на тройната точка на водата, съответстваща на термодинамичното равновесие на система, състояща се от лед, вода и пара.
• Целзий(на името на шведския астроном и физик А. Целзий).
  Обозначение на единица: °C .
  В тази скала температурата на топене на леда при нормално налягане се приема за 0°C, а точката на кипене на водата е 100°C.
  Скалите на Келвин и Целзий са свързани с уравнението: t (°C) = T (K) - 273,15.
• Фаренхайт(Д. Г. Фаренхайт - немски физик).
  Символ на единица: °F. Широко използван, особено в САЩ.
  Скалата на Фаренхайт и скалата на Целзий са свързани: t (°F) = 1,8 · t (°C) + 32°C. В абсолютна стойност 1 (°F) = 1 (°C).
• Скала на Реомюр(на името на френския физик R.A. Reaumur).
  Обозначение: °R и °r.
  Тази везна почти не се използва.
  Отношение към градуси по Целзий: t (°R) = 0,8 t (°C).
• Скала на Ранкин (Rankine)- кръстен на шотландския инженер и физик W. J. Rankin.
  Обозначение: °R (понякога: °Rank).
  Скалата се използва и в САЩ.
  Температурата по скалата на Ранкин е свързана с температурата по скалата на Келвин: t (°R) = 9/5 · T (K).

Основни температурни показатели в мерни единици на различни скали:

Мерната единица SI е метър (m).

• Несистемна единица: Ангстрьом (Å). 1Å = 1·10-10 m.
• Инч(от холандски duim - палец); инч; в; ´´; 1´ = 25,4 мм.
• ръка(английска ръка - ръка); 1 ръка = 101,6 мм.
• Връзка(английска връзка - връзка); 1 ли = 201,168 mm.
• Обхват(английски span - педя, обхват); 1 педя = 228,6 мм.
• Крак(английски foot - крак, фута - крака); 1 ft = 304,8 mm.
• Двор(английски yard - двор, ограда); 1 ярд = 914,4 мм.
• Дебело лице(Английски фатом - мярка за дължина (= 6 фута), или мярка за обем на дърво (= 216 фута 3), или планинска мярка за площ (= 36 фута 2), или фатом (Ft)); фат или ft или Ft или ƒfm; 1 Ft = 1,8288 m.
• Чейн(английска верига - верига); 1 ch = 66 ft = 22 yd = = 20,117 m.
• Фърлонг(англ. furlong) - 1 козина = 220 yd = 1/8 миля.
• миля(английска миля; международна). 1 ml (mi, MI) = 5280 ft = 1760 yd = 1609,344 m.

Единицата SI е m2.

• Квадратен фут; 1 ft 2 (също sq ft) = 929,03 cm 2.
• Квадратни инчове; 1 в 2 (sq in) = 645,16 mm 2.
• Квадратен фатом (фесом); 1 фат 2 (ft 2; Ft 2; sq Ft) = 3,34451 m 2.
• Квадратен двор; 1 yd 2 (sq yd)= 0,836127 m 2 .

Sq (квадрат) - квадрат.

Единицата SI е m3.

• Кубичен фут; 1 ft 3 (също cu ft) = 28,3169 dm 3.
• Cubic Fathom; 1 фат 3 (fth 3; Ft 3; cu Ft) = 6,11644 m 3.
• Кубичен двор; 1 yd 3 (cu yd) = 0,764555 m 3.
• кубичен инч; 1 в 3 (cu in) = 16,3871 cm 3.
• Бушел (Великобритания); 1 bu (UK, също UK) = 36,3687 dm 3.
• Бушел (САЩ); 1 bu (нас, също САЩ) = 35,2391 dm 3.
• Галон (Великобритания); 1 гал (UK, също UK) = 4,54609 dm 3.
• Галон течност (САЩ); 1 гал (нас, също САЩ) = 3,78541 dm 3.
• Сух галон (САЩ); 1 галон сух (нас, също САЩ) = 4,40488 dm 3.
• Джил (хриле); 1 gi = 0,12 л (САЩ), 0,14 л (Великобритания).
• Барел (САЩ); 1 bbl = 0,16 m3.

UK - Обединено кралство - Обединено кралство (Великобритания); US - САЩ (САЩ).

Специфичен обем

Мерната единица SI е m 3 /kg.

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

Мерната единица SI е kg.

• Паунд (търговски) (англ. libra, pound - претегляне, паунд); 1 lb = 453,592 g; lbs - паунда. В системата на старите руски мерки 1 lb = 409,512 g.
• Гран (английски grain - зърно, зърно, зърно); 1 гр = 64,799 мг.
• Стоун (англ. stone - камък); 1 st = 14 lb = 6,350 кг.

Плътност, вкл. насипно състояние

Мерната единица SI е kg/m3.

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

Линейна плътност

Единицата SI е kg/m.

• lb/ft; 1 lb/ft = 1,48816 kg/m
• Паунд/ярд; 1 lb / yd = 0,496055 kg/m

Повърхностна плътност

Единицата SI е kg/m2.

• lb/ft 2; 1 lb / ft 2 (също lb / sq ft - паунд на квадратен фут) = 4,88249 kg/m2.

Линейна скорост

Единицата SI е m/s.

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

Единицата SI е m/s2.

• ft/s 2; 1 ft/s2 = 0,3048 m/s2.

Масов поток

Единицата SI е kg/s.

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

Обемен поток

Мерната единица SI е m 3 /s.

• ft 3 /мин; 1 ft 3 / min = 28,3168 dm 3 / min.
• Двор 3/мин.; 1 yd 3 / min = 0,764555 dm 3 / min.
• Gpm; 1 gal/min (също GPM - галон за минута) = 3,78541 dm 3 /min.

Специфичен обемен поток

• GPM/(sq·ft) - галон (G) на (P) минута (M)/(квадрат (sq) · фут (ft)) - галони на минута на квадратен фут;
  1 GPM/(sq ft) = 2445 l/(m 2 h) 1 l/(m 2 h) = 10 -3 m/h.
• gpd - галони на ден - галони на ден (ден); 1 gpd = 0,1577 dm 3 /h.
• gpm - галони за минута - галони за минута; 1 gpm = 0,0026 dm 3 /мин.
• gps - gallons per second - галони в секунда; 1 gps = 438 10 -6 dm 3 /s.

Консумация на сорбат (например Cl 2) при филтриране през слой сорбент (например активен въглен)

• Gals/cu ft (gal/ft 3) - галони/кубичен фут (галони на кубичен фут); 1 Gals/cu ft = 0,13365 dm 3 на 1 dm 3 сорбент.

Мерната единица SI е N.

• Паунд-сила; 1 lbf - 4,44822 N. (Аналог на името на мерната единица: килограм-сила, kgf. 1 kgf = = 9,80665 N (точно). 1 lbf = 0,453592 (kg) 9,80665 N = = 4 ,44822 N 1N =1 kg m/s 2
• Паундъл (на английски: poundal); 1 pdl = 0,138255 N. (Poundall е силата, която придава на маса от един паунд ускорение от 1 ft/s 2, lb ft/s 2.)

Специфично тегло

Мерната единица SI е N/m 3 .

• lbf/ft 3; 1 lbf/ft 3 = 157,087 N/m 3.
• Poundal/ft 3; 1 pdl/ft 3 = 4,87985 N/m 3.

Мерна единица SI - Pa, множество единици: MPa, kPa.

В работата си специалистите продължават да използват остарели, отменени или предварително приети по избор единици за измерване на налягането: kgf/cm 2; бар; банкомат. (физическа атмосфера); при(техническа атмосфера); ата; ати; м вода Изкуство.; mmHg st; тор.

Използват се следните понятия: „абсолютно налягане“, „излишно налягане“. Има грешки при преобразуването на някои единици за налягане в Pa и неговите кратни. Трябва да се има предвид, че 1 kgf / cm 2 е равен на 98066,5 Pa (точно), т.е. за малки (до приблизително 14 kgf / cm 2) налягания с достатъчна точност за работа може да се приеме следното: 1 Pa = 1 kg/(m s 2) = 1 N/m 2. 1 kgf/cm 2 ≈ 105 Pa = 0,1 MPa. Но вече при средно и високо налягане: 24 kgf/cm 2 ≈ 23,5·105 Pa = 2,35 MPa; 40 kgf/cm2 ≈ 39 · 105 Pa = 3,9 MPa; 100 kgf/cm 2 ≈ 98 105 Pa = 9,8 MPaи т.н.

Съотношения:

• 1 atm (физическо) ≈ 101325 Pa ≈ 1,013 105 Pa ≈ ≈ 0,1 MPa.
• 1 at (технически) = 1 kgf/cm 2 = 980066,5 Pa ≈ ≈ 105 Pa ≈ 0,09806 MPa ≈ 0,1 MPa.
• 0,1 MPa ≈ 760 mm Hg. Изкуство. ≈ 10 m вода. Изкуство. ≈ 1 бар.
• 1 Torr (tor) = 1 mm Hg. Изкуство.
• lbf/in 2; 1 lbf/in 2 = 6,89476 kPa (вижте по-долу: PSI).
• lbf/ft 2; 1 lbf/ft 2 = 47,8803 Pa.
• lbf/yd 2; 1 lbf/yd 2 = 5,32003 Pa.
• Poundal/ft 2; 1 pdl/ft 2 = 1,48816 Pa.
• Крачен воден стълб; 1 ft H 2 O = 2,98907 kPa.
• Инч воден стълб; 1 in H 2 O = 249,089 Pa.
• Инч живачен стълб; 1 в Hg = 3,38639 kPa.
• PSI (също psi) - паундове (P) на квадратен (S) инч (I) - паундове на квадратен инч; 1 PSI = 1 lbƒ/in 2 = 6,89476 kPa.

Понякога в литературата можете да намерите обозначението на единицата за налягане lb/in 2 - тази единица взема предвид не lbƒ (паунд-сила), а lb (паунд-маса). Следователно в числено отношение 1 lb/ в 2 е малко по-различен от 1 lbf/ в 2, тъй като при определянето на 1 lbƒ се взема предвид: g = 9,80665 m/s 2 (на географската ширина на Лондон). 1 lb/in 2 = 0,454592 kg/(2,54 cm) 2 = 0,07046 kg/cm 2 = 7,046 kPa. Изчисляване на 1 lbƒ - вижте по-горе. 1 lbf/in 2 = 4,44822 N/(2,54 cm) 2 = 4,44822 kg m/ (2,54 0,01 m) 2 s 2 = 6894,754 kg/ (m s 2) = 6894,754 Pa ≈ 6,895 kPa.

За практически изчисления можем да приемем: 1 lbf/in 2 ≈ 1 lb/in 2 ≈ 7 kPa. Но всъщност равенството е незаконно, точно както 1 lbƒ = 1 lb, 1 kgf = 1 kg. PSIg (psig) - същото като PSI, но показва манометрично налягане; PSIa (psia) - същото като PSI, но подчертава: абсолютно налягане; a - абсолютен, g - габарит (мярка, размер).

Водно налягане

Мерната единица SI е m.

• Глава в краката (крака-глава); 1 ft hd = 0,3048 m

Загуба на налягане по време на филтриране

• PSI/ft - паундове (P) на квадратен (S) инч (I)/фут (ft) - паундове на квадратен инч/фут; 1 PSI/ft = 22,62 kPa на 1 m филтърен слой.

Мерна единица SI - Джаул(на името на английския физик J.P. Joule).

• 1 J - механична работа на сила 1 N при преместване на тяло на разстояние 1 m.
• Нютон (N) е единицата за сила и тегло в SI; 1 Н е равна на силата, която придава на тяло с тегло 1 kg ускорение 1 m 2 /s по посока на силата. 1 J = 1 N m.

В топлотехниката те продължават да използват премахната единица за измерване на количеството топлина - калории (cal).

• 1 J (J) = 0,23885 кал. 1 kJ = 0,2388 kcal.
• 1 lbf ft (lbf) = 1,35582 J.
• 1 pdl ft (фунт фута) = 42,1401 mJ.
• 1 Btu (британска топлинна единица) = 1,05506 kJ (1 kJ = 0,2388 kcal).
• 1 Therm (британска голяма калория) = 1 10 -5 Btu.

МОЩНОСТ, ТОПЛИНЕН ПОТОК

SI единица за измерване е ват (W)- на името на английския изобретател J. Watt - механична мощност, при която 1 J работа се извършва за 1 s, или топлинен поток, еквивалентен на 1 W механична мощност.

• 1 W (W) = 1 J/s = 0,859985 kcal/h (kcal / h).
• 1 lbf ft/s (lbf ft/s) = 1,33582 W.
• 1 lbf ft/min (lbf ft/min) = 22,597 mW.
• 1 lbf ft/h (lbf ft/h) = 376,616 µW.
• 1 pdl фута/сек (фунт фута/сек) = 42,1401 mW.
• 1 к.с. (британски конски сили/s) = 745,7 W.
• 1 Btu/s (британска топлинна единица/s) = 1055,06 W.
• 1 Btu/h (британска топлинна единица/h) = 0,293067 W.

Плътност на повърхностния топлинен поток

Единицата SI е W/m2.

• 1 W/m2 (W/m2) = 0,859985 kcal/(m2 h) (kcal/(m2 h)).
• 1 Btu/(ft 2 h) = 2,69 kcal/(m 2 h) = 3,1546 kW/m 2.

Динамичен вискозитет (коефициент на вискозитет), η.

SI единица - Pa s. 1 Pa s = 1 N s/m2;
несистемна единица - уравновесеност (P). 1 P = 1 дин s/m 2 = 0,1 Pa s.

• Дина (дин) - (от гръцки динамика - сила). 1 дин = 10 -5 N = 1 g cm/s 2 = 1,02 10 -6 kgf.
• 1 lbf h/ft 2 (lbf h/ft 2) = 172,369 kPa s.
• 1 lbf s / ft 2 (lbf s/ft 2) = 47,8803 Pa s.
• 1 pdl s / ft 2 (poundal-s/ft 2) = 1,48816 Pa s.
• 1 порция /(ft s) = 47,8803 Pa s. Охлюв (slug) е техническа единица за маса в английската система от мерки.

Кинематичен вискозитет, ν.

Мерна единица в SI - m 2 /s; Единицата cm 2 /s се нарича "Стокс" (на името на английския физик и математик Дж. Г. Стокс).

Кинематичният и динамичният вискозитет са свързани с равенството: ν = η / ρ, където ρ е плътността, g/cm 3 .

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

Единицата SI за сила на магнитното поле е A/m(Амперметър). Ампер (A) е фамилното име на френския физик А.М. Ампер.

Преди това се използва единицата Ерстед (Е) - кръстена на датския физик Х.К. Ерстед.
1 A/m (A/m, At/m) = 0,0125663 Oe (Oe)

Устойчивостта на смачкване и абразия на минералните филтърни материали и като цяло на всички минерали и скали се определя индиректно с помощта на скалата на Моос (Ф. Моос - немски минералог).

В тази скала числата във възходящ ред обозначават минерали, подредени по такъв начин, че всеки следващ може да остави драскотина върху предишния. Екстремните вещества по скалата на Моос са талк (единица за твърдост 1, най-меката) и диамант (10, най-твърдата).

• Твърдост 1-2,5 (начертана с нокът): волсконкит, вермикулит, халит, гипс, глауконит, графит, глинести материали, пиролузит, талк и др.
• Твърдост >2,5-4,5 (не се чертае с нокът, а се чертае със стъкло): анхидрит, арагонит, барит, глауконит, доломит, калцит, магнезит, мусковит, сидерит, халкопирит, шабазит и др.
• Твърдост >4,5-5,5 (не се тегли със стъкло, а се тегли със стоманен нож): апатит, вернадит, нефелин, пиролузит, шабазит и др.
• Твърдост >5,5-7,0 (не се тегли със стоманен нож, а се тегли с кварц): вернадит, гранат, илменит, магнетит, пирит, фелдшпати и др.
• Твърдост >7.0 (не се маркира с кварц): диамант, гранати, корунд и др.

Твърдостта на минералите и скалите може да се определи и с помощта на скалата на Knoop (A. Knoop - немски минералог). В тази скала стойностите се определят от размера на отпечатъка, оставен върху минерала, когато диамантена пирамида се притисне в нейната проба под определено натоварване.

Съотношения на показателите по скалите на Mohs (M) и Knoop (K):

Мерна единица SI - Bq(Бекерел, кръстен на френския физик А.А. Бекерел).

Bq (Bq) е единица активност на нуклид в радиоактивен източник (изотопна активност). 1 Bq се равнява на активността на нуклид, при който за 1 s се случва едно разпадане.

Концентрация на радиоактивност: Bq/m 3 или Bq/l.

Активността е броят на радиоактивните разпадания за единица време. Активността на единица маса се нарича специфична.

• Кюри (Ku, Ci, Cu) е единица за активност на нуклид в радиоактивен източник (изотопна активност). 1 Ku е активността на изотоп, в който 3,7000 · 1010 събития на разпад се случват за 1 s. 1 Ku = 3,7000 · 1010 Bq.
• Ръдърфорд (Рд, Rd) е остаряла единица за активност на нуклиди (изотопи) в радиоактивни източници, кръстена на английския физик Е. Ръдърфорд. 1 Rd = 1 106 Bq = 1/37000 Ci.

Доза радиация

Радиационната доза е енергията на йонизиращото лъчение, погълната от облъченото вещество и изчислена на единица от неговата маса (погълната доза). Дозата се натрупва с течение на времето на експозиция. Мощност на дозата ≡ Доза/време.

SI единица за погълната доза - Грей (Gy, Gy). Извънсистемната единица е Rad, съответстваща на енергията на излъчване от 100 erg, погълната от вещество с тегло 1 g.

Ерг (erg - от гръцки: ergon - работа) е единица за работа и енергия в непрепоръчителната система GHS.

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

Керма (съкратено на английски: кинетична енергия, освободена в материя) - кинетична енергия, освободена в материя, измерена в грейове.

Еквивалентната доза се определя чрез сравняване на нуклидното лъчение с рентгеновото лъчение. Коефициентът на качество на радиацията (K) показва колко пъти радиационната опасност при хронично облъчване на човека (в относително малки дози) за даден вид радиация е по-голяма, отколкото при рентгеново лъчение при същата погълната доза. За рентгеново и γ-лъчение K = 1. За всички останали видове лъчение K се установява по радиобиологични данни.

Deq = Dpogl · K.

SI единица за погълната доза - 1 Sv(Сиверт) = 1 J/kg = 102 rem.

• BER (rem, ri - до 1963 г. се определя като биологичен еквивалент на рентгеново лъчение) - единица за еквивалентна доза йонизиращо лъчение.
• Рентген (P, R) - единица за измерване, експозиционна доза на рентгеново и γ-лъчение. 1 Р = 2,58 10 -4 С/кг.
• Кулон (C) е единица SI, количество електричество, електрически заряд. 1 rem = 0,01 J/kg.

Мощност на еквивалентната доза - Sv/s.

Пропускливост на пореста среда (включително скали и минерали)

Дарси (D) - кръстен на френския инженер А. Дарси, дарси (D) · 1 D = 1,01972 µm 2.

1 D е пропускливостта на такава пореста среда, при филтриране през проба с площ от 1 cm 2, дебелина 1 cm и спад на налягането от 0,1 MPa, дебитът на течност с вискозитет 1 cP е равно на 1 cm 3 /s.

Размери на частици, зърна (гранули) на филтърни материали според SI и стандарти на други страни

В САЩ, Канада, Великобритания, Япония, Франция и Германия размерите на зърната се оценяват в мрежи (англ. mesh - дупка, клетка, мрежа), тоест по броя (броя) дупки на инч от най-финото сито през които могат да преминат зърна А ефективният диаметър на зърното е размерът на отвора в микрони. През последните години мрежестите системи в САЩ и Обединеното кралство се използват по-често.

Връзката между единиците за измерване на размерите на зърната (гранули) на филтърни материали според SI и стандартите на други страни:

Масова част

Масовата фракция показва какво масово количество вещество се съдържа в 100 масови части от разтвора. Мерни единици: части от единица; лихва (%); ppm (‰); части на милион (ppm).

Концентрация и разтворимост на разтвора

Концентрацията на разтвор трябва да се разграничава от разтворимостта - концентрацията на наситен разтвор, която се изразява чрез масовото количество на веществото в 100 части от масата на разтворителя (например g/100 g).

Обемна концентрация

Обемна концентрация е масовото количество разтворено вещество в определен обем разтвор (например: mg/l, g/m3).

Моларна концентрация

Моларната концентрация е броят молове от дадено вещество, разтворени в определен обем разтвор (mol/m3, mmol/l, µmol/ml).

Моларна концентрация

Моларната концентрация е броят молове вещество, съдържащо се в 1000 g разтворител (mol/kg).

Нормално решение

Разтворът се нарича нормален, ако съдържа един еквивалент на вещество на единица обем, изразено в единици за маса: 1H = 1 mg eq/l = 1 mmol/l (показва еквивалента на конкретно вещество).

Еквивалентен

Еквивалентът е равен на съотношението на частта от масата на елемент (вещество), която добавя или замества една атомна маса на водорода или половината от атомната маса на кислорода в химично съединение към 1/12 от масата на въглерод 12. Така еквивалентът на една киселина е равен на нейното молекулно тегло, изразено в грамове, разделено на основността (броя на водородните йони); основен еквивалент - молекулно тегло, разделено на киселинността (броят на водородните йони, а за неорганичните основи - разделен на броя на хидроксилните групи); солеви еквивалент - молекулно тегло, разделено на сумата от заряди (валентност на катиони или аниони); еквивалентът на съединение, участващо в редокс реакции, е частното от молекулното тегло на съединението, разделено на броя на електроните, приети (отдадени) от атом на редуциращия (окисляващ) елемент.

Връзки между мерните единици на концентрацията на разтворите
(Формула за преход от един израз на концентрациите на разтвора към друг):

Приети обозначения:

• ρ - плътност на разтвора, g/cm 3 ;
• m е молекулното тегло на разтвореното вещество, g/mol;
• E е еквивалентната маса на разтвореното вещество, тоест количеството вещество в грамове, което взаимодейства в дадена реакция с един грам водород или съответства на прехода на един електрон.

Съгласно GOST 8.417-2002 Единицата за количество на веществото е установена: мол, кратни и подкратни ( kmol, mmol, µmol).

Мерната единица SI за твърдост е mmol/l; µmol/l.

В различни страни често продължават да се използват премахнатите единици за измерване на твърдостта на водата:

• Русия и страните от ОНД - mEq/l, mcg-eq/l, g-eq/m 3 ;
• Германия, Австрия, Дания и някои други страни от германската група езици - 1 немска степен - (Н° - Harte - твърдост) ≡ 1 част CaO/100 хиляди части вода ≡ 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 френски градус ≡ 1 час CaCO 3 /100 хиляди части вода ≡ 10 mg CaCO 3 /l ≡ 5,2 mg CaO/l ≡ 0,2 mmol/l.
• 1 английски градус ≡ 1 грейн/1 галон вода ≡ 1 част CaCO 3 /70 хиляди части вода ≡ 0,0648 g CaCO 3 /4,546 l ≡ 100 mg CaCO3 /7 l ≡ 7,42 mg CaO/l ≡ 0,285 mmol /l. Понякога английската степен на твърдост се обозначава с Кларк.
• 1 американски градус ≡ 1 част CaCO 3 /1 милион част вода ≡ 1 mg CaCO 3 /l ≡ 0,52 mg CaO/l ≡ 0,02 mmol/l.

Тук: част - част; преобразуването на градусите в съответните им количества CaO, MgO, CaCO 3, Ca(HCO 3) 2, MgCO 3 е показано като примери главно за немски градуси; Размерите на градусите са свързани с калций-съдържащи съединения, тъй като калцият в състава на йони на твърдост обикновено е 75-95%, в редки случаи - 40-60%. Числата обикновено се закръглят до втория знак след десетичната запетая.

Връзката между единиците за твърдост на водата:

1 mmol/l = 1 mg eq/l = 2,80°H (немски градуси) = 5,00 френски градуса = 3,51 английски градуса = 50,04 американски градуса.

Нова единица за измерване на твърдостта на водата е руската степен на твърдост - °Zh, дефинирана като концентрация на алкалоземен елемент (главно Ca 2+ и Mg 2+), числено равна на ½ неговия мол в mg/dm 3 ( g/m 3).

Единиците за алкалност са mmol, µmol.

Единицата SI за електрическа проводимост е µS/cm.

Електрическата проводимост на разтворите и обратното електрическо съпротивление характеризират минерализацията на разтворите, но само наличието на йони. При измерване на електрическата проводимост не могат да се вземат предвид нейонни органични вещества, неутрални суспендирани примеси, смущения, които изкривяват резултатите - газове и др.. Невъзможно е чрез изчисление точно да се намери съответствието между стойностите на специфичната електрическа проводимост и сухия остатък или дори сумата от всички отделно определени вещества на разтвора, тъй като в естествената вода различните йони имат различна електрическа проводимост, която едновременно зависи от солеността на разтвора и неговата температура. За да се установи такава зависимост, е необходимо експериментално да се установи връзката между тези количества за всеки конкретен обект няколко пъти в годината.

• 1 µS/cm = 1 MΩ cm; 1 S/m = 1 Ohm m.

За чисти разтвори на натриев хлорид (NaCl) в дестилат, приблизителното съотношение е:

• 1 µS/cm ≈ 0,5 mg NaCl/l.

Същото съотношение (приблизително), като се вземат предвид горните резерви, може да се приеме за повечето природни води с минерализация до 500 mg/l (всички соли се превръщат в NaCl).

Когато минерализацията на натуралната вода е 0,8-1,5 g/l, можете да вземете:

• 1 µS/cm ≈ 0,65 mg соли/l,

и с минерализация - 3-5 g/l:

• 1 µS/cm ≈ 0,8 mg соли/l.

Съдържание на суспендирани примеси във водата, прозрачност и мътност на водата

Мътността на водата се изразява в единици:

• JTU (Jackson Turbidity Unit) - единица за мътност на Джаксън;
• FTU (Formasin Turbidity Unit, наричан още EMF) - единица за мътност за формазин;
• NTU (Nephelometric Turbidity Unit) - нефелометрична единица за мътност.

Невъзможно е да се даде точно съотношение на единиците мътност към съдържанието на суспендирани твърди вещества. За всяка серия от определяния е необходимо да се изгради графика за калибриране, която ви позволява да определите мътността на анализираната вода в сравнение с контролната проба.

Като грубо ръководство: 1 mg/l (суспензирани твърди вещества) ≡ 1-5 NTU единици.

Ако помътняващата смес (диатомична пръст) има размер на частиците 325 меша, тогава: 10 единици. NTU ≡ 4 единици JTU.

GOST 3351-74 и SanPiN 2.1.4.1074-01 се равняват на 1,5 единици. NTU (или 1,5 mg/l за силициев диоксид или каолин) 2,6 единици. FTU (EMF).

Връзката между прозрачността на шрифта и мътността:

Връзката между прозрачността по "кръста" (в cm) и мътността (в mg/l):

Мерната единица SI е mg/l, g/m3, μg/l.

В САЩ и някои други страни минерализацията се изразява в относителни единици (понякога в зърна на галон, gr/gal):

• ppm (части на милион) - част на милион (1 · 10 -6) от единица; понякога ppm (части на мили) също означава една хилядна (1 · 10 -3) от единица;
• ppb - (части на милиард) милиардна (милиардна) част (1 · 10 -9) от единица;
• ppt - (части на трилион) трилионна част (1 · 10 -12) от единица;
• ‰ - ppm (използван също в Русия) - хилядна (1 · 10 -3) от единица.

Съотношението между единиците за измерване на минерализацията: 1 mg/l = 1 ppm = 1 · 10 3 ppb = 1 · 10 6 ppt = 1 · 10 -3 ‰ = 1 · 10 -4%; 1 gr/gal = 17,1 ppm = 17,1 mg/l = 0,142 lb/1000 gal.

За измерване на солеността на солени води, саламура и соленост на кондензатиПо-правилно е да използвате единици: mg/kg. В лабораториите водните проби се измерват по-скоро по обем, отколкото по маса, така че в повечето случаи е препоръчително количеството примеси да се отнася до литър. Но за големи или много малки стойности на минерализация грешката ще бъде чувствителна.

Според SI обемът се измерва в dm3, но е разрешено и измерване в литри, тъй като 1 l = 1,000028 dm 3. От 1964г 1 l е равен на 1 dm 3 (точно).

За солени води и саламурапонякога се използват единици за соленост в градуси Baume(за минерализация >50 g/kg):

• 1°Be съответства на концентрация на разтвора, равна на 1% по отношение на NaCl.
• 1% NaCl = 10 g NaCl/kg.

Сух и калциниран остатък

Сухите и калцинираните остатъци се измерват в mg/l. Сухият остатък не характеризира напълно минерализацията на разтвора, тъй като условията за неговото определяне (варене, сушене на твърдия остатък в пещ при температура 102-110 ° C до постоянно тегло) изкривяват резултата: по-специално част от бикарбонатите (условно прието - половината) се разлага и изпарява под формата на CO 2.

Десетични кратни и подкратни на количества

Десетичните кратни и подкратните единици за измерване на количествата, както и техните имена и обозначения, трябва да се образуват с помощта на факторите и префиксите, дадени в таблицата:

(въз основа на материали от сайта https://aqua-therm.ru/).

ВЪВЕДЕНИЕ

Физическото количество е характеристика на едно от свойствата на физически обект (физическа система, явление или процес), което е качествено общо за много физически обекти, но количествено индивидуално за всеки обект.

Индивидуалността се разбира в смисъл, че стойността на дадено количество или размерът на дадено количество може да бъде за един обект определен брой пъти по-голям или по-малък от този за друг.

Стойността на физическото количество е оценка на неговия размер под формата на определен брой единици, приети за него, или число в приета за него скала. Например 120 mm е линейна стойност; 75 кг е стойността на телесното тегло.

Има истински и действителни стойности на физическо количество. Истинската стойност е стойност, която идеално отразява свойството на даден обект. Реалната стойност е стойност на физическа величина, открита експериментално, която е достатъчно близка до истинската стойност, за да може да се използва вместо нея.

Измерването на физическа величина е набор от операции, включващи използването на техническо средство, което съхранява единица или възпроизвежда скала на физическа величина, което се състои в сравняване (явно или косвено) на измерената величина с нейната единица или скала, за да се да получите стойността на това количество в най-удобния за използване вид.

Има три вида физически величини, чието измерване се извършва по коренно различни правила.

Първият тип физични величини включва величини, върху набор от размери, на които са определени само отношения на ред и еквивалентност. Това са отношения като „по-меко“, „по-твърдо“, „по-топло“, „по-студено“ и т.н.

Величините от този вид включват например твърдостта, дефинирана като способността на едно тяло да устои на проникването на друго тяло в него; температура, като степен на нагряване на тялото и др.

Наличието на такива връзки се установява теоретично или експериментално с помощта на специални средства за сравнение, както и въз основа на наблюдения на резултатите от влиянието на физическо количество върху всякакви обекти.

За втория вид физични величини отношението на ред и еквивалентност възниква както между размерите, така и между разликите в двойките на техните размери.

Типичен пример е скалата на времевия интервал. По този начин разликите във времевите интервали се считат за равни, ако разстоянията между съответните марки са равни.

Третият тип се състои от адитивни физически величини.

Допълнителните физически величини са величини, върху набор от размери, на които са дефинирани не само отношенията на ред и еквивалентност, но и операциите на събиране и изваждане

Такива количества включват например дължина, маса, ток и др. Те могат да се измерват на части, както и да се възпроизвеждат с помощта на многозначна мярка въз основа на сумирането на отделни мерки.

Сумата от масите на две тела е масата на тялото, която е уравновесена на равнораменни везни от първите две.

Размерите на всеки две хомогенни PV или всеки два размера на една и съща PV могат да бъдат сравнени един с друг, т.е. можете да намерите колко пъти единият е по-голям (или по-малък) от другия. За да се сравнят m размери Q", Q", ..., Q (m) един с друг, е необходимо да се вземе предвид C m 2 на техните отношения. По-лесно е да сравним всеки от тях с един размер [Q] на хомогенна PV, ако го приемем за единица размер на PV (съкратено като единица PV). В резултат на това сравнение получаваме изрази за размерите Q", Q", ... , Q (m) под формата на някои числа n", n", .. . ,n (m) PV единици: Q" = n" [Q]; Q" = n"[Q]; ...; Q(m) = n(m)[Q]. Ако сравнението се извърши експериментално, тогава ще са необходими само m експеримента (вместо C m 2) и може да се извърши само сравнение на размерите Q", Q", ..., Q (m) един с друг чрез изчисления като

където n (i) / n (j) са абстрактни числа.

Типово равенство

наречено основно уравнение за измерване, където n [Q] е стойността на размера на PV (съкратено PV стойност). Стойността на PV е наименувано число, съставено от числената стойност на размера на PV (съкратено като числовата стойност на PV) и името на единицата PV. Например при n = 3,8 и [Q] = 1 грам размерът на масата е Q = n [Q] = 3,8 грама, при n = 0,7 и [Q] = 1 ампер размерът на тока Q = n [ Q ] = 0,7 ампера. Обикновено вместо „размерът на масата е 3,8 грама“, „размерът на тока е 0,7 ампера“ и т.н., те казват и пишат по-кратко: „масата е 3,8 грама“, „токът е 0,7 ампера " " и така нататък.

Размерът на PV най-често се определя чрез измерването му. Измерването на размера на PV (съкратено PV измерване) се състои в намиране на стойността на PV експериментално с помощта на специални технически средства и оценка на близостта на тази стойност до стойността, която идеално отразява размера на тази PV. Намерената по този начин PV стойност ще се нарича номинална.

Същият размер Q може да бъде изразен в различни термини с различни числени стойности в зависимост от избора на единица PV (Q = 2 часа = 120 минути = 7200 секунди = = 1/12 дни). Ако вземем две различни единици и , тогава можем да запишем Q = n 1 и Q = n 2, от което

n 1 /n 2 = /,

това означава, че числените стойности на PV са обратно пропорционални на неговите единици.

От факта, че размерът на PV не зависи от избраната му единица, следва условието за еднозначност на измерванията, което се състои в това, че съотношението на две стойности на определена PV не трябва да зависи от това кои единици са били използвани при измерването. Например съотношението на скоростите на автомобила и влака не зависи от това дали тези скорости са изразени в километри в час или в метри в секунда. Това условие, което на пръв поглед изглежда неизменно, за съжаление, все още не е изпълнено при измерване на определени PV (твърдост, фоточувствителност и др.).

1. ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТ

1.1 Понятие за физическа величина

Теглото на обектите от околния свят се характеризира с техните свойства. Собствеността е философска категория, която изразява такъв аспект на обект (явление, процес), който определя неговата разлика или прилика с други обекти (явления, процеси) и се разкрива в отношенията му към тях. Имот - категория качество. За количествено описание на различни свойства на процеси и физически тела се въвежда понятието количество. Величината е свойство на нещо, което може да бъде разграничено от други свойства и оценено по един или друг начин, включително количествено. Едно количество не съществува само по себе си; то съществува само доколкото има обект със свойства, изразени от дадено количество.

Анализът на количествата ни позволява да ги разделим (фиг. 1) на два вида: количества от материален тип (реални) и количества на идеални модели на реалността (идеални), които се отнасят главно до математиката и са обобщение (модел) на специфични реални понятия.

Реалните величини от своя страна се делят на физически и нефизични. Физическата величина в най-общия случай може да се определи като количествена характеристика на материалните обекти (процеси, явления), изучавани в естествените (физика, химия) и техническите науки. Към нефизичните величини се отнасят величини, присъщи на социалните (нефизическите) науки – философия, социология, икономика и др.

Ориз. 1. Класификация на величините.

Документ RMG 29-99 интерпретира физическото количество като едно от свойствата на физически обект, което е качествено общо за много физически обекти, но количествено индивидуално за всеки от тях. Индивидуалността в количествено отношение се разбира в смисъл, че едно свойство може да бъде за един обект определен брой пъти по-голямо или по-малко, отколкото за друг.

Препоръчително е физическите величини да се разделят на измерени и оценени. Измереният EF може да бъде изразен количествено под формата на определен брой установени мерни единици. Възможността за въвеждане и използване на такива единици е важна отличителна черта на измерената EF. Физическите величини, за които по една или друга причина не може да се въведе мерна единица, могат само да бъдат оценени. Оценката се разбира като операция за присвояване на определено число на дадена стойност, извършена съгласно установени правила. Стойностите се оценяват с помощта на скали. Количествена скала е подреден набор от стойности на количество, което служи като начална основа за измерване на дадено количество.

Нефизичните величини, за които по принцип не може да се въведе мерна единица, могат само да бъдат оценени. Трябва да се отбележи, че оценката на нефизични величини не е част от задачите на теоретичната метрология.

За по-подробно изследване на PV е необходимо да се класифицират и идентифицират общите метрологични характеристики на отделните им групи. Възможните класификации на PV са показани на фиг. 2.

Според видовете явления ФВ се разделят на:

Истински, т.е. величини, които описват физичните и физикохимичните свойства на веществата, материалите и продуктите, направени от тях. Тази група включва маса, плътност, електрическо съпротивление, капацитет, индуктивност и т.н. Понякога тези PV се наричат ​​пасивни. За измерването им е необходимо използването на спомагателен източник на енергия, с помощта на който се генерира измервателен информационен сигнал. В този случай пасивните PV се преобразуват в активни, които се измерват;

Енергия, т.е. величини, описващи енергийните характеристики на процесите на трансформация, пренос и използване на енергия. Те включват ток, напрежение, мощност, енергия. Тези количества се наричат ​​активни.

Те могат да бъдат преобразувани в измервателни информационни сигнали без използването на спомагателни енергийни източници;

Характеризирайки протичането на процесите във времето, тази група включва различни видове спектрални характеристики, корелационни функции и други параметри.

В науката и технологиите се използват единици за измерване на физически величини, които образуват определени системи. Наборът от единици, установени от стандарта за задължително използване, се основава на единиците на Международната система (SI). В теоретичните раздели на физиката се използват широко единици от системите SGS: SGSE, SGSM и симетричната система на Гаус SGS. До известна степен се използват и единици от техническата система MKGSS и някои несистемни единици.

Международната система (SI) се състои от 6 основни единици (метър, килограм, секунда, келвин, ампер, кандела) и 2 допълнителни (радиан, стерадиан). Окончателният вариант на проекта на стандарт „Единици за физични величини” съдържа: единици SI; единици, разрешени за използване заедно с единици SI, например: тон, минута, час, градус по Целзий, градус, минута, секунда, литър, киловатчас, обороти в секунда, обороти в минута; единици от системата GHS и други единици, използвани в теоретичните раздели на физиката и астрономията: светлинна година, парсек, хамбар, електронволт; единици, временно разрешени за използване като: ангстрьом, килограм-сила, килограм-сила-метър, килограм-сила на квадратен сантиметър, милиметър живачен стълб, конски сили, калории, килокалории, рентген, кюри. Най-важните от тези единици и връзките между тях са дадени в таблица A1.

Съкратените обозначения на единиците, дадени в таблиците, се използват само след числовата стойност на стойността или в заглавията на колоните на таблицата. Не могат да се използват съкращения вместо пълните наименования на мерните единици в текста без числовата стойност на количествата. Когато се използват както руски, така и международни символи на единици, се използва прав шрифт; обозначенията (съкратени) на единици, чиито имена са дадени от имената на учени (нютон, паскал, ват и др.), се пишат с главна буква (N, Pa, W); В обозначенията на единиците точката не се използва като знак за съкращение. Обозначенията на единиците, включени в продукта, са разделени с точки като знаци за умножение; Наклонената черта обикновено се използва като знак за разделяне; Ако знаменателят включва произведение от единици, тогава той се огражда в скоби.

За формиране на кратни и подкратни се използват десетични префикси (вижте таблица A2). Особено се препоръчва да се използват префикси, които представляват степен на 10 с показател, който е кратен на три. Препоръчително е да използвате кратни и кратни на единици, получени от единици SI и водещи до числени стойности, лежащи между 0,1 и 1000 (например: 17 000 Pa трябва да се запише като 17 kPa).

Не е позволено да се прикрепят две или повече приставки към едно устройство (например: 10 –9 m трябва да се запише като 1 nm). За да се образуват единици за маса, префиксът се добавя към основното име „грам“ (например: 10 –6 kg = 10 –3 g = 1 mg). Ако сложното име на оригиналната единица е продукт или фракция, тогава префиксът е прикрепен към името на първата единица (например kN∙m). В необходимите случаи е позволено да се използват подкратни единици за дължина, площ и обем в знаменателя (например V/cm).

Таблица A3 показва основните физически и астрономически константи.

Таблица P1

ИЗМЕРНИ ЕДИНИЦИ НА ФИЗИЧНИ ВЕЛИЧИНИ В СИСТЕМАТА SI

И ОТНОШЕНИЕТО ИМ С ДРУГИ ЕДИНИЦИ

Наименование на количествата	Единици	Съкращение	Размер	Коефициент за превръщане в единици SI
GHS	MKGSS и несистемни единици
Основни единици
Дължина	метър	м		1 cm=10 –2 m	1 Å=10 –10 m 1 светлинна година=9,46×10 15 m
Тегло	килограми	килограма		1g=10 –3 кг
време	второ	с			1 час=3600 s 1 min=60 s
температура	келвин	ДА СЕ			1 0 C=1 K
Текуща сила	ампер	А		1 SGSE I = =1/3×10 –9 A 1 SGSM I =10 A
Силата на светлината	кандела	cd
Допълнителни единици
Плосък ъгъл	радиан	радвам се			1 0 =p/180 rad 1¢=p/108×10 –2 rad 1²=p/648×10 –3 rad
Плътен ъгъл	стерадиан	ср			Пълен плътен ъгъл=4p sr
Производни единици
Честота	херц	Hz	s –1

Продължение на таблица P1

Ъглова скорост	радиани в секунда	рад/сек	s –1		1 r/s=2p rad/s 1 rpm= =0,105 rad/s
Сила на звука	кубичен метър	м 3	м 3	1 cm 2 =10 –6 m 3	1 l=10 –3 m 3
Скорост	метър в секунда	Госпожица	m×s –1	1cm/s=10 –2 m/s	1km/h=0,278 m/s
Плътност	килограм на кубичен метър	кг/м3	kg×m –3	1 g/cm 3 = =10 3 kg/m 3
Сила	нютон	н	kg×m×s –2	1 дин=10 –5 Н	1 кг=9.81N
Работа, енергия, количество топлина	джаул	J (N×m)	kg×m 2 ×s –2	1 erg=10 –7 J	1 kgf×m=9,81 J 1 eV=1,6×10 –19 J 1 kW×h=3,6×10 6 J 1 cal=4,19 J 1 kcal=4,19×10 3 J
Мощност	ват	W (J/s)	kg×m 2 ×s –3	1erg/s=10 –7 W	1hp=735W
налягане	паскал	Pa (N/m2)	kg∙m –1 ∙s –2	1 дин/cm 2 =0,1 Pa	1 atm=1 kgf/cm 2 = =0,981∙10 5 Pa 1 mm.Hg.=133 Pa 1 atm= =760 mm.Hg.= =1,013∙10 5 Pa
Момент на сила	нютон метър	N∙m	kgm 2 ×s –2	1 дин×cm= =10 –7 N×m	1 kgf×m=9,81 N×m
Момент на инерция	килограм-метър на квадрат	kg×m 2	kg×m 2	1 g×cm 2 = =10 –7 kg×m 2
Динамичен вискозитет	паскал-секунда	Pa×s	kg×m –1 ×s –1	1P/поаз/==0,1Pa×s

Продължение на таблица P1

Кинематичен вискозитет	квадратен метър в секунда	m 2 /s	m 2 ×s –1	1St/Стокс/= =10 –4 m 2 /s
Топлинна мощност на системата	джаул на келвин	J/C	kg×m 2 x x s –2 ×K –1		1 кал/0 C = 4,19 J/K
Специфична топлина	джаул на килограм-келвин	J/ (kg×K)	m 2 ×s –2 ×K –1		1 kcal/(kg × 0 C) = =4,19 × 10 3 J/(kg × K)
Електрически заряд	висулка	кл	А×с	1SGSE q = =1/3×10 –9 C 1SGSM q = =10 C
Потенциал, електрическо напрежение	волт	V (W/A)	kg×m 2 x x s –3 ×A –1	1SGSE u = =300 V 1SGSM u = =10 –8 V
Сила на електрическото поле	волт на метър	V/m	kg×m x x s –3 ×A –1	1 SGSE E = =3×10 4 V/m
Електрическо изместване (електрическа индукция)	висулка на квадратен метър	C/m 2	m –2 × s × A	1SGSE D = =1/12p x x 10 –5 C/m 2
Електрическо съпротивление	ом	Ом (V/A)	kg×m 2 ×s –3 x x A –2	1SGSE R = 9×10 11 Ohm 1SGSM R = 10 –9 Ohm
Електрически капацитет	фарад	F (Cl/V)	kg –1 ×m –2 x s 4 ×A 2	1SGSE S = 1 cm = =1/9×10 –11 F

Край на таблица P1

Магнитен поток	weber	Wb (W×s)	kg×m 2 ×s –2 x x A –1	1SGSM f = =1 Mks (maxvel) = =10 –8 Wb
Магнитна индукция	тесла	Tl (Wb/m2)	kg×s –2 ×A –1	1SGSM V = =1 G (гаус) = =10 –4 T
Сила на магнитното поле	ампер на метър	Превозно средство	m –1 ×A	1SGSM N = =1E(ерстед) = =1/4p×10 3 A/m
Магнитодвижеща сила	ампер	А	А	1SGSM Fm
Индуктивност	Хенри	Gn (Wb/A)	kg×m 2 x x s –2 ×A –2	1SGSM L = 1 cm = =10 –9 Hn
Светлинен поток	лумен	лм	cd
Яркост	кандела на квадратен метър	cd/m2	m –2 ×cd
Осветеност	лукс	Добре	m –2 ×cd

Физика. Предмет и задачи.

2. Физични величини и тяхното измерване. система SI.

3. Механика. Проблеми с механиката.

.

5. Кинематика на точката МТ. Методи за описание на движението на МТ.

6. Преместване. Пътека.

7. Скорост. Ускорение.

8. Тангенциално и нормално ускорение.

9. Кинематика на въртеливото движение.

10. Законът за инерцията на Галилей. Инерциални референтни системи.

11. Галилееви трансформации. Законът на Галилей за събиране на скоростите. Инвариантност на ускорението. Принципът на относителността.

12.Сила. Тегло.

13. Втори закон. Пулс. Принципът на независимо действие на силите.

14. Трети закон на Нютон.

15. Видове фундаментални взаимодействия. Законът за всемирното притегляне. Закон на Кулон. Сила на Лоренц. Сили на Ван дер Ваалс. Силите в класическата механика.

16. Система от материални точки (SMT).

17. Системен импулс. Закон за запазване на импулса в затворена система.

18. Център на масата. Уравнение на движението на SMT.

19. Уравнение на движение на тяло с променлива маса. Формулата на Циолковски.

20. Работа на силите. Мощност.

21. Потенциално поле на силите. Потенциална енергия.

22. Кинетична енергия на МТ в силово поле.

23. Обща механична енергия. Закон за запазване на енергията в механиката.

24. Инерция. Момент на сила. Уравнение на моментите.

25. Закон за запазване на ъгловия момент.

26. Собствен ъглов момент.

27. Инерционен момент на КТ спрямо оста. Теорема на Хюгенс - Щайнер.

28. Уравнение на движение на ТТ, въртящ се около неподвижна ос.

29. Кинетична енергия на ТТ, извършващ постъпателно и въртеливо движение.

30. Мястото на колебателното движение в природата и техниката.

31. Свободни хармонични вибрации. Метод на векторна диаграма.

32. Хармоничен осцилатор. Пружинно, физическо и математическо махало.

33. Динамични и статистически закони във физиката. Термодинамични и статистически методи.

34. Свойства на течности и газове. Масови и повърхностни сили. Закон на Паскал.

35. Закон на Архимед. Плуване тел.

36. Топлинно движение. Макроскопични параметри. Идеален газов модел. Газово налягане от гледна точка на молекулярно-кинетичната теория. Понятието температура.

37. Уравнение на състоянието.

38. Експериментални газови закони.

39. Основно уравнение на МКТ.

40. Средна кинетична енергия на постъпателното движение на молекулите.

41. Брой степени на свобода. Законът за равномерното разпределение на енергията по степени на свобода.

42. Вътрешна енергия на идеален газ.

43. Без газ.

44. Идеален газ в силово поле. Барометрична формула. Закон на Болцман.

45. Вътрешната енергия на системата е функция на състоянието.

46. ​​​​Работа и топлина като функции на процеса.

47. Първият закон на термодинамиката.

48. Топлинна мощност на многоатомни газове. Уравнение на Робърт-Майер.

49. Приложение на първия закон на термодинамиката към изопроцесите.

50 Скорост на звука в газ.

51..Обратими и необратими процеси. Кръгови процеси.

52. Топлинни двигатели.

53. Цикъл на Карно.

54. Втори закон на термодинамиката.

55. Понятието ентропия.

56. Теореми на Карно.

57. Ентропия при обратими и необратими процеси. Закон за нарастване на ентропията.

58. Ентропията като мярка за безпорядък в статистическа система.

59. Трети закон на термодинамиката.

60. Термодинамични потоци.

61. Дифузия в газовете.

62. Вискозитет.

63. Топлопроводимост.

64. Топлинна дифузия.

65. Повърхностно напрежение.

66. Намокряне и ненамокряне.

67. Налягане под извита повърхност на течност.

68. Капилярни явления.

Физика. Предмет и задачи.

Физиката е естествена наука. Основава се на експерименталното изследване на природните явления и неговата задача е формулирането на закони, които обясняват тези явления. Физиката е фокусирана върху изучаването на фундаментални и прости явления и върху отговорите на прости въпроси: от какво се състои материята, как частиците на материята взаимодействат помежду си, по какви правила и закони се извършва движението на частиците и т.н.

Предмет на изучаване е материята (под формата на материя и полета) и най-общите форми на нейното движение, както и фундаменталните взаимодействия на природата, които контролират движението на материята.

Физиката е тясно свързана с математиката: математиката осигурява апарата, с който физическите закони могат да бъдат точно формулирани. Физическите теории почти винаги се формулират под формата на математически уравнения, като се използват по-сложни клонове на математиката, отколкото е обичайно в други науки. Обратно, развитието на много области на математиката беше стимулирано от нуждите на физическата наука.

Размерността на физичната величина се определя от използваната система от физични величини, която е набор от физически величини, свързани помежду си чрез зависимости, и в която няколко величини са избрани като основни. Единица физическа величина е физическа величина, на която по споразумение е приписана числена стойност, равна на 1. Система от единици физически величини е набор от основни и производни единици, базирани на определена система от величини. Таблиците по-долу показват физическите величини и техните единици, приети в Международната система от единици (SI), базирана на Международната система от единици.

Физични величини и техните мерни единици. система SI.

Физическо количество		Единица за измерване на физическа величина
Механика
Тегло	м	килограм	килограма
Плътност		килограм на кубичен метър	кг/м3
Специфичен обем	v	кубичен метър на килограм	m 3 /kg
Масов поток	Qm	килограм в секунда	kg/s
Обемен поток	Q V	кубичен метър в секунда	m 3 /s
Пулс	П	килограм-метър в секунда	kg m/s
Импулс	Л	килограм-метър на квадрат за секунда	kg m 2 /s
Момент на инерция	Дж	килограм метър на квадрат	kg m 2
Сила, тегло	F, Q	нютон	н
Момент на сила	М	нютон метър	N m
Импулсна сила	аз	нютон секунда	N s
Натиск, механично напрежение	п,	паскал	татко
Работа, енергия	A, E, U	джаул	Дж
Мощност	н	ват	У

Международната система единици (SI) е система от единици, базирана на Международната система единици, заедно с имена и символи, както и набор от префикси и техните имена и символи, заедно с правилата за тяхното прилагане, приети от Генералната конференция по мерки и теглилки (CGPM).

Международен речник по метрология
SI беше приет от XI Генерална конференция по мерки и теглилки (GCPM) през 1960 г. и няколко последващи конференции направиха редица промени в SI.
SI дефинира седем основни единици на физически величини и производни единици (съкратено като SI единици или единици), както и набор от префикси. SI също установява стандартни съкращения за единици и правила за писане на производни единици.
Основни единици: килограм, метър, секунда, ампер, келвин, мол и кандела. В рамките на SI тези единици се считат за независими измерения, т.е. нито една от основните единици не може да бъде извлечена от другите.
Производните единици се получават от основни единици с помощта на алгебрични операции като умножение и деление. Някои от производните единици в SI получават собствени имена, например единицата радиан.
Префиксите могат да се използват преди имената на единиците. Те означават, че една единица трябва да бъде умножена или разделена на определено цяло число, степен 10. Например префиксът „кило“ означава умножено по 1000 (километър = 1000 метра). SI префиксите се наричат ​​също десетични префикси.

Механика. Проблеми с механиката.

Механиката е дял от физиката, който изучава законите на механичното движение, както и причините, които причиняват или променят движението.

Основната задача на механиката е да опише механичното движение на телата, тоест да установи закона (уравнението) на движението на тялото въз основа на характеристиките, които описват (координати, преместване, дължина на изминатия път, ъгъл на въртене, скорост, ускорение и т.н.) С други думи, ако с помощта на компилирания закон (уравнение) на движение можете да определите позицията на тялото във всеки момент от времето, тогава основният проблем на механиката се счита за решен. В зависимост от избраните физически величини и методи за решаване на основния проблем на механиката, тя се разделя на кинематика, динамика и статика.

4.Механично движение. Пространство и време. Координатни системи. Измерване на времето. Справочна система. Вектори .

Механично движениенаричаме промяната в положението на телата в пространството спрямо други тела във времето. Механичното движение се разделя на транслационно, въртеливо и осцилаторно.

Прогресивене движение, при което всяка права линия, начертана в тялото, се движи успоредно на себе си. Ротационене движение, при което всички точки на тялото описват концентрични окръжности спрямо определена точка, наречена център на въртене. Осцилаторнасе нарича движение, при което тялото извършва периодично повтарящи се движения около средно положение, тоест осцилира.

За да се опише механичното движение, се въвежда концепцията референтни системи .видове референтни системимогат да бъдат различни, например неподвижна отправна система, подвижна отправна система, инерциална отправна система, неинерциална отправна система. Той включва референтно тяло, координатна система и часовник. Референтно тяло– това е тялото, към което е „прикрепена“ координатната система. координатна система, която е отправна точка (начало). Координатната система има 1, 2 или 3 оси в зависимост от условията на движение. Позицията на точка върху линия (1 ос), равнина (2 оси) или в пространството (3 оси) се определя съответно от една, две или три координати. За да се определи позицията на тялото в пространството във всеки момент от времето, е необходимо също да се зададе началото на отброяването на времето. Познати са различни координатни системи: декартова, полярна, криволинейна и др. В практиката най-често се използват декартова и полярна координатна система. Декартова координатна система- това са (например в двумерен случай) два взаимно перпендикулярни лъча, излизащи от една точка, наречена начало, с нанесен върху тях мащаб (фиг. 2.1а). Полярна координатна система– в двумерния случай това е радиус-векторът, излизащ от началото и ъгълът θ, на който се завърта радиус-векторът (фиг. 2.1b). За измерване на времето са необходими часовници.

Правата, която материална точка в пространството описва, се нарича траектория. За двумерно движение в равнината (x,y) това е функция на y(x). Разстоянието, изминато от материална точка по траектория, се нарича дължина на пътя(фиг. 2.2). Векторът, свързващ началната позиция на движеща се материална точка r(t 1) с всяка от следващите й позиции r(t 2), се нарича движещ се(фиг.2.2):

.

Ориз. 2.2. Дължина на пътя (маркирана с удебелена линия); – вектор на преместване.

Всяка от координатите на тялото зависи от времето x=x(t), y=y(t), z=z(t). Тези функции за промяна на координатите в зависимост от времето се наричат кинематичен закон на движение,например forx=x(t) (фиг. 2.3).

Фиг.2.3. Пример за кинематичния закон на движение x=x(t).

Векторно насочен сегмент, за който са посочени началото и края му.Пространството и времето са понятия, обозначаващи основните форми на съществуване на материята. Пространството изразява реда на съвместно съществуване на отделни обекти. Времето определя реда, в който се променят явленията.