Физические величины. Физические величины и единицы их измерения. Мощность в физике единица измерения В чем измеряется i

Физической величиной называется физическое свойство материального объекта, процесса, физического явления, охарактеризованное количественно.

Значение физической величины выражается одним или несколькими числами, характеризующими эту физическую величину, с указанием единицы измерения.

Размером физической величины являются значения чисел, фигурирующих в значении физической величины.

Единицы измерения физических величин.

Единицей измерения физической величины является величина фиксированного размера, которой присвоено числовое значение, равное единице. Применяется для количественного выражения однородных с ней физических величин. Системой единиц физических величин называют совокупность основных и производных единиц, основанную на некоторой системе величин.

Широкое распространение получило всего лишь некоторое количество систем единиц. В большинстве случаев во многих странах пользуются метрической системой.

Основные единицы.

Измерить физическую величину - значит сравнить ее с другой такой же физической величиной, принятой за единицу.

Длину предмета сравнивают с единицей длины, массу тела - с единицей веса и т.д. Но если один исследователь измерит длину в саженях, а другой в футах, им будет трудно сравнить эти две величины. Поэтому все физические величины во всем мире принято измерять в одних и тех же единицах. В 1963 году была принята Международная система единиц СИ (System international - SI).

Для каждой физической величины в системе единиц должна быть предусмотрена соответствующая единица измерения. Эталоном единицы измерения является ее физическая реализация.

Эталоном длины является метр - расстояние между двумя штрихами, нанесенными на стержне особой формы, изготовленном из сплава платины и иридия.

Эталоном времени служит продолжительность какого-либо правильно повторяющегося процесса, в качестве которого выбрано движение Земли вокруг Солнца: один оборот Земля совершает за год. Но за единицу времени принимают не год, а секунду .

За единицу скорости принимают скорость такого равномерного прямолинейного движения, при котором тело за 1 с совершает перемещение в 1 м.

Отдельная единица измерения используется для площади, объема, длины и т. д. Каждая единица определяется при выборе того или иного эталона. Но система единиц значительно удобнее, если в ней в качестве основных выбрано всего несколько единиц, а остальные определяются через основные. Например, если единицей длины является метр, то единицей площади будет квадратный метр, объема - кубический метр, скорости - метр в секунду и т. д.

Основными единицами физических величин в Международной системе единиц (СИ) являются: метр (м), килограмм (кг), секунда (с), ампер (А), кельвин (К), кандела (кд) и моль (моль).

Основные единицы СИ
Величина	Единица	Обозначение
Величина	Наименование	русское	международное



Сила электрического тока
Термодинамическая температура
Сила света
Количество вещества

Существуют также производные единицы СИ, у которых есть собственные наименования:

Производные единицы СИ, имеющие собственные наименования
	Единица		Выражение производной единицы
Величина	Наименование	Обозначение	Через другие единицы СИ	Через основные и дополнительные единицы СИ


Давление				м -1 ЧкгЧс -2
Энергия, работа, количество теплоты				м 2 ЧкгЧс -2
Мощность, поток энергии				м 2 ЧкгЧс -3
Количество электричества, электрическийзаряд
Электрическое напряжение, электрическийпотенциал				м 2 ЧкгЧс -3 ЧА -1
Электрическая емкость				м -2 Чкг -1 Чс 4 ЧА 2
Электрическое сопротивление				м 2 ЧкгЧс -3 ЧА -2
Электрическая проводимость				м -2 Чкг -1 Чс 3 ЧА 2
Поток магнитной индукции				м 2 ЧкгЧс -2 ЧА -1
Магнитная индукция				кгЧс -2 ЧА -1
Индуктивность				м 2 ЧкгЧс -2 ЧА -2
Световой поток
Освещенность				м 2 ЧкдЧср
Активность радиоактивного источника	беккерель
Поглощенная доза излучения

И змерения . Для получения точного, объективного и легко воспроизводимого описания физической величины используют измерения. Без измерений физическую величину нельзя охарактеризовать количественно. Такие определения, как «низкое» или «высокое» давление, «низкая» или «высокая» температура отражают лищь субъективные мнения и не содержат сравнения с эталонными величинами. При измерении физической величины ей приписывают некоторое численное значение.

Измерения осуществляются с помощью измерительных приборов. Существует довольно большое количество измерительных приборов и приспособлений, от самых простых до сложных. Например, длину измеряют линейкой или рулеткой, температуру - термометром, ширину - кронциркулем.

Измерительные приборы классифицируются: по способу представления информации (показывающие или регистрирующие), по методу измерений (прямого действия и сравнения), по форме представлений показаний (аналоговый и цифровой), и др.

Для измерительных приборов характерны следующие параметры:

Диапазон измерений - область значений измеряемой величины, на которой рассчитан прибор при его нормальном функционировании (с заданной точностью измерения).

Порог чувствительности - минимальное (пороговое) значение измеряемой величины, различаемое прибором.

Чувствительность - связывает значение измеряемого параметра и соответствующее ему изменение показаний прибора.

Точность - способность прибора указывать истинное значение измеряемого показателя.

Стабильность - способность прибора поддерживать заданную точность измерений в течение определенного времени после калибровки.

Международное обозначении ватт - W, а на русском языке - "Вт". Сейчас этот параметр измерения энергии широко используется в различных механизмах - от бытовых приспособлений до сложных технических конструкций.

История

Единица измерения ватт была названа в честь - шотландского инженера, создавшего паровую машину, макет которой он доработал у изобретения Ньюкомена.

Так, была принята на втором конгрессе научной ассоциации в Великобритании в 1882-м. До этого для большинства расчетов энергии использовался параметр "лошадиные силы", одна метрическая единица которой равняется примерно 735 ваттам.

Ватт как величина в физике

Чтобы лучше понять, что измеряется в ваттах, нужно освежить в памяти школьные уроки по физике и вспомнить определение энергии. Физическая величина, которая использует в международной системе СИ единицу джоуль (Дж) и называется энергией. Она применяется как общая мера эффективности различных тепловых процессов или взаимодействия между предметами и другими явлениями, происходящими с материей - в науке, природе, в технике и прочее.

Вот что измеряется в ваттах - мощность, определяющая, сколько различные объекты потребляют или выделяют энергии. Также рассчитывается скорость ее передачи через объекты и преобразования одной форму в иную. Другими словами, мощность, определяемая в ваттах, равняется 1 единице энергии, поделенной на 1 единицу времени - секунду:

1Вт=1Дж/1сек

Вольты и ватты

А в чем отличие вольта от ватта? В вольтах происходит вычисление напряжения. Допустим, напряжение источника питания - батарейки, аккумулятора или сети - должно быть равно или незначительно отклоняться (в %) от напряжения, которое установлено на приборе - лампе или сложном электронном оборудовании.

А что измеряется в ваттах? Ответ здесь уже ясен - это мощность, которая может исчисляться как потребляемая энергия, например, при выборе чайника - нагреется быстрее, но будет больше затрачивать электричества. Или при выходной мощности, допустим, динамика или усилителя, чем больше, тем шире диапазон и громче звук. Ватт также указывается в двигателях внутреннего сгорания - машинах, мотоциклах, триммерах и других механизмах. Тем не менее для таких двигателей в других странах часто используется измерение "лошадиные силы".

Мощность электроприборов

Мощность бытовых приборов измеряется в ваттах, что обычно указывается производителем. Некоторые приборы, как светильники, могут устанавливать ограничения по мощности, чтобы при сильном накаливании патрона они не вышли из строя. Что ограничит срок использования. Как правило, такие проблемы возникают с лампами накаливания. В Европе, например, ограничили использование этих ламп в связи с высокой мощностью.

Светодиодные лампы потребляют гораздо меньше электричества, при этом яркость такой лампы не уступает лампам накаливания. Например, при средней яркости 800 люмен потребление энергии лампы накаливания, измеряемой в ваттах, будет равняться 60, а светодиодной - от 10 до 15 ватт, а это в 4-6 раз меньше. Мощность люминесцентной светильника - 13-15 ватт. Таким образом, хоть и стоимость выше, светодиодное или люминесцентное освещение становится более распространенным, так как служит дольше и экономично потребляет энергию.

Необходимо проверить качество перевода и привести статью в соответствие со стилистическими правилами Википедии. Вы можете помочь … Википедия

Эта статья или раздел нуждается в переработке. Пожалуйста, улучшите статью в соответствии с правилами написания статей. Физическая … Википедия

Физическая величина это количественная характеристика объекта или явления в физике, либо результат измерения. Размер физической величины количественная определенность физической величины, присущая конкретному материальному объекту, системе,… … Википедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Фотон (значения). Фотон Символ: иногда … Википедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Борн. Макс Борн Max Born … Википедия

Примеры разнообразных физических явлений Физика (от др. греч. φύσις … Википедия

Фотон Символ: иногда Излученные фотоны в когерентном луче лазера. Состав: Семья … Википедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Масса (значения). Масса Размерность M Единицы измерения СИ кг … Википедия

CROCUS Ядерный реактор это устройство, в котором осуществляется управляемая цепная ядерная реакция, сопровождающаяся выделением энергии. Первый ядерный реактор построен и запущен в декабре 1942 года в … Википедия

Книги

Гидравлика. Учебник и практикум для академического бакалавриата , Кудинов В.А.. В учебнике изложены основные физико-механические свойства жидкостей, вопросы гидростатики и гидродинамики, даны основы теории гидродинамического подобия и математического моделирования…
Гидравлика 4-е изд., пер. и доп. Учебник и практикум для академического бакалавриата , Эдуард Михайлович Карташов. В учебнике изложены основные физико-механические свойства жидкостей, вопросы гидростатики и гидродинамики, даны основы теории гидродинамического подобия и математического моделирования…

Мощность, тепловой поток

Способ задания значений температуры - температурная шкала. Известно несколько температурных шкал.

Шкала Кельвина (по имени английского физика У. Томсона, лорда Кельвина).
Обозначение единицы: К (не «градус Кельвина» и не °К).
1 К = 1/273,16 - часть термодинамической температуры тройной точки воды, соответствующей термодинамическому равновесию системы, состоящей изо льда, воды и пара.
Шкала Цельсия (по имени шведского астронома и физика А. Цельсия).
Обозначение единицы: °С.
В этой шкале температура таяния льда при нормальном давлении принята равной 0°С, температура кипения воды - 100°С.
Шкалы Кельвина и Цельсия связаны уравнением: t (°C) = Т (К) - 273,15.
Шкала Фаренгейта (Д. Г. Фаренгейт - немецкий физик).
Обозначение единицы: °F . Применяется широко, в частности, в США.
Шкала Фаренгейта и шкала Цельсия связаны: t (°F) = 1,8 · t (°C) + 32°C. По абсолютному значению 1 (°F) = 1 (°C).
Шкала Реомюра (по имени французского физика Р.А. Реомюра).
Обозначение: °R и °r .
Эта шкала почти вышла из употребления.
Соотношение с градусом Цельсия: t (°R) = 0,8 · t (°C).
Шкала Рэнкина (Ранкина) - по имени шотландского инженера и физика У. Дж. Ранкина.
Обозначение: °R (иногда: °Rank) .
Шкала также применяется в США.
Температура по шкале Рэнкина соотносится с температурой по шкале Кельвина: t (°R) = 9/5 · Т (К).

Основные температурные показатели в единицах измерения разных шкал:

Единица измерения в СИ - метр (м).

Внесистемная единица: Ангстрем (Å). 1Å = 1·10-10 м .
Дюйм (от голл. duim - большой палец); inch; in; ´´; 1´ = 25,4 мм .
Хэнд (англ. hand - рука); 1 hand = 101,6 мм .
Линк (англ. link - звено); 1 li = 201,168 мм .
Спэн (англ. span - пролет, размах); 1 span = 228,6 мм .
Фут (англ. foot - нога, fееt - футы); 1 ft = 304,8 мм .
Ярд (англ. yard - двор, загон); 1 yd = 914,4 мм .
Фатом, фэсом (англ. fathom - мера длины (= 6 ft), или мера объема древесины (= 216 ft 3), или горная мера площади (= 36 ft 2), или морская сажень (Ft)); fath или fth, или Ft, или ƒfm; 1 Ft = 1,8288 м .
Чейн (англ. chain - цепь); 1 ch = 66 ft = 22 yd = = 20,117 м .
Фарлонг (англ. furlong) - 1 fur = 220 yd = 1/8 мили .
Миля (англ. mile; международная). 1 ml (mi, MI) = 5280 ft = 1760 yd = 1609,344 м .

Единица измерения в СИ - м 2 .

Квадратный фут; 1 ft 2 (также sq ft) = 929,03 см 2 .
Квадратный дюйм; 1 in 2 (sq in) = 645,16 мм 2 .
Квадратный фатом (фэсом); 1 fath 2 (ft 2 ; Ft 2 ; sq Ft) = 3,34451 м 2 .
Квадратный ярд; 1 yd 2 (sq yd)= 0,836127 м 2 .

Sq (square) - квадратный.

Единица измерения в СИ - м 3 .

Кубический фут; 1 ft 3 (также cu ft) = 28,3169 дм 3 .
Кубический фатом; 1 fath 3 (fth 3 ; Ft 3 ; cu Ft) = 6,11644 м 3 .
Кубический ярд; 1 yd 3 (cu yd) = 0,764555 м 3 .
Кубический дюйм; 1 in 3 (cu in) = 16,3871 см 3 .
Бушель (Великобритания); 1 bu (uk, также UK) = 36,3687 дм 3 .
Бушель (США); 1 bu (us, также US) = 35,2391 дм 3 .
Галлон (Великобритания); 1 gal (uk, также UK) = 4,54609 дм 3 .
Галлон жидкостный (США); 1 gal (us, также US) = 3,78541 дм 3 .
Галлон сухой (США); 1 gal dry (us, также US) = 4,40488 дм 3 .
Джилл (gill); 1 gi = 0,12 л (США), 0,14 л (Великобритания) .
Баррель (США); 1bbl = 0,16 м 3 .

UK - United Kingdom - Соединенное Королевство (Великобритания); US - United Stats (США).

Удельный объем

Единица измерения в СИ - м 3 /кг.

Фут 3 /фунт; 1 ft3 / lb = 62,428 дм 3 /кг .

Единица измерения в СИ - кг.

Фунт (торговый) (англ. libra, pound - взвешива- ние, фунт); 1 lb = 453,592 г ; lbs - фунты. В системе старых русских мер 1 фунт = 409,512 г .
Гран (англ. grain - зерно, крупина, дробина); 1 gr = 64,799 мг .
Стоун (англ. stone - камень); 1 st = 14 lb = 6,350 кг .

Плотность, в т.ч. насыпная

Единица измерения в СИ - кг/м 3 .

Фунт/фут 3 ; 1 lb / ft 3 = 16,0185 кг/м 3 .

Линейная плотность

Единица измерения в СИ - кг/м.

Фунт/фут; 1 lb / ft = 1,48816 кг/м
Фунт/ярд; 1 lb / yd = 0,496055 кг/м

Поверхностная плотность

Единица измерения в СИ - кг/м 2 .

Фунт/фут 2 ; 1 lb / ft 2 (также lb / sq ft - pound per square foot) = 4,88249 кг/м 2 .

Линейная скорость

Единица измерения в СИ - м/с.

Фут/ч; 1 ft / h = 0,3048 м/ч .
Фут/с; 1 ft / s = 0,3048 м/с .

Единица измерения в СИ - м/с 2 .

Фут/с 2 ; 1 ft / s 2 = 0,3048 м/с 2 .

Массовый расход

Единица измерения в СИ - кг/с.

Фунт/ч; 1 lb / h = 0,453592 кг/ч .
Фунт/с; 1 lb / s = 0,453592 кг/с .

Объемный расход

Единица измерения в СИ - м 3 /с.

Фут 3 /мин; 1 ft 3 / min = 28,3168 дм 3 /мин .
Ярд 3 /мин; 1 yd 3 / min = 0,764555 дм 3 /мин .
Галлон/мин; 1 gal/ min (также GPM - gallon per min) = 3,78541 дм 3 /мин .

Удельный объемный расход

GPM/(sq·ft) - gallon (G) per (P) minute (M)/(square (sq) · foot (ft)) - галлон в минуту на квадратный фут;
1 GPM/(sq · ft) = 2445 л/(м 2 · ч) · 1 л/(м 2 · ч) = 10 -3 м/ч.
gpd - gallons per day - галлоны в день (сут); 1 gpd = 0,1577 дм 3 /ч.
gpm - gallons per minute - галлоны в минуту; 1 gpm = 0,0026 дм 3 /мин.
gps - gallons per second - галлоны в секунду; 1 gps = 438 · 10 -6 дм 3 /с.

Расход сорбата (например, Cl 2) при фильтровании через слой сорбента (например активного угля)

Gals/cu ft (gal/ft 3) - gallons/cubic foot (галлоны на кубический фут); 1 Gals/cu ft = 0,13365 дм 3 на 1 дм 3 сорбента.

Единица измерения в СИ - Н.

Фунт-сила; 1 lbf - 4,44822 Н. (Аналог названия единицы измерения: килограмм-сила, кгс. 1 кгс = = 9,80665 · Н (точно). 1 lbf = 0,453592 (кг) · 9,80665 Н = = 4,44822 Н · 1Н=1 кг · м/с 2
Паундаль (англ.: poundal); 1 pdl = 0,138255 Н. (Паундаль - сила, сообщающая массе в один фунт ускорение в 1 фут/с 2 , lb · ft/ с 2 .)

Удельный вес

Единица измерения в СИ - Н/м 3 .

Фунт-сила/фут 3 ; 1 lbf/ft 3 = 157,087 Н/м 3 .
Паундаль/фут 3 ; 1 pdl/ft 3 = 4,87985 Н/м 3 .

Единица измерения в СИ - Па , кратные единицы: МПа, кПа .

Cпециалисты в своей работе продолжают применять устаревшие, отмененные или ранее факультативно допускаемые единицы измерения давления: кгс/см 2 ; бар; атм . (физическая атмосфера); ат (техническая атмосфера); ата; ати; м вод. ст.; мм рт. ст; торр .

Используются понятия: «абсолютное давление», «избыточное давление». Встречаются ошибки при переводе некоторых единиц измерения давления в Па и в его кратные единицы. Нужно учитывать, что 1 кгс/см 2 равен 98066,5 Па (точно), то есть для небольших (примерно до 14 кгс/см 2) давлений с достаточной для работы точностью можно принять: 1 Па = 1 кг/(м · с 2) = 1 Н/м 2 . 1 кгс/см 2 ≈ 105 Па = 0,1 МПа . Но уже при средних и высоких давлениях: 24 кгс/см 2 ≈ 23,5 · 105 Па = 2,35 МПа; 40 кгс/см 2 ≈ 39 · 105 Па = 3,9 МПа; 100 кгс/см 2 ≈ 98 · 105 Па = 9,8 МПа и т.д.

Соотношения:

1 атм (физическая) ≈ 101325 Па ≈ 1,013 · 105 Па ≈ ≈ 0,1 МПа.
1 ат (техническая) = 1 кгс/см 2 = 980066,5 Па ≈ ≈ 105 Па ≈ 0,09806 МПа ≈ 0,1 МПа.
0,1 МПа ≈ 760 мм рт. ст. ≈ 10 м вод. ст. ≈ 1 бар.
1 Торр (тор, tor) = 1 мм рт. ст.
Фунт-сила/дюйм 2 ; 1 lbf/in 2 = 6,89476 кПа (см. ниже: PSI).
Фунт-сила/фут 2 ; 1 lbf/ft 2 = 47,8803 Па.
Фунт-сила/ярд 2 ; 1 lbf/yd 2 = 5,32003 Па.
Паундаль/фут 2 ; 1 pdl/ft 2 = 1,48816 Па.
Фут водяного столба; 1 ft Н 2 О = 2,98907 кПа.
Дюйм водяного столба; 1 in Н 2 О = 249,089 Па.
Дюйм ртутного столба; 1 in Hg = 3,38639 кПа.
PSI (также psi) - pounds (P) per square (S) inch (I) - фунты на квадратный дюйм; 1 PSI = 1 lbƒ/in 2 = 6,89476 кПа.

Иногда в литературе встречается обозначение единицы измерения давления lb/in 2 - в этой единице учтено не lbƒ (фунт-сила), а lb (фунт-масса). Поэтому в численном выражении 1 lb/ in 2 несколько отличается от 1 lbf/ in 2 , так как при определении 1 lbƒ учтено: g = 9,80665 м/с 2 (на широте Лондона). 1 lb/in 2 = 0,454592 кг/(2,54 см) 2 = 0,07046 кг/см 2 = 7,046 кПа. Расчет 1 lbƒ - см. выше. 1 lbf/in 2 = 4,44822 Н/(2,54 см) 2 = 4,44822 кг · м/ (2,54 · 0,01 м) 2 · с 2 = 6894,754 кг/ (м · с 2) = 6894,754 Па ≈ 6,895 кПа.

Для практических расчетов можно принять: 1 lbf/in 2 ≈ 1 lb/in 2 ≈ 7 кПа. Но, по сути, равенство неправомерно, как и 1 lbƒ = 1 lb, 1 кгс = 1 кг. PSIg (psig) - то же, что PSI, но указывает избыточное давление; PSIa (psia) - то же, что PSI, но акцентирует: давление абсолютное; а - absolute, g - gauge (мера, размер).

Напор воды

Единица измерения в СИ - м.

Напор в футах (feet-head); 1 ft hd = 0,3048 м

Потери давления во время фильтрования

PSI/ft - pounds (P) per square (S) inch (I)/foot (ft) - фунты на квадратный дюйм/фут; 1 PSI/ft = 22,62 кПа на 1 м фильтрующего слоя.

Единица измерения в СИ - Джоуль (по имени английского физика Дж. П. Джоуля).

1 Дж - механическая работа силы 1 Н при перемещении тела на расстояние 1 м.
Ньютон (Н) - единица силы и веса в СИ; 1 Н ра вен силе, сообщающей телу массой 1 кг ускорение 1 м 2 /с в направлении действия силы. 1 Дж = 1 Н · м .

В теплотехнике продолжают применять отмененную единицу измерения количества теплоты - калорию (кал, cal).

1 Дж (J) = 0,23885 кал. 1 кДж = 0,2388 ккал.
1 lbf · ft (фунт-сила-фут) = 1,35582 Дж.
1 pdl · ft (паундаль-фут) = 42,1401 мДж.
1 Btu (британская единица теплоты) = 1,05506 кДж (1 кДж = 0,2388 ккал).
1 Therm (терма - британская большая калория) = 1 · 10 -5 Btu.

МОЩНОСТЬ, ТЕПЛОВОЙ ПОТОК

Единица измерения в СИ - Ватт (Вт) - по имени английского изобретателя Дж. Уатта - механическая мощность, при которой за время 1 с совершается работа в 1 Дж, или тепловой поток, эквивалентный механической мощности в 1 Вт.

1 Вт (W) = 1 Дж/с = 0,859985 ккал/ч (kcal / h).
1 lbf · ft / s (фунт-сила-фут/с) = 1,33582 Вт.
1 lbf · ft / min (фунт-сила-фут/мин) = 22,597 мВт.
1 lbf · ft / h (фунт-сила-фут/ч) = 376,616 мкВт.
1 pdl · ft / s (паундаль-фут/с) = 42,1401 мВт.
1 hp (лошадиная сила британская / с) = 745,7 Вт.
1 Btu/s (британская единица теплоты / с) = 1055,06 Вт.
1 Btu/h (британская единица теплоты / ч) = 0,293067 Вт.

Поверхностная плотность теплового потока

Единица измерения в СИ - Вт/м 2 .

1 Вт/м 2 (W/м 2) = 0,859985 ккал /(м 2 · ч) (kcal /(m 2 · h)).
1 Btu/(ft 2 · ч) = 2,69 ккал/(м 2 · ч) = 3,1546 кВт/м 2 .

Динамическая вязкость (коэффициент вязкости), η.

Единица измерения в СИ - Па · с . 1 Па · с = 1 Н · с/м 2 ;
внесистемная единица - пуаз (П) . 1 П = 1 дин · с/м 2 = 0,1 Па·с.

Дина (dyn) - (от греч. dynamic - сила). 1 дин = 10 -5 Н = 1 г · см/с 2 = 1,02 · 10 -6 кгс.
1 lbf · h / ft 2 (фунт-сила-ч/фут 2) = 172,369 кПа · с.
1 lbf · s / ft 2 (фунт-сила-с/фут 2) = 47,8803 Па · с.
1 pdl · s / ft 2 (паундаль-с/фут 2) = 1,48816 Па · с.
1 slug /(ft · s) (слаг/(фут · с)) = 47,8803 Па · с. Slug (слаг) - техническая единица массы в английской системе мер.

Кинематическая вязкость, ν.

Единица измерения в СИ - м 2 /с ; Единица см 2 /с называется «Стокс» (по имени английского физика и математика Дж. Г. Стокса).

Кинематическая и динамическая вязкости связаны равенством: ν = η / ρ, где ρ - плотность, г/см 3 .

1 м 2 /с = Стокс / 104.
1 ft 2 /h (фут 2 /ч) = 25,8064 мм 2 /с.
1 ft 2 /s (фут 2 /с) = 929,030 см 2 /с.

Единица напряженности магнитного поля в СИ - А/м (Ампер/метр). Ампер (А) - фамилия французского физика А.М. Ампера.

Ранее применялась единица Эрстед (Э) - по имени датского физика Х.К. Эрстеда.
1 А/м (A/m, At/m) = 0,0125663 Э (Ое)

Сопротивление раздавливанию и истиранию ми неральных фильтрующих материалов и вообще всех минералов и горных пород косвенно определяют по шкале Мооса (Ф. Моос - немецкий минералог).

В этой шкале числами в возрастающем порядке обозначают минералы, расположенные таким образом, чтобы каждый последующий был способен оставлять царапину на предыдущем. Крайние вещества в шкале Мооса: тальк (единица твердости - 1, самый мягкий) и алмаз (10, самый твердый).

Твердость 1-2,5 (чертятся ногтем): волсконкоит, вермикулит, галит, гипс, глауконит, графит, глинистые материалы, пиролюзит, тальк и др.
Твердость >2,5-4,5 (не чертятся ногтем, но чертятся стеклом): ангидрит, арагонит, барит, глауконит, доломит, кальцит, магнезит, мусковит, сидерит, халькопирит, шабазит и др.
Твердость >4,5-5,5 (не чертятся стеклом, но чертятся стальным ножом): апатит, вернадит, нефелин, пиролюзит, шабазит и др.
Твердость >5,5-7,0 (не чертятся стальным ножом, но чертятся кварцем): вернадит, гранат, ильменит, магнетит, пирит, полевые шпаты и др.
Твердость >7,0 (не чертятся кварцем): алмаз, гранаты, корунд и др.

Твердость минералов и горных пород можно определять также по шкале Кнупа (А. Кнуп - немецкий минералог). В этой шкале значения определяются по размеру отпечатка, оставляемого на минерале при вдавливании в его образец алмазной пирамиды под определенной нагрузкой.

Соотношения показателей по шкалам Мооса (М) и Кнупа (К):

Единица измерения в СИ - Бк (Беккерель, названный в честь французского физика А.А. Беккереля).

Бк (Bq) - единица активности нуклида в радиоактивном источнике (активность изотопа). 1 Бк равен активности нуклида, при которой за 1 с происходит один акт распада.

Концентрация радиоактивности: Бк/м 3 или Бк/л.

Активность - это число радиоактивных распадов в единицу времени. Активность, приходящаяся на единицу массы, называется удельной.

Кюри (Ku, Ci, Cu) - единица активности нуклида в радиоактивном источнике (активности изотопа). 1 Ku - это активность изотопа, в котором за 1 с происходит 3,7000 · 1010 актов распада. 1 Ku = 3,7000 · 1010 Бк.
Резерфорд (Рд, Rd) - устаревшая единица активности нуклидов (изотопов) в радиоактивных источниках, названная в честь английского физика Э. Резерфорда. 1 Рд = 1 · 106 Бк = 1/37000 Ки .

Доза излучения

Доза излучения - энергия ионизирующего излучения, поглощенная облучаемым веществом и рассчитанная на единицу его массы (поглощенная доза). Доза накапливается со временем облучения. Мощность дозы ≡ Доза/время.

Единица поглощенной дозы в СИ - Грэй (Гр, Gy) . Внесистемная единица - Рад (rad), соответствующая энергии излучения в 100 эрг, поглощенной веществом массой 1 г.

Эрг (erg - от греч.: ergon - работа) - единица работы и энергии в нерекомендуемой системе СГС.

1 эрг = 10 -7 Дж = 1,02 · 10 -8 кгс · м = 2,39 · 10 -8 кал = 2,78 · 10 -14 кВт · ч.
1 рад (rad) = 10 -2 Гр.
1 рад (rad) = 100 эрг/г = 0,01 Гр = 2,388 · 10 -6 кал/г = 10 -2 Дж/кг.

Керма (сокр. англ.: kinetic energy released in matter) - кинетическая энергия, освобожденная в веществе, измеряется в грэях.

Эквивалентная доза определяется сравнением излучения нуклидов с рентгеновским излучением. Коэффициент качества излучения (К) показывает, во сколько раз радиационная опасность в случае хронического облучения человека (в сравнительно малых дозах) для данного вида излучения больше, чем в случае рентгеновского излучения при одинаковой поглощенной дозе. Для рентгеновского и γ-излучения К = 1. Для всех других видов излучений К устанавливается по радиобиологическим данным.

Дэкв = Дпогл · К.

Единица поглощенной дозы в СИ - 1 Зв (Зиверт) = 1 Дж/кг = 102 бэр.

БЭР (бэр, ri - до 1963 г. определялась как биологический эквивалент рентгена) - единица эквивалентной дозы ионизирующего излучения.
Рентген (Р, R) - единица измерения, экспозиционная доза рентгеновского и γ-излучения. 1 Р = 2,58 · 10 -4 Кл/кг .
Кулон (Кл) - единица в системе СИ, количество электричества, электрический заряд. 1 бэр = 0,01 Дж/кг .

Мощность эквивалентной дозы - Зв/с.

Проницаемость пористых сред (в том числе горных пород и минералов)

Дарси (Д) - по имени французского инженера А. Дарси, darsy (D) · 1 Д = 1,01972 мкм 2 .

1 Д - проницаемость такой пористой среды, при фильтрации через образец которой площадью 1 см 2 , толщиной 1 см и перепаде давления 0,1 МПа расход жидкости вязкостью 1 сП равен 1 см 3 /с.

Размеры частиц, зерен (гранул) фильтрующих материалов по СИ и стандартам других стран

В США, Канаде, Великобритании, Японии, Франции и Германии размеры зерен оценивают в мешах (англ. mesh - отверстие, ячейка, сеть), то есть по количеству (числу) отверстий, приходящихся на один дюйм самого мелкого сита, через которое могут пройти зерна. И эффективным диаметром зерен считается размер отверстия в мкм. В последние годы чаще применяются системы мешей США и Великобритании.

Соотношение между единицами измерения размеров зерен (гранул) фильтрующих материалов по СИ и стандартам других стран:

Массовая доля

Массовая доля показывает, какое массовое количество вещества содержится в 100 массовых частях раствора. Единицы измерения: доли единицы; проценты (%); промилле (‰); миллионные доли (млн -1).

Концентрация растворов и растворимость

Концентрацию раствора нужно отличать от растворимости - концентрации насыщенного раствора, которая выражается массовым количеством вещества в 100 массовых частях растворителя (например г/100 г).

Объемная концентрация

Объемная концентрация - это массовое количество растворенного вещества в определенном объеме раствора (например: мг/л, г/м 3).

Молярная концентрация

Молярная концентрация - количество молей данного вещества, растворенного в определенном объеме раствора (моль/м 3 , ммоль/л, мкмоль/мл).

Моляльная концентрация

Моляльная концентрация - число молей вещества, содержащегося в 1000 г растворителя (моль/кг).

Нормальный раствор

Нормальным называется раствор, содержащий в единице объема один эквивалент вещества, выраженный в массовых единицах: 1Н = 1 мг · экв/л = = 1 ммоль/л (с указанием эквивалента конкретного вещества).

Эквивалент

Эквивалент равен отношению части массы элемента (вещества), которая присоединяет или замещает в химическом соединении одну атомную массу водорода или половину атомной массы кислорода, к 1/12 массы углерода 12 . Так, эквивалент кислоты равен ее молекулярной массе, выраженной в граммах, деленной на основность (число ионов водорода); эквивалент основания - молекулярная масса, деленная на кислотность (число ионов водорода, а у неорганических оснований - деленная на число гидроксильных групп); эквивалент соли - молекулярная масса, деленная на сумму зарядов (валентность катионов или анионов); эквивалент соединения, участвующего в окислительно-восстановительных реакциях, - это частное от деления молекулярной массы соединения на число электронов, принятых (отданных) атомом восстанавливающегося (окисляющегося) элемента.

Соотношения между единицами измерения концентрации растворов
(Формулы перехода от одних выражений концентраций растворов к другим):

Принятые обозначения:

ρ - плотность раствора, г/см 3 ;
m - молекулярная масса растворенного вещества, г/моль;
Э - эквивалентная масса растворенного вещества, то есть количество вещества в граммах, взаимодействующее в данной реакции с одним грамматомом водорода или отвечающее переходу одного электрона.

Согласно ГОСТ 8.417-2002 единица количества вещества установлена: моль , кратные и дольные единицы (кмоль, ммоль, мкмоль ).

Единица измерения жесткости в СИ - ммоль/л; мкмоль/л.

В разных странах часто продолжают использовать отмененные единицы измерения жесткости воды:

Россия и страны СНГ - мг-экв/л, мкг-экв/л, г-экв/м 3 ;
Германия, Австрия, Дания и некоторые другие страны германской группы языков - 1 немецкий градус - (Н° - Harte - жесткость) ≡ 1 ч. СаО/100 тыс. ч. воды ≡ 10 мг СаО/л ≡ 7,14 мг MgO/л ≡ 17,9 мг СаСО 3 /л ≡ 28,9 мг Са(НСО 3) 2 /л ≡ 15,1 мг MgCO 3 /л ≡ 0,357 ммоль/л.
1 французский градус ≡ 1 ч. СаСО 3 /100 тыс. ч. воды ≡ 10 мг СаСО 3 /л ≡ 5,2 мг СаО/л ≡ 0,2 ммоль/л.
1 английский градус ≡ 1 гран/1галлон воды ≡ 1 ч. СаСО 3 /70 тыс. ч. воды ≡ 0,0648 г СаСО 3 /4,546 л ≡ 100 мг СаСО3 /7 л ≡ 7,42 мг СаО/л ≡ 0,285 ммоль/л. Иногда английский градус жесткости обозначают Clark.
1 американский градус ≡ 1 ч. СаСО 3 /1 млн ч. воды ≡ 1 мг СаСО 3 /л ≡ 0,52 мг СаО/л ≡ 0,02 ммоль/л.

Здесь: ч. - часть; перевод градусов в соответствующие им количества СаО, MgO, CaCO 3 , Ca(HCO 3) 2 , MgCO 3 показан в качестве примеров в основном для немецких градусов; размерности градусов привязаны к кальцийсодержащим соединениям, так как в составе ионов жесткости кальций, как правило, составляет 75-95%, в редких случаях - 40-60%. Числа округлены в основном до второго знака после запятой.

Соотношение между единицами измерения жесткости воды:

1 ммоль/л = 1 мг · экв/л = 2,80°Н (немецкий градус) = 5,00 французского градуса = 3,51 английского градуса = 50,04 американского градуса.

Новая единица измерения жесткости воды - российский градус жесткости - °Ж, определяемый как концентрация щелочноземельного элемента (преимущественно Са 2+ и Mg 2+), численно равная ½ его моля в мг/дм 3 (г/м 3).

Единицы измерения щелочности - ммоль, мкмоль.

Единица измерения электропроводимости в СИ - мкСм/см.

Электропроводимость растворов и обратное ей электросопротивление характеризуют минерализацию растворов, но только - наличие ионов. При измерении электропроводимости не могут быть учтены неионогенные органические вещества, нейтральные взвешенные примеси, помехи, искажающие результаты, - газы и др. Невозможно расчетным путем точно найти соответствие между значениями удельной электропроводимости и сухим остатком или даже суммой всех отдельно определенных веществ раствора, так как в природной воде разные ионы имеют разную удельную электропроводимость, которая одновременно зависит от минерализации раствора и его температуры. Чтобы установить такую зависимость, необходимо несколько раз в году экспериментально устанавливать соотношение между этими величинами для каждого конкретного объекта.

1 мкСм/см = 1 · МOм · см; 1 См/м = 1 · Ом · м.

Для чистых растворов хлорида натрия (NаСl) в дистилляте приблизительное соотношение:

1 мкСм/см ≈ 0,5 мг NаСl/л.

Это же соотношение (приближенно) с учетом приведенных оговорок может быть принято для большей части природных вод с минерализацией до 500 мг/л (все соли пересчитываются на NаСl).

При минерализации природной воды 0,8-1,5 г/л можно принять:

1 мкСм/см ≈ 0,65 мг солей/л,

а при минерализации - 3-5 г/л:

1 мкСм/см ≈ 0,8 мг солей/л.

Содержание в воде взвешенных примесей, прозрачность и мутность воды

Мутность воды выражают в единицах:

JTU (Jackson Turbidity Unit) - единица мутности по Джексону;
FTU (Formasin Turbidity Unit, обозначается также ЕМФ) - единица мутности по формазину;
NTU (Nephelometric Turbidity Unit) - единица мутности нефелометрическая.

Дать точное соотношение единиц мутности и содержания взвешенных веществ невозможно. Для каждой серии определений нужно строить калибровочный график, позволяющий определять мутность анализируемой воды по сравнению с контрольным образцом.

Приблизительно можно представить: 1 мг/л (взвешенных веществ) ≡ 1-5 единиц NTU.

Если у замутняющей смеси (диатомовая земля) крупность частиц - 325 меш, то: 10 ед. NTU ≡ 4 ед. JTU.

ГОСТ 3351-74 и СанПиНы 2.1.4.1074-01 приравнивают 1,5 ед. NTU (или 1,5 мг/л по кремнезему или каолину) 2,6 ед. FTU (ЕМФ).

Соотношение между прозрачностью по шрифту и мутностью:

Соотношение между прозрачностью по «кресту» (в см) и мутностью (в мг/л):

Единица измерения в СИ - мг/л, г/м 3 , мкг/л.

В США и в некоторых других странах минерализацию выражают в относительных единицах (иногда в гранах на галлоны, gr/gal):

ppm (parts per million) - миллионная доля (1 · 10 -6) единицы; иногда ppm (parts per millе) обозначают и тысячную долю (1 · 10 -3) единицы;
ррb - (parts per billion) биллионная (миллиардная) доля (1 · 10 -9) единицы;
ррt - (parts per trillion) триллионная доля (1 · 10 -12) единицы;
‰ - промилле (применяется и в России) - тысячная доля (1 · 10 -3) единицы.

Соотношение между единицами измерения минерализации: 1мг/л = 1ррm = 1 · 10 3 ррb = 1 · 10 6 ррt = 1 · 10 -3 ‰ = 1 · 10 -4 %; 1 gr/gal = 17,1 ppm = 17,1 мг/л = 0,142 lb/1000 gal.

Для измерения минерализации соленых вод, рассолов и солесодержания конденсатов правильнее применять единицы: мг/кг . В лабораториях пробы воды отмеряют объемными, а не массовыми долями, поэтому целесообразно в большинстве случаев количество примесей относить к литру. Но для больших или очень малых значений минерализации ошибка будет чувсвительной.

По СИ объем измеряется в дм 3 , но допускается и измерение в литрах , потому что 1 л = 1,000028 дм 3 . С 1964г. 1 л приравнен к 1 дм 3 (точно).

Для соленых вод и рассолов иногда применяют единицы измерения солености в градусах Боме (для минерализации >50 г/кг):

1°Ве соответствует концентрации раствора, равной 1% в пересчете на NаСl.
1% NаСl = 10 г NаСl/кг.

Сухой и прокаленный остаток

Сухой и прокаленный остаток измеряются в мг/л. Сухой остаток не в полной мере характеризует минерализацию раствора, так как условия его определения (кипячение, сушка твердого остатка в печи при температуре 102-110°С до постоянной массы) искажают результат: в частности, часть бикарбонатов (условно принимается - половина) разлагается и улетучивается в виде СО 2 .

Десятичные кратные и дольные единицы измерения величин

Десятичные кратные и дольные единицы измерения величин, а также их наименования и обозначения следует образовывать с помощью множителей и приставок, приведенных в таблице:

(по материалам сайта https://aqua-therm.ru/).

Рассмотрим физическую запись m=4кг . В этой формуле "m" - обозначение физической величины (массы), "4" - численное значение или величина, "кг" - единица измерения данной физической величины .

Величины бывают разного рода. Приведем два примера:
1) Расстояние между точками, длины отрезков, ломаных - это величины одного и того же рода. Их выражают в сантиметрах, метрах, километрах и т.д.
2) Длительности промежутков времени тоже величины одного и того же рода. Их выражают в секундах, минутах, часах и т.д.

Величины одного и того же рода можно сравнивать и складывать:

НО! Бессмысленно спрашивать, что больше: 1 метр или 1 час, и нельзя сложить 1 метр с 30 секундами. Длительность промежутков времени и расстояние - величины разного рода. Их сравнивать и складывать нельзя.

Величины можно умножать на положительные числа и ноль.

Приняв какую-либо величину e за единицу измерения, можно с ее помощью измерять любую другую величину а того же рода . В результате измерения получим, что а =xe , где x - число. Это число x называется числовым значением величины а при единице измерения e .

Бывают безразмерные физические величины. Они не имеют единиц измерения, то есть ни в чем не измеряются. Например, коэффициент трения .

Что такое СИ?

Согласно данным профессора Питера Кампсона и доктора Наоко Сано из университета Ньюкасла, опубликованным в журнале Metrology (Метрология), эталон килограмма прибавляет в среднем около 50 микрограмм за сто лет, что в итоге может существенно отразиться на очень многих физических величинах.

Килограмм – единственная единица СИ, которая до сих пор определяется с помощью эталона. Все остальные меры (метр, секунда, градус, ампер и др.) могут быть определены с необходимой точностью в физической лаборатории. Килограмм входит в определение других величин, например, единица измерения силы – ньютон, которая определяется как сила, изменяющая за 1 секунду скорость тела массой 1 кг на 1 м/с в направлении действия силы. От величины ньютона зависят другие физические величины, так что в итоге цепочка может привести к изменению значения многих физических единиц.

Самый главный килограмм представляет собой цилиндр диаметром и высотой 39 мм, состоящий из сплава платины и иридия (90% платины и 10% иридия). Он был отлит в 1889 году и хранится в сейфе в Международном бюро мер и весов в городе Севр вблизи Парижа. Первоначально килограмм определялся как масса одного кубического дециметра (литра) чистой воды при температуре 4 °C и стандартном атмосферном давлении на уровне моря.

С эталона килограмма первоначально было сделано 40 точных копий, которые разошлись по всему миру. Две из них находятся в России, в ВНИИ метрологии им. Менделеева. Позднее была отлита еще одна серия реплик. Платина в качестве основного материала для эталона была выбрана потому, что отличается высокой устойчивостью к окислению, высокой плотностью и низкой магнитной восприимчивостью. Эталон и его реплики используются для стандартизации массы в самых разных отраслях. В том числе и там, где микрограммы имеют существенное значение.

Физики считают, что колебания веса стали результатом атмосферных загрязнений и изменения химического состава в поверхности цилиндров. Несмотря на то, что эталон и его реплики хранятся в специальных условиях, это не спасает металл от взаимодействия с окружающей средой. Точный вес килограмма установили с помощью рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. Оказалось, что килограмм «поправился» на почти что 100 мкг.

Вместе с тем, копии эталона с самого начала отличались от оригинала и их вес изменяется также по-разному. Так, главный американский килограмм изначально весил на 39 микрограмм меньше эталона, а проверка в 1948 году показала, что он увеличился на 20 мкг. Другая американская копия напротив, теряет в весе. В 1889 году килограмм под номером 4 (К4) весил на 75 мкг меньше эталона, а в 1989 уже на 106.