Все физические величины и их единицы измерения. Физические величины. Мощность, тепловой поток

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/).

В науке и технике используются единицы измерения физических величин, образующие определенные системы. В основу совокупности единиц, устанавливаемой стандартом для обязательного применения, положены единицы Международной системы (СИ). В теоретических разделах физики широко используются единицы систем СГС: СГСЭ, СГСМ и симметричной Гауссовой системы СГС. Определенное применение находят также единицы технической системы МКГСС и некоторые внесистемные единицы.

Международная система (СИ) построена на 6 основных единицах (метр, килограмм, секунда, кельвин, ампер, кандела) и 2 дополнительных (радиан, стерадиан). В окончательной редакции проекта стандарта “Единицы физических величин” приведены: единицы системы СИ; единицы, допускаемые к применению наравне с единицами СИ, например: тонна, минута, час, градус Цельсия, градус, минута, секунда, литр, киловатт–час, оборот в секунду, оборот в минуту; единицы системы СГС и другие единицы, применяемые в теоретических разделах физики и астрономии: световой год, парсек, барн, электронвольт; единицы, временно допускаемые к применению такие, как: ангстрем, килограмм–сила, килограмм–сила–метр, килограмм–сила на квадратный сантиметр, миллиметр ртутного столба, лошадиная сила, калория, килокалория, рентген, кюри. Важнейшие из этих единиц и соотношения между ними приведены в табл.П1.

Сокращенные обозначения единиц, приведенные в таблицах, применяются только после числового значения величины или в заголовках граф таблиц. Нельзя применять сокращенные обозначения вместо полных наименований единиц в тексте без числового значения величин. При использовании как русских, так и международных обозначений единиц используется прямой шрифт; обозначения (сокращенные) единиц, названия которых даны по именам ученых (ньютон, паскаль, ватт и т.д.) следует писать с заглавной буквы (Н, Па, Вт); в обозначениях единиц точку как знак сокращения не применяют. Обозначения единиц, входящих в произведение, разделяются точками как знаками умножения; в качестве знака деления применяют обычно косую черту; если в знаменатель входит произведение единиц, то оно заключается в скобки.

Для образования кратных и дольных единиц используются десятичные приставки (см. табл. П2). Особенно рекомендуется применение приставок, представляющих собой степень числа 10 с показателем, кратным трем. Целесообразно использовать дольные и кратные единицы, образованные от единиц СИ и приводящие к числовым значениям, лежащим между 0,1 и 1000 (например: 17 000 Па следует записать как 17 кПа).

Не допускается присоединять две или более приставок к одной единице (например: 10 –9 м следует записать как 1 нм). Для образования единиц массы приставку присоединяют к основному наименованию “грамм” (например: 10 –6 кг= =10 –3 г=1 мг). Если сложное наименование исходной единицы представляет собой произведение или дробь, то приставку присоединяют к наименованию первой единицы (например кН∙м). В необходимых случаях допускается в знаменателе применять дольные единицы длины, площади и объема (например В/см).

В табл.П3 приведены основные физические и астрономические постоянные.

Таблица П1

ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН В СИСТЕМЕ СИ

И ИХ СООТНОШЕНИЕ С ДРУГИМИ ЕДИНИЦАМИ

Наименование величин	Единицы измерения	Сокращенное обозначение	Размер	Коэффициент для приведения к единицам СИ
СГС	МКГСС и внесистемные единицы

Основные единицы
Длина	метр	м		1 см=10 –2 м	1 Å=10 –10 м 1 св.год=9,46×10 15 м
Масса	килогамм	кг		1г=10 –3 кг
Время	секунда	с			1 ч=3600 с 1 мин=60 с
Температура	кельвин	К			1 0 С=1 К
Сила тока	ампер	А		1 СГСЭ I = =1/3×10 –9 А 1 СГСМ I =10 А
Сила света	кандела	кд
Дополнительные единицы
Плоский угол	радиан	рад			1 0 =p/180 рад 1¢=p/108×10 –2 рад 1²=p/648×10 –3 рад
Телесный угол	стерадиан	ср			Полный телесный угол=4p ср
Производные единицы
Частота	герц	Гц	с –1

Продолжение табл.П1


Угловая скорость	радиан в секунду	рад/с	с –1		1 об/с=2p рад/с 1об/мин= =0,105 рад/с
Объем	кубический метр	м 3	м 3	1см 2 =10 –6 м 3	1 л=10 –3 м 3
Скорость	метр в секунду	м/с	м×с –1	1см/с=10 –2 м/с	1км/ч=0,278 м/с
Плотность	килограмм на куби-ческий метр	кг/м 3	кг×м –3	1г/см 3 = =10 3 кг/м 3
Сила	ньютон	Н	кг×м×с –2	1 дин=10 –5 Н	1 кг=9,81Н
Работа, энергия, количество тепла	джоуль	Дж (Н×м)	кг×м 2 ×с –2	1 эрг=10 –7 Дж	1 кгс×м=9,81 Дж 1 эВ=1,6×10 –19 Дж 1 кВт×ч=3,6×10 6 Дж 1 кал=4,19 Дж 1 ккал=4,19×10 3 Дж

Мощность	ватт	Вт (Дж/с)	кг×м 2 ×с –3	1эрг/с=10 –7 Вт	1л.с.=735Вт
Давление	паскаль	Па (Н/м 2)	кг∙м –1 ∙с –2	1дин/см 2 =0,1Па	1 ат=1 кгс/см 2 = =0,981∙10 5 Па 1мм.рт.ст.=133 Па 1атм= =760 мм.рт.ст.= =1,013∙10 5 Па
Момент силы	ньютон–метр	Н∙м	кгм 2 ×с –2	1 дин×см= =10 –7 Н×м	1 кгс×м=9,81 Н×м
Момент инерции	килограмм–метр в квадрате	кг×м 2	кг×м 2	1 г×см 2 = =10 –7 кг×м 2
Динамическая вязкость	паскаль–секунда	Па×с	кг×м –1 ×с –1	1П/пуаз/= =0,1Па×с

Продолжение табл.П1


Кинематическая вязкость	квадратный метр на секунду	м 2 /с	м 2 ×с –1	1Ст/стокс/= =10 –4 м 2 /с
Теплоемкость системы	джоуль на кельвин	Дж/К	кг×м 2 х х с –2 ×К –1		1 кал/ 0 С=4,19 Дж/К
Удельная теплоемкость	джоуль на килограмм–кельвин	Дж/ (кг×К)	м 2 ×с –2 ×К –1		1 ккал/(кг× 0 С)= =4,19×10 3 Дж/(кг×К)
Электрический заряд	кулон	Кл	А×с	1СГСЭ q = =1/3×10 –9 Кл 1СГСМ q = =10 Кл
Потенциал, электрическое напряжение	вольт	В (Вт/А)	кг×м 2 х х с –3 ×А –1	1СГСЭ u = =300 В 1СГСМ u = =10 –8 В
Напряженность электрического поля	вольт на метр	В/м	кг×м х х с –3 ×А –1	1 СГСЭ Е = =3×10 4 В/м
Электрическое смещение (электрическая индукция)	кулон на квадратный метр	Кл/м 2	м –2 ×с×А	1СГСЭ D = =1/12p х х 10 –5 Кл/м 2
Электрическое сопротивление	ом	Ом (В/А)	кг×м 2 ×с –3 х х А –2	1СГСЭ R = 9×10 11 Ом 1СГСМ R = 10 –9 Ом
Электрическая емкость	фарад	Ф (Кл/В)	кг –1 ×м –2 х с 4 ×А 2	1СГСЭ С = 1 см= =1/9×10 –11 Ф

Окончание табл.П1


Магнитный поток	вебер	Вб (В×с)	кг×м 2 ×с –2 х х А –1	1СГСМ ф = =1 Мкс (максвел) = =10 –8 Вб
Магнитная индукция	тесла	Тл (Вб/ м 2)	кг×с –2 ×А –1	1СГСМ В = =1 Гс(гаусс)= =10 –4 Тл
Напряженность магнитного поля	ампер на метр	А/м	м –1 ×А	1СГСМ Н = =1Э(эрстед)= =1/4p×10 3 А/м
Магнитодвижущая сила	ампер	А	А	1СГСМ Fm
Индуктивность	генри	Гн (Вб/А)	кг×м 2 х х с –2 ×А –2	1СГСМ L = 1 см= =10 –9 Гн
Световой поток	люмен	лм	кд
Яркость	кандела на квадратный метр	кд/м 2	м –2 ×кд
Освещенность	люкс	лк	м –2 ×кд

100 р бонус за первый заказ

Выберите тип работы Дипломная работа Курсовая работа Реферат Магистерская диссертация Отчёт по практике Статья Доклад Рецензия Контрольная работа Монография Решение задач Бизнес-план Ответы на вопросы Творческая работа Эссе Чертёж Сочинения Перевод Презентации Набор текста Другое Повышение уникальности текста Кандидатская диссертация Лабораторная работа Помощь on-line

Узнать цену

Физическая величина – одно из свойств физического объекта (физической системы, явления или процесса), общее в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них. Можно сказать также, что физическая величина - это величина, которая может быть использована в уравнениях физики, причем, под физикой здесь понимается в целом наука и технологии.

Слово «величина » часто применяется в двух смыслах: как вообще свойство, к которому применимо понятие больше или меньше, и как количество этого свойства. В последнем случае приходилось бы говорить о «величине величины», поэтому в дальнейшем речь будет идти о величине именно как свойстве физического объекта, во втором же смысле - как о значении физической величины.

В последнее время все большее распространение получает подразделение величин на физические и нефизические , хотя следует отметить, что пока нет строгого критерия для такого деления величин. При этом под физическими понимают величины, которые характеризуют свойства физического мира и применяются в физических науках и технике. Для них существуют единицы измерения. Физические величины в зависимости от правил их измерения подразделяются на три группы:

Величины, характеризующие свойства объектов (длина, масса);

Величины, характеризующие состояние системы (давление,

Температура);

Величины, характеризующие процессы (скорость, мощность).

К нефизическим относят величины, для которых нет единиц измерения. Они могут характеризовать как свойства материального мира, так и понятия, используемые в общественных науках, экономике, медицине. В соответствии с таким разделением величин принято выделять измерения физических величин и нефизические измерения . Другим выражением такого подхода являются два разных понимания понятия измерения:

Измерение в узком смысле как экспериментальное сравнение

одной измеряемой величины с другой известной величиной того

же качества, принятой в качестве единицы;

Измерение в широком смысле как нахождение соответствий

между числами и объектами, их состояниями или процессами по

известным правилам.

Второе определение появилось в связи с широким распространением в последнее время измерений нефизических величин, которые фигурируют в медико-биологических исследованиях, в частности, в психологии, в экономике, в социологии и других общественных науках. В этом случае правильнее было бы говорить не об измерении, а об оценивании величин , понимая оценивание как установление качества, степени, уровня чего-либо в соответствии с установленными правилами. Другими словами, это операция по приписыванию путем вычисления, нахождения или определения числа величине, характеризующей качество какого-либо объекта, по установленным правилам. Например, определение силы ветра или землетрясения, выставление оценки фигуристам или оценок знаний учащихся по пятибалльной шкале.

Понятие оценивание величин не следует путать с понятием оценки величин, связанным с тем, что в результате измерений мы фактически получаем не истинное значение измеряемой величины, а лишь его оценку, в той или иной степени близкую к этому значению.

Рассмотренное выше понятие «измерение », предполагающее наличие единицы измерения (меры), соответствует понятию измерения в узком смысле и является более традиционным и классическим. В этом смысле оно и будет пониматься ниже - как измерение физических величин.

Ниже приведены основные понятия , относящиеся к физической величине (здесь и далее все основные понятия по метрологии и их определения приводятся по упомянутой выше рекомендации по межгосударственной стандартизации РМГ 29-99):

- размер физической величины - количественная определенность физической величины, присущая конкретному материальному объекту, системе, явлению или процессу;

- значение физической величины - выражение размера физической величины в виде некоторого числа принятых для нее единиц;

- истинное значение физической величины - значение физической величины, которое идеальным образом характеризует в качественном и количественном отношении соответствующую физическую величину (может быть соотнесено с понятием абсолютной истины и получено только в результате бесконечного процесса измерений с бесконечным совершенствованием методов и средств измерений);

- действительное значение физической величины - значение физической величины, полученное экспериментальным путем и настолько близкое к истинному значению, что в поставленной измерительной задаче может быть использовано вместо него;

- единица измерения физической величины - физическая величина фиксированного размера, которой условно присвоено числовое значение, равное 1, и применяемая для количественного выражения однородных с ней физических величин;

- система физических величин - совокупность физических величин, образованная в соответствии с принятыми принципами, когда одни величины принимаются за независимые, а другие определяются как функции этих независимых величин;

- основная физическая величина – физическая величина, входящая в систему величин и условно принятая в качестве независимой от других величин этой системы.

- производная физическая величина – физическая величина, входящая в систему величин и определяемая через основные величины этой системы;

- система единиц физических единиц - совокупность основных и производных единиц физических величин, образованная в соответствии с принципами для заданной системы физических величин.

Физических тел используются величины, характеризующие пространство, время и рассматриваемое тело: длина l, время t и масса m. Длина l определяется как геометрическое расстояние между двумя точками в пространстве.

В Международной системе единиц (СИ) за единицу длины принят метр (м).

\[\left=м\]

Первоначально метр определяли как десятимиллионную долю четверти земного меридиана. Этим создатели метрической системы стремились добиться инвариантности и точной воспроизводимости системы. Эталон метра представлял собой линейку из сплава платины с 10% иридия, поперечному сечению которой для повышения изгибной жесткости при минимальном объеме металла была придана особая X-образная форма. В канавке такой линейки была продольная плоская поверхность, и метр определялся как расстояние между центрами двух штрихов, нанесенных поперек линейки на ее концах, при температуре эталона, равной 0${}^\circ$ С. В настоящее время, ввиду возросших требований к точности измерений, метр определяется как длина пути, проходимого в вакууме светом за 1/299 792 458 долю секунды. Это определение было принято в октябре 1983 г.

Время t между двумя событиями в заданной точке пространства определяется как разность показаний часов (прибора, работа которого основывается на строго периодическом и равномерном физическом процессе).

В Международной системе единиц (СИ) за единицу измерения времени принята секунда (с).

\[\left=c\]

Согласно современным представлениям, 1 секунда представляет собой интервал времени, равный 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного (квантового) состояния атома цезия-133 в покое при 0о К при отсутствии возмущения внешними полями. Это определение было принято в 1967 году (уточнение относительно температуры и состояния покоя появилось в 1997 году).

Масса m тела характеризует усилие, которое надо приложить, чтобы вывести его из положения равновесия, а также усилие, с которым оно способно притягивать другие тела. Это свидетельствует о дуализме понятия массы -- как меры инертности тела и меры его гравитационных свойств. Как свидетельствуют эксперименты, гравитационная и инертная масса тела равны, по крайней мере, в пределах точности измерений. Потому, кроме специальных случаев, говорят просто о массе -- не уточняя, инертной или гравитационной.

В Международной системе единиц (СИ) за единицу измерения массы принят килограмм.

$\left=кг\ $

За международный прототип килограмма принята масса цилиндра, сделанного из платино-иридиевого сплава, высотой и диаметром около 3,9 см, хранящегося в о дворце Бретейль под Парижем. Вес этой эталонной массы, равный 1 кг на уровне моря на географической широте 45${}^\circ$, иногда называют килограмм-силой. Таким образом, ее можно использовать либо как эталон массы для абсолютной системы единиц, либо как эталон силы для технической системы единиц, в которой одной из основных единиц является единица силы. В практических измерениях 1 кг можно считать равным весу 1 л чистой воды при температуре +4оС.

В механике сплошных сред основными также являются единицы измерения термодинамической температуры и количества вещества.

Единицей измерения температуры в системе СИ служит Кельвин:

$\left[Т\right]=К$.

1 Кельвин равен 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды. Температура является характеристикой энергии, которой обладают молекулы.

Количество вещества измеряют в молях: $\left=Моль$

1 Моль равен количеству вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько содержится атомов в углероде-12 массой 0,012 кг. При применении моля структурные элементы должны быть специфицированы и могут быть атомами, молекулами, ионами, электронами и другими частицами или специфицированными группами частиц.

Прочие единицы измерения механических величин являются производными от основных, представляя собой их линейную комбинацию.

Производными от длины являются площадь S и объём V. Они характеризуют области пространств, соответственно, двух и трёх измерений, занимаемых протяжёнными телами.

Единицы измерения: площади -- метр квадратный, объёма -- метр кубический:

\[\left=м^2 \left=м^3\]

Единицей измерения скорости в СИ является метр в секунду: $\left=м/c$

Единица измерения силы в СИ --ньютон: $\left=Н$ $1Н=1\frac{кг\cdot м}{с^2}$

Такие же производные единицы измерения есть для всех других механических величин: плотности, давления, импульса, энергии, работы и т.д.

Производные единицы получаются из основных с помощью алгебраических действий, таких как умножение и деление. Некоторым из производных единиц в СИ присвоены собственные наименования, например, единице радиан.

Приставки можно использовать перед наименованиями единиц. Они означают, что единицу нужно умножить или разделить на определённое целое число, степень числа 10. Например, приставка «кило» означает умножение на 1000 (километр = 1000 метров). Приставки СИ называют также десятичными приставками.

В технических системах измерений вместо единицы массы основной считается единица силы. Есть ряд других систем, близких к СИ, но использующих другие основные единицы. Например, в системе СГС, общепринятой до появления системы СИ, основной единицей измерения является грамм, а основной единицей длины -- сантиметр.

Физическая величина - свойство физических объектов, общее в качественном отношении многим объектам, но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них. Качественная сторона понятия "физическая величина" определяет ее род (например, электрическое сопротивление как общее свойство проводников электричества), а количественная - ее "размер" (значение электрического сопротивления конкретного проводника, например R = 100 Ом). Числовое значение результата измерения зависит от выбора единицы физической величины.

Физическим величинам присвоены буквенные символы, используемые в физических уравнениях, выражающих связи между физическими величинами, существующие в физических объектах.

Размер физической величины - количественная определенность величины, присущая конкретному предмету, системе, явлению или процессу.

Значение физической величины - оценка размера физической величины в виде некоторого числа принятых для нее единиц измерения. Числовое значение физической величины - отвлеченное число, выражающее отношение значения физической величины к соответствующей единице данной физической величины (например, 220 В - значение амплитуды напряжения, причем само число 220 и есть числовое значение). Именно термин "значение" следует применять для выражения количественной стороны рассматриваемого свойства. Неправильно говорить и писать "величина тока", "величина напряжения" и т. д., поскольку ток и напряжение сами являются величинами (правильным будет применение терминов "значение силы тока", "значение напряжения").

При выбранной оценке физической величины ее характеризуют истинным, действительным и измеренным значениями.

Истинным значением физической величины называют значение физической величины, которое идеальным образом отражало бы в качественном и количественном отношениях соответствующее свойство объекта. Определить экспериментально его невозможно вследствие неизбежных погрешностей измерения.

Это понятие опирается на два основных постулата метрологии:

§ истинное значение определяемой величины существует и оно постоянно;

§ истинное значение измеряемой величины отыскать невозможно.

На практике оперируют понятием действительного значения, степень приближения которого к истинному значению зависит от точности средства измерения и погрешности самих измерений.

Действительным значением физической величины называют ее значение, найденное экспериментальным путем и настолько приближающееся к истинному значению, что для определенной цели может быть использовано вместо него.

Под измеренным значением понимают значение величины, отсчитанное по индикаторному устройству средства измерения.

Единица физической величины - величина фиксированного размера, которой условно присвоено стандартное числовое значение, равное единице..

Единицы физических величин делят на основные и производные и объединяют в системы единиц физических величин . Единица измерения устанавливается для каждой из физических величин с учетом того, что многие величины связаны между собой определенными зависимостями. Поэтому лишь часть физических величин и их единиц определяются независимо от других. Такие величины называют основными . Остальные физические величины - производные и их находят с использованием физических законов и зависимостей через основные. Совокупность основных и производных единиц физических величин, образованная в соответствии с принятыми принципами, называется системой единиц физических величин . Единица основной физической величины является основной единицей системы.

Международная система единиц (система СИ; SI - франц. Systeme International ) была принята XI Генеральной конференцией по мерам и весам в 1960 г.

В основу системы СИ положены семь основных и две дополнительные физические единицы. Основные единицы: метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин, моль и кандела (табл. 1).

Таблица 1. Единицы Международной системы СИ


Наименование	Размерность	Наименование	Обозначение
международное
Основные

		килограмм

Сила электрического тока
Температура
Количество вещества
Сила света
Дополнительные
Плоский угол
Телесный угол		стерадиан

Метр равен расстоянию, проходимому светом в вакууме за 1/299792458 долю секунды.

Килограмм - единица массы, определяемая как масса международного прототипа килограмма, представляющего цилиндр из сплава платины и иридия.

Секунда равна 9192631770 периодам излучения, соответствующего энергетическому переходу между двумя уровнями сверхтонкой структуры основного состояния атома цезия-133.

Ампер - сила неизменяющегося тока, который, проходя по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового сечения, расположенным на расстоянии 1 м один от другого в вакууме, вызывал бы силу взаимодействия, равную 210 -7 Н (ньютон) на каждом участке проводника длиной 1 м.

Кельвин - единица термодинамической температуры, равная 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды, т. е. температуры, при которой три фазы воды - парообразная, жидкая и твердая - находятся в динамическом равновесии.

Моль - количество вещества, содержащего столько структурных элементов, сколько содержится в углероде-12 массой 0,012 кг.

Кандела - сила света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 54010 12 Гц (длина волны около 0,555 мкм), чья энергетическая сила излучения в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср (ср - стерадиан).

Дополнительные единицы системы СИ предназначены только для образования единиц угловой скорости и углового ускорения. К дополнительным физическим величинам системы СИ относят плоский и телесный углы.

Радиан (рад ) - угол между двумя радиусами окружности, длина дуги которой равна этому радиусу. В практических случаях часто используют такие единицы измерения угловых величин:

градус - 1 _ = 2р/360 рад = 1,745310 -2 рад;

минута - 1" = 1 _ /60 = 2,9088 10 -4 рад;

секунда - 1"= 1"/60= 1 _ /3600 = 4,848110 -6 рад;

радиан - 1 рад = 57 _ 17"45" = 57,2961 _ = (3,4378 10 3)" = (2,062710 5)".

Стерадиан (ср ) - телесный угол с вершиной в центре сферы, вырезающий на ее поверхности площадь, равную площади квадрата со стороной, равной радиусу сферы.

Измеряют телесные углы с помощью плоских углов и расчета

где б - телесный угол; ц - плоский угол при вершине конуса, образованного внутри сферы данным телесным углом.

Производные единицы системы СИ образуют из основных и дополнительных единиц.

В области измерений электрических и магнитных величин имеется одна основная единица - ампер (А). Через ампер и единицу мощности - ватт (Вт), единую для электрических, магнитных, механических и тепловых величин, можно определить все остальные электрические и магнитные единицы. Однако на сегодняшний день нет достаточно точных средств воспроизведения ватта абсолютными методами. Поэтому электрические и магнитные единицы основываются на единицах силы тока и производной от ампера единицы емкости - фарада.

К производным от ампера физическим величинам также относятся:

§ единица электродвижущей силы (ЭДС) и электрического напряжения - вольт (В);

§ единица частоты - герц (Гц);

§ единица электрического сопротивления - ом (Ом);

§ единица индуктивности и взаимной индуктивности двух катушек - генри (Гн).

В табл. 2 и 3 приведены производные единицы, наиболее употребляемые в телекоммуникационных системах и радиотехнике.

Таблица 2. Производные единицы СИ

Величина
Наименование	Размерность	Наименование	Обозначение
международное

Энергия, работа, количество теплоты
Сила, вес
Мощность, поток энергии
Количество электричества
Электрическое напряжение, электродвижущая сила (ЭДС), потенциал
Электрическая емкость	L -2 M -1 T 4 I 2
Электрическое сопротивление
Электрическая проводимость	L -2 M -1 T 3 I 2
Магнитная индукция
Поток магнитной индукции
Индуктивность, взаимная индуктивность

Таблица 3. Единицы СИ, применяемые в практике измерений

Величина
Наименование	Размерность	Единица измерения	Обозначение
международное
Плотность электрического тока		ампер на кв.метр
Напряженность электрического поля		вольт на метр
Абсолютная диэлектрическая проницаемость	L 3 M -1 T 4 I 2	фарад на метр
Удельное электрическое сопротивление		ом на метр
Полная мощность электрической цепи		вольт-ампер
Реактивная мощность электрической цепи
Напряженность магнитного поля		ампер на метр

Сокращенные обозначения единиц как международных, так и русских, названных в честь великих ученых, пишутся с заглавных букв, например ампер - А; ом - Ом; вольт - В; фарад - Ф. Для сравнения: метр - м, секунда - с, килограмм - кг.

На практике применение целых единиц не всегда удобно, так как в результате измерений получают очень большие или очень малые их значения. Поэтому в системе СИ установлены ее десятичные кратные и дольные единицы, которые образуются с помощью множителей. Кратные и дольные единицы величин пишутся слитно с наименованием основной или производной единицы: километр (км), милливольт (мВ); мегаом (МОм).

Кратная единица физической величины - единица, большая в целое число раз системной, например килогерц (10 3 Гц). Дольная единица физической величины - единица, меньшая в целое число раз системной, например микрогенри (10 -6 Гн).

Наименования кратных и дольных единиц системы СИ содержат ряд приставок, соответствующих множителям (табл. 4).

Таблица 4. Множители и приставки для образования десятичных кратных и дольных единиц СИ