Давление в системе си имеет размерность: Давление в системе Си имеет размерность:

Давление в системе Си имеет размерность:

1.Найти индуктивность катушки ЭДС самоиндукции которой равна 6,5 В при равномерном изменении силы тока от 12 мА до 23 мА за 11 мс.
2.По катушке прохо
…

дит ток 5 мА. Энергия, запасённая в магнитном поле катушки W= 0,66 Дж. Определить индуктивность..
3..Перпендикулярно линиям магнитной индукции перемещается проводник длиной 1,6 м со скоростью 4 м/с. ЭДС индукции, возникающая на его концах, равна 1,4 В.Найдите индукцию магнитного поля.

Соленоид содержит N=5000 витков. Энергия магнитного поля 0,025 Дж. Определит силу тока в его обмотке равна , если магнитный поток Ф через поперечное с
…

ечение соленоида равен 0,1 мВб.

Комок снега массой 250 г бросили с высоты 80 см, считая от поверхности стола, вертикально вверх, сообщив ему начальную скорость 16 м/с. Какой потенциа
…

льной энергией относительно поверхности стола обладал комок снега в момент времени, когда его скорость по сравнению с начальной уменьшилась на 25%? Кроме того, к этому моменту времени сила сопротивления воздуха совершила работу — 4 Дж. Коэффициент g = 10 Н/кг​

пружина неподвижного динамометра, к которой был подвешен пустой сосуд, растянулась на 11 делений шкалы динамометра. Когда сосуд наполовину заполнили в
…

одой, растяжение пружины составило 26 делений шкалы динамометра, если, не выливая воду, сосуд доверху заполнить керосином? Плотность воды — 1000 кг/м³, плотность керосина 800 кг/м³​

В дне бидона есть небольшое отверстие. Илив таком бидоне переноситьводу, если горлышко бидона плотнозакрыто пробкой? Ответ объясните.​

Два задания на фото…

К нижнему концу вертикально подвешенной проволоки, длина которой 1 м, а диаметр — 1 мм, подвесили вантаж масса которого равна 2 кг, в результате чего
…

проволока удлинился на 0,21 мм. Определите модуль Юнга материату проволоки.

ПОЖАЛУЙСТА, СРОЧНО!!!
Найти удельное сопротивление проводника, если его сопротивление 26 Ом, длина 40 м, а площадь поперечного сечения 2 мм2.

К нижнему концу вертикально подвешенной проволоки, длина которой 1 м, а диаметр — 1 мм, подвесили Вентаж масса которого равна 2 кг, в результате чего
…

проволока удлинился на 0,21 мм. Определите модуль Юнга материату проволоки.

Какую форму (сплюснутую или вытянутую по перпендикуляру к горизонту) приобретают видимые диски Луны и Солнца вблизи горизонта? Ответ поясните

Система единиц международная давление — Энциклопедия по машиностроению XXL

В Международной системе единиц (СИ) давление выражается в паскалях (1 Па=1 Н/м ). Поскольку эта единица мала, удобнее использовать 1 кПа = = 1000 Па и 1 МПа = 10 Па.  [c.7]

В Международной системе единиц (СИ) давление измеряется в ньютонах на квадратный метр (н м ).  [c.5]

Давление определяется отношением силы, равномерно распределенной по нормальной к ней поверхности, к плош,ади этой поверхности. В Международной системе единиц (СИ) давление выражается в паскалях [1 Па = 1 Н/м ].  [c.8]

В Международной системе единиц СИ давление измеряют в пас-каля.х, причем в практической системе давлению 1 кr / м соответствует 10 Па (0,1 МПа). В рассматриваемом случае давление 6,3…8,2 кгс/см» соответствует 0,63…0,82 МПа. В дальнейшем для обозначения давления будем применять практическую систему.  [c.77]

В Международной системе единиц нормальное давление равно  [c.12]

Из семи основных величин Международной системы единиц (СИ) четыре — масса, длина, время и температура — неразрывно связаны с человеческой деятельностью, поэтому на первый взгляд может показаться удивительным, что одна из этих величин — температура практически оставалась непонятой вплоть до 18 в. И потребовалось еще одно столетие, чтобы можно было сформулировать приемлемое определение температуры. Однако при внимательном подходе столь долгий путь развития становится менее удивительным. Действительно, даже сегодня лишь немногие из тех, кто пользуется термометрами, интуитивно понимают, что же именно они измеряют. Основное затруднение, связанное с пониманием величины температуры, сводится к тому, что не существует легко воспринимаемой экстенсивной величины, которая была бы непосредственно связана с интенсивной величиной — температурой. По-видимому, это и служит камнем преткновения в понимании температуры. Давление, будучи величиной интенсивной, легко поддается пониманию, поскольку проявляет себя как нечто связанное с силой. Поэтому давление может служить примером интенсивной величины, относительно которой легко сделать определенные количественные заключения, поскольку сила есть величина, воспринимаемая непосредственно, т. е. мо-  [c.11]

Давление р в Международной системе единиц (СИ) измеряют в паскалях. Паскаль (Па) — давление, вызываемое силой 1 ньютон (Н) , равномерно распределенной  [c.3]

Измерение давления. В Международной системе единиц за единицу давления принят паскаль,  [c.332]

В международной системе единиц СИ за единицу давления принимается давление силы в 1 Н на 1 м  [c.17]

В Международной системе единиц (СИ) единицей давления является паскаль (Па). Паскаль равен давлению, вызываемому силой 1 Н, равномерно распределенной по поверхности площадью 1 м , расположенной перпендикулярно направлению силы (1 Па= 1 Н/м ). С целью сокращения числа значащих цифр используют также кратные единицы от единиц СИ, например МПа=10 Па, кПа = 10з Па.  [c.34]

Нормативными документами [10, 11] предписывается обязательное применение единиц Международной системы измерений (СИ), в которой давление измеряется в паскалях  [c.58]

В книге даны практические рекомендации по вопросам, связанным с обслуживанием автоматизированных котлоагрегатов, работающих на газообразном топливе и мазуте. Теплотехнические расчеты, связанные с определением эффективности использования топлива, приведены в единицах международной системы СИ. Там, где это вызывается необходимостью (например, для измерения давления), оставлены прежние единицы, так как использование новых из-за отсутствия соответствующих измерительных приборов привело бы к затруднениям.  [c.3]

В международной системе единиц СИ стандартными единицами являются для измерения силы — ньютон (н) давления — h/jh3 работы — джоуль (дж)-, мощности — ватт (вт).  [c.26]

Внедрение Международной системы единиц в приборостроение. Окончательное внедрение СИ в практику может быть осуществлено только тогда, когда все средства измерений будут градуированы в единицах СИ. Большинство единиц СИ. как указывалось выше, уже применяется в практике народного хозяйства СССР. Серьезные трудности при переводе приборостроения на единицы СИ возникают в отношении лишь нескольких единиц, в основном связанных с измерением силы и давления (напряжения).  [c.11]

Ввиду того, что принятая в международной системе единиц — единица давления (механического напряжения) — 1 ньютон на 1 квадратный метр (я/1 м ), — рекомендуется в технических расчетах применять внесистемную единицу давления бар (бар), равный н/л .  [c.335]

Измерение давления. В Международной системе единиц за единицу давления принято равномерно распределенное давление, при котором на 1 приходится сила, равная 1 н.  [c.263]

Важный шаг в развитии систем единиц был сделан созданием Международной системы, обозначаемой СИ (51) ). Решениями XI и ХП1 Генеральных конференций по мерам и весам в систему были включены единицы температуры и силы света. В качестве первой был установлен кельвин (прежнее название градус Кельвина) с обозначением К. Кельвин определяется как 1/273,16 часть термодинамической температуры тройной точки воды. Единица силы света кандела (кд) представляет собой силу света, испускаемого с поверхности площадью 1/600 000 м полного излучателя в перпендикулярном направлении при температуре излучателя, равной температуре затвердевания платины при давлении 101 325 Па. О физическом смысле определений кельвина и канделы, как и ампера, более подробно будет сказано в соответствующих главах книги. Решением XIV Генеральной конференции по мерам и весам, состоявшейся в октябре 1971 г., число основных единиц Международной системы было увеличено еще на одну. Седьмой ста-  [c.44]

В результате формула размерности приобрела вид, в котором трудно усмотреть наличие связи с основными величинами. Действительно, вряд ли можно найти разумную трактовку наличия в размерности таких сугубо статических величин, как давление и механическое напряжение, а также стоящей в знаменателе формулы второй степени размерности времени. И уж, конечно, никаких конкретных представлений не вызывают формулы размерности электрических единиц в системе СГС, в которых символы размерности основных единиц стоят а дробных степенях. В процессе образования размерности производной величины, при определении размерностей промежуточных величин, показатели степени складываются, вычитаются, некоторые обращаются в нуль, так что в итоге формула может приобрести довольно причудливый вид. Для примера приведем размерность емкости в Международной системе единиц  [c.74]

Согласно Международной системе единиц абсолютная температура определяется как термодинамическая температура, причем градус этой температуры устанавливается таким образом, чтобы тройная точка воды имела температуру точно 273,16 К. Тройной точкой называется такая точка, при которой находятся в равновесии все три фазы воды лед, вода (жидкая) и насыщенный пар. В то время как равновесие между двумя фазами (вода —пар, лед —вода, лед —пар) может быть при разных температурах (рис. 21), равновесие всех трех фаз возможно лишь при вполне определенной температуре (и определенном давлении), которая и называется тройной точкой. По стоградусной шкале тройная точка  [c.153]

С 1 января 1963 г. введен в действие ГОСТ 9867—61 Международная система единиц , который рекомендует предпочтительное применение Международной системы единиц (СИ). По этой системе основной единицей длины является метр м), массы — килограмм кг), времени — секунда сек), силы электрического тока — ампер (а), термодинамической температуры — градусы по шкале Кельвина (° КК силы света — св. Производная единица силы — ньютон (н) — равна силе, которая гелу массой 1 кг сообщает ускорение 1 м/сек . В качестве единицы давления (механического напряжения) принимается давление в 1 я на 1 н м ).  [c.4]

В книге используются единицы международной системы (СИ), в связи с чем сделаны необходимые пересчеты величин, применяемых б теплотехнике и в газовой промышленности. Там, где это вызывается необходимостью (например, для измерения давления), оставлены прежние единицы, так ка к пользование новыми из-за отсутствия соответствующих измерительных приборов было бы затруднительным.  [c.3]

В Международной системе единиц (СИ) для определения величины давления применяется паскаль 1 Па=1 Н/м , 1 МПа = 10 Па.  [c.113]

Давление в котлах измеряют, чтобы обеспечить надежность, безопасность и экономичность их работы. В Международной системе единиц (СИ) за единицу давления принят паскаль (Па), равный давлению равномерно распределенной силы в 1 Н на площадь в 1 м. Так как находящиеся в эксплуатации приборы для измерения давления имеют шкалы, обозначенные внесистемными единицами, допускается применение следующих единиц давления килограмм-сила на квадратный сантиметр (или метр), миллиметры водяного и ртутного столба, бар, физическая и техническая атмосферы (кгс/см , кгс/м, мм вод. ст., мм рт. ст., бар, атм и ат).  [c.30]

В настоящее время действуют Правила тяговы.х расчетов для поездной работы, где для обозначения силы, давления и други.х физических величин использована практическая система единиц, которая применена и в данной книге. Сила 1 кгс =9,80665 Н 9,8 Н, а 1 тс = 9806 Н. Пользуясь этими соотношениями, можно а случае необходимости перейти к Международной системе (СИ).  [c.4]

В международной системе единиц измерения — системе СИ (SI) — приняты 6 основных, 2 дополнительных и 85 производных единиц. Важнейшими из основных являются следующие единица длины (линейного размера) — метр (м) единица времени — секунда (с) единица массы — килограмм (кг) единица температуры — кельвин (К). Важнейшие производные единицы единица силы, в частности силы тяжести, — ньютон (И) единица давления — паскаль (Па) единица энергии., работы, теплоты—джоуль (Дж)  [c.4]

В СССР с 1 января 1963 г. будет осуществлен переход к международной абсолютной системе единиц ( СИ ), после чего основными единицами давления станут ньютон на квадратный метр и его производная — бар. Числовые соотношения между различными единицами давления приводятся в табл. 1-1.  [c.10]

В международной системе единиц давление измеряют в н/м (ньютон на квадратный метр) и обозначают буквой р. Эта единица очень мала, поэтому удобнее применять более крупную единицу давления, равную 10 н/м , называемую баром.  [c.6]

Определить удельный объем кислорода при давлении 2,3 МПа и температуре 280 С. Задачу решить в Международной системе единиц.  [c.14]

К группе физических систем единиц относятся международная метрическая система единиц килограмм-метр-секунда (СИ), система грамм-сантиметр-секунда (СГС), система метр-тонна-секунда (МТС) и т. п. В физических системах производными являются единицы силы, давления, работы и т. п.  [c.20]

В международной системе единиц физических величин единицей измерения давления является 1 Н/м- — паскаль (Па). Более удобными для практического использования являются кратные единицы — килопаскаль (кПа) п мегапаскаль (МПа)  [c.7]

Силы, распределенные по некоторой поверхности, характеризуют величиной давления, г. е. отношением силы к площади, на которую она действует. Давление измеряют в килограммах-силы на квадратный метр, или на квадратный сантиметр, или на квадратный миллиметр (кПм , кПсмР, кПмм ). В Международной системе единиц в качестве единицы давления принят ньютон на квадратный метр н1м ) для давления пара в котлах и газа в резервуарах допустимо применять внесистемную единицу бар (1 бар= № н м ).  [c.204]

В Международной системе единиц СИ для работы и кол-ва теплоты принята одна единица измерения — джоуль (1 Дж = 0,239 кал = 0,102 кгс-и), поэтому пользоваться аонятием М. э. т. нет необходимости. МЕХАНОКАЛОРЙЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ — явление ох-лаждения сверхтекучего жидкого гелия, вытекающего из сосуда через узкий капилляр под действием разности давлений, сопровождаемое разогревом гелия, остающегося в сосуде (см. Гелий жидкий. Сверхтекучесть). М. э. обнаружен в сверхтекуче.м Не в 1939 Дж. Доун-том и К. Мендельсоном (1) (рис.). М. э. возникает вследствие того, что тонкие отверстия (для Не днам. отверстий менее 1 мкм, для Не — порядка десятка мкм) действуют как энтропийный фильтр , преим. пропуская сверхтекучую компоненту жидкости, не переносящую тепла (см. Ландау теория сверхтекучести) [2]. Процесс при небольших перепадах протекает почти обратимо постанавливается, если при разности давлений Ар устанавливается разность те.мц-р АТ такая, что Ар = р АГ, где р — плотность гелия, S — энтропия единицы массы гелия. Обратный процесс — возникновение разности давлений под действием разности темп-р в двух сообщающихся через капилляр или разделённых пористой перегородкой сосудах со сверхтекучим гелием — наз. термо механическим эффектом.  [c.130]

В Международной системе единиц за единицу давления принимают ньютон на квадратный метр (н1м ), т. е. давление, оказываемое силой в 1 и на площадь в 1 м . В связи с тем, что эта единица давления очень мала, применяют укрупненную единицу давления бар, равный 100 ООО к/ж (или 0,1 Мн1м ).  [c.15]

Размерность давления [р] = ML » Т Единица давления в Международной системе единиц называется паскаль (Па). Пас(саль равен давлению, вызываемому силой 1 Н, равномерно распределенной по нормадьной к ней поверхности площадью 1 м 1 Па = 1 Нм = 1 кг м с. В США, Великобритании и некоторых других странах на практике давление часто намеряют в фунтах на квадратный дюйм (Ib/sq.in h или psi). 1 бар = 10 Па я 14,3 фунт/кв. дюйм.  [c.36]

В системе СГС и ее разновидностях (электромагнитная — СГСМ, электростатическая — СГСЭ, симметричная — СГС) в качестве единицы массы (основной в этих системах) принят грамм, определяемый как масса дистиллированной воды в объеме одного кубического сантиметра при атмосферном давлении 760 мм рт. ст. и при наибольшей плотности воды (при 4-4°С). Сокращенно эта единица обозначается г. На практике в этих системах применяется грамм метрической системы мер, так как пользуются мерами — гирями, масса которых установлена, исходя из единицы массы метрической системы мер — международного прототипа килограмма.  [c.17]

Внедрение Международной системы единиц в практику облегчается тем, что большинство единиц этой системы уже широко применяется. К их числу относятся единица длины— метр, единица массы—килограмм, единица времени—секунда, значительная часть электрических единиц, световые единицы и т. д. Таким образом, внедрение будет заключаться в переходе к применению сравнительно небольшого числа единиц, еще не получивших широкого распространения, таких, как единица силы — ньютон, единица давления и напряжения — ньютон на квадратный метр, единица работы и энергии — джоуль, единицы магнитных величин — вебер, тесла, ампер на метр и др. Одновременно надлежит прекратить применение единиц, не входящих в СИ, но широко используемых в практике, в частности единиц систем СГС и МКГСС, а также многих внесистемных единиц единицы давления — килограмм-силы на квадратный сантиметр, миллиметра ртутного столба, миллиметра водяного столба, единицы мощности — лошадиной силы, единицы энергии — ватт-часа и киловатт-часа,, единицы количества теплоты — калории и килокалории и т. д.  [c.8]

Кое-кто признает на словах прогрессивное значение Международной системы единиц, однако на деле, вместо последовательного введения этой системы в строгом соответствии с ее построением, пытается протащить чуждые для нее единицы, размеры которых подобраны приблизительно равными привычным внесистемным единицам. Например, есть поборники введения единиц давления — деканьютон на квадратный сантиметр или на квадратный миллиметр, килоньютон на квадратный дециметр, бар и др. единицы плотности — килограмм на кубический дециметр, единицы плотности тока — ампер на квадратный миллиметр и т. д. При этом забывают, что при введении СИ следует исходить из перспектив будущего, а не из удобств сегодняшнего дня. Необходимо учесть, что трудности перехода на Международную систему единиц имеют временный характер и преодолеть их нужно только один раз, зато преимущества применения этой системы будут сказываться в течение всего дальнейшего времени.  [c.13]

В настоящем справочнике принята международная система единиц измерения (СИ). Наряду с СИ используется (с ы[чно в скобках) и система, которая была рекомендована СНиШм для расчета строительных конструкций и в настоящее время еще иногда 1 рймея ется, В этой системе масса имеет размерность кг, т сила — кгс, тс момент силы — кгс м, кгс—см, тс—м линейная нагрузка — кгс/м, кгс/см, тс/м поверхностная нагрузка, давление, напряжение в материале и модуль упругости — кгс/см , кгс/мм или тс/м .  [c.275]

При расчетах, выполняемых в Международной системе единиц, в качестве единицы давления допустимо применять внесистемную единицу бар (1 бар = н м 1 кПслг ).  [c.13]

При определении размерностей тепловых величин обычно не используют связь между темлературой и энергией движения М олекул температура рассматривается как одна из осно1Вных единиц системы. Единицей и змере-ния температуры служит лрадус величина градуса зависит от применяемой температурной шкалы. По наиболее распространенной международной стоградусной шкале градус предстазляет собой сотую часть температурного интервала, отсчитанного от точки таяния льда до точки кипения воды, измеренных ори нормальном давлении.  [c.55]

В Международной системе единиц (СИ) единицей измерения давления является ньютон на квадратный метр (Н/м ) эта единица называется паскалем и обозначается Па. Для практических расчетов можно принимать 1 кгс/м ггй 9,8.1 H/м ИЛИ ДЛЯ приближбнных расчетов  [c.15]

До введения Международной системы единиц давление измерялось в кПсм .  [c.10]

Настоящее издание отличается от второго также и тем, что все физические величины приведены в Международной системе единиц (СИ) и в единицах, допускаемых к применению наравне с единицами СИ. Исключение составляют к, -диаграмма влажного воздуха для повышенных давлений и часть задач, в которых применяются единицы МКГСС в учебных целях.  [c.3]

Давление размерность — Справочник химика 21

    Численное значение универсальной газовой постоянной К, входящей в уравнение состояния идеального газа (3-8), зависит от выбора единиц, в которых измеряются давление и объем газа (предполагается, что температура всегда выражается в абсолютной шкале Кельвина) Если давление измеряется в атмосферах, а объем-в литрах, то К = = 0,082054 л-атм К моль Но если все величины измеряются в единицах системы СИ, то, как указано в приложении 1, К = = 8,3143 Дж К моль (из гл. 15 мы узнаем, что произведение РУ имеет размерность работы или энергии). [c.130]








    Используя анализ размерностей, покажем, что поставленная задача автомодельна, т. е. из аргументов, от которых зависит давление, можно составить один (безразмерный) комплекс. [c.140]

    Если обозначить размерность длины через Е, размерность времени Т, размерность давления [р], то размерности этих параметров выразятся следующим образом  [c.189]

    Точный термодинамический — расчет ректификации нефтяных смесей представляет довольно сложную вычислительную задачу из-за сложности технологических схем разделения, используемых в промышленности, большого числа тарелок в аппаратах, применения водяного пара или другого инертного агента, из-за необходимое дискретизации нефтяных смесей на большое число условны компонентов и вследствие нелинейного характера зависимости констант фазового равновесия компонентов и энтальпий потоков от температуры, давления и состава паровой и жидкой ф 1з, особенно для неидеальных смесей. Таким образом, основная сложность расчета ректификации нефтяных смесей заключается в высокой размерности общей системы нелинейных уравнений. В связи с этим для разработки надежного алгоритма расчета целесообразно понизить размерность общей системы уравнений, представив непрерывную смесь, состоящей из ограниченного числа условных [c.89]

    Вязкость — это одно из основных свойств масла, определяющих его смазочную способность. Вязкость зависит от температуры и давления. С повышением температуры и понижением давления вязкость масла убывает. Вязкость масла определяется в градусах Энглера и в стоксах (ст). Стокс является единицей кинематической вязкости, его размерность I см /с стокс равен 100 сантистоксам (сст). [c.189]

    V — объем, I — линейный размер тела в заданном направлении, Т — темп-ра индекс р означает, что нагревание производят при постоянном давлении. Размерность а и Р—°С . Для изотропных тел а=ЗР и обычно а>0. Коэфф. а связан с др. термодинамич. характеристиками полимера соотношением  [c.298]

    Как видно из выражения (6), давление — размерная величина, измеряемая в Па (1 Па=1 Н/м ). [c.15]

    Отсюда видно, что произведение рУ для газа соответствует энергии и имеет размерность работы. Такая работа совершается системой над ее окружением. Но для выполнения этой работы между системой и ее окружением должна существовать какая-то связь, взаимодействие. Эту роль играет внешнее давление, оказываемое на систему окружением. [c.36]

    Перейдя также от безразмерного давления Р к размерному р = Рр , получим  [c.148]

    Среди этих параметров-три с независимыми размерностями г, /, />, к = 3). Как следует из П-теоремы (см. 6 гл. 1), искомая функция-давление, приведенное к безразмерному виду F = будет зависеть от двух безразмерных комплексов (п — /с = 5 — 3 = 2). Легко проверить, что такими безразмерными комплексами являются следующие  [c.189]

    При низких давлениях и высоких температурах реальный гаа приближается к состоянию идеального газа, а величина / приближается к величине р. Так как для идеального газа / = то и размерности фугитивности и давления совпадают. Отношение У — называется коэффициентом активности и определяется по графику рис. 12. 1 в зависимости от приведенных давления и температуры. [c.263]

    М — размерность массы р — давление, кг/(м-сек ), кгс/м , мм вод. ст. или к/л4 р = Р» — уменьшенное число Степеней свободы в уравнениях (7-42)—(7-44) г — радиус в уравнениях (7-8)—(7-10), м г—скорость реакции, моль/ м -ед. времени) г — ранг матрицы в уравнениях (7-42) и (7-46)  [c.101]

    Реакция идет с заметной скоростью при комнатной температуре экспериментально доказано [143, 144], что она является процессом первого порядка в пределах обширной области температур и давлений . Константа скорости ко (размерность — сек ) может быть найдена [144] из соотношения [c.353]

    Теплота, получаемая системой при постоянной температуре, может быть представлена как двучлен BQ = (/—p)dv+pdv. Первый член правой части—прирост внутренней энергии—не есть работа, однако он представляет собой произведение величины (I—р), имеющей размерность давления, на прирост объема, т. е. выражается так же, как элементарная работа ЗЛ. Поэтому произведение I—p)dv иногда называют работой против внутренних [c.126]

    В связи с приведенными выше уравнениями для характеристики работы реактора представляет интерес понятие относительной объемной скорости , которая определяется как объемная скорость потока жидкости или газа, деленная на объем реактора поэтому она имеет размерность время (обратную величину относительной объемной скорости часто называют -относительным временем ). Если под объемной скоростью потока понимать объемную скорость, измеренную при температуре и давлении в реакторе, и если под объемом реактора понимать его свободный объем, то тогда относительная объемная скорость имеет простой физический смысл. Объемная скорость в 10 час например, будет означать, что жидкость или газ внутри реактора (т. е. внутри его свободного пространства) сменяется 10 раз в час. Если же объемная скорость потока определяется для каких-то стандартных значений температуры и давлений, отличных от существующих в реакторе, либо, если при нахождении относительной объемной скорости берется весь объем [c.49]

    Г. И. Баренблаттом показано, что в такой постановке задача автомодельна, т.е. давление зависит от некоторого единого комплекса, включающего в себя обе переменные-г и I, а дифференциальное уравнение в частных производных (6.26) приводится к обыкновенному дифференциальному уравнению, которое легко интегрируется. Чтобы установить, от каких аргументов будет зависеть давление, проведем анализ размерностей. Распределение давления в пласте зависит, как следует из постановки задачи, от пяти определяющих параметров (п= 5) г, Г, р , к/ 2цто), О.тРлт Цт кИ). [c.189]

    Поскольку в качестве стандартного состояния выбирается парциальное давление 1 атм, активность газа численно совпадает с его парциальным давлением, но активность представляет собой безразмерную величину. Это облегчает использование активностей не следует удивляться тому, что в выражении 1п р мы берем логарифм от величины, которая имеет размерность, так как на самом деле правильной формой записи является 1п (р/1 атм) . [c.77]

    В гл. 4 константы равновесия были выражены через парциальные давления (газов) или молярные концентрации (газов либо растворов). В настоящей главе вместо этого используются активности. Каково соотнощение между этими двумя способами и каковы преимущества использования активностей Почему нелогично говорить о размерной величине равн установлена связь между и АС°  [c.114]

    Тогда в (1.20) вместо размерной концентрации Сг компонента А г можно подставить значение его парциального давления рг и для этого случая константа равновесия [c.20]

    Размерная цепь представляет собой частный случай кинематической цепи, застопоренной в определенном положении, с выбранными полностью зазорами в шарнирах в том или другом направлении, например, под действием сил инерции или давления газов в шатунно-поршневом механизме. Размеры, входящие в размерную цепь, по аналогии с кинематической цепью, называются звеньями. Звено размерной цепи, получаемое последним в процессе обработки или сборки деталей, величина и точность которого зависит от величины и точности всех остальных звеньев цепи, называется замыкающим звеном (размером). Все остальные звенья размерной цепи, определяющие величину и точность замыкающего размера, называются составляющими. Замыкающее звено размерной цепи, исходя из предельных размеров которого рассчитывают допустимые отклонения всех составляющих размеров цепи, определяющее функционирование сопряжения или влияющее на эксплуатационные показатели работы изделия, называется исходным. [c.7]

    В размерных цепях встречаются звенья-зазоры (см. фиг. 2) двух конструктивных разновидностей одни звенья-зазоры выбираются в одну и в другую сторону, в зависимости от действия инерционных сил и давления газа, другие — выбираются только в одном направлении, в зависимости от действия груза, пружины или какого-либо другого силового замыкания. Если в размерную цепь входят только зазоры, выбираемые полностью в одном направлении, она составляется так, чтобы зазор не влиял на замыкающее звено. Расчет подобных размерных цепей ничем не отличается от расчета размерных цепей, имеющих скалярные ошибки. [c.34]

    Выражение напор в метрах столба жидкости неправильное, потому что эта величина измеряется в метрах (напор имеет размерность длины). Если же речь идет о давлении, то его можно измерить в мм рт. столба, м вод. столба и т. д. [c.9]

    Это и будет местное давление в точке А (или напряжение давления). Размерность давления — Паскаль [И/м ] в системе СИ или [ кГ/м ] в системе МКГСС следует из (1.2). Давление на практике часто измеряют в физических или технических атмосферах. [c.10]

    Передаточное отношение датчика или отсчетной части прибора иредставляет собой /производную зависимости перемещения подвиж ного электроконтакта [датчика Или указатели прибора от. измерительного давления. Если эта зависимость линейна, что часто осуществляется с достаточной точностью, то практически передаточное отношение определяется как приращение перемещения электроконтакта ли ст1рел1ки к приращению измерительного давления. Размерность этого передаточ ного отношения — единица длины, деленная на единицу давления. [c.20]

    Отношение силы к площади, на которую она действует, носит название напряжения. Силы, приложенные к телу, делятся на нормальные, направленные перпендикулярно к поверхности, и тангенциальные, направленные по касательной к этой поверхности. Нормальное напряжение, приложенное ко всей поверхности тела, называется давлением. Размерность напряжения и, соответственно, давления в единицах С05 дин-см -— г см секг . [c.182]

    Деформация — изменение формы тела, вызванное действием приложенных к нему механических сил (внешних сил). Внешние механические силы (вес груза, давление сжатого газа или пружины и т. п.) часто называют нагрузкой. Отношение силы к площади, на которую она действует, носит название напряжения. Силы, приложенные к телу, делятся на нормальные, направленные перпендикулярно К поверхности, и тангенциальные, направленные по касательной к поверхности. Нормальное напряжение, приложенное к поверхности тела, называется давлением. Размерность напряжения и, соответственно, давления в единицах С05 г сж > секг = дин см . [c.247]

    Единица измерения тепловой энергии — джоуль (Дж). Тепловая энергия — наиболее известная форма энергии. Столь же. корошо известны м е х а н и ч е с к а я энергия и ее основные виды потенциальная и кинетическая. Экспериментально установлено, что механическая энергия может быть целиком превращена в такое же количество тепловой энергии. В термодинамике механическая энергия чаще всего расходуется на работу, которая измеряется произведением силы на путь ее действия (расстояние) или произведением давления на объем. В любом из этих случаев размерность работы одинакова, так как давление есть сила, приходящаяся на единицу площади. [c.36]

    Для определения влагосодержания газа можно воспользоваться графиками (рис. 46). На основном графике дапо влаго-содержапие бессернистого природного газа (г/м ) с относительной плотностью А = 0,6 при различных давлениях и температурах. Следует заметить, что кубический метр, входящий в размерность влагосодержания, берется в нормальных (или стандартных) условиях. Разница в 20 °С между стандартными и нормальными условиями не оказывает заметного влияния на влагосодержание газа. На дополнительных графиках даются поправки (на них следует умножать влагосодержание, определенное но основному графику) на относительную плотность газа II с о.лепость воды, в контакте с которой находится газ. [c.137]

    В последующих главах (см. гл. 5, 6) теория размерностей используется при выводе законов распределения давления для неустановив-щейся фильтрации упругой жидкости и газа. [c.33]

    Так же, как в предыдущем случае, проведем анализ размерностей. Искомое распределение давления в пласте зависит от пяти определяющих параметров г, t, х, р , Qg-q/ilnkh), размерности которых следующие  [c.146]

    Отметим, что коэффициент пьезопроводности и определен здесь через проницаемость системы трещин и упругоемкость блоков р параметр т имеет размерность времени и называется временем запаздывания. Этот параметр имеет больщое значение в теории неустановивще-гося движения жидкости в трещиновато-пористой среде он характеризует отставание процесса перераспределения давления в трещиновато-пористой среде по сравнению с пористым пластом с пьезопроводностью и. Это отставание объясняется наличием обмена жидкостью между системой пористых блоков и системой трещин. Время запаздывания т можно записать по-другому т = лРг/Яо = = /V(ax2)  [c.363]

    Система семи размерных параметров (1.117) кроме уже знакомого нам симплекса л =1Лц11Л( позволяет образовать еще два независимых безразмерных комплекса критерий Этвеша, который характеризует отношение сил тяжести и гидростатического давления к силе поверхностного натяжения, [c.41]

    Влияние температуры на выходы ацетилена и этилена уже обсуждалось в разделе Равновесие . Сторч [87] пытался связать конверсию до ацетилена и этилена со средним парциальным давлением метана произведение среднего парциального давления метана на величину конверсии до ацетилена и этилена представлено в виде константы, обладающей размерностью давления и являющейся функцией температуры. Эта константа бьиЕа рассчитана для данных, приведенных в табл, 4. Было рассчитано среднее парциальное давление метана рсщ при условии, что разло-жепие метапа происходит согласно уравнепию (3)  [c.68]

    Вопрос о размерности константы равновесия приобретает большое значение, если учесть, что концентрации могут измеряться не только в молях на литр. Имея дело с газовыми смесями, удобнее вместо их концентраций указывать парциальные давления составляющих гязов (в атмосферах) в этом случае константу равновесия обозначают К . Поскольку численные значения и К ,, вообще говоря, должны различаться, следует точно знать, в каких единицах выражается применяемая в каждом конкретном случае численная константа равновесия. [c.182]

    В табл. 3 и 4 представлены значения удельных сопротивлений фильтрующих материалов (при размерности перепада давления в мм вод. ст., скорости фильтрации в см1час, динамической вязкости в сантипуазах, линей-ных размеров в см). Здесь приводятся численные значения удельных сопротивлений войлоков в несжатом совтоя-нии, которые обозначены через Го. Для войлоков в сжатом состоянии, как они чаще работают, относительное [c.25]

    Концентрация реагирующих веществ выражается в молях на литр (моль/л). Размерность коистаиты Аанного равновесия л /моль. Химическое равновесие между газообразными веществами выражается с помощью парциальных давлений р- реагирующих в газовой среде веществ. В этом случае константа равновесия обозначается.  [c.73]

    Коэффициент зависит, в свою очередь, от геометрических параметров этого устройства. На степень выравнивания потока влияет именно безразмерная величина (коэффициент) сопротивления распределительного устройства, а не абсолютная величина сопротивления, выражающегося в размерных величинах. Следовательно, степень выравнивания не зависит в отдельности ни от скорости потока ни от его плотности, давления, вязкости или других физических свойств жидкости, поскольку и коэффициент сопротивления не зависит от этих параметров в отдельности. Физические свойства могут влиять на степень выравнивания потока только в тех пределах, в которых при этом меняется число Ке, если только оно оказывает влияние на коэффициент сопротивления. Как правило, в промышленных аппаратах это илияние очень невелико, и им можно пренебречь. [c.154]

    В отношении активности, вероятно, впервые вопрос оптимальной пористой структуры катализатора был рассмотрен Боресковым 133]. Анализируя размерности, Боресков пришел к выводу, что при невысоких давлениях оптимальной является неоднородная струн гура, [c.189]

    Размерные цепи, определяющие линейное мертвое пространство, имеют ряд особенностей, отличающих их от прочих линейных размерных цепей. Первая особенность их заключается в том, что они содержат радиальные звенья-зазоры. Одни из звеньев-зазоров выбираются под действием инерционных сил и давления газа то в одну, то в другую сторону. Например, радиальный зазор в сопряжении вкладыщ щатуна—коленчатый вал. [c.152]

    Предположим сначала, что речь идет об идеальном газе, состояние и свойства которого можно характеризовать следующими величинами начальным давлением Рн. температурой газовой постоянной Я и показателем адиабаты к. Заметим, что в термодинамических зависимостях абсолютная температура входит только в виде группы РТ или в виде отношения температур. Поэтому вместо температуры будем рассматривать группу ЯТ, имеющую ту же размерность, что и удельная работа. Скорость звука в условиях всасывания определяется посредством уже названных величин a = УкЯТ ) и может заменять одну из них, например, к в функциональных связях. Точно так же для расчетов легко привлечь начальную плотность газа (Рн = Рн/РТ п) вместо другой величины (например, НТ, ). [c.204]

Единицы измерения давления, теория и онлайн калькуляторы

Задание.3$, давление при этом было равно одой атмосфере ($p_1=1\ атм.$). Какую силу следует приложить к поршню для того чтобы удержать его при смещении?

Решение. В результате перемещения поршня влево появляется избыточное давление на поршень со стороны газа внутри сосуда. Это давление можно компенсировать, если приложит к поршню силу, равную:

\[F=\Delta pS=S\left(p_2-p_1\right)\left(1.1\right),\]

где $p_2$ — давление, которое под поршнем после того как его сдвинули в левую сторону.

Будем считать, что процесс, который проводят в нашей системе, является изотермическим, а газ под поршнем идеальным. Тогда поведение газа подчиняется закону Бойля — Мариотта:

\[p_1V_1=p_2V_2\left(1.2\right),\]

где $V_2$ — давление, которое занимает газ после того, как поршень передвинули. Его можно найти как:

\[V_2=V_1-\Delta lS\ \left(1.3\right).\]

Выразим давление $p_2$ из (1.2), примем во внимание формулу (1.3), имеем:

\[p_2=\frac{p_1V_1}{V_2}=\frac{p_1V_1}{V_1-\Delta lS}\ \left(1.2м}=Н.\]

Ответ. F=32 Н

1. Давление в системе Си имеет размерность: а) кг/см2 б) Н/м2 в) кг/м3 г) Н м2 д) Н 2. Физическая величина, объем (V), определяется по формуле: а) б) в)

а) кг/см2 б) Н/м2

в) кг/м3 г) Н м2 д) Н

2. Физическая величина, объем (V), определяется по формуле:

а) б)

в) г) д)

3. Выражение р1Т2 = р2Т1 (при V = const,

m = const) является:

а) законом Бойля-Мариотта

б) законом Гей-Люссака

в) законом Шарля

г) уравнением Менделеева-Клайперона

д) законом Больцмана

4. При изотермическом процессе в газе не изменяется (при m = const) его

а) давление б) объем

в) температура г) плотность

д) концентрация молекул

5. Как изменится абсолютная температура идеального газа, если при уменьшении его объема в 2 раза давление уменьшилось в 2 раза?

а) уменьшится в 2 раза

б) уменьшится в 4 раза

в) не изменится

г) увеличится в 2 раза

д) увеличится в 4 раза

6. Какой из графиков на рисунке является графиком изобарного процесса идеального газа?

7. Газ массой 16 г при температуре 112 °С и давлении 1 МПа занимает объем 1,6 л. Определите молярную массу газа.

а) 16*10-3 кг/моль б) 4*10-3 кг/моль

в) 8*10-3 кг/моль г) 32*10-3 кг/моль

д) 28*10-3 кг/моль

8. Каково давление воздуха (М = 29*10-3 кг/моль) в камере сгорания дизельного двигателя при температуре 503 °С, если плотность воздуха равна 1,8 кг/м3?

а) 400 кПа б) 4*106 Па

в) 40 кПа г) 4*103 Па д) 40 Па

9. При давлении 105 Па и температуре 17 °С объем воздуха 2 л. При какой температуре воздух займет объем 4 л, если давление его станет 0,6*105 Па?

а) 20 °С б) 37 °С

в) 47°С г) 74 °С д) 85 °С

10 В находится газ при t = 27 °С. Во сколько раз изменится давление газа, если 50% его выйдет из , а температура останется неизменной?

а) не изменится б) уменьшится в 2 раза

в) увеличится в 2 раза г) уменьшится в 4 раза

д) увеличится в 4 раза

11. Масса газа m при давлении p имеет температуру Т. Как изменится объем газа, если при уменьшении давления в 5 раз его температура увеличилась до 2T, при этом 20% газа улетучилось?

а) уменьшится в 2 раза б) не изменится

в) увеличится в 4 раза г) уменьшится в 6 раз

д) увеличится в 8 раз

12. емкостью V = 12 л содержит углекислый газ. Давление газа p = 1 МПа, температура t = 27 °С. Определите массу газа.

а) 0,2 кг б) 0,4 кг

в) 0,8 кг г) 1,2 кг д) 2 кг

13. На рисунке дана изобара для 3 моль идеального газа. Какому давлению соответствует эта изобара?

а) 0,25 Па

б) 2,5*104 Па

в) 2,5 кПа

г) 105 Па

д) 4*103 Па

14. Для того, чтобы абсолютная температура газа при неизменном давлении увеличилась в 2 раза, плотность идеального газа следует:

а) увеличить в 2 раза б) уменьшить в 2 раза

в) увеличить в 4 раза г) уменьшить в 4 раза

д) увеличить в раз

15. Плотность газа p, абсолютная температура Т, молярная масса М. Давление данного газа, выраженное через заданные величины, равно:

а) б)

в) г) д)

16. Изобразите циклический процесс 1→2→3→1 на диаграммах pV и VТ

ФГУП ВНИИОФИ : Всероссийский научно-исследовательский институт оптико-физических измерений

Физическая величина (англ. physical quantity) – 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.

Измеряемая физическая величина (англ. measurand) – физическая величина, подлежащая измерению, измеряемая или измеренная в соответствии с основной целью измерительной задачи.

Размер физической величины – количественная определенность физической величины, присущая конкретному материальному объекту, системе, явлению или процессу.

Значение физической величины (англ. value (of a quantity)) – выражение размера физической величины в виде некоторого числа принятых для нее единиц.

Числовое значение физической величины (англ. numerical value (of a quantity)) – отвлеченное число, входящее в значение величины.

Истинное значение физической величины (англ. true value (of a quantity)) – значение физической величины, которое идеальным образом характеризует в качественном и количественном отношении соответствующую физическую величину. Истинное значение физической величины может быть соотнесено с понятием абсолютной истины. Оно может быть получено только в результате бесконечного процесса измерений с бесконечным совершенствованием методов и средств измерений.

Действительное значение физической величины (англ. conventional true value (of a quantity)) – значение физической величины, полученное экспериментальным путем и настолько близкое к истинному значению, что в поставленной измерительной задаче может быть использовано вместо него.

Физический параметр – физическая величина, рассматриваемая при измерении данной физической величины как вспомогательная. Пример — При измерении электрического напряжения переменного тока частоту тока рассматривают как параметр напряжения. При измерении мощности поглощенной дозы рентгеновского излучения в некоторой точке поля этого излучения напряжение генерирования излучения часто рассматривают как один из параметров этого поля.

Влияющая физическая величина (англ. influence quantity) – физическая величина, оказывающая влияние на размер измеряемой величины и (или) результат измерений.

Система физических величин (англ. system of physical quantities) – совокупность физических величин, образованная в соответствии с принятыми принципами, когда одни величины принимают за независимые, а другие определяют как функции независимых величин. Примечание — В названии системы величин применяют символы величин, принятых за основные. Так система величин механики, в которой в качестве основных приняты длина L, масса М и время Т, должна называться системой LMT. Система основных величин, соответствующая Международной системе единиц (СИ), должна обозначаться символами LMTIQNJ, обозначающими соответственно символы основных величин — длины L, массы М, времени Т, силы электрического тока I, температуры Q, количества вещества N и силы света J.

Основная физическая величина (англ. base quantity) – физическая величина, входящая в систему величин и условно принятая в качестве независимой от других величин этой системы.

Производная физическая величина (англ. derived quantity) – физическая величина, входящая в систему величин и определяемая через основные величины этой системы.

Размерность физической величины (англ. dimension of a quantity) – выражение в форме степенного одночлена, составленного из произведений символов основных физических величин в различных степенях и отражающее связь данной физической величины с физическими величинами, принятыми в данной системе величин за основные с коэффициентом пропорциональности, равным 1.

Показатель размерности физической величины – показатель степени, в которую возведена размерность основной физической величины, входящая в размерность производной физической величины.

Размерная физическая величина – физическая величина, в размерности которой хотя бы одна из основных физических величин возведена в степень, не равную нулю.

Безразмерная физическая величина (англ. dimensionless quantity) – физическая величина, в размерность которой основные физические величины входят в степени, равной нулю. Примечание — Безразмерная величина в одной системе величин может быть размерной в другой системе. Например, электрическая постоянная eо в электростатической системе является безразмерной величиной, а в системе величин СИ имеет размерность dim _eо = L^-3 М^-1 Т⁴ I².

Шкала физической величины – упорядоченная совокупность значений физической величины, служащая исходной основой для измерений данной величины.

Условная шкала физической величины (англ. conventional reference scale; reference — value scale) – шкала физической величины, исходные значения которой выражены в условных единицах. Примечание — Нередко условные шкалы называют неметрическими шкалами.

Уравнение связи между величинами – уравнение, отражающее связь между величинами, обусловленную законами природы, в котором под буквенными символами понимают физические величины. Примечание — Уравнение связи между величинами в конкретной измерительной задаче часто называют уравнением измерений.

Род физической величины – качественная определенность физической величины.

Аддитивная физическая величина – физическая величина, разные значения которой могут быть суммированы, умножены на числовой коэффициент, разделены друг на друга. Пример — К аддитивным величинам относятся длина, масса, сила, давление, время, скорость и др.

Неаддитивная физическая величина – физическая величина, для которой суммирование, умножение на числовой коэффициент или деление друг на друга ее значений не имеет физического смысла.

Вернуться к списку разделов

Тесты по физике начального уровня по теме: «Молекулярная физика» | Тест по физике (10 класс) на тему:

Тест №1 по теме: «Молекулярная физика: единицы измерения»(тест начального уровня)

1. Единицей количества вещества в СИ является:

1. кг
2. моль
3. г
4. кмоль

2. Абсолютная температура измеряется в:

1. °C
2. °F
3. °R
4. К

3. Концентрация частиц идеального газа измеряется в СИ:

1. 1/м3
2. 1/моль
3. 1/л
4. см3

4. Единица измерения равная Дж/(моль•К) соответствует:

1. постоянной Больцмана
2. молярной газовой постоянной
3. постоянной Авогадро
4. удельной энергии

5. В СИ единицей внутренней энергии является:

1. калория
2. джоуль
3. ватт
4. Н•м

6. Из приведенных выражений выберите размерность теплоты, выраженную через основные единицы СИ.

1. 1 кг
2. 1 кг•м/с
3. 1 кг•м/с2
4. 1 кг•м2/с2

7. Что принимается за единицу давления в СИ?

1. Н•м
2. Н/м2
3. 1/м3
4. Н•м2

8. Как называется единица абсолютной влажности в СИ?

1. %
2. м/кг
3. кг/м3
4. это безразмерная величина

9. Постоянная Больцмана в СИ имеет размерность:

1. Дж/кг
2. Дж/К
3. Н/м
4. кг•К

10. Постоянная Авогадро имеет размерность в СИ:

1. 1/моль
2. моль/кг
3. кг/м3
4. кг/м2

Тест №2 по теме: «Молекулярная физика: формулы» (тест начального уровня)

1. Количество вещества ν определяется по формуле:

1. ν = n/NA
2. ν = NA/N
3. ν = N/NA
4. ν = NA/n

2. Массу mo одной молекулы вещества с молярной массой М можно вычислить по формуле:

1. mo = M/NA
2. mo = m/NA
3. mo = M/N
4. mo = m/n

3. Средняя квадратичная скорость хаотического движения молекулы равна:

1. = √(3kT/m)
2. = √(2kT/m)
3. = √(3kT/mo)
4. = √(2kT/mo)

4. Из приведенных ниже формул давлению p идеального газа соответствует:

1. p = NkT
2. p = (2/3)nmo
3. p = (1/3)n
4. p = (2/3)n

5. Изменение длины тела Δl при изменении его температуры от to = 0 °C до t равно:

1. Δl = loαt
2. Δl = lo(1+αt)
3. Δl = loα(t−to)
4. Δl = lo(1+α(t−to))

6. Температурный коэффициент линейного расширения α при изменении длины от lo до l нагретого на Δt тела равен:

1. α = l/(loΔt)
2. α = lo/loΔt
3. α = l−lo/(loΔt)
4. α = lo/(lΔt)

7. Уравнением изотермического процесса для данной массы идеального газа является:

1. p/T = const
2. pV = const
3. V/T = const
4. p = const

8. Идеальный газ участвует в изотермическом процессе. Первый закон термодинамики для этого процесса имеет вид:

1. Q = ΔU + A
2. Q = ΔU
3. Q = A
4. 0 = ΔU + A

9. Для изохорного процесса в идеальном газе первый закон термодинамики имеет вид:

1. Q = ΔU + A
2. Q = ΔU
3. Q = A
4. 0 = ΔU + A

10. Коэффициент полезного действия η цикла Карно равен:

1. (Т1−Т2)/Т2
2. (Т1−Т2)/Т1
3. Т1/(Т1−Т2)
4. Т2/(Т1−Т2)

Тест №3 по теме: «Молекулярная физика: определения понятий»(тест начального уровня)

1. Молекулой вещества называют:

1. наименьшую частичку, которая может быть отделена от этого вещества.
2. мельчайшую частичку вещества, сохраняющую все физические свойства этого вещества.
3. мельчайшую частичку вещества, сохраняющую химические свойства данного вещества.
4. мельчайшую частичку вещества, сохраняющую физические и химические свойства этого вещества.
5. мельчайшую частичку вещества, которая самопроизвольно хаотически движется.

2. Моль — это:

1. количество вещества, все молекулы которого движутся с одинаковыми скоростями.

количество вещества, все молекулы которого одинаковы.

2. количество вещества, содержащее столько молекул, сколько их содержится в 0,012 кг углерода.
3. количество вещества, в котором содержится при любых условиях одно и то же число молекул, равное 6,02×1023.
4. количество вещества, молекулы которого движутся с одинаковыми по модулю, но различными по направлению скоростями.

3. Молярная масса — это:

1. масса всех молекул, входящих в состав данного вещества
2. масса молекул, состоящих из атомов только этого вещества
3. масса молекул углерода, содержащихся в 0,012 кг
4. масса всех молекул данного вещества
5. масса одного моля вещества

4. Количество молекул в веществе зависит от:

1. молекулярной массы вещества
2. плотности и объема вещества
3. массы молекул этого вещества
4. количества вещества
5. кинетической энергии поступательного движения молекул этого вещества

5. Количество теплоты — это:

1. энергия поступательного движения молекул идеального газа
2. энергия взаимодействия молекул газа при постоянном движении
3. внутренняя энергия любого тела при постоянной температуре
4. часть внутренней энергии, которая передается при теплообмене
5. внутренняя энергия, которая не появляется и не исчезает бесследно

6. Пределом прочности называют:

1. механическое напряжение, вызывающее деформации
2. силу, вызывающую пластичную деформацию
3. механическое напряжение, при котором деформируется кристаллическая решетка
4. минимальное механическое напряжение, приводящее к разрушению
5. силу, модуль которой больше модуля силы упругости

7. Изотермический процесс — это:

1. процесс, протекающий с постоянной массой газа, ограниченного жесткими стенками сосуда
2. процесс, протекающий в газе, химический состав которого не изменяется
3. процесс, протекающий в газе при низком давлении
4. процесс, протекающий в газе неизменной массы и неизменной молярной массы при неизменяющейся температуре
5. процесс, протекающий при постоянных термодинамических параметрах (p, V, Т)

8. Относительной влажностью называется:

1. количество водяных паров находящихся в воздухе в данном объеме при данной температуре
2. отношение абсолютной влажности к тому количеству водяного пара которое необходимо для насыщения 1 м3 воздуха при нормальных условиях
3. отношение абсолютной влажности к тому количеству водяного пара которое необходимо для насыщения 1 м3 воздуха при данной температуре
4. количество водяного пара, содержащегося в 1 м3 воздуха
5. затрудняюсь ответить

9. Температура, при которой пар находящийся в воздухе становится насыщенным называется:

1. точкой Кюри
2. точкой росы
3. точкой влажности
4. точкой насыщения
5. затрудняюсь ответить

10. Невозможно построить такую циклически действующую тепловую машину, вся деятельность которой сводилась бы только к совершению механической работы и соответствующему охлаждению нагревателя. Эта формулировка второго начала термодинамики предложена:

1. Клаузиусом
2. Джоулем
3. Карно
4. Томсоном
5. затрудняюсь ответить

Тест №4 по теме: «Молекулярная физика: основные понятия» (тест начального уровня)

1. При кристаллизации температура вещества:

1. увеличивается
2. уменьшается
3. не изменяется
4. равна 0 °С

2. При конденсации температура вещества:

1. увеличивается
2. уменьшается
3. не изменяется
4. равна 0 °С

3. При плавлении внутренняя энергия вещества:

1. не изменяется
2. увеличивается
3. уменьшается
4. равна 0 °С

4. При парообразовании внутренняя энергия вещества:

1. не изменяется
2. увеличивается
3. меньшается
4. равна нулю

5. Плотность насыщенного пара при увеличении его объема:

1. уменьшается
2. увеличивается
3. не изменяется
4. сначала не изменяется, а затем уменьшается

6. Плотность насыщенного пара при уменьшении его объема:

1. увеличивается
2. уменьшается
3. не изменяется
4. сначала не изменяется, а затем увеличивается

7. С увеличением относительной влажности воздуха разность показаний термометров психрометра:

1. увеличивается
2. уменьшается
3. не изменяется
4. становится равной нулю

8. С уменьшением относительной влажности воздуха разность показаний термометров психрометра:

1. увеличивается
2. уменьшается
3. не изменяется
4. становится равной нулю

9. При полном несмачивании поверхности жидкостью краевой угол θ равен:

1. π
2. π/2
3. 0
4. 3π/2

10. Высота уровня смачивающей жидкости в капилляре диаметром d отличается от высоты уровня в широком сосуде на величину h, равную:

1. h = σ/2ρgd
2. h = σ/ρgd
3. h = 2σ/ρgd
4. h = 4σ/ρgd

Тест №5 по теме: «Молекулярная физика: законы» (тест начального уровня)

1. Объем данного количества газа при постоянной температуре обратно пропорционален его давлению.

1. закон Шарля
2. закон Бойля-Мариотта
3. закон Гей-Люссака
4. закон Дальтона

2. При постоянном давлении, для постоянной массы идеального газа справедлив закон:

1. закон Шарля
2. закон Бойля-Мариотта
3. закон Гей-Люссака
4. закон Дальтона

3. Три макропараметра (давление, объем и температура) для 1 моля вещества связаны законом:

1. Шарля
2. Бойля-Мариотта
3. Менделеева-Клапейрона
4. Клапейрона

4. Для смеси химически не взаимодействующих газов, для определении их общего объема применим закон:

1. закон Шарля
2. закон Бойля-Мариотта
3. закон Гей-Люссака
4. закон Дальтона

5. В замкнутой системе тел алгебраическая сумма количеств теплоты, отданных и полученных всеми телами, участвующих в теплообмене, равна нулю. Это формулировка:

1. первого закона термодинамики
2. второго закона термодинамики
3. третьего закона термодинамики
4. уравнения теплового баланса

6. Количество теплоты, сообщенное системе, расходуется на увеличение ее внутренней энергии и на работу, совершаемую системой против внешних сил. Это формулировка:

1. первого закона термодинамики
2. второго закона термодинамики
3. третьего закона термодинамики
4. уравнения теплового баланса

7. Изменение внутренней энергии системы равно сумме сообщенного ей количества теплоты и работы, произведенной над системой внешними силами. Это формулировка:

1. первого закона термодинамики
2. второго закона термодинамики
3. третьего закона термодинамики
4. уравнения теплового баланса

8. В природе невозможен такой циклический процесс, единственным результатом которого было бы превращение теплоты, получаемой системой от нагревателя или окружающей среды в работу. Это формулировка:

1. первого закона термодинамики
2. второго закона термодинамики
3. третьего закона термодинамики
4. уравнения теплового баланса

9. Из всех циклических процессов в термодинамике, идущих при данной минимальной и максимальной температурах, наибольшим коэффициентом полезного действия обладает цикл Карно. Это формулировка:

1. первая теорема Карно
2. вторая теорема Карно
3. третий закон термодинамики
4. первый закон термодинамики

10. Третьему началу термодинамики соответствует следующая формулировка:

1. Изменение внутренней энергии системы равно сумме сообщенного ей количества теплоты и работы, произведенной над системой внешними силами.
2. Из всех циклических процессов в термодинамике, идущих при данной минимальной и максимальной температурах, наибольшим коэффициентом полезного действия обладает цикл Карно.
3. Количество теплоты, сообщенное системе, расходуется на увеличение ее внутренней энергии и на работу, совершаемую системой против внешних сил.
4. Абсолютный нуль температуры недостижим; к нему можно лишь асимптотически приближаться.

единиц давления СИ | Введение в химию

Цель обучения

• Распознавать взаимосвязь между производными и базовыми единицами СИ

Ключевые моменты

• Международная система единиц (СИ) является основой современной метрической системы. Все единицы СИ могут быть производными от семи основных единиц СИ.
• Диапазоны конкретных единиц обозначаются положительными или отрицательными числами, кратными степени десяти (например,грамм. 10 ² , 10 ^-2 и др.).
• Давление — эффект силы, приложенной к поверхности — является производной единицей, полученной путем объединения основных единиц.
• Единицей давления в системе СИ является паскаль (Па), определяемый как сила, равная одному Ньютону на квадратный метр.
• Преобразование между атм, Па и торр выглядит следующим образом: 1 атм = 101325 Па = 760 торр.
• Стандартизированная система префиксов указывает доли и кратные метрические единицы (например, милли-, мега-).

Условия

• барометрический прибор для измерения атмосферного давления
• Давление — величина силы, приложенной к данной области, разделенная на ее размер.
• паскалин в Международной системе единиц, производная единица давления и напряжения, равная одному ньютону на квадратный метр; символ: Pa
• Ньютон в Международной системе единиц, производная единица силы; сила, необходимая для ускорения массы в один килограмм на один метр в секунду в секунду; символ: N
• Международная система единиц — основа метрической системы; SI, от французской Système international d’unités; метрические измерения производятся от семи основных единиц и кратных десяти

Единицы СИ

Международная система единиц (сокращенно SI от французского Système International d’Unités) является основой метрической системы.СИ была создана в 1960 году и основана на системе метр-килограмм-секунда, а не на системе сантиметр-грамм-секунда. Единицы делятся на два класса: базовые единицы и производные единицы. Существует семь основных единиц, каждая из которых представляет собой физическую величину разного типа.

Базовые единицы СИ Семь основных единиц СИ.

Производные единицы

Производные единицы не ограничены по количеству и образуются путем умножения и деления семи основных единиц и других производных единиц; Например, производная единица скорости в системе СИ — метр в секунду, м / с.{-2} [/ латекс]

В химии более принято выражать давление в атмосферных единицах или торр:

1 атм = 101325 Па = 760 торр [латекс] \ приблизительно [/ латекс] 760 мм рт. Ст.

Торр и миллиметры ртутного столба (мм рт. Ст., Определяемые как разница в один миллиметр в высоте ртутного барометра при 0 ° C) почти эквивалентны. Еще одна единица измерения давления, используемая в метеорологии, — это бар:

.

1 бар = 105 Н / м ² = 750,06 торр = 0,987 атм.

Поскольку измеряемые величины могут иметь такой широкий диапазон, была установлена ​​стандартизированная система префиксов.

Стандартные префиксы для единиц СИ К имени единицы может быть добавлен префикс для описания кратной исходной единицы.

Это позволяет нам легко записывать очень маленькие и очень большие числа, такие как 1 мПа (миллипаскаль, 10 ^-3 ) или 1 ГПа (гигапаскаль, 10 ⁹ , e.).

Давление может быть представлено множеством различных единиц и префиксов. При выполнении расчетов давления важно убедиться, что все размеры указаны в одной системе единиц.

Пример 1

В данный день атмосферное давление составляет 770 мм рт.Какое давление в паскалях?

[латекс] \ text {770 мм рт. Ст.} \ Times \ frac {\ text {101,3 Па}} {\ text {760 мм рт. Ст.}} = \ Text {102,6 Па} [/ латекс]

Давление 102,6 Па.

Давление газа: основы — YouTube Что означает давление? Как возникает давление газа? Как можно измерить давление? манометр барометр мм рт. ст. атм кПа единицы кинетическая молекулярная теория

Показать источники

Boundless проверяет и курирует высококачественный контент с открытой лицензией из Интернета.Этот конкретный ресурс использовал следующие источники:

1.3: Единицы и размеры — Chemistry LibreTexts

Навыки для развития

Убедитесь, что вы полностью понимаете следующие важные идеи, представленные выше. Особенно важно знать точное значение всех терминов, выделенных курсивом в контексте этой темы.

• Опишите названия и сокращения базовых единиц СИ и десятичных префиксов СИ .
• Определите литр и метрическую тонну в этих единицах.
• Объясните значение и использование единиц измерения ; заявить габариты объем .
• Укажите величины, которые необходимы для определения температурной шкалы , и покажите, как они применяются к температурным шкалам Цельсия, Кельвина, и Фаренгейта .
• Объясните, как работает барометр Торричеллиана .

Вы когда-нибудь оценивали расстояние, «сойдя с него», то есть подсчитав количество шагов, необходимых для прохождения определенного расстояния? Или, возможно, вы использовали ширину руки или расстояние от локтя до кончика пальца, чтобы сравнить два измерения. Если да, то вы участвовали в том, что, вероятно, является первым видом измерения, когда-либо проводившимся первобытным человечеством. Результаты измерения всегда выражаются в некоторой шкале , которая определяется в терминах определенного вида блока .Первые шкалы расстояний, вероятно, были связаны с человеческим телом либо напрямую (длина конечности), либо косвенно (расстояние, которое человек мог пройти за день).

Весы и единицы

По мере развития цивилизации появилось множество разнообразных измерительных шкал, многие из которых рассчитаны на одну и ту же величину (например, длину), но адаптированы к определенным видам деятельности или профессии. В конце концов стало очевидно, что для того, чтобы торговля и коммерция были возможны, эти шкалы должны быть определены в терминах стандартов, которые позволили бы проверять меры, и, если они выражены в различных единицах (например, бушели и пики), быть соотнесенными или преобразованными.

На протяжении веков сотни единиц измерения и шкал были разработаны во многих цивилизациях, которые достигли некоторых грамотных способов их записи. Некоторые из них, например те, которые использовались ацтеками, вышли из употребления и были в значительной степени забыты, поскольку эти цивилизации вымерли. Другие единицы, такие как различные системы измерения, разработанные в Англии, достигли известности благодаря расширению Империи и широкой торговле; многие из них были ограничены конкретными профессиями или отраслями.Приведенные здесь примеры — это лишь некоторые из тех, которые использовались для измерения длины или расстояния. История измерительных устройств дает увлекательное отражение в истории промышленного развития.

Самым влиятельным событием в истории измерений, несомненно, была Французская революция и последовавшая за ней Эра рациональности. Это привело непосредственно к метрической системе, которая попыталась избавиться от сбивающего с толку множества шкал измерений, сведя их к нескольким фундаментальным шкалам, которые можно было комбинировать для выражения любого вида величины.Метрическая система быстро распространилась по большей части мира, и в конечном итоге даже в Англии и остальной части Великобритании, когда эта страна установила более тесные экономические связи с Европой во второй половине 20-го века. Соединенные Штаты в настоящее время являются единственной крупной страной, в которой «метрикация» не достигла большого прогресса в ее собственном обществе, вероятно, из-за ее относительной географической изоляции и динамично развивающейся внутренней экономики.

Наука, будучи поистине международным направлением, очень рано применила метрические измерения; инженерные и связанные с ними технологии не спешили вносить это изменение, но постепенно делают это.Однако даже в рамках метрической системы для измерения одной и той же фундаментальной величины использовалось множество единиц; например, энергия может быть выражена в метрической системе в единицах эрг, электрон-вольтах, джоулях и двух видах калорий. Это привело в середине 1960-х годов к принятию более базового набора единиц, единиц Systeme Internationale ( SI ), которые теперь признаны стандартом для науки и, все чаще, для всех технологий виды.

Базовые единицы СИ

В принципе, любая физическая величина может быть выражена только с помощью семи базовых единиц . Каждый базовый блок определяется стандартом, который описан на веб-сайте NIST.

Стоит отметить несколько особенностей некоторых из этих устройств:

• Базовая единица массы уникальна тем, что в нее встроен десятичный префикс (см. Ниже); то есть это не грамм , как можно было ожидать.
• Базовая единица времени — единственная неметрическая единица. Многочисленные попытки сделать это так и не увенчались успехом; мы по-прежнему придерживаемся системы 24:60:60, унаследованной от древних времен. (Древние египтяне около 1500 г. до н.э. изобрели 12-часовой рабочий день, а часть 60:60 является остатком системы основания-60, которую шумеры использовали для своих астрономических расчетов около 100 г. до н.э.)
• Особый интерес для химии представляет моль , основная единица для выражения количества вещества .{23} \)) ничего.

Десятичные префиксы

SI

Из-за широкого диапазона значений, которые могут иметь величины, давно стало практикой использовать префиксы, такие как милли и мега, для обозначения десятичных дробей и кратных метрических единиц. В рамках стандарта SI эта система была расширена и формализована.

Для получения более полной таблицы см. Страницу NIST о префиксах SI

Единицы, не относящиеся к системе СИ

Существует категория единиц, которые являются «почетными» членами СИ в том смысле, что их можно использовать вместе с базовыми единицами, определенными выше.{–27} \, кг \ nonumber \]

Большинство физических величин, с которыми мы действительно имеем дело в науке, а также в нашей повседневной жизни, имеют собственные единицы: объем, давление, энергия и электрическое сопротивление — лишь некоторые из сотен возможных примеров. Однако важно понимать, что все это можно выразить в терминах основных единиц СИ; следовательно, они известны как производных единиц .

Фактически, большинство физических величин можно выразить через одну или несколько из следующих пяти основных единиц:

Рассмотрим, например, единицу объема , которую мы обозначим как V.3 \]

Таким образом, единицами измерения объема будут м ³ (в системе СИ) или см ³ , фут ³ (английский язык) и т. Д. Более того, любая формула, которая вычисляет объем, должна содержать в себе L ³ измерение; таким образом, объем сферы равен 4/3 π r ³ .

Рассмотрим, например, единицу объема, которую мы обозначаем как V. Чтобы измерить объем прямоугольной коробки, нам нужно умножить длины, измеренные по трем координатам: V = x · y · z Мы говорим, поэтому , этот том имеет размеры в кубе: тусклый.V = L ³ Таким образом, единицы объема будут: m ³ (в системе СИ) или cm ³ , ft ³ (английский язык) и т. Д. Более того, любая формула, которая вычисляет объем, должна содержать в себе размер L ³ ; таким образом, объем сферы составляет 4/3 πr ³ .

Пример \ (\ PageIndex {1} \): единицы энергии

Найдите измерения энергии.

Решение

Когда над телом совершается механическая работа, его энергия увеличивается на количество проделанной работы, поэтому эти две величины эквивалентны, и мы можем сосредоточиться на работе.Последний является произведением силы, приложенной к объекту, и расстояния, на которое он перемещается. Согласно закону Ньютона сила — это произведение массы и ускорения, а последнее — это скорость изменения скорости, обычно выражаемая в метрах в секунду в секунду. Объединение этих величин и их размеров дает результат, показанный здесь.

Единицы и их диапазоны в химии

В этом разделе мы рассмотрим некоторые из величин, которые широко используются в химии, и единицы, в которых они обычно выражаются.При этом мы также рассмотрим фактический диапазон значений, которые могут принимать эти величины, как в природе в целом, так и в рамках того подмножества природы, которое обычно используется в химии. При рассмотрении различных единиц измерения интересно отметить, что их значения устанавливаются близко к тем, которые встречаются в повседневном человеческом опыте

.

Масса и вес

Эти две величины часто путают. Хотя они часто используются как синонимы в неформальной речи и письме, они имеют разные размеры: вес — сила , приложенная к массе местным гравитационным полем:

\ [f = m a = m g \]

, где г, — ускорение свободного падения.Хотя номинальное значение последней величины составляет 9,80 м / с ^–2 у поверхности Земли, ее точное значение варьируется в зависимости от местности. Поскольку это сила, единица измерения веса в системе СИ — это ньютон , но обычной практикой (за исключением уроков физики!) Является использование терминов «вес» и «масса» как взаимозаменяемые, поэтому единицы килограмм и грамм приемлемы почти во всех обычных лабораторных условиях.

Рис. 1. Обратите внимание, что на этой и последующих диаграммах числовая шкала представляет собой логарифм показанного числа.Например, масса электрона 10 ^–30 кг.

Диапазон масс составляет 90 порядков, больше, чем у любой другой единицы. Диапазон, с которым обычно имеет дело химия, значительно расширился с тех пор, как микрограмм был почти невероятно малым количеством материала для обработки в лаборатории; этот нижний предел теперь упал до атомарного уровня с развитием инструментов для прямого управления этими частицами. Верхний уровень отражает самые большие массы, которые обрабатываются в промышленных операциях, но в недавно разработанных областях геохимии и химии окружающей среды диапазон может быть расширен до бесконечности.Потоки элементов между различными регионами окружающей среды (например, от атмосферы к океанам) часто указываются в тераграммах.

Длина

Химики обычно работают в умеренно-небольшом диапазоне расстояний. Те, кто живет в лилипутском мире кристаллических и молекулярных структур и атомных радиусов, находят пикометр удобной валютой, но все еще можно встретить более старую несистемную единицу, называемую Ангстрем , используемую в этом контексте; 1Å = 10 ^–10 м = 100 пм.Нанотехнологии, ярость нынешней эпохи, также обитают в этой сфере. Самые большие полимерные молекулы и коллоиды определяют верхнюю границу диапазона твердых частиц; помимо этого, в обычном мире работы в лаборатории обычно правят сантиметр и иногда миллиметр .

Время

Для людей время движется за счет биения сердца; Помимо этого, именно движение нашей планеты отсчитывает часы, дни и годы, которые в конечном итоге определяют нашу жизнь.Если оставить позади несколько тысяч лет истории, эти значения в несколько десятков лет, которые являются достоянием таких областей, как эволюционная биология, геология и космология, перестают нести для нас какой-либо реальный смысл. Возможно, поэтому так много людей не очень склонны принимать их достоверность.

Большая часть того, что на самом деле происходит в лабораторной пробирке, работает в гораздо более коротком временном масштабе, хотя нет предела тому, насколько медленной может быть реакция; верхние пределы тех, кого мы можем непосредственно изучать в лаборатории, частично определяются тем, как долго аспирант может ждать, прежде чем перейти к оплачиваемой работе.Глядя на микроскопический мир самих атомов и молекул, шкала времени снова переносит нас в нереальный мир, где числа имеют тенденцию терять свое значение. Вы можете получить некоторое представление о продолжительности наносекунды, заметив, что это примерно то, сколько времени требуется лучу света, чтобы пройти между двумя вытянутыми руками. В некотором смысле материальные основы самой химии определяются временем: ни новый элемент, ни молекула не могут быть распознаны как таковые, если они не просуществуют достаточно долго, чтобы сделать его «картину» путем измерения ее отличительных свойств.

Температура

Температура, мера тепловой интенсивности, охватывает самый узкий диапазон любой из основных единиц измерения, установленного химиком. Причина этого связана со значением температуры как меры интенсивности тепловой кинетической энергии. Химические изменения происходят, когда атомы объединяются в новую структуру, и слабость этих движений останавливает большую часть химии по мере приближения к абсолютному нулю. В верхней части шкалы тепловые движения становятся достаточно сильными, чтобы превращать молекулы в атомы и, в конечном итоге, как в звездах, отрывать электроны, оставляя практически безреакционную газообразную жидкость или плазму из голых ядер (ионов) и электроны.

Все мы знаем, что температура выражается в градусах. Мы часто забываем, что градус на самом деле представляет собой приращение температуры на , фиксированную долю расстояния между двумя определенными контрольными точками на шкале температур .

Давление

Давление — это мера силы , приложенной к единице площади поверхности. Таким образом, его единицами СИ являются ньютоны на квадратный метр, но мы так часто используем давление, что обычно используется производная единица СИ, паскаль :

1 Па = 1 Н · м ^–2

Понятие давления впервые появилось в связи с исследованиями, касающимися атмосферы и вакуума, которые были впервые проведены в 17 веке.Молекулы газа находятся в состоянии постоянного теплового движения, движутся по прямым линиям до тех пор, пока не столкнутся со столкновением, в результате которого пары молекул обмениваются импульсом и отправляются в другие направления. Это приводит к полностью случайному распределению молекулярных скоростей как по скорости, так и по направлению — или это было бы в отсутствие гравитационного поля Земли, которое оказывает крошечную направленную вниз силу на каждую молекулу, давая движению в этом направлении очень небольшое преимущество. В обычном контейнере этот эффект слишком мал, чтобы быть заметным, но в очень высоком столбе воздуха эффект складывается: молекулы в каждом вертикальном слое испытывают больше ударов, направленных вниз, чем те, что находятся над ним.Результирующая сила быстро рандомизируется, что приводит к увеличению давления в этом слое, которое затем распространяется вниз в нижележащие слои.

На уровне моря общая масса моря воздуха, давящего на каждый 1 см ² поверхности, составляет около 1034 г, или 10340 кг м ^–2 . Сила (вес), которую гравитационное ускорение g Земли оказывает на эту массу, равна

.

f = мА = мг = (10340 кг · м ^-2 ) (9.5 п. \]

Фактическое давление на уровне моря зависит от атмосферных условий, поэтому принято определять стандартное атмосферное давление как 1 атм = 1,01310 ⁵ Па или 101 кПа. Хотя стандартная атмосфера не является единицей СИ, она по-прежнему широко используется. В метеорологии часто используется бар , ровно 1.000 × 10 ⁵ = 0,967 атм.

Барометр

В начале 17 века итальянский физик и математик Евангалисто Торричелли изобрел прибор для измерения атмосферного давления.Барометр Torricellian состоит из вертикальной стеклянной трубки, закрытой сверху и открытой снизу. Он наполняется жидкостью, традиционно ртутью, а затем переворачивается, а его открытый конец погружается в емкость с той же жидкостью. Уровень жидкости в трубке будет падать под собственным весом до тех пор, пока направленная вниз сила не уравновесится вертикальной силой, переданной гидростатически колонне направленной вниз силой атмосферы, действующей на поверхность жидкости в открытом контейнере.Торричелли также был первым, кто осознал, что пространство над ртутью представляет собой вакуум, и ему приписывают то, что он первым создал вакуум.

Одна стандартная атмосфера будет поддерживать столб ртути высотой 76 см, поэтому «миллиметр ртутного столба», теперь более известный как торр , долгое время был общепринятой единицей давления в науке: 1 атм = 760 торр.

единиц и размеров

единиц и размеров

2.1 ЕДИНИЦЫ И РАЗМЕРЫ

Измеренная или подсчитанная величина имеет числовое значение
(2.47) и блок , (все, что есть 2,47). Это полезно в
большинство инженерных расчетов — и они необходимы во многих — для написания обоих
значение и единица измерения каждой величины, фигурирующей в уравнении:

2 фута, 1/3 секунды, 4,29 мили,
6 помидоров, …

Размер — это свойство, которое можно измерить,
таких как длина, время, масса или температура, или вычисляется путем умножения
или разделение других параметров, таких как длина / время
(скорость), длина ³ (объем) или масса / длина ³
(плотность).Измеримые единицы (в отличие от счетных единиц) специфичны.
значения размеров, определенные в соответствии с соглашением, обычаем или законом,
например, граммы для массы, секунды для времени, сантиметры или футы для длины,
и так далее.

Единицы можно рассматривать как алгебраические переменные, когда
количества складываются, вычитаются, умножаются или делятся. Числовой
значения двух величин могут быть добавлены или вычтены, только если единицы измерения
то же:

3 фута — 1 фут = 2 фута (3x — x = 2x)

но

3 фута — 1 дюйм.(или 1 сек) =? (3x — y
знак равно

С другой стороны, числовых значений и соответствующих им единиц
всегда можно объединить умножением или делением:

2.2 ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЕДИНИЦ

Измеренная величина может быть выражена через
любые блоки подходящего размера. Определенная скорость для
например, может быть выражено в футах в секунду,
миль / час,
см / год
или любое другое отношение единицы длины к единице времени.Числовое значение
скорости естественно зависит от выбранной единицы.

Эквивалентность двух выражений данного
количество может быть определено как соотношение:

Соотношения вида уравнений
2.2-1. 2. и 3 известны как коэффициенты преобразования .

Для преобразования количества, выраженного в единицах
единицы на ее эквивалент, выраженный в другой единице, умножьте данное количество
на коэффициент пересчета (новая единица / старая
единица измерения).Например, чтобы преобразовать 36 дюймов в их эквивалент в футах,
записывать

(Обратите внимание, как старые отряды отменяются, оставляя желаемый отряд.) Альтернатива
прочь, чтобы написать это уравнение, означает использовать вертикальную линию вместо умножения
символ

Проведение единиц в расчетах данного типа
— лучший способ избежать распространенной ошибки размножения, когда вы
значит делить и наоборот.В данном примере результат известен
чтобы быть правильным, потому что дюймы уравновешиваются, оставляя только ноги слева
сторона, тогда как

явно ошибочен. (Точнее, это не то, что вы рассчитывали.)

Если вам дано количество, имеющее составную единицу
(например, миль / час, калорий на грамм ° C),
и вы хотите преобразовать его в эквивалент с точки зрения другого набора
единиц, составьте уравнение размеров : запишите количество и его
единиц слева напишите единицы коэффициентов пересчета, которые отменяют
старые блоки и замените их на нужные, затем введите значения
коэффициентов пересчета и выполнить указанные арифметические операции
найти желаемое значение.(См. Пример 2.2-1.)

ТЕСТИРОВАТЬ СЕБЯ

1. Что такое коэффициент преобразования?

2. Какой коэффициент преобразования для s / min
(s = второй)?

3. Какой коэффициент преобразования для мин. ² / с ² ?
(См. Уравнение 2.2-3.)

4. Какой коэффициент пересчета для футов ³ / дюйм. ³ ?

ТАБЛИЦА 2.3-1. SI
и Единицы CGS

2.3 СИСТЕМА АГРЕГАТОВ

Система единиц состоит из следующих компонентов:

1. Базовые единицы , или единицы измерения массы, длины, времени,
температура,

электрического тока и силы света.
2. Несколько единиц , которые определяются как кратные или дробные части
базовых единиц, таких как

минут, часов и миллисекунд, все из которых
определяется с точки зрения базы

единиц секунды. Для
удобство, а не

необходимость: просто удобнее ссылаться
до 3 лет, чем до 94 608 000

секунд.

3. Производные единицы , полученные одним из двух способов:

(а) Умножением и делением
основание или несколько единиц (см ² , фут / мин,
кг
· М / с ² ,

и Т. Д.). Производные единицы этого типа называются составными единицами.

(b) По определению эквиваленты
составные единицы (например, 1 эрг = 1 г
· См / с ² , 1 фунтов _f
знак равно

32,174 фунта _м · фут / с ² ).

В 1960 году международная конференция сформулировала
система метрических единиц, которая быстро получает признание в научных кругах.
и инженерное сообщество.Он известен как «Международная система объединений».
или система SI для краткости. Две базовые единицы системы СИ
— ампер для электрического тока и кандела для силы света
— не будет касаться нас в этой книге. Третий, градус Кельвина для температуры,
будет обсуждаться позже. Остальные — метр (м) для длины, килограмм.
(кг) для массы, а секунда (-ы) для времени.

Префиксы единиц измерения используются в системе СИ для обозначения
степени десяти.наиболее распространенные из этих префиксов и их сокращения
мега (М) для 10 ⁶ (1 мегаватт = 1 МВт
= 10 ⁶ Вт), килограмм (k) для 10 ³ ,
санти (с) для 10 ^-2 , милли (м) для 10 ^-3 ,
микро (µ) для 10 ^-4 и нано (n)
для 10 ^-9 . Коэффициенты преобразования между,
скажем, сантиметры и метры составляют 10 ^-2 м / см
и 10 ² см / м. Главный
Единицы и префиксы СИ приведены в таблице 2.3-1.

В системе СИ используются пробелы, а не запятые.
при написании больших чисел: например, 34 607 вместо 34 607. Мы будем использовать
это обозначение по всему тексту.

Система CGS практически идентична
Система СИ, принципиальная разница в том, что граммы (г) и сантиметры
(см) используются вместо килограммов и метров в качестве основных единиц массы.
и длина. Основные блоки системы CGS представлены в таблице.
2.3-1.

Базовые блоки американской инженерной системы
соток
фут (фут) для длины, фунт-масса (фунт _м )
для массы, а секунды для времени. У этой системы есть две основные трудности.
связанные с ним. Первый — это наличие коэффициентов пересчета (например,
как 1 фут / 12 дюймов), что, в отличие от
числа в метрической системе не кратны десяти; второй, в котором
что делать с единицей силы, обсуждается в следующем разделе.

Коэффициенты перевода из одной системы единиц в
другой может быть получен путем взятия соотношений количеств, перечисленных в таблице.
на внутренней стороне обложки этой книги. Большая таблица коэффициентов пересчета
находится на внутренней стороне задней обложки Справочника инженеров-химиков ¹ ,
и еще одна таблица дана на стр. 1-24–1-27 справочника Handbook .

ТЕСТИРОВАТЬ СЕБЯ

1. Какие факторы (числовые значения и единицы измерения) необходимы для
конвертировать

(a) метры в миллиметры?

(b) наносекунды в секунды?

(c) квадратных сантиметров в квадрат
метров?

(d) кубических футов в кубические метры?

(e) лошадиных сил в British Thermal
Единиц в секунду?

2.Какая производная единица измерения скорости в системе СИ? В
Система CGS? Американская инженерная система?

_____________________

¹ R.H.
Перри и К. Х. Чилтон, ред., Справочник инженеров-химиков , 5-е
Издание McGraw-Hill, Нью-Йорк (1973).

Fluid Mechanics — британские единицы измерения и размеры в системе СИ

Fluid Mechanics — размеры в британской системе мер и единицах SI

Engineering ToolBox — ресурсы, инструменты и основная информация для проектирования и проектирования технических приложений!

— search — самый эффективный способ навигации по Engineering ToolBox!

Британская (USCS) и терминология единиц измерения и единиц измерения в механике жидкости

Механика жидкости в системе

• Имперская система или USCS — обычные единицы США
• Международная система единиц — система СИ

2

T

Высота

футов

9017

Расход агрегата

Па с

• L — длина
• F — fo rce
• T — время

Связанные темы

Связанные документы

Поиск тегов

• en: размеры единицы британские si uscs

Поиск в Engineering ToolBox

— поиск — самый эффективный способ навигации по Engineering ToolBox!

Перевести эту страницу на

О Engineering ToolBox!

Мы не собираем информацию от наших пользователей.В нашем архиве хранятся только письма и ответы. Файлы cookie используются в браузере только для улучшения взаимодействия с пользователем.

Некоторые из наших калькуляторов и приложений позволяют сохранять данные приложений на локальном компьютере. Эти приложения — из-за ограничений браузера — будут отправлять данные между вашим браузером и нашим сервером. Мы не сохраняем эти данные.

Google использует файлы cookie для показа нашей рекламы и обработки статистики посетителей. Пожалуйста, прочтите Условия использования Google для получения дополнительной информации о том, как вы можете контролировать показ рекламы и собираемую информацию.

AddThis использует файлы cookie для обработки ссылок на социальные сети. Пожалуйста, прочтите AddThis Privacy для получения дополнительной информации.

Цитирование

Эту страницу можно цитировать как

• Engineering ToolBox, (2005). Механика жидкости — размеры в британской системе и системе СИ . [онлайн] Доступно по адресу: https://www.engineeringtoolbox.com/terminology-units-d_963.html [день доступа, пн. год].

Изменить дату доступа.

. .

закрыть

Научный онлайн-калькулятор

2 12

.

Введение в единицы измерения и размер

Введение

Все физические величины задаются несколькими фундаментальными величинами или их комбинациями. Единицы таких фундаментальных величин называются базовыми единицами, а их комбинации — производными. Система, в которой длина, масса и время приняты в качестве основных величин и из которой получены единицы других величин, называется абсолютной системой единиц.

Размер:

Измерение — это мера, с помощью которой физическая переменная выражается количественно.

Единица:

Единица — это особый способ привязки числа к количественному измерению.

Измеренные физические свойства имеют базовое измерение, в котором они измеряются. Для измерения этого измерения может использоваться множество единиц. Лучше всего это показать на примере. Толщина объекта имеет размерность длины. Длина может быть измерена в широком диапазоне единиц, включая дюймы, футы, ярды, метры, километры, микрометры, единицы Ангстрема, фарлонги, сажени, световые годы и многие другие.Однако толщину объекта нельзя измерить в килограммах. Это потому, что килограмм — это единица измерения величин, имеющих фундаментальное измерение массы.

Выбор единиц измерения для конкретного измерения является вопросом условности или удобства. Однако какие бы единицы вы ни использовали, они должны соответствовать правильному размеру физической величины.

Системы единиц обычно начинают с произвольных определений единицы для основных измерений.Обычно такими основными параметрами являются масса, длина, время, электрический заряд и температура. Как только эти единицы выбраны для фундаментальных измерений, единицы для других физических величин могут быть определены из физических соотношений между величинами, имеющими фундаментальные единицы. Например, скорость определяется как расстояние, разделенное на время. Таким образом, размерность скорости должна быть длиной / временем. Точно так же размеры ускорения, найденные как скорость, разделенная на время, должны быть длиной / временем ² , а размеры силы могут быть найдены из второго закона Ньютона: сила равна массе, умноженной на ускорение.Это дает размеры силы как размерность массы, умноженную на размерность ускорения, или (массу), умноженную на (длину), деленную на (время). Символы M, L и T обычно используются для обозначения размеров массы, длины и времени соответственно.

Мы можем продолжить в том же духе. Давление — сила на единицу площади; он должен иметь размеры (сила) / (длина) ² = (масса) (длина) / [(время) ² (длина) ² ] = (масса) / [(время) ² ( длина)].Работа — это произведение силы и времени. Таким образом, размеры работы должны быть размерами силы, умноженными на размеры расстояния. Это означает, что размеры работы: (масса) (длина) ² / (время) ² . Поскольку работа — это форма энергии, мы должны ожидать, что любой вид энергии должен иметь одинаковые размеры. Мы можем проверить это, вспомнив формулу для кинетической энергии: mV ² /2. Он имеет размерность массы, умноженную на размерность квадрата скорости.Но это всего лишь (масса), умноженная на (длину / время) ² , и это результат, который мы только что нашли для работы. Точно так же потенциальная энергия, mgz, имеет размерность измерения массы, времени, времени ускорения, измерения длины. Это дает (массу), умноженную на [(длина) / (время) ² ], умноженную на (длину). И снова тот же результат: размеры энергии равны (масса) (длина) ² / (время) ² . Наконец, мощность, которая является энергией, разделенной на время, должна иметь размеры (масса) (длина) ² / (время) ³ .

Единицы СИ

В системе единиц СИ первыми тремя основными измерениями являются масса, длина и время. Единицами измерения этих размеров (и их сокращений) являются килограмм (кг), метр (м) и секунда (ы). С этими определениями единицами измерения скорости и ускорения становятся метры в секунду (м / с) и метры в секунду в секунду (или метры в секунду2, м / с2), соответственно.

Килограмм определяется как масса стандартного образца, находящегося в Международном бюро мер и весов. Метр определяется как длина пути, пройденного светом в вакууме за интервал времени 1/299 792 458 секунды. (Это эквивалентно определению скорости света как 299 792 458 м / с.) Вторая определяется в терминах длины волны определенного излучения атома цезия, а кельвин (температура) определяется как 1 / 273,16 тройной точки. температура воды.Ампер определяется как основная единица электрического тока.

Как упоминалось выше, единицы силы должны быть такими же, как единица массы, умноженная на единицы ускорения. Таким образом, в системе СИ единицами измерения силы являются кг • м / с2. Этим единицам дано особое имя — ньютон (N). Обратите внимание, что мы используем заглавную букву N, когда пишем фамилию сэра Исаака Ньютона, и строчную букву n, когда пишем название единицы силы СИ, ньютона. Однако мы используем верхний регистр N, когда сокращаем один ньютон до 1 N.Это обычная практика в соглашениях об именах единиц СИ.

Это определение ньютона может быть записано как уравнение для коэффициента преобразования единиц:

1 Н = 1 кг • м • с-2

Точно так же единицы давления, энергии и мощности, которые могут быть записаны в терминах основных единиц, также имеют отдельные названия для удобства. В таблице 1 дается сводка различных единиц в системе единиц СИ.

Префиксы

Широкий диапазон единиц в инженерных приложениях обрабатывается с помощью префиксов, которые учитывают мультипликативные коэффициенты в единицах СИ.Таким образом, килопаскаль (сокращение кПа) означает 1000 паскалей. Следующие префиксы, а также связанные с ними коэффициенты и сокращения обычно используются с единицами СИ.

Обратите внимание, что в площадях и объемах мы говорим о квадратных километрах или кубических миллиметрах. Применяем приставку к измерению длины. Итак, параллелепипед со сторонами 7 мм, 12 мм и 25 мм имеет объем 2100 мм3. Это объем 2,1 × 10-6 м3. Килограмм — необычная единица СИ. Несмотря на то, что это базовая единица, у нее есть префикс килограмма, поскольку изначально она была определена как 1000 граммов.Для обозначения единиц массы в качестве основного названия используется грамм = 10–3 килограмм. Таким образом, мы можем говорить о мегаграммах (вместо килокилограмм), микрограммах (вместо нанокилограмм) и т.п., а не использовать префикс перед килограммами.

Инженерные единицы

В инженерной системе единиц слово фунт используется для обозначения как единицы силы, так и единицы массы.Чтобы различать эти два понятия, мы будем говорить о фунте-силе (фунт-сила) и фунте-массе (фунт-сила-метр). Фунт-масса определяется как килограмм как единица массы. Масса одного фунта равна 0,4535924 килограмма. Базовая единица длины, фут, определена как ровно 0,3048 метра. Единица времени, секунда, такая же, как и в единицах СИ.

Если бы мы определяли единицу силы таким же образом, как определено в единицах СИ, мы бы создали имя для единиц массы, умноженной на ускорение, равное 1 фунт · м · фут · с-2. На самом деле у этой величины есть название.Это называется фунталом; имя встречается только в малоизвестных текстах по физике. Обычная единица измерения силы, фунт-сила, определяется как сила, возникающая при взвешивании одного фунта массы в стандартном гравитационном поле ** 32,174 фута • с-2. Таким образом, мы определяем

1 фунт _f = 32,174 фунта _м • фут • с ^-2

Поскольку этот коэффициент преобразования единиц основан на стандартном ускорении свободного падения, это фиксированное число, которое всегда одинаково независимо от местного ускорения свободного падения.Вес массы — это произведение массы на местное ускорение свободного падения. В точке, где локальное ускорение свободного падения g = 32,11 фут / с ² , вес 100-фунтовой массы будет равен

.

W = (100 фунтов) (32,11 фут / с2.) = 3211 фунт • фут / с2

Мы можем преобразовать эти громоздкие единицы измерения в более обычные, используя коэффициент преобразования единиц для фунта силы. Удобный способ использования коэффициентов преобразования единиц — записать их в виде отношения, равного единице.Таким образом, мы бы написали:

1 = 32,174 фунт-м • фут / (фунт-сила • с ² )

Мы можем умножить что угодно на 1 и не изменить результат; поэтому мы можем умножить наш ответ 3211 фунт-м · фут / с ² , найденный выше, на коэффициент преобразования единиц, записанный в этой форме, чтобы получить

Обратите внимание, что мы можем рассматривать аббревиатуры для единиц как алгебраические символы, которые нужно исключить. Когда мы это делаем, мы получаем правильный набор единиц. Подобным образом мы могли бы вычислить кинетическую энергию массы в 2000 фунтов, движущейся со скоростью 100 футов / с, следующим образом:

Снова мы видим, что использование коэффициента преобразования единиц и удаление аббревиатур единиц измерения в качестве алгебраических величин дает нам результат в желаемых единицах.Обратите внимание, что ответ 107 фунт-фут / с2 будет иметь правильные размеры, но единицы измерения не являются общепринятыми. Описанный выше метод алгебраического исключения единиц является полезным инструментом для обеспечения правильности единиц при работе с новыми уравнениями или новыми системами единиц.

Другой подход к единицам массы и силы состоит в том, чтобы начать с принятия фунтовой силы в качестве определенного члена, равного 4,4482216 Н. Затем мы можем определить единицу массы как массу, которая требует силы в 1 фунт _f , чтобы ускорить ее при скорость 1 фут / с ² .Эта масса называется пулей, и соотношение между силой пули и фунтом аналогично соотношению между килограммом и ньютоном.

1 фунт _f = 1 пуля • фут • с ^-2

Сравнивая соотношение массы фунта и пули с фунтовой силой, мы получаем следующее соотношение между двумя единицами массы.

1 пуля = 32,174 фунта _м

Английская система единиц не имеет официального названия для единицы энергии ft • lbf.Существует обычно используемая единица измерения энергии, британская тепловая единица или британская тепловая единица, которая определяется в фунтах-футах следующим образом:

1 британская тепловая единица = 778,169 фут-фунт-сила = 1,055056 кДж

В дополнение к обычной единице измерения мощности в ваттах в системе СИ в инженерной системе единиц иногда используется единица мощности (л.с.). Коэффициенты преобразования единиц мощности:

1 л.с. = 550 футов • фунт-сила / с = 2544,433 БТЕ / ч = 0,7456999 кВт 1 кВт = 3412,14 БТЕ / ч

Единицы измерения температуры

Как отмечалось выше, основной единицей измерения температуры в системе СИ является кельвин, равный 1/273.16 температуры тройной точки воды. Аббревиатура кельвинов —

.

буква К, без знака градуса. Это известно как абсолютная температура, поскольку ноль по шкале Кельвина, как известно, является абсолютным нулем температуры; температура ниже этой невозможна. Обычно используется относительное измерение температуры в градусах Цельсия ( ^o C). Это определяется следующим образом:

^o C = K — 273,15

В технических единицах единицей относительной температуры является градус Фаренгейта ( ^o F), который связан с градусом Цельсия следующими уравнениями.

^o C = ( ^o F — 32) / 1,8 ^o F = 1,8 ( ^o C) + 32

Единицей инженерной абсолютной температуры является ранкин. Приращение шкалы Рэнкина в 1,8 раза больше приращения шкалы Кельвина. Поскольку и Кельвин, и Ранкин являются абсолютными температурами, они связаны простым уравнением, показанным ниже. Приведенное ниже соотношение между ранжином и градусами Фаренгейта можно вывести из предыдущих температурных соотношений.

R = 1.8 K = ^o F + 459,69

В некоторых случаях важной переменной является разница температур. Поскольку температуры в градусах Кельвина (или Ранкина) находятся путем прибавления константы к градусам Цельсия (или Фаренгейта), взятие разницы двух температур в абсолютных или относительных единицах даст тот же результат. Например, разница между 100 ^o C и 200 ^o C составляет 100 ^o C. Если обе температуры преобразованы в градусы Кельвина, разница будет между 373.15 К и 473,15 К, что составляет 100 К. Следующие общие правила всегда выполняются: численное значение разницы температур между одинаковыми температурами, выраженное в ^o C или K, одинаково. Точно так же численное значение разности температур между одинаковыми температурами, выраженное в ^o F или R, одинаково.

Прочие переменные

В термодинамике теплоемкость , c (иногда называемая удельной теплотой) представляет собой количество тепла, которое передается на единицу массы на единицу разницы температур.Обычными единицами измерения теплоемкости являются Дж / кг · К в единицах СИ и БТЕ / фунт _м · R в технических единицах. Теплоемкость зависит от типа процесса и обычно обозначается как c _p для процесса с постоянным давлением и c _v для процесса с постоянным объемом.

Поверхностная термодинамика и механика жидкости используют поверхностное натяжение , s, связанное с силой, создаваемой поверхностью. Единицы измерения поверхностного натяжения — Н / м или _{фунт / м} фунт / м.

Вязкость m является важной переменной в механике жидкости и конвективном теплопереносе.Напряжение сдвига в жидкости пропорционально градиентам скорости, а константа пропорциональности называется вязкостью. Размеры вязкости: (сила) (время) / (длина) ² , что совпадает со значением (масса) / (длина) / (время). Типичные единицы: Н · с / м = кг / м · с в единицах СИ или фунт _ф · с / фут ² = снаряд / фут · с = 32,174 фунт _м / фут · с в технических единицах.

Свойства жидкостей:

Жидкости делятся на жидкости и газы.Жидкость трудно сжимать, и, как говорится в древней поговорке: «Вода принимает форму сосуда, в котором она находится, она меняет свою форму в соответствии с формой своего сосуда с верхней свободной поверхностью. С другой стороны, газ легко сжимается, и он полностью расширяется, чтобы заполнить свой контейнер. Таким образом, свободной поверхности нет.

Следовательно, важной характеристикой жидкости с точки зрения механики жидкости является ее сжимаемость. Еще одна характеристика — вязкость. В то время как твердое тело демонстрирует свою эластичность при растяжении, сжатии или сдвиге, жидкость делает это только при сжатии.Другими словами, жидкость увеличивает свое давление против сжатия, пытаясь сохранить свой первоначальный объем. Эта характеристика называется сжимаемостью. Кроме того, жидкость оказывает сопротивление, когда два слоя скользят друг по другу. Эта характеристика называется вязкостью.

Плотность, удельный вес и удельный объем:

Масса единицы объема материала называется плотностью, которая обычно обозначается символом ρ. Плотность газа изменяется в зависимости от давления, но плотность жидкости в целом можно считать неизменной.Единицы измерения плотности — кг / м3 (СИ). Плотность воды при 4 ° C и 1 атм (101 325 Па, стандартное атмосферное давление; см. Раздел 3.1.1) составляет 1000 кг / м3. Отношение плотности материала ρ к плотности воды ρ называется удельным весом, который выражается символом s:

.

Величина, обратная плотности, то есть объем на единицу массы, называется удельным объемом, который обычно обозначается символом ᵥ:

Значения плотности ρ воды и воздуха при стандартном атмосферном давлении приведены в таблице 2.2.

Вязкость:

Как показано на рис. 2.1, предположим, что жидкость заполняет пространство между двумя параллельными пластинами площадью A каждая и зазором h, нижняя пластина зафиксирована, и требуется сила F для параллельного перемещения верхней пластины со скоростью U. Всякий раз, когда Uh / v <1500 (v = µ / ρ: кинематическая вязкость), ламинарный поток сохраняется, и получается линейное распределение скорости, как показано на рисунке. Такой параллельный поток с равномерным градиентом скорости называется потоком Куэтта.

В этом случае сила на единицу площади, необходимая для перемещения пластины, то есть напряжение сдвига (Па), пропорциональна U и обратно пропорциональна h. Используя коэффициент пропорциональности ρ, это можно выразить следующим образом:

Константа пропорциональности ρ называется вязкостью, коэффициентом вязкости или динамической вязкостью.

Рис. 2.1 Поток Куэтта

Рис. 2.2 Течение между параллельными пластинами

Такой поток, при котором скорость u в направлении x изменяется в направлении y, называется сдвиговым потоком.На рисунке 2.1 показан случай, когда жидкость в зазоре не течет. Однако распределение скорости в случае протекания жидкости показано на рис. 2.2. Распространяя уравнение (2.4) на такой поток, напряжение сдвига z на участке dy на расстоянии y от твердой стенки определяется следующим уравнением:

Это соотношение было обнаружено Ньютоном экспериментально и называется законом вязкости Ньютона.

Рис. 2.3 Изменение вязкости воздуха и воды под давлением 1 атм.

В случае с газами повышенная температура делает движение молекул более энергичным и увеличивает молекулярное перемешивание, так что вязкость увеличивается.В случае жидкости, когда ее температура увеличивается, молекулы отделяются друг от друга, уменьшая притяжение между ними, и поэтому вязкость уменьшается. Таким образом, соотношение между температурой и вязкостью меняется на обратное для газа и жидкости. На рис. 2.3 показано изменение вязкости воздуха и воды в зависимости от температуры.

Единицами вязкости являются Па · с (Паскаль-секунда) в СИ и г / (см · с) в абсолютной системе единиц CGS. lg / (см · с) в абсолютной системе единиц называется 1 P (пуаз) (согласно закону Пуазейля, изложенному в разделе 6.3.2, используется для измерения вязкости, единица названа в его честь), а его 1/100 часть составляет 1 CP (сантипуаз). Таким образом,

Значение v, полученное делением вязкости µ на ​​плотность ρ, называется кинематической вязкостью или коэффициентом кинематической вязкости:

Так как влияние вязкости на движение жидкости выражается через v, дано название кинематической вязкости. Единица измерения — м2 / с независимо от системы единиц. В системе единиц CGS 1 см2 / с называется 1 St (стоксов) (поскольку уравнение Стокса будет указано в разделе 9.3.3, используется

Таблица 2.3 Вязкость и кинематическая вязкость воды и воздуха при стандартном атмосферном давлении

для измерения вязкости, он назван в его честь), а его 1/100 часть составляет 1 сСт (сантистокс).

Таким образом,

Вязкость ρ и кинематическая вязкость µ воды и воздуха при стандартном атмосферном давлении приведены в таблице 2.3.

Кинематическая вязкость масла v составляет примерно 30-100 сСт.Чувствительность вязкости к температуре

Рис. 2.4 Реологическая диаграмма

выражается индексом вязкости VI, безразмерным числом. Значение индекса 100 присваивается наименее чувствительному к температуре маслу, а значение 0 — наиболее чувствительному. С добавками VI может превышать

.

100. Хотя масло во многих случаях используется под высоким давлением, вязкость масла имеет тенденцию к некоторому увеличению с увеличением давления.

Для воды, масла или воздуха напряжение сдвига z пропорционально градиенту скорости du / dy.Такие жидкости называются ньютоновскими. С другой стороны, жидкость, которая не подчиняется закону вязкости Ньютона, такая как жидкая пульпа, высокомолекулярный раствор или асфальт, называется

Неньютоновская жидкость. Эти жидкости дополнительно классифицируются, как показано на рис. 2.4, по соотношению между напряжением сдвига и градиентом скорости, то есть реологической диаграммой. Их механическое поведение подробно рассматривается реологией, наукой, связанной с деформацией и

.

поток вещества.

Сжимаемость:

Как показано на рис. 2.9, предположим, что жидкость объема V при давлении p уменьшила свой объем на AV из-за дальнейшего увеличения давления на Δρ. В этом случае, поскольку кубическое расширение жидкости составляет ΔV / V, объемный модуль K выражается следующим уравнением:

Его обратная β

называется сжимаемостью, значение которой напрямую указывает, насколько сжимаема жидкость.Для воды с нормальной температурой / давлением K = 2,06 x 10 9 Па, а для воздуха K = 1,4 x 10 Па в предположении адиабатического изменения. В случае воды B = 4,85 x 10–10 л / Па, и она сжимается только примерно на 0,005%, даже если атмосферное давление увеличится на 1 атм.

Принимая ρ как плотность жидкости и M как массу, поскольку ρV = M = константа, предполагаем увеличение плотности Δρ всякий раз, когда объем уменьшился на ΔV, и

Модуль объемной упругости K тесно связан со скоростью a волны давления, распространяющейся в жидкости, которая определяется следующим уравнением

Фиг.2.9 Измерение модуля объемной упругости жидкости

Давление пара:

Жидкости имеют свободную поверхность в емкости, в то время как пары и газы заполняют весь объем. Молекулы жидкости обладают более высокими силами сцепления и связаны друг с другом. В газообразном состоянии силы связи минимальны. Молекулы постоянно выходят из поверхности жидкости, и такое же количество постоянно выходит на поверхность, когда не происходит подвода энергии.Количество молекул, покидающих поверхность или повторно входящих в нее, будет зависеть от температуры.

В условиях равновесия эти молекулы над свободной поверхностью оказывают определенное давление. Это давление известно как давление пара, соответствующее температуре.

При повышении температуры все больше молекул покидает и снова входит на поверхность, поэтому давление пара увеличивается с температурой. Все жидкости демонстрируют это явление.Сублимирующие твердые тела также демонстрируют это явление. Давление пара также известно как давление насыщения, соответствующее температуре. Температура, соответствующая давлению, называется температурой насыщения.

Если жидкость находится в контакте с паром, обе будут иметь одинаковую температуру, и при этих условиях эти фазы будут в равновесии, если не произойдет энергетическая транзакция. Данные о давлении пара для воды и хладагентов доступны в табличной форме.Давление пара увеличивается с повышением температуры. Для всех жидкостей существует давление, выше которого нет заметной разницы между двумя фазами. Это давление известно как критическое давление. Жидкость закипит, если давление упадет до уровня давления пара, соответствующего этой температуре. Такое кипение приводит к явлению, известному как кавитация в насосах и турбинах. В насосах он обычно находится на стороне всасывания, а в турбинах — на выходе.

Закон о газе:

Закон Бойля

При постоянной температуре произведение давления и объема идеального газа всегда постоянно.

где,

P ₁ — давление

V ₁ объем

P ₂ — давление

V ₂ объем

Закон Чарльза:

Для идеального газа при постоянном давлении объем прямо пропорционален его температуре.

где,

P ₁ — давление

T ₁ — температура

P ₂ — давление

T ₂ — температура

закон Гей-Люссака или закон давления):

В нем говорится, что давление, оказываемое на стенки контейнера идеальным газом фиксированного объема, пропорционально его температуре.

Закон Авогадро:

В нем указано, что объем, занимаемый идеальным газом, пропорционален количеству молей (или молекул), присутствующих в контейнере.

Закон об идеальном газе:

Показывает соотношение между давлением, объемом и температурой для фиксированной массы газа.

Где,

П давление

В объем

n — количество родинок

R — универсальная газовая постоянная

T — температура

Поверхностное натяжение:

Поверхность жидкости склонна к сжатию, а ее свободная поверхность находится в таком состоянии, когда каждая секция тянет за собой другую, как если бы эластичная пленка растягивалась.Предел прочности на единицу длины предполагаемого участка на свободной поверхности называется поверхностным натяжением.

Поверхностное натяжение различных жидкостей указано в таблице ниже.

Стол — Поверхностное натяжение жидкости (20 ° C)

Как показано на рис. 2.5, капля росы, появляющаяся на листе растения, имеет сферическую форму. Это также связано с тенденцией к усадке из-за поверхностного натяжения. Следовательно, его внутреннее давление выше, чем его периферическое давление.Принимая d как диаметр капли жидкости, T как поверхностное натяжение и p как увеличение внутреннего давления, следующее уравнение получается благодаря балансу сил, как показано на рис.

Рис. 2.5 Капля росы на листе таро

Капиллярность:

Всякий раз, когда тонкая трубка проталкивается через свободную поверхность жидкости, жидкость поднимается или опускается в трубке, как показано на рис.2.7 из-за связи между поверхностным натяжением и силой сцепления между жидкостью и твердым телом. Это явление называется капиллярностью. Как показано на рис. 2.8, d — диаметр трубы, q — угол контакта жидкости со стенкой, r — плотность жидкости, h — средняя высота поверхности жидкости. Следующее уравнение получается благодаря балансу между силой сцепления жидкости, прилипшей к стенке, которая пытается подтянуть жидкость вверх по трубке за счет поверхностного натяжения, и массой жидкости в трубке:

Рис.2.6 Баланс между увеличением давления в капле жидкости и поверхностным натяжением

Рис. 2.7 Изменение поверхности жидкости из-за капиллярности

Когда вода или спирт находятся в прямом контакте со стеклянной трубкой на воздухе при нормальной температуре, q ~ 0. В случае ртути q = 130 ″ -150 ″. В случае, если стеклянная трубка помещена в жидкость,

(в мм). При измерении давления с помощью столба жидкости необходимо обращать внимание на поправку на капиллярность.

Понятия системы и контрольного объема:

Система определяется как количество вещества или область в пространстве, выбранная для изучения. Масса или область вне системы называется окружением.

Реальная или воображаемая поверхность, отделяющая систему от окружающей среды, называется границей. Эти термины проиллюстрированы на рис.

.

Граница системы может быть фиксированной или подвижной.Обратите внимание, что граница — это контактная поверхность, общая как для системы, так и для окружающей среды. С математической точки зрения граница имеет нулевую толщину, поэтому она не может содержать никакой массы или занимать какой-либо объем в пространстве. Системы могут считаться закрытыми или открытыми, в зависимости от того, выбрана ли для изучения фиксированная масса или фиксированный объем в пространстве. Замкнутая система (также известная как контрольная масса) состоит из фиксированного количества массы, и никакая масса не может пересекать ее границу. То есть никакая масса не может входить или выходить из замкнутой системы, как показано на рис.

Но энергия в форме тепла или работы может пересекать границу; и объем замкнутой системы не требует фиксирования. Если, как частный случай, даже энергия не может пересекать границу, такая система называется изолированной системой.

Рассмотрим поршневой цилиндр, показанный на рис.

.

Рис. Замкнутая система с подвижной границей

Допустим, мы хотели бы узнать, что происходит с замкнутым газом, когда он нагревается.Поскольку мы уделяем внимание газу, это наша система. Внутренние поверхности поршня и цилиндра образуют границу, и, поскольку через эту границу никакая масса не пересекает, это замкнутая система. Обратите внимание, что энергия может пересекать границу, и часть границы (в данном случае внутренняя поверхность поршня) может перемещаться. Все, что находится за пределами газа, включая поршень и цилиндр, — это окружение.

Открытая система, или, как ее часто называют, контрольный объем — это правильно выбранная область в пространстве.Обычно он включает в себя устройство с массовым расходом, такое как компрессор, турбина или сопло. Поток через эти устройства лучше всего изучить, выбрав область внутри устройства в качестве контрольного объема. И масса, и энергия могут пересекать границу контрольного объема.

Большое количество инженерных проблем связано с массовым расходом в системе и из нее, поэтому они моделируются как контрольные объемы. Водонагреватель, автомобильный радиатор, турбина и компрессор — все они связаны с массовым расходом и должны анализироваться как контрольные объемы (открытые системы), а не как контрольные массы (закрытые системы).Как правило, в качестве контрольного объема можно выбрать любую произвольную область пространства. Конкретных правил выбора контрольных объемов нет, но правильный выбор, безусловно, значительно облегчает анализ. Если бы мы, например, проанализировали поток воздуха через сопло, хорошим выбором для контрольного объема была бы область внутри сопла.

Границы контрольного объема называются контрольной поверхностью, и они могут быть реальными или воображаемыми. В случае сопла внутренняя поверхность сопла образует действительную часть границы, а области входа и выхода образуют воображаемую часть, поскольку там нет физических поверхностей, как показано на рис.

Контрольный объем может быть фиксированным по размеру и форме, как в случае сопла, или может включать движущуюся границу, как показано на рис. B.

Однако большинство контрольных объемов имеют фиксированные границы и, следовательно, не содержат движущихся границ. Контрольный объем может также включать тепловое и рабочее взаимодействие, как замкнутая система, в дополнение к массовому взаимодействию. В качестве примера открытой системы рассмотрим водонагреватель, показанный на рис.

.

Рис. Открытая система (контрольный объем) с одним входом и одним выходом.

Допустим, мы хотели бы определить, сколько тепла мы должны передать воде в резервуаре, чтобы обеспечить постоянный поток горячей воды. Поскольку горячая вода выйдет из резервуара и будет заменена холодной водой, выбирать фиксированную массу в качестве нашей системы для анализа неудобно. Вместо этого мы можем сосредоточить наше внимание на объеме, образованном внутренними поверхностями резервуара, и рассматривать потоки горячей и холодной воды как массу, выходящую и входящую в контрольный объем. Внутренние поверхности бака образуют контрольную поверхность в этом случае, а масса пересекает контрольную поверхность в двух местах.

При инженерном анализе исследуемая система должна быть тщательно определена. В большинстве случаев исследуемая система довольно проста и очевидна, и определение системы может показаться утомительной и ненужной задачей. В других случаях, однако, исследуемая система может быть достаточно сложной, и правильный выбор системы может значительно упростить анализ.

Нравится:

Нравится Загрузка …

Связанные

Единицы и измерения | Ресурсы Wyzant

Измерение — наиболее полезная форма описания в науке.Часто наиболее полезными измерениями являются те, в которых есть число и единица измерения, например, 12,7 дюйма. Здесь «12,7» — это число, а «дюймы» — это единица измерения. Эта единица измерения в дюймах в примере является одной из распространенных единиц измерения длины. Таким образом, число — это числовое выражение. Единица — это признанный способ разделить сущность измерения для измерения, а измерение — это измеримая физическая идея. Вот небольшой совет, который вы можете упустить только на свой страх и риск: чтобы свободно владеть предметом, вы должны запомнить основную информацию.Следующие ниже единицы измерения и меры настолько важны для изучения химии, что вы всегда можете помочь себе, запоминая их. Настоящая проверка того, достаточно ли вы это знаете, — это распознать размеры любого измерения и узнать его символ и величину только по единице.

Размеры, единицы и символы

Обратите внимание на символы размеров, как они будут использоваться в
формулы. Основной символ метрики или символ наиболее
использованные метрические единицы указаны после метрических единиц.

Сокращения: Ft = фут, дюйм = дюйм,
AMU = атомная единица массы, KPH = километры в час, MPH = мили
в час,
gal = галлон, PSI = фунты на квадратный дюйм, cc = кубические
сантиметр, inHg = дюймы ртутного столба, Па = Паскаль
m.p. = метрические префиксы, у.е. = кубический, sq. = квадрат, атм = атмосфера.

* Единица Па для Паскаля — это стандартная единица измерения давления.
единица для системы СИ, система МКС в метрических единицах измерения.Единица
Паскаля, однако, редко используется в химии. Вместо этого используется блок «банкомат».
слово «атмосфера» до сих пор чаще всего используется в химии.
** Символ «B» теперь является официальным символом концентрации в СИ,
но есть тексты по химии, в которых используется буква «C», как показано здесь ».

В приведенной выше таблице перечислены почти все измерения, которые вам понадобятся в этом курсе, символ для каждого измерения, поскольку он будет использоваться в общих формулах, и единицы измерения каждого измерения. В большинстве текстов по химии будет использоваться система MKS (метр, килограмм, секунда), а не менее используемая система CGS (сантиметр, грамм, секунда).Система определяется базовой мерой расстояния, массы и времени. Мы будем использовать систему MKS, также называемую S.I. или Международной системой. В списке есть символ только базовой единицы каждого измерения в метрической системе.

Метрическая система против. «Английская система»

В метрической системе обычно используется только одно корневое слово для любого основного измерения, такого как длина, метр. Все метрические единицы измерения длины используют корневое слово «метр» с метрическими префиксами из следующей таблицы.Наша общая система в Соединенных Штатах на самом деле не является системой, а представляет собой беспорядок измерений без преимущественного порядка.

Особо обратите внимание на большое количество единиц длины в английской системе. Это лишь небольшая часть распространенных. Мы регулярно используем саженцы для измерения глубины в воде и фарлонги для измерения расстояния на скачках. Есть много мало используемых английских единиц длины, таких как ячменное зерно (одна треть дюйма), которые могут быть живописными, но не используются сегодня.Обратите внимание, что мы определяем ячменное зерно как треть дюйма. Способ соотнести одну английскую единицу с другой по определению. Длина — наиболее распространенное измерение. В результате в нем не только наибольшее количество слов для его описания, но и наибольшее количество символов для его представления в формулах. Английский язык также использует расстояние, длину, ширину, высоту, радиус, смещение, смещение и другие слова для длины, иногда в специализированных приложениях.

Вот некоторые различия между «английской системой» и метрической системой, или SI:

• Метрическая система (обычно) использует только одно корневое слово для каждого базового измерения, например «-грамма» для массы или «-метр» для расстояния.Некоторые размеры имеют более одного корневого слова, например, «-литр» для обозначения объема вместо кубического расстояния (например, «кубический сантиметр»). Английская система имеет разные названия для каждой единицы измерения, такой как дюйм, фут, ярд и т. Д.
  Метрическая система использует метрические префиксы перед корневым словом, чтобы указать величину измерения, например килограмм или микрограмм.
• Единицы метрической системы упорядочены по десятичной шкале в соответствии с их метрическими префиксами. Один сантиметр равен десяти миллиметрам.В английской системе используется любое традиционное определение с любым числом. Один фут равен двенадцати дюймам, или один ярд равен трем футам. Еще больше беспокоит то, что в английской системе используются Доли единиц, такие как 3/8 дюйма или смешанные единицы, такие как фунты и унции или футы и дюймы.
• Метрическая система использует идею МАССЫ для измерения количества материала, а не ВЕСА. Английская система использует фунт как единицу веса, хотя это также единица силы.
• В подавляющем большинстве стран мира используется метрическая система.США сейчас МЕДЛЕННО начинают переходить на метрическую систему. Мы видим литры напитков в продуктовых магазинах. Наши лекарства выражаются в граммах или миллиграммах. На наших пищевых этикетках указаны метрические единицы.

Длина

Метр немного длиннее ярда, поэтому метр, на обратной стороне которого есть дюймы, будет иметь чуть больше тридцати девяти дюймов на английской стороне. Обычно на английской стороне дюймы делятся на половины, четвертые, восьмые и, возможно, шестнадцатые. На метрической стороне один метр делится на десять дециметров, сто сантиметров и тысячу миллиметров.

Площадь

Площадь — это длина, умноженная на длину. (A = l l, как в списке формул.) Площадь — это площадь поверхности. Практически все единицы площади представляют собой единицы длины в квадрате, например: квадратный метр ( ² м), квадратный сантиметр ( ² см), квадратный дюйм ( ² ) и т. Д. Акр и гектар, единицы измерения земли. , являются единственными обычно используемыми единицами, которые не относятся к формату единиц площади «квадрат расстояния». Акр определяется как 43 560 квадратных футов, поэтому при использовании единицы «акр» в анализе размеров это определение можно использовать для соотнесения акра с другими единицами.Обратите внимание на возведение единицы длины в квадрат. Метр, умноженный на метр, равен квадратному метру. Фут на фут — это квадратный фут и т. Д.

Объем

Объем — это длина, умноженная на длину, умноженную на длину. Возможно, вы слышали, что объем — это длина, умноженная на высоту, умноженную на ширину, но это означает то же самое. (V = l l l) Вы можете представить себе объем как пространство внутри прямоугольного (блочного) аквариума. Объем — это мера пространства в трех измерениях. Поскольку объем является таким распространенным типом измерения, он уникален тем, что имеет два типа широко используемых корневых слов как в метрической, так и в английской системах.Метрические корни — это литр (L) и кубический метр (m ³ ). В английской системе также используется кубическая длина, такая как кубические футы (ft ³ ), и обширный набор единиц, не входящих в формат кубической длины, таких как чайные ложки, столовые ложки, чашки, пинты, кварты и галлоны. Опять же, аналогично измерениям площади, кубический метр — это метр, умноженный на метр, умноженный на метр, а кубический фут — это фут на фут на фут.

Время

Время тоже немного странно в своих единицах измерения.В обеих системах единицы измерения меньше секунды представлены в метрическом стиле с префиксом перед второй, например миллисекунды. Единицы времени больше года имеют тип метрической конфигурации, потому что они кратны десяти (десятилетия, столетия, тысячелетия и т. Д.). Измерение времени беспорядочно по уважительной причине. Все наиболее часто используемые единицы времени от дня к году зависят от движения Земли. Единица измерения «месяц», особенно если она напрямую связана с луной, бесполезна как точная единица, потому что она ни в чем не проявляется.Наличие шестидесяти секунд в часе и двадцати четырех часов в сутках объясняется легкостью изготовления механических часов. (Пришло ли время перейти на метрическое время? Рассмотрим десять часов в день, сто минут в час и сто секунд в минуту. В результате получится почти такая же продолжительность секунды. Я позволю вам сделать математика)

Масса

Масса — это количество вещества. У массы есть инерция, то есть тенденция материи оставаться там, где она есть, если она не движется, или продолжать двигаться с той же скоростью и направлением, если она уже движется.Вы можете измерить массу инерционным массометром. Визуализируйте металлическую полосу, туго зажатую на одном конце и «звенящую», или получившую толчок, чтобы заставить ее вибрировать на другом конце. У него естественная высота колебаний. Если бы вы поместили груз на конец этой полосы, вы бы изменили высоту вибрации. Изменение шага позволит рассчитать массу добавляемого объекта. Это измерение массы полностью не зависит от силы тяжести, как мы часто взвешиваем массу, сравнивая толчок или силу массы на поверхности.Масса — это более точный способ определения количества вещества по сравнению с весом. Метрическая система основана на массе, тогда как английская система использует вес. Учтите, что космонавт на околоземной орбите не имеет веса, потому что гравитационное притяжение отменяет инерцию, но масса космонавта остается той же. Метрическое корневое слово единиц измерения массы — грамм. Обратите внимание на разницу между «корневым словом», граммом, которое является основой для добавления метрических префиксов, и системной базой килограмма, единицей массы S.I. метрическая система.

Сила

Сила — это толчок или тяга. Эти простые слова — лучшее определение силы в условиях нашего ограниченного опыта. Силу нельзя увидеть или услышать напрямую, поэтому это немного сложное понятие, выходящее за рамки простого определения. Наличие основных метрических единиц, таких как «килограмм-метр на секунду в квадрате», усложняет мысль об использовании этого инструмента. Английская единица силы — фунт, а метрическая единица силы — ньютон.

Масса

Вес — это сила, направленная вниз, обусловленная массой объекта и ускорением свободного падения.В английской системе можно удобно использовать идею веса для измерения количества материала, потому что разница в ускорении свободного падения над поверхностью земли очень мала. Безусловно, помимо гравитации существуют и другие силы. Магнетизм производит силу. Электрический заряд производит силу. Как и единица силы, английской единицей веса является фунт, а метрической единицей веса — ньютон.

Скорость

Скорость — сложное измерение. Единица измерения скорости представляет собой комбинацию более чем одного типа основных измерений.Скорость — это расстояние за время. Слово «per» здесь означает «разделенное на», а расстояние, разделенное на время, — это не только определение скорости, но и простой способ запомнить формулу скорости v = d / t. Скорость также имеет название скорости. Возможно, вам известна такая же формула, как «скорость, умноженная на время, равна расстоянию». Здесь мы могли бы начать усложнять математику, используя исчисление, но мы этого не сделаем. Если вы изучаете курс, требующий исчисления, математика немного отличается, но основные идеи, лежащие в основе, те же.

Разгон

Ускорение — это просто еще один шаг вниз по тому же пути, что и скорость, то есть ускорение — это расстояние за время за время или, иначе говоря, расстояние за время в квадрате. Ускорение — это скорость изменения скорости во времени. Если что-то меняет свою скорость, у него появляется ускорение. Ускорение вызывает увеличение или уменьшение скорости или изменение направления. Ньютон и Эйнштейн определили гравитацию как ускорение. У гравитации есть довольно постоянная величина ускорения на поверхности земли, то есть 32 фута./ сек ₂ или 9,8 м / сек ₂ . Как видите, ускорение свободного падения g может заменять ускорение a в формулах ниже, когда ускорение происходит под действием силы тяжести.

Давление

Давление — это сила на площадь. Вы почти можете видеть давление ветра на парусе. Давление ветра такое же, поэтому чем больше площадь паруса, тем больше сила ветра на корабле. Определения единиц давления, которые нам нужны для этого курса, вращаются вокруг единицы «атмосфера», потому что исторически давление сначала измерялось для погоды.

Плотность

Плотность — это масса на объем, масса на объем или удельный вес, который представляет собой плотность материала на плотность воды. Плотность в метрической системе обычно выражается в единицах массы на единицу объема, например, кг / л (килограмм на литр) или г / см ³ (грамм на кубический сантиметр). Плотность в английском языке обычно выражается в весе на единицу объема, например # / галлон. (фунтов на галлон) или # / фут ³ (фунт на кубический фут). Удельный вес не имеет единиц (!), Потому что это сравнительное измерение.Удельный вес — это плотность материала по сравнению с плотностью воды. Выражение плотности как удельного веса не показывает ни одной системы.

Мы можем получить удовольствие от демонстрации плотности, передавая по классу шарик из свинца размером с грейпфрут. Такой размер свинцового шара весит около 35 фунтов. Люди не ожидают, что что-то настолько компактное будет так много весить. Один из способов думать о плотности — это «сколько массы упаковано в объем».

Температура

Температура — это немного более тонкий аспект.На самом деле мы измеряем среднюю скорость атомов или молекул в материале. Один из способов его измерения — расширение жидкости в очень маленькой трубке. Это форма жидкости (обычно ртути или спирта) в градуснике. Шкала Фаренгейта по-прежнему неплохая для использования с погодой. Ученые чаще используют шкалу Цельсия или Цельсия. Для расчетов по закону газа требуется шкала Кельвина, потому что это абсолютная шкала. Другая абсолютная шкала, Рэнкин (произносится как «ранг-в»), полезна для учебных целей, но не используется повсеместно.

Энергия

Энергия — это способность выполнять работу. Джоуль, метрическая единица энергии — килограмм-метр-квадрат в секунду-квадрат. Обе эти идеи могут быть трудными для понимания. Возможно, проще думать об энергии по ее различным типам. У вас должно быть интуитивное ощущение, что пятидесятифунтовый камень, удерживаемый над вашей головой, имеет больше энергии положения в гравитационном поле, чем тот же пятидесятифунтовый камень у ваших ног. Оттянутая назад резинка обладает большей пружинной энергией, чем ослабленная.У ускоряющегося поезда больше энергии движения, чем у неподвижного. Обычно мы ценим нефть не за ее красоту, а за ее химическую энергоемкость. Энергия может передаваться от одного типа к другому, но не теряется и не приобретается при изменениях.

Тепло

Тепло — это форма энергии. Это энергия движения молекул. Хотя тепло и энергия по сути являются одним и тем же измерением, мы измеряем и рассчитываем их по-разному. Мы определяем калорию (обратите внимание на строчную букву «c») как количество тепла, которое увеличивает температуру грамма жидкой воды на один градус C.Британская тепловая единица, английская единица тепла, представляет собой количество тепла, которое увеличивает температуру фунта жидкой воды на один градус F. Пищевая калория (обратите внимание на верхний регистр «С») — это тысяча тепловых калорий полезной пищевой энергии. То есть калорийность пищи отражает тип живого существа, которое ест И ИСПОЛЬЗУЕТ энергию. Таким образом, калорийность пищи зависит от того, какое животное ее ест. Корова или термит могут получить гораздо больше пищевой ценности от кочана салата, чем человек, поэтому калорийность для нас будет для них другой.

Концентрация

Концентрация — это количество материала в объеме. В этом курсе мы остановимся в основном на измерении количества растворенного вещества в растворе. Подробнее об этом читайте в главе, посвященной растворам, и нам действительно нужно объяснить идею моля или моля, прежде чем подробное объяснение концентрации может иметь большое значение.

Обратите внимание на формулы в таблице ниже. Некоторые из простых мы используем в этом курсе только для практики с методами решения проблем и для определения единиц и размеров.В формулах есть несколько пунктов, которые еще не были упомянуты, например, c, удельная теплоемкость; n — количество молей; R — универсальная газовая постоянная. Их мы будем рассматривать в контексте их использования.

Формулы

Формула — это отношение между измерениями. Символы для измерений в списке формул находятся в списке измерений. Обратите внимание на заглавные буквы или их отсутствие в символах, например, V = объем и v = скорость; C = концентрация, c = удельная теплоемкость и т. Д. Кроме того, некоторые буквы написаны после и немного ниже символа, называемого нижним индексом. Нижние индексы указывают на особый случай символа, как вы видите выше, где площадь круга представлена ​​буквой A для площади и нижним индексом c для круга.

Определения для изменения единиц

Существует три типа определений, которые вам следует знать для изменения единиц измерения: определения английских систем, определения метрических систем и определения переключения между двумя системами.

Есть небольшое количество определений английской системы, которые вы должны знать наизусть. Обратите внимание, что здесь мы применяем тот же подход: сначала указывается одна из более крупных единиц, а затем некоторое число, большее одной из меньших единиц. Все эти определения на английском языке являются точными определениями, за исключением отношения кубических футов к галлонам.Взгляните на любое издание Справочника по физике и химии компании Chemical Rubber Company (CRC), и вы увидите невероятное количество неметрических единиц и удивительное количество другой информации.

Определения систем на английском языке, которые вы должны знать наизусть

Метрические префиксы как десятичные множители

В приведенную выше таблицу включены только наиболее часто используемые префиксы метрик.Были предложены некоторые метрические префиксы для некоторых из показателей десяти, не перечисленных здесь, но они не используются широко или используются лишь небольшим количеством людей для ограниченного использования. Приставка «myria-» (my или ma) вместо E4 является хорошим примером. Слово «мириады» означает десять тысяч, поэтому префикс хорошо задокументирован в языке.

Несколько нечетных определений метрики

Метрическая лестница

2. Подсчитайте количество «ступенек» вниз по метрической лестнице.
между двумя метрическими префиксами. Например, килограммы в миллионы
шесть шагов.

3. Число меньших единиц равно десяти в степени
количество шагов между метрическими префиксами.В нашем примере
1 км = E6 мм. Другой способ
подумайте о том, что количество нулей меньшей единицы равно
количество ступеней, поэтому
1 км = 1000000 мм.

Причина такой формулировки определений метрической системы
чтобы упростить вычисления и понять смысл
определение более очевидное. Проще использовать 1 км = E6 мм, чем 1
мм = 1/1000000 км по математике, даже если они
оба правильные.

Иногда может потребоваться преобразование между системами.Следующие несколько определений преобразования — все, что вам нужно
нужно запоминать, чтобы преобразовать практически все. Обратите внимание, что мы показываем «мост» между системами по длине, объему и
масса
весить.

Обычно используемые преобразования из метрической системы в английскую

Эти три преобразования — все, что вам понадобится в этом курсе. Система DA (размерный анализ) будет использовать их для преобразования более сложных единиц. См. Задачи DA в конце раздела «Числа и математика», чтобы лучше понять, как работают эти коэффициенты преобразования. Поскольку они нужны вам для того, что вы делаете на регулярной основе, вам может потребоваться найти конверсии, которые будут более полезны для вас.Повар может захотеть перевести количество чашек в литры. Врач или фармацевт могут захотеть использовать коэффициент перевода зерен в граммы. Преобразование между дюймами и сантиметрами по определению является точным, а остальные — нет. Преобразование метрической массы в английскую массу должно производиться с учетом ускорения свободного падения в один грамм.

В частности, в разделе о газах вам потребуются следующие единицы давления:

1 атм = 760 мм рт. Ст. = 33,9 футов вод. Ст. ₂ O = 14.7 PSI = 30 дюймов рт. Ст.

Сокращения: atm = атмосфера, мм рт. Ст. = Миллиметры ртутного столба, PSI = фунты на квадратный дюйм, fth3O = футы водяного столба, inHg = дюймы ртутного столба. Единица измерения «футы воды» не является общепринятой, но включена в нее, потому что она может быть полезной. На каждые сто футов ниже поверхности воды давление увеличивается примерно на три атмосферы. Приведенное выше уравнение (оно просто продолжается!) Показывает стандартные единицы давления. Вы можете использовать его для переключения между любыми двумя единицами измерения, например:

760 мм рт. Ст. = 14.7 фунтов на квадратный дюйм.

Официальная единица давления в системе СИ, Паскаль, Па, не часто используется в химии, потому что это такая малая единица. Одна атмосфера примерно равна 100 000 Паскалей, или можно сказать, что одна атмосфера примерно равна 100 кПа.

Точнее, 1 атм = 1,01325 E5 Па = 101,325 кПа

Островные системы

Вот один из способов думать о метрической и «английской» системах. Метрическая система — это метрический остров с упорядоченным набором городов и упорядоченной, простой и быстрой системой дорог.На «английском» острове каждый город связан не хуже (по определению) с другими соседними городами. «Английская» транспортная система не слишком эффективна.

Между двумя островами должен быть только один надежный прочный мост (определение переключения). Вы можете попасть куда угодно от одной системы к другой, сначала придя в город мостов, перейдя, а затем доставив новую систему туда, куда вы хотите.

Концепции, размеры и единицы термодинамики — Термодинамика

Быстрый тест

Мы все знаем (по показаниям наших спидометров), что 50 миль в час эквивалентны 80.

1. Какова точность этого преобразования?
2. Используйте эту информацию, чтобы показать, что 9 миль в час эквивалентно 4.

Мы обнаружили, что с помощью вышеуказанного набора для выживания мы можем определить много преобразований единиц между СИ и английскими единицами, как правило, как показано в следующем блоке:

Различные интересующие нас формы энергии представлены в виде твердого тела, имеющего массу m [кг].К ним относятся потенциальная, кинетическая и внутренняя энергия. Потенциальная энергия ( PE ) связана с подъемом тела и может быть оценена с точки зрения работы, выполняемой для подъема тела с одного исходного уровня на другой при постоянном ускорении силы тяжести g, следующим образом:

Кинетическая энергия ( KE ) тела связана с его скоростью и может быть оценена с точки зрения работы, необходимой для изменения скорости тела, следующим образом:

, однако, скорость, таким образом, интегрируя из:

Внутренняя энергия ( U ) тела — это энергия, связанная с молекулярной активностью тела, на что указывает его температура T [° C], и может быть оценена с точки зрения тепла, необходимого для изменения температуры тела, имеющего удельная теплоемкость C:

Готовка с использованием потенциальной энергии

Чтобы получить интуитивное представление об относительных величинах различных форм энергии, мы рассмотрим (насмешливо) пример попытки приготовить индейку с помощью потенциальной энергии.Индейку приносят на вершину 100-метрового здания (около 30 этажей), а затем сбрасывают с уступа. Таким образом, потенциальная энергия преобразуется в кинетическую энергию, и, наконец, при ударе кинетическая энергия преобразуется во внутреннюю энергию. Увеличение внутренней энергии представлено повышением температуры, и, будем надеяться, если этот эксперимент будет повторяться достаточно раз, повышение температуры позволит индейке приготовиться. Об этом замечательном эксперименте впервые сообщили Р.К. Гимми и Глория Дж. Браун — « Cooking with Potential Energy », опубликованные в журнале Journal of Irreproducible Results (Vol.33, 1987, стр 21-22).

Потенциальная энергия

Внутренняя энергия

Кинетическая энергия

Приравнивая все три формы энергии:

Поскольку масса m обычная, оцените удельную энергию (h = 100 м):

Оценим удельную теплоемкость индейки.

Таким образом

Какое разочарование! При 0.33 ° C за падение, потребуется повторить эксперимент 600 раз, чтобы достичь температуры приготовления 200 ° C.

Для анализа мы рассматриваем два типа термодинамических систем:

• Замкнутая система — обычно называемая системой или контрольной массой . Этот тип системы отделен от окружающей среды физической границей. Энергия в пути в форме работы или тепла может течь через границу системы, однако массового потока через границу быть не может.Одним из типичных примеров системы является устройство поршень / цилиндр, в котором система определяется как фиксированная масса жидкости, содержащейся в цилиндре.
• Открытая система — обычно называется контрольным объемом. В этом случае, помимо работы или тепла, у нас есть массовый расход рабочей жидкости через границы системы через впускные и выпускные отверстия. В этом курсе мы будем сосредоточены исключительно на установках регулируемых объемов потока, так как масса нетто рабочей жидкости в границах системы остается постоянной (т.е. массовый расход на входе = массовый расход на выходе). Следующие разделы относятся в основном к системам — мы рассмотрим контрольные объемы более подробно, начиная с Глава 4 .

Замкнутая система, показанная выше, может характеризоваться ее различными свойствами, такими как давление (P), температура (T), объем (V) и масса (м). Мы представим и определим различные свойства, представляющие интерес для термодинамики, в зависимости от контекста. Кроме того, свойства могут быть расширенными или интенсивными (или специфическими).Экстенсивное свойство — это свойство, значение которого зависит от массы системы, в отличие от интенсивного свойства (например, давления или температуры), которое не зависит от массы системы. Специфическое свойство — это интенсивное свойство, которое было получено путем деления экстенсивного свойства на массу системы. Далее следуют два примера. Обратите внимание, что для конкретных свойств в знаменателе единиц всегда будут указаны килограммы (кг).

Удельный объем:

Удельная внутренняя энергия:

Состояние системы определяется значениями различных интенсивных свойств системы.

Постулат штата гласит, что если определены два независимых значения интенсивных свойств, то все другие значения интенсивных свойств (и, следовательно, состояние системы) также определены. Это может значительно упростить графическое представление системы, поскольку требуются только двухмерные графики. Обратите внимание, что давление и температура не обязательно являются независимыми свойствами, поэтому кипящая жидкость будет менять свое состояние с жидкого на пар при постоянной температуре и давлении.

Мы предполагаем, что во всей системе преобладают условия равновесия, поэтому отсутствуют градиенты температуры или давления или переходные эффекты. В любой момент вся система находится в состоянии химического и фазового равновесия.

Процесс — это изменение состояния системы от начального до конечного из-за энергетического взаимодействия (работы или тепла) с окружающей средой. Например, на следующей диаграмме система подверглась процессу сжатия в поршневом цилиндре.

Путь процесса определяет тип выполняемого процесса. Типичные технологические пути:

• Изотермический (процесс с постоянной температурой)
• Изохорический или изометрический (процесс постоянного объема)
• Изобарический (процесс с постоянным давлением)
• Адиабатический (отсутствие теплового потока в систему или из системы во время процесса)

Мы предполагаем, что все процессы являются квазистатическими в том смысле, что равновесие достигается после каждого инкрементного шага процесса.

Система проходит цикл, когда она проходит через последовательность процессов, которые возвращают систему в исходное состояние.

Основной единицей давления является Паскаль [Па], однако практическими единицами измерения являются килопаскаль [кПа], бар [100 кПа] или атм (атмосфера) [101,32 кПа]. Избыточное (или вакуумное) давление связано с абсолютным давлением, как показано на диаграмме ниже:

1 Паскаль

1

1

Основной метод измерения давления — с помощью манометра, как показано ниже:

плотность жидкости

том

ускорение свободного падения

Из баланса сил:

Таким образом:

Атмосферное давление измеряется с помощью ртутного барометра следующим образом:

Плотность ртути:

(эмпирический)

Стандартная атмосфера определяется как:

В этой задаче мы используем простой ртутный барометр для определения высоты здания.Рассмотрим случай, когда показание барометра в верхней части здания составляет 751 мм рт. Ст., А в нижней части здания — 760 мм рт. Предположим плотность ртути и эту среднюю плотность столба воздуха.

Подход к решению показан на следующей диаграмме. Диаграмма силы свободного тела на столб воздуха позволяет нам определить высоту как функцию перепада давления ΔP сверху вниз.

Ну ровно 100м? — очевидно, это надуманный пример.Когда мы впервые оценили высоту, мы получили результат:

.

В инженерной термодинамике мы обычно представляем результаты с точностью до 3–4 значащих цифр. Вопрос, который действительно следует задать: «Разумный ли это метод измерения высоты здания?» и ответ — решительное НЕТ! Далее мы проводим анализ неопределенности и обнаруживаем, что если мы также не измеряем температуру воздуха во время этого эксперимента (почему? Температура даже не фигурирует в приведенных выше уравнениях!), То этот метод имеет точность:

высота

Неприемлемо по любым стандартам.

Дроссельный клапан часто используется для управления давлением на выходе текучей среды под высоким давлением (например, пара или воздуха), протекающей в трубе. На следующей диаграмме у нас есть водяной манометр для измерения падения давления ΔP, вызванного дроссельным клапаном, а также ртутный манометр для измерения давления воздуха на выходе.

высота

высота

Если разница высот в водяном манометре h _w составляет 150 см, а в ртутном манометре h _Hg равна 225 см, определите а) перепад давления ΔP [14.7 кПа] и б) абсолютное давление воздуха на выходе P ₂ [400 кПа]. Предположим, что плотность воды равна 1000, плотность ртути — 13 600, а атмосферное давление — 100 кПа.

Температура — это мера молекулярной активности, а разница температур между двумя контактирующими телами (например, непосредственным окружением и системой) является движущей силой, приводящей к теплопередаче между ними.