Какая единица является основной для измерения пути в си: Какая единица измерения в СИ является основной для измерения пути? А)сантиметр Б)метр

Основные единицы системы СИ — Тихоокеанский государственный университет

Метрическая система — это общее название международной десятичной системы единиц, основными единицами которой являются метр и килограмм. При некоторых различиях в деталях элементы системы одинаковы во всем мире.

Эталоны длины и массы, международные прототипы. Международные прототипы эталонов длины и массы — метра и килограмма — были переданы на хранение Международному бюро мер и весов, расположенному в Севре — пригороде Парижа. Эталон метра представлял собой линейку из сплава платины с 10% иридия, поперечному сечению которой для повышения изгибной жесткости при минимальном объеме металла была придана особая X-образная форма. В канавке такой линейки была продольная плоская поверхность, и метр определялся как расстояние между центрами двух штрихов, нанесенных поперек линейки на ее концах, при температуре эталона, равной 0° С. За международный прототип килограмма была принята масса цилиндра, сделанного из того же платино-иридиевого сплава, что и эталон метра, высотой и диаметром около 3,9 см. Вес этой эталонной массы, равной 1 кг на уровне моря на географической широте 45°, иногда называют килограмм-силой. Таким образом, ее можно использовать либо как эталон массы для абсолютной системы единиц, либо как эталон силы для технической системы единиц, в которой одной из основных единиц является единица силы.

Международная система СИ. Международная система единиц (СИ) представляет собой согласованную систему, в которой для любой физической величины, такой, как длина, время или сила, предусматривается одна и только одна единица измерения. Некоторым из единиц даны особые названия, примером может служить единица давления паскаль, тогда как названия других образуются из названий тех единиц, от которых они произведены, например единица скорости — метр в секунду. Основные единицы вместе с двумя дополнительными геометрического характера представлены в табл. 1. Производные единицы, для которых приняты особые названия, даны в табл. 2. Из всех производных механических единиц наиболее важное значение имеют единица силы ньютон, единица энергии джоуль и единица мощности ватт. Ньютон определяется как сила, которая придает массе в один килограмм ускорение, равное одному метру за секунду в квадрате. Джоуль равен работе, которая совершается, когда точка приложения силы, равной одному ньютону, перемещается на расстояние один метр в направлении действия силы. Ватт — это мощность, при которой работа в один джоуль совершается за одну секунду. Об электрических и других производных единицах будет сказано ниже. Официальные определения основных и дополнительных единиц таковы.

Метр — это длина пути, проходимого в вакууме светом за 1/299 792 458 долю секунды.

Килограмм равен массе международного прототипа килограмма.

Секунда — продолжительность 9 192 631 770 периодов колебаний излучения, соответствующего переходам между двумя уровнями сверхтонкой структуры основного состояния атома цезия-133.

Кельвин равен 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды.

Моль равен количеству вещества, в составе которого содержится столько же структурных элементов, сколько атомов в изотопе углерода-12 массой 0,012 кг.

Радиан — плоский угол между двумя радиусами окружности, длина дуги между которыми равна радиусу.

Стерадиан равен телесному углу с вершиной в центре сферы, вырезающему на ее поверхности площадь, равную площади квадрата со стороной, равной радиусу сферы.

Таблица 2. Производные единицы СИ, имеющие собственные наименования
Величина	Единица		Выражение производной единицы
	Наименование	Обозначение	через другие единицы СИ	через основные и дополнительные единицы СИ
Частота	герц	Гц	—	с-1
Сила	ньютон	Н	—	м кг с-2
Давление	паскаль	Па	Н/м2	м-1 кг с-2
Энергия, работа, количество теплоты	джоуль	Дж	Н м	м2 кг с-2
Мощность, поток энергии	ватт	Вт	Дж/с	м2 кг с-3
Количество электричества, электрический заряд	кулон	Кл	А с	с А
Электрическое напряжение, электрическийпотенциал	вольт	В	Вт/А	м2 кгс-3 А-1
Электрическая емкость	фарада	Ф	Кл/В	м-2 кг-1 с4 А2
Электрическое сопротивление	ом	Ом	В/А	м2 кг с-3 А-2
Электрическая проводимость	сименс	См	А/В	м-2 кг-1 с3 А2
Поток магнитной индукции	вебер	Вб	В с	м2 кг с-2 А-1
Магнитная индукция	тесла	Т, Тл	Вб/м2	кг с-2 А-1
Индуктивность	генри	Г, Гн	Вб/А	м2 кг с-2 А-2
Световой поток	люмен	лм		кд ср
Освещенность	люкс	лк		м2 кд ср
Активность радиоактивного источника	беккерель	Бк	с-1	с-1
Поглощенная доза излучения	грэй	Гр	Дж/кг	м2 с-2

Для образования десятичных кратных и дольных единиц предписывается ряд приставок и множителей, указываемых в табл. 3.

Таким образом, километр (км) — это 1000 м, а миллиметр — 0,001 м. (Эти приставки применимы ко всем единицам, как, например, в киловаттах, миллиамперах и т.д.)

Масса, длина и время. Все основные единицы системы СИ, кроме килограмма, в настоящее время определяются через физические константы или явления, которые считаются неизменными и с высокой точностью воспроизводимыми. Что же касается килограмма, то еще не найден способ его реализации с той степенью воспроизводимости, которая достигается в процедурах сравнения различных эталонов массы с международным прототипом килограмма. Такое сравнение можно проводить путем взвешивания на пружинных весах, погрешность которых не превышает 1 10^-8. Эталоны кратных и дольных единиц для килограмма устанавливаются комбинированным взвешиванием на весах.

Поскольку метр определяется через скорость света, его можно воспроизводить независимо в любой хорошо оборудованной лаборатории. Так, интерференционным методом штриховые и концевые меры длины, которыми пользуются в мастерских и лабораториях, можно проверять, проводя сравнение непосредственно с длиной волны света. Погрешность при таких методах в оптимальных условиях не превышает одной миллиардной (1 10^-9). С развитием лазерной техники подобные измерения весьма упростились, и их диапазон существенно расширился.

Точно так же секунда в соответствии с ее современным определением может быть независимо реализована в компетентной лаборатории на установке с атомным пучком. Атомы пучка возбуждаются высокочастотным генератором, настроенным на атомную частоту, и электронная схема измеряет время, считая периоды колебаний в цепи генератора. Такие измерения можно проводить с точностью порядка 1 10^-12 — гораздо более высокой, чем это было возможно при прежних определениях секунды, основанных на вращении Земли и ее обращении вокруг Солнца. Время и его обратная величина — частота — уникальны в том отношении, что их эталоны можно передавать по радио. Благодаря этому всякий, у кого имеется соответствующее радиоприемное оборудование, может принимать сигналы точного времени и эталонной частоты, почти не отличающиеся по точности от передаваемых в эфир.

Механика. Исходя из единиц длины, массы и времени, можно вывести все единицы, применяемые в механике, как было показано выше. Если основными единицами являются метр, килограмм и секунда, то система называется системой единиц МКС; если — сантиметр, грамм и секунда, то — системой единиц СГС. Единица силы в системе СГС называется диной, а единица работы — эргом. Некоторые единицы получают особые названия, когда они используются в особых разделах науки. Например, при измерении напряженности гравитационного поля единица ускорения в системе СГС называется галом. Имеется ряд единиц с особыми названиями, не входящих ни в одну из указанных систем единиц. Бар, единица давления, применявшаяся ранее в метеорологии, равен 1 000 000 дин/см². Лошадиная сила, устаревшая единица мощности, все еще применяемая в британской технической системе единиц, а также в России, равна приблизительно 746 Вт.

Температура и теплота. Механические единицы не позволяют решать все научные и технические задачи без привлечения каких-либо других соотношений. Хотя работа, совершаемая при перемещении массы против действия силы, и кинетическая энергия некой массы по своему характеру эквивалентны тепловой энергии вещества, удобнее рассматривать температуру и теплоту как отдельные величины, не зависящие от механических.

Термодинамическая шкала температуры. Единица термодинамической температуры Кельвина (К), называемая кельвином, определяется тройной точкой воды, т.е. температурой, при которой вода находится в равновесии со льдом и паром. Эта температура принята равной 273,16 К, чем и определяется термодинамическая шкала температуры. Данная шкала, предложенная Кельвином, основана на втором начале термодинамики. Если имеются два тепловых резервуара с постоянной температурой и обратимая тепловая машина, передающая тепло от одного из них другому в соответствии с циклом Карно, то отношение термодинамических температур двух резервуаров дается равенством T₂ /T₁ = -Q₂Q₁, где Q₂ и Q₁ — количества теплоты, передаваемые каждому из резервуаров (знак <минус> говорит о том, что у одного из резервуаров теплота отбирается). Таким образом, если температура более теплого резервуара равна 273,16 К, а теплота, отбираемая у него, вдвое больше теплоты, передаваемой другому резервуару, то температура второго резервуара равна 136,58 К. Если же температура второго резервуара равна 0 К, то ему вообще не будет передана теплота, поскольку вся энергия газа была преобразована в механическую энергию на участке адиабатического расширения в цикле. Эта температура называется абсолютным нулем. Термодинамическая температура, используемая обычно в научных исследованиях, совпадает с температурой, входящей в уравнение состояния идеального газа PV = RT, где P — давление, V — объем и R — газовая постоянная. Уравнение показывает, что для идеального газа произведение объема на давление пропорционально температуре. Ни для одного из реальных газов этот закон точно не выполняется. Но если вносить поправки на вириальные силы, то расширение газов позволяет воспроизводить термодинамическую шкалу температуры.

Международная температурная шкала.  В соответствии с изложенным выше определением температуру можно с весьма высокой точностью (примерно до 0,003 К вблизи тройной точки) измерять методом газовой термометрии. В теплоизолированную камеру помещают платиновый термометр сопротивления и резервуар с газом. При нагревании камеры увеличивается электросопротивление термометра и повышается давление газа в резервуаре (в соответствии с уравнением состояния), а при охлаждении наблюдается обратная картина. Измеряя одновременно сопротивление и давление, можно проградуировать термометр по давлению газа, которое пропорционально температуре. Затем термометр помещают в термостат, в котором жидкая вода может поддерживаться в равновесии со своими твердой и паровой фазами. Измерив его электросопротивление при этой температуре, получают термодинамическую шкалу, поскольку температуре тройной точки приписывается значение, равное 273,16 К.

Существуют две международные температурные шкалы — Кельвина (К) и Цельсия (С). Температура по шкале Цельсия получается из температуры по шкале Кельвина вычитанием из последней 273,15 К.

Точные измерения температуры методом газовой термометрии требуют много труда и времени. Поэтому в 1968 была введена Международная практическая температурная шкала (МПТШ). Пользуясь этой шкалой, термометры разных типов можно градуировать в лаборатории. Данная шкала была установлена при помощи платинового термометра сопротивления, термопары и радиационного пирометра, используемых в температурных интервалах между некоторыми парами постоянных опорных точек (температурных реперов). МПТШ должна была с наибольшей возможной точностью соответствовать термодинамической шкале, но, как выяснилось позднее, ее отклонения весьма существенны.

Температурная шкала Фаренгейта. Температурную шкалу Фаренгейта, которая широко применяется в сочетании с британской технической системой единиц, а также в измерениях ненаучного характера во многих странах, принято определять по двум постоянным опорным точкам — температуре таяния льда (32° F) и кипения воды (212° F) при нормальном (атмосферном) давлении. Поэтому, чтобы получить температуру по шкале Цельсия из температуры по шкале Фаренгейта, нужно вычесть из последней 32 и умножить результат на 5/9.

Единицы теплоты. Поскольку теплота есть одна из форм энергии, ее можно измерять в джоулях, и эта метрическая единица была принята международным соглашением. Но поскольку некогда количество теплоты определяли по изменению температуры некоторого количества воды, получила широкое распространение единица, называемая калорией и равная количеству теплоты, необходимому для того, чтобы повысить температуру одного грамма воды на 1° С. В связи с тем что теплоемкость воды зависит от температуры, пришлось уточнять величину калории. Появились по крайней мере две разные калории — <термохимическая> (4,1840 Дж) и <паровая> (4,1868 Дж). <Калория>, которой пользуются в диететике, на самом деле есть килокалория (1000 калорий). Калория не является единицей системы СИ, и в большинстве областей науки и техники она вышла из употребления.

Электричество и магнетизм. Все общепринятые электрические и магнитные единицы измерения основаны на метрической системе. В согласии с современными определениями электрических и магнитных единиц все они являются производными единицами, выводимыми по определенным физическим формулам из метрических единиц длины, массы и времени. Поскольку же большинство электрических и магнитных величин не так-то просто измерять, пользуясь упомянутыми эталонами, было сочтено, что удобнее установить путем соответствующих экспериментов производные эталоны для некоторых из указанных величин, а другие измерять, пользуясь такими эталонами.

Единицы системы СИ. Ниже дается перечень электрических и магнитных единиц системы СИ.

Ампер, единица силы электрического тока, — одна из шести основных единиц системы СИ. Ампер — сила неизменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины с ничтожно малой площадью кругового поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 м один от другого, вызывал бы на каждом участке проводника длиной 1 м силу взаимодействия, равную 2 10^—7 Н.

Вольт, единица разности потенциалов и электродвижущей силы. Вольт — электрическое напряжение на участке электрической цепи с постоянным током силой 1 А при затрачиваемой мощности 1 Вт.

Кулон, единица количества электричества (электрического заряда). Кулон — количество электричества, проходящее через поперечное сечение проводника при постоянном токе силой 1 А за время 1 с.

Фарада, единица электрической емкости. Фарада — емкость конденсатора, на обкладках которого при заряде 1 Кл возникает электрическое напряжение 1 В.

Генри, единица индуктивности. Генри равен индуктивности контура, в котором возникает ЭДС самоиндукции в 1 В при равномерном изменении силы тока в этом контуре на 1 А за 1 с.

Вебер, единица магнитного потока. Вебер — магнитный поток, при убывании которого до нуля в сцепленном с ним контуре, имеющем сопротивление 1 Ом, протекает электрический заряд, равный 1 Кл.

Тесла, единица магнитной индукции. Тесла — магнитная индукция однородного магнитного поля, в котором магнитный поток через плоскую площадку площадью 1 м², перпендикулярную линиям индукции, равен 1 Вб.

Практические эталоны. На практике величина ампера воспроизводится путем фактического измерения силы взаимодействия витков провода, несущих ток. Поскольку электрический ток есть процесс, протекающий во времени, эталон тока невозможно сохранять. Точно так же величину вольта невозможно фиксировать в прямом соответствии с его определением, так как трудно воспроизвести с необходимой точностью механическими средствами ватт (единицу мощности). Поэтому вольт на практике воспроизводится с помощью группы нормальных элементов. В США с 1 июля 1972 законодательством принято определение вольта, основанное на эффекте Джозефсона на переменном токе (частота переменного тока между двумя сверхпроводящими пластинами пропорциональна внешнему напряжению).

Свет и освещенность. Единицы силы света и освещенности нельзя определить на основе только механических единиц. Можно выразить поток энергии в световой волне в Вт/м², а интенсивность световой волны — в В/м, как в случае радиоволн. Но восприятие освещенности есть психофизическое явление, в котором существенна не только интенсивность источника света, но и чувствительность человеческого глаза к спектральному распределению этой интенсивности.

Международным соглашением за единицу силы света принята кандела (ранее называвшаяся свечой), равная силе света в данном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частоты 540 10¹² Гц (l = 555 нм), энергетическая сила светового излучения которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср. Это примерно соответствует силе света спермацетовой свечи, которая когда-то служила эталоном.

Если сила света источника равна одной канделе во всех направлениях, то полный световой поток равен 4p люменов. Таким образом, если этот источник находится в центре сферы радиусом 1 м, то освещенность внутренней поверхности сферы равна одному люмену на квадратный метр, т.е. одному люксу.

Рентгеновское и гамма-излучение, радиоактивность. Рентген (Р) — это устаревшая единица экспозиционной дозы рентгеновского, гамма- и фотонного излучений, равная количеству излучения, которое с учетом вторичноэлектронного излучения образует в 0,001 293 г воздуха ионы, несущие заряд, равный одной единице заряда СГС каждого знака. В системе СИ единицей поглощенной дозы излучения является грэй, равный 1 Дж/кг. Эталоном поглощенной дозы излучения служит установка с ионизационными камерами, которые измеряют ионизацию, производимую излучением.

Кюри (Ки) — устаревшая единица активности нуклида в радиоактивном источнике. Кюри равен активности радиоактивного вещества (препарата), в котором за 1 с происходит 3,700 10¹⁰ актов распада. В системе СИ единицей активности изотопа является беккерель, равный активности нуклида в радиоактивном источнике, в котором за время 1 с происходит один акт распада. Эталоны радиоактивности получают, измеряя периоды полураспада малых количеств радиоактивных материалов. Затем по таким эталонам градуируют и поверяют ионизационные камеры, счетчики Гейгера, сцинтилляционные счетчики и другие приборы для регистрации проникающих излучений.

Тест «Основные единицы физических величин» 7 класс | Тест по физике (7 класс) по теме:

ЕДИНИЦЫ  ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

ВАРИАНТ №1

КАКАЯ ЕДИНИЦА ЯВЛЯЕТСЯ ОСНОВНОЙ ЕДИНИЦЕЙ В МЕЖДУНАРОДНОЙ СИСТЕМЕ ДЛЯ ПЕРЕЧИСЛЕННЫХ НИЖЕ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН:

1. МАССА ТЕЛА

А. ГРАММ   Б. КИЛОГРАММ   В. ТОННА   Г. УНЦИЯ

2. СИЛА

А.НЬЮТОН   Б. ДЖОУЛЬ   В. КИЛОГРАММ   Г. МЕТР

3.РАБОТА

А. ВАТТ   Б. ПАСКАЛЬ   В.НЬЮТОН   Г. ДЖОУЛЬ

4.ВРЕМЯ

А. ГОД   Б. ЧАС   В.МИНУТА   Г.СЕКУНДА

5.ВЕС ТЕЛА

А.НЬЮТОН   Б. КИЛОГРАММ   В. ДЖОУЛЬ  Г. КАРАТ

6. МОЩНОСТЬ

А. ДЖОУЛЬ   Б.  НЬЮТОН  В.АРХИМЕД   Г. ВАТТ

7.ОБЪЁМ ТЕЛА

А. ЛИТР    Б.   КУБ.МЕТР    В.   КВ.МЕТР   Г.  БАРРЕЛЬ

8. ДЛИНА ТЕЛА

А. МЕТР   Б. КИЛОМЕТР  В. САНТИМЕТР  Г. МИЛЛИМЕТР

9.ДЛИНА ПУТИ

А. МЕТР   Б. КИЛОМЕТР   В. САНТИМЕТР  Г. МИЛЛИМЕТР

10.СКОРОСТЬ

А.КИЛОМЕТР В  ЧАС   Б.  МЕТР В СЕКУНДУ   В.  КИЛОМЕТР В СЕКУНДУ   Г. МЕТР В ЧАС

11.ПЛОЩАДЬ

А.ГЕКТАР    Б.СОТКА   В.  КВ.МЕТР   Г.  КВ.САНТИМЕТР

12.ПЛОТНОСТЬ

А.  ГРАММ НА КУБ.САНТИМЕТР    Б.  КИЛОГРАММ  НА КУБ. САНТИМЕТР   В. ГРАММ НА КУБ. МЕТР                            Г. КИЛОГРАММ НА КУБ. МЕТР

13.ДАВЛЕНИЕ

А.ВАТТ   Б. НЬЮТОН   В. ДЖОУЛЬ  Г.  ПАСКАЛЬ

14.ТЕМПЕРАТУРА

А. МЕТР    Б. СЕКУНДА     В. ГРАДУС     Г.  ГРАММ

ЕДИНИЦЫ  ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

ВАРИАНТ №2

КАКАЯ ЕДИНИЦА ЯВЛЯЕТСЯ ОСНОВНОЙ ЕДИНИЦЕЙ В МЕЖДУНАРОДНОЙ СИСТЕМЕ ДЛЯ ПЕРЕЧИСЛЕННЫХ НИЖЕ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН:

1.ВРЕМЯ

А. СЕКУНДА   Б. МИНУТА   В. ЧАС   Г. ГОД

2.СКОРОСТЬ

А. КИЛОМЕТР В ЧАС   Б. МЕТР В ЧАС   В. КИЛОМЕТР В СЕКУНДУ  Г. МЕТР В СЕКУНДУ

3. ТЕМПЕРАТУРА

А. СЕКУНДА  Б. ГРАДУС   В. МЕТР  Г. ГРАММ

4.ДАВЛЕНИЕ

А. ПАСКАЛЬ  Б. НЬЮТОН  В. ВАТТ  Г. ДЖОУЛЬ

5. РАБОТА

А. ВАТТ  Б. ДЖОУЛЬ   В.НЬЮТОН  Г. ПАСКАЛЬ

6.СИЛА  

А.ДЖОУЛЬ   Б. КИЛОГРАММ  В. НЬЮТОН   Г. МЕТР

7. ОБЪЁМ ТЕЛА

А.ЛИТР   Б. КВ. МЕТР   В. КУБ. МЕТР   Г. БАРРЕЛЬ

8. ВЕС  ТЕЛА

А.КИЛОГРАММ   Б.ДЖОУЛЬ   В.  КАРАТ   Г. НЬЮТОН

9. МОЩНОСТЬ

А. АРХИМЕД   Б. ВАТТ   В. ДЖОУЛЬ    Г. НЬЮТОН

10. ПЛОЩАДЬ

А.КВ. МЕТР   Б. ГЕКТАР   В. СОТКА   Г. КВ. САНТИМЕТР

11. ПЛОТНОСТЬ

А. КИЛОГРАММ НА КУБ. МЕТР   Б. ГРАММ НА КУБ. МЕТР   В. ГРАММ НА КУБ. САНТИМЕТР   Г. КИЛОГРАММ НА КУБ. САНТИМЕТР

12.ДЛИНА ПУТИ

А.МИЛЛИМЕТР   Б. САНТИМЕТР   В. МЕТР  Г. КИЛОМЕТР

13.ДЛИНА ТЕЛА

А. МИЛЛИМЕТР   Б. САНТИМЕТР   В. МЕТР   Г. КИЛОМЕТР

14. МАССА ТЕЛА

А. УНЦИЯ     Б. ГРАММ     В.ТОННА    Г. КИЛОГРАММ

ЕДИНИЦЫ  ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

ВАРИАНТ № 03

КАКАЯ ЕДИНИЦА ЯВЛЯЕТСЯ ОСНОВНОЙ ЕДИНИЦЕЙ В МЕЖДУНАРОДНОЙ СИСТЕМЕ ДЛЯ ПЕРЕЧИСЛЕННЫХ НИЖЕ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН:

1.МАССА ТЕЛА

А.МЕТР       Б. НЬЮТОН      В. КИЛОГРАММ

2. СИЛА

А.НЬЮТОН      Б.СЕКУНДА      В. КИЛОГРАММ

3.РАБОТА

А.ГРАДУС       Б. ДЖОУЛЬ      В. СЕКУНДА

4.ВРЕМЯ

А.СЕКУНДА      Б. ВАТТ      В. КВ. МЕТР

5.ВЕС ТЕЛА

А.МЕТР      Б.СЕКУНДА      В. НЬЮТОН

6. МОЩНОСТЬ

А.ТОННА      Б.  ВАТТ      В. КУБ. МЕТР

7.ОБЪЁМ ТЕЛА

А. КУБ. МЕТР      Б.  ПАСКАЛЬ     В.  ДЖОУЛЬ

8. ДЛИНА ТЕЛА

А.   ВАТТ     Б.  МЕТР     В.  НЬЮТОН

9.ДЛИНА ПУТИ

А. МЕТР    Б.  ДЖОУЛЬ     В. СЕКУНДА

10.СКОРОСТЬ

А. МЕТР   Б.  МЕТР В СЕКУНДУ     В. ПАСКАЛЬ

11.ПЛОЩАДЬ

А.   ВАТТ    Б.  ГРАДУС    В.  КВ. МЕТР  

12.ПЛОТНОСТЬ

А.  КИЛОГРАММ НА КУБ. МЕТР    Б.  КИЛОГРАММ.     В.  КУБ. МЕТР

13.ДАВЛЕНИЕ

А.  СЕКУНДА     Б  .САНТИМЕТР     В. ПАСКАЛЬ

14.ТЕМПЕРАТУРА

А.  МЕТР      Б.   СЕКУНДА       В.   ГРАДУС    

ЕДИНИЦЫ  ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

ВАРИАНТ №3

КАКАЯ ЕДИНИЦА ЯВЛЯЕТСЯ ОСНОВНОЙ ЕДИНИЦЕЙ В МЕЖДУНАРОДНОЙ СИСТЕМЕ ДЛЯ ПЕРЕЧИСЛЕННЫХ НИЖЕ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН:

1.МАССА ТЕЛА

А. ГРАММ   Б.УНЦИЯ   В. ТОННА   Г.КИЛОГРАММ

2. СИЛА

А.АРХИМЕД     Б. ДЖОУЛЬ   В.НЬЮТОН   Г. МЕТР

3.РАБОТА

А.ДЖОУЛЬ   Б. ПАСКАЛЬ   В.НЬЮТОН   Г.ВАТТ

4.ВРЕМЯ

А. ГОД   Б. СЕКУНДА     В.МИНУТА   Г. ЧАС

5.ВЕС ТЕЛА

А.КАРАТ    Б. КИЛОГРАММ    В. ДЖОУЛЬ   Г. НЬЮТОН

6. МОЩНОСТЬ

А.ВАТТ     Б.  НЬЮТОН   В.АРХИМЕД    Г. ДЖОУЛЬ

7.ОБЪЁМ ТЕЛА

А.КУБ.МЕТР    Б. ЛИТР     В.   КВ.МЕТР   Г.  БАРРЕЛЬ

8. ДЛИНА ТЕЛА

А.ВЕРСТА   Б. КИЛОМЕТР  В. САНТИМЕТР  Г.МЕТР

9.ДЛИНА ПУТИ

А.ВЕРСТА   Б. КИЛОМЕТР   В. САНТИМЕТР  Г.МЕТР

10.СКОРОСТЬ

А.МЕТР В СЕКУНДУ   Б. КИЛОМЕТР В ЧАС  В.  КИЛОМЕТР В СЕКУНДУ   Г. МЕТР В ЧАС

11.ПЛОЩАДЬ

А.ГЕКТАР    Б.КВ.МЕТР    В.  СОТКА      Г.  КВ.САНТИМЕТР

12.ПЛОТНОСТЬ

А.  КИЛОГРАММ НА КУБ. МЕТР     Б.  КИЛОГРАММ  НА КУБ. САНТИМЕТР   В. ГРАММ НА КУБ. МЕТР                            Г. ГРАММ НА КУБ. САНТИМЕТР

13.ДАВЛЕНИЕ

А.ПАСКАЛЬ     Б. НЬЮТОН   В. ДЖОУЛЬ  Г.  ВАТТ

14.ТЕМПЕРАТУРА

А. МЕТР    Б.ГРАДУС    В.ГРАММ    Г.  СЕКУНДА

.

Единицы измерения длины, расстояния, площади, объема

Единицы измерения длины, расстояния

Метр – основная единица расстояния СИ. Метр есть длина пути, проходимого светом в вакууме за интервал времени 1/299 792 458 секунды.

1 миллиметр (mm,мм) = 1/1000 м = 10 ^-3 m

1 сантиметр (cm,см) = 10 мм

1 дециметр (dm,дм) = 10 см

1 метр (m,м) = 100 см

1 километр (km,км) = 1000 м

1 дюйм (in, 1″) = 25,4 мм

1 фут (ft, 1′) = 12 in = 0,3048 м

1 ярд (yd) = 3 ft = 36 in = 0,9144 м

1 миля (ml) = 1760 yd = 1609,344 м

1 морская миля = 10 кабельтов = 6076,1154 ft = 1852 м

1 астрономическая единица (av) = 149 597 870 км

1 световой год = 9,46 x 10¹² км = 0,3066 pc = 63240 av

1 парсек (pc) = 3,085 x 10¹³ км = 206 264,8 av

Единицы измерения площади

1 квадратный миллиметр (мм²) = 1/1000000 м² = 10^-6 м²
1 квадратный сантиметр (см²) = 100 мм²
1 квадратный дециметр (дм²) = 100 см²
1 квадратный метр (м²) = 100 дм²
1 ар (сотка) (a) = 100 м²
1 гектар (га) = 100 a

1 квадратный километр (km²) = 100 га = 10000 a
1 квадратный дюйм (sq in)= 6,4516 cm²
1 квадратный фут (sq ft)= 144 sq in = 0,09290304 м²
1 квадратный ярд (sq ya)= 9 sq ft = 1296 sq in = 0,836309 м²
1 акр (acre)= 4840 sq ya = 43560 sq ft = 4046,8564244 м²
1 квадратная миля (sq ml)= 640 акр= 258,99 га

Единицы объема

1 кубический миллиметр (мм³) = 0,000001 литр
1 кубический сантиметр (см³) = 0,001 литр

1 кубический дециметр (дм³) = 1000 см³= 1000000 мм³ = 1 л

1 кубический метр (м³) = 1000 дм³= 1000000 см³ = 1000 л

1 литр (л)= 1 dm³

1 миллилитр (мл)= 1 cm³

1 декалитр (dl)= 10 дм³

1 гектолитр (hl)= 10 dl = 100 дм³

1 кубический дюйм (cu in)= 16,387064 cm³

1 кубический фут (cu ft)= 1728 cu in = 0,02831685 м³

1 кубический ярд (cu ya)= 27 cu ft = 0,763551944 м³

1 британская пинта (british pint) = 0,57 л

1 британский галлон (british gallon) = 4. 54609188 л

1 галлон США (US gallon) = 3.785411784 л

1 британский баррель (british barrel) = 163,65 л

1 баррель США (US barrel) = 158,987 л

Единицы измерения (веса) массы

1 килограмм (кг) = 1 литр воды имеет массу примерно 1 кг (при +4⁰C)
1 миллиграмм (мг) = 1000 г
1 грамм (г) = 0,001 кг
1 центнер (ц)= 100 кг
1 тонна (т)= 1000 кг
1 фунт (lb)= 453,59 г
1 унция (oz) = 28,35 г

Единицы измерения информации


Бит — единица измерения количества информации, равная одному разряду в двоичной системе счисления

1 бит (b) = 0 или 1, «да» или «нет»

1 байт (B) = 8 b

1 килобайт (KB) = 1024 B

1 мегабайт (MB) = 1024 KB

1 гигабайт (GB) = 1024 MB

1 терабайт (TB) = 1024 GB

Единицы измерения международная система — Справочник химика 21

    Описание изобретения должно полностью раскрывать техническую сущность изобретения и иметь при этом следующую структуру название изобретения и индекс. международной классификации изобретений (МКИ), область техники, к которой относится изобретение, и область его использования, характеристика аналогов изобретения, прототипа, критика прототипа, цель изобретения, сущность изобретения и его отличительные признаки, перечень фигур на чертеже (при его наличии), примеры конкретного выполнения изобретения и его эффективность, формула изобретения. При написании всех разделов соблюдается единство терминологии, системы единиц измерения. [c.563]








    Международная система (СИ) включает шесть основных единиц измерения длины — метр, массы — килограмм, времени — секунда, температуры — градус Кельвина, силы электрического тока — ампер и силы света — свеча. Кроме того, в эту систему входят две дополнительные единицы (плоского угла — радиан и телесного угла — стерадиан) и 27 важнейших производных. [c.5]

    Применяемые в учебнике единицы измерения силы, давления (механического напряжения), работы и мощности можно перевести в единицы измерения Международной системы единиц (СИ) путем следующих пересчетных значений единицы силы — 1 килограмм-сила (кГ), приближенно равная 9,81 ньютон (я)  [c. 18]

    В технохимических расчетах используются главным образом только механические, тепловые и электрические параметры свойств и состояния тела (вещества) длина, площадь, объем, масса, давление, работа температура, теплоемкость, сила тока и т. п. Для измерения и численного выражения этих параметров в СССР с 1/1-1963 г. введена в действие Международная система единиц из.мерения (ГОСТ 9867—61), обозначаемая символом 51 (в русском обозначении СИ). Основными единицами измерения этой системы являются  [c.8]

    И (ньютон) — единица измерения силы в Международной системе единиц СИ —. ила, сообщающая телу массой I кг ускорение 1 м/с (см. приложение в конц книги). [c.7]

    Каждому параграфу предпослано теоретическое введение, в котором кратко обоснованы основные понятия и количественные закономерности, по которым приводятся задачи. В сборнике использованы единицы измерения международной системы СИ. [c.3]

    Переводные множители единиц измерения, принятых в тексте, в единицы измерения международной системы единиц СИ [c. 205]

    ОСНОВНЫЕ И ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ МЕЖДУНАРОДНОЙ СИСТЕМЫ ЕДИНИЦ СИ [c.332]

    Кельвин принят за единицу измерения температуры в Международной системе единиц СИ. [c.21]

    Приложение I ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ МЕЖДУНАРОДНОЙ СИСТЕМЫ (СИ)  [c.754]

    В книге применены единицы измерений Международной системы (СИ), введенной в СССР по ГОСТ 9867—61 для предпочтительного применения во всех областях па>т п п техники, но наряду с этим даются и прежние единицы измерений (см. соотношения между этими единицами в приложении 1). [c.8]

    В работе [7] зависимость давления насыщенных паров гидразина от температуры была выражена эмпирическим уравнением, которое при пересчете на единицу измерения международной системы (Па) принимает вид lgp = 9,93077 — 1680,745/( f 227,74) (3) [c.9]

    В СССР с 1 января 1963 г. введен в действие ГОСТ 9867—61, в котором устанавливается применение Международной системы единиц (СИ) как предпочтительной во всех областях науки, техники и народного хозяйства, а также при преподавании. Таблица перевода основных единиц измерения Метрической системы в единицы СИ дана в приложений. [c.5]

    Значение коэффициентов А В приведены в справочной литературе [8, 9] для некоторых веществ значения этих коэффициентов даны в табл.2.1, которая является незначительным фрагментом из большой таблицы, приводимой в справочниках. Попутно заметим, что хотя в настоящее время стараются всемерно придерживаться единиц измерения международной системы СИ, в отношении параметров аэрозольных систем это правило часто нарушается. Это обстоятельство обусловлено тем, что при линейном размере частиц, исчисляемом в мкм, строгое соблюдение системы СИ приводит к появлению в выражениях лишенных физического смысла множителей в виде 10 в больших отрицательных степенях. По этой причине мы в дальнейшем наряду с единицами измерения СИ будем иногда пользоваться и несистемными единицами эрг, дина, мм ртутного столба и т. п. [c.51]

    ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЙ МЕЖДУНАРОДНАЯ (СИ) И ТЕХНИЧЕСКАЯ СИСТЕМЫ [c.9]

    Джоуль (Дж)—единица измерения всех видов энергии и работы в Международной системе единиц СИ. Он равен работе силы в 1 Н на пути в 1 м. [c.23]

    За систему единиц принята международная система единиц (СИ). Если нет измерительных приборов с когерентной индикацией, то допускают измерения в других системах единиц. Подробные сведения об обозначениях, знаках и единицах см, TGL 6267, лист. 2. [c.158]

    Единицы измерений. Абсолютная система единиц до сих пор не привилась для измерения силы света. Эталоном сравнения для разных источников видимого света служила до недавнего времени нормальная свеча Гефнера, представляющая собой пламя амилацетата длиной в 40 мм, горящее в горелке особого устройства на воздухе при атмосферном давлении с фитилем диаметром в 8,3 мм. Сейчас чаще применяют международную свечу, равную 1,17 свечи Гефнера. Световой поток, испускаемый свечей Гефнера в пределах телесного угла, равного единице, называется л ю м е н о м. Таким образом одна свеча испускает по всем направлениям световой поток в 4 я люменов. Яркость освещения или освещенность поверхности измеряется люксами. Один люкс равен освещенности поверхности, отстоящей на один метр от свечи Гефнера перпендикулярно к лучу. Для характеристики этой величины можно указать, что белая поверхность при ясной солнечной погоде летом в 12 часов получает 6 ООО люксов, если она находится в тени, и ок. 100 0(Х) люксов на солнце. Освещение полной луной равно V4 люкса. [c.477]

    Основной электрической единицей в Международной системе единиц (СИ) является ампер (а) — сила неизменяющегося тока, который, проходя по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малого кругового сечения, расположенным на расстоянии 1. и один от другого в вакууме, вызывал бы между этими проводниками силу, равную 2-10 н (1а = 0,1 абс. эл. ед.). Ампер одновременно является практической единицей измерения силы тока. [c.364]

    В целях единообразия и совершенствования нескольких существующих в науке и технике систем измерения в 1960 г. XI Генеральная международная конференция по мерам и весам приняла новую международную систему мер и единиц измерения. Эта система сокращенно называется СИ (система интернациональная). [c.100]

    Выводы. Популярность той или иной единицы измерения зависит в первую очередь от равенства ее значения какой-либо из естественных для человека величин. Проверка временем показала, что формальный подход в деле стандартизации десятичных кратных паскалю единиц без учета указанного фактора не приводит к желаемым результатам. Популярность единиц с размерностью кгс/см , мм рт. ст. и мм вод. ст. остается по-прежнему высокой точно так же, как популярность полученных ранее на основе естественных для человека исходных величин многих внесистемных единиц, в том числе карат, морская миля, астрономическая единица, световой год, сутки, месяц, год, об/мин, об/ч и т. д. в силу удобства их восприятия по сравнению с подобными единицами, регламентированными Международной системой единиц СИ. [c.38]

    Единицей электрического потенциала в Международной системе единиц и практической единицей измерения потенциала является вольт (в) — разность электрических потенциалов между двумя точками электрического поля, при перемещении ме жду которыми заряда в 1 к соверщается работа в 1 дж (1 ед, эл. напр. СГС = 3- 10 в). [c.388]

    В табл. 1. 1 приведены наиболее часто используемые при расчете нефтехимических процессов и аппаратов единицы измерений в Международной системе. [c.5]

    В связи с тем, что с 1 января 1963 г. в Советском Союзе вводится международная система единиц СИ, в разделе Единицы измерения физических величин приводятся основные сведения об этой системе. [c.16]

    Единицы Международной системы для других величин приводятся ниже (см. таблицу). Более полные таблицы единиц Международной системы, также допускаемые к применению единицы других систем и внесистемные единицы устанавливаются государственными стандартами на единицы по отдельным видам измерения.  [c.36]

    В справочнике используется преимущественно международная система единиц измерения (СИ) приводятся также сведения о пересчете в единицы СИ величин, выраженных в других системах измерения (табл. 0-2). [c.351]

    Единицей измерения плотности по Международной системе единиц (СИ) является кг/м . Методы определения плотности основаны на измерении массы единицы объема топлива. [c.8]

    В книге применена Международная система единиц измерения (СИ) в приложении помещена таблица соотношений между этими единицами и применявшимися ранее. [c.4]

    Российская система калибровки строится на принципах добровольности вступления, обязательности передачи размеров единиц от государственных эталонов рабочим средствам измерений, технической компетентности и самоокупаемости. Вступление метрологической службы в систему посредством проведения аккредитации осуществляется на добровольной основе. Основным стимулом вступления является усиление степени доверия потребителя к показателям качества продукции, контролируемым путем измерений, что повышает конкурентоспособность продукции. Кроме того, развернувшийся в стране процесс сертификации продукции в соответствии с требованиями международных стандартов ИСО/МЭК серии 9000 и общеевропейским стандартом ВМ 45000 выдвигает обязательное требование аккредитации испытательных и калибровочных лабораторий, являющейся условием признания достигаемого качества. Как уже указывалось, обязательная передача размеров единиц от государственных эталонов при помощи рабочих эталонов, находящихся в органах ГМС, эталонам предприятий и далее рабочим средствам измерений является главным условием обеспечения достоверности результатов измерений. Самоокупаемость системы диктуется требованиями рыночной экономики. [c.203]

    Согласно государственному стандарту (ГОСТ 9867—61), в нашей стране принята как предпочтительная Международная система единиц (СИ). Переход на единую и универсальную систему единиц СИ обеспечивает единообразие измерений, повышает их точность, а также упрощает некоторые формулы .  [c.20]

    Б ГФ XI использованы наименования и символы единиц измерения Международной системы единиц (СИ), принятой в 1960 г. XI Генеральной конференцией по мерам и весам (ГКМВ) и уточненной на последующих ГКМВ, а также внесистемные единицы, допускаемые к применению наравне с единицами СИ, и единицы, временно допускаемые к применению. [c.14]

    С появлением седиментационных весов метод был автоматизирован [47, 65, 104, 281]. Действие весов основано на том, что нагрузка на чашку весов, подвешенную у дна мензурки и содержащую смесь, компенсируется каким-либо торсионным устройством, изменение момента закручивания регистрируется во времени. Изящным методом определения скорости седиментации является измерение обратного ра1ссеяния у-лучей от осевшего вещества, на которое был направлен источ ник Sr (1 мКи, или 3,7-10 с» в Международной системе единиц). Естественно, для ускорения седиментации можно использовать центрифугирование [223, 421]. [c.93]

    В публикуемых документах сохранены также обозначения единиц измерений физических ве.1гичин и в тех случаях, когда они отличаются от обозначений системы СИ (Система Интернациональная). В конце каждой книги дана таблица соотношений между единицами измерений Международной системы СИ согласно ГОСТ 9867-61 и другими единицами, встречающимися в документах настоящей Справочной книги. [c.4]

    Ссылок на единицы измерения из систем МКС и МКСГ в дальнейшем не приводится, так как входящие в них единицы измерения соответствуют единицам измерения международной системы. [c.15]

    Основной системой единиц является Международная система единиц — система СИ, принятая XI Генеральной конференцией по мерам и весам в октябре 1960 г. В СССР, согласно ГОСТ 9867—61, система единиц СИ вводится с 1 января 1963 г. и должна применяться как предпочтительная. Допускается также применение систем СГС и МКГСС и некоторых внесистемных единиц измерения. [c.23]

    Наибольшее практическое распространение получают систеьш единиц, основанные на трех основных единицах измерения метр, килограмм (масса), секунда. В СССР механические единицы системы МКС были впервые введены в 1955 г. (ГОСТ 7664—55). Все стандарты на единицы измерения содержат в основе единицы системы МКС (с добавлением в необходимых случаях четвертой основной единицы, например, в системах МКСГ, МКСА). На этом же принципе построена Международная система единиц (СИ), в основу которой положено шесть основных единиц (см. табл. 3-1). — Прим. ред. [c.24]

    В связи с тем, что в СССР с 1963 г. применяется как предпочтительная международная система единиц (СИ), все величины, за исключением некоторых опытных данных, пересчитаны в эту систему (в ряде случаев приведены коэффициенты пересчета). Однако, учитывая, что по существу во всей литературе пока используются другие системы единиц, параллельно приводятся значения величин, выраженные в системах МКГСС и СГС, которые также получены нами пересчетом из британской системы единиц, принятой в оригинале. При пересчетах пришлось частично поступиться числовыми упрощениями, о которых упоминается в авторском предисловии, и некоторыми привычными единицами измерения л, ат и др. ). [c.8]

    Метрические единицы были впервые введены во Франции около 200 лет назад. В 1960 г. усовершенствованный вариант метрической системы был одобрен на международном уровне, и по первым буквам ее официального французского названия Le Systeme International d Unites (Международная система мер) она была названа системой СИ. Единицы СИ сейчас используются учеными во всем мире, включая Соединенные Штаты. Все единицы измерений в этой системе являются производными от семи основных величин и соответствующих единиц. О некоторых единицах системы СИ (таких, как грамм, градус Цельсия и секунда) вы, наверное, уже слышали и пользовались ими. Другие единицы системы СИ, необходимые при изучении химии (паскаль, джоуль и моль), могут быть для вас новыми. Их смысл выяснится по мере упоминания в книге. [c.15]

    Международная система единиц измерения в СССР введена с 1 января 1963 г. как предпочтительная. В настоящее время еще применяются также и другие широко распространенные системы единиц СГС (сантиметр-грамм-секунда), МКС (метр-килограмм-секунда), составляющая часть СИ, и МКГСС (метр-килограмм-сила-секунда). В системе СГС за единицу длины принят сантиметр см) и за единицу массы — грамм (г), а в системе МКГСС за единицу длины — метр, а за единицу массы — кГ-сек 1м. В качестве тепловых единиц пока пользуются калорией и основанными на ней единицами. [c.8]

    Новые правила выбора единиц измерения базируются на авторитетных рё-шениях X Генеральной конференции по мерам и весам, состоявшейся в 1954 г. В ГДР переход к новым единицам измерения начался с первого постановления от 14.08.58 г. по физико-техническим единицам измерений, которое, однако, было аннулирована новым постановлением от 31.05.67 г. В ФРГ постановление о переходе к новым единицам измерений появилось в Вестнике законов 28 июня 1970 г. В книгах Падельта и Лапорта [9], Ферстера [10], а также Хедера и Гертнера [11] приводится информация о практическом применении и сферах приложения новой международной системы единиц измерений (СИ) со сравнительным анализом старых систем. Между тем в ГДР дополнительно были утверждены новые стандарты (табл. 3), [c.33]

    Метрическая система единиц длины, массы, силы и других физических величин разработана в период французской революции 1789— 1794 гг. Благодаря удобству и простоте единицы метрической системы стали применять всюду. В научных исследованиях вместо ранее существующих единиц измерения стали применять метрические единицы измерения. Более широкая и усовершенствованная форма метрической системы, называемая Международной системой (иногда просто СИ от французского названия Systeme International), была официально принята Генеральной конференцией по мерам и весам в 1960 г. [c.6]

    В настоящее время в СССР действуют несколько государственных стандартов на единицы измерения, согласованных между СС160Й. Международная система единиц (СИ) согласно ГОСТ 9867—61 с 1 января 1963 г. принята как предпочтительная для всех областей науки, техники и народного хозяйства. Некоторые a тo применяемые производные единицы системы СИ приведены в табл. 2.1.  [c.25]

Какова единица измерения пути в си — MOREREMONTA

Какова единица пути в СИ?

Лучший ответ:

Единица пути СИ — метр.

Другие вопросы:

Светлый — волосы, бррови, усы, борода, платье, костюм, брюки, блузка, плащ, туфли, краска, мечта, думы, мысли, идеал, стремление, личность, образ, лицо, улыбка, чувства, воспоминание, мечты, цель, будущее, жизнь, дорога, путь, голова.

Слоненок на вопросы своих друзей всегда отвечает только «да» или «нет» и имеет право один раз ответить неправду. После нескольких вопросов Удав спросил его: » Ты уже соврал?», и Слоненок ответил:»Нет». Остается ли за ним право соврать при ответе на следующие вопросы? 1)да;, 2)нет; 3) и да, и нет; 4)невозможно определить

Элемент образует с водородом соединение,массовая доля водорода в котором равна 12,5%.Формула высшего оксида этого элемента ЭО2.Назовите этот элемент.

Элементобразуетсводородомсоединение,массоваядоляводородавкотором равна12,5%. Формулавысшегооксида этого элементаЭО2.Назовите этот элемент.

Расположи номера предложений в такой последовательности,чтобы получился текст.1Четвертый этаж-кроны деревев пониже:клена,березы,осины.2 На каждом из пяти этажей,ив каждой-свои жильцы.3Третий этаж-это кроны самых высоких деревьев:сосен,елей,дубов.5Два нижних этажа-травы,кустыи мхи.

• 5 — 9 классы
• Физика
• 14 баллов

какая единица измерения в СИ является основной для измерения пути?

1. Что показывает скорость тела при равномерном движении?

Скорость тела при равномерном движении — это величина, равная отношению пути ко времени, да которое он пройден.

2. По какой формуле определяют скорость тела, если известен его путь и время, за которое он пройден?

Чтобы определить скорость при равномерном движении, надо путь, пройденным телом за какой-то промежуток времени, разделить на этот промежуток времени.

Скорость обозначается буквой V, путь — S, время — t.

3. Какова единица измерения скорости в СИ?

В международной системе (СИ ) скорость измеряют в метрах в секунду м/с. А это значит, что за единицу скорости такого равномерного движения, при котором за 1 секунду тело проходит путь, равный 1 метру. Также скорость измеряют в км/ч, км/с, см/с.

4. Чем, кроме числового значения, характеризуется скорость тела?

Кроме числового значения, скорость имеет направление. А это значит, что величина векторная. Величины, которые, кроме числовою значения (модуля), имеют еще и направление, называют векторными.

5. Как определяют среднюю скорость при неравномерном движении?

Чтобы определить среднюю скорость тела при неравномерном движении, надо весь пройденный путь разделить на все время движения:

«>

Тест по физике за первое полугодие 7 класс

Тест

для экспертизы качества знаний учащихся 7 классов по физике (I полугодие)

Вариант1

Часть А

А1. Что является основной единицей времени в Международной системе?

А. Сутки; Б. Минута; В. Часы; Г. Секунда; Д. Год.

А2. Сколько миллиграммов в одном грамме?

А. 10; Б. 100; В. 1000; Г. 0.01; Д. 0,001.

А3. Выберите верное утверждение:

А. только твердые тела состоят из молекул; Б. только жидкости состоят из молекул;

В. Только газы состоят из молекул; Г. Все тела состоят из молекул.

А4.Есть ли отличия между молекулами холодной и горячей воды?

А. Молекулы холодной воды больше, чем молекулы горячей воды;

Б. Молекулы холодной воды меньше, чем молекулы горячей воды;

В. Молекулы одинаковы.

А5. Изменение положения тела относительно других тел с течением времени называют:

А. Пройденным путем; Б. Траекторией; В. Механическим движением.

А6. Земля вращается вокруг Солнца со скоростью 108000км/ч. Выразите эту скорость в м/с.

А. 30000м/с; Б. 1800000м/с; В. 108м/с; Г. 180м/с; Д. 30м/с.

А7. Поезд движется со скоростью 60км/ч. Какое расстояния он пройдет за 1,5ч?

А. 120км; Б. 80км; В. 90 км; Г. 150 км.

А8.Какое из приведенных ниже выражений используется для вычисления плотности тела?

А. ρ*V; Б. m/ρ; В. m/V; Г. V/m.

А9. Плотность бетона 2200кг/м³. Это означает, что:

А. 2200кг/м³ бетона имеют объем 1м³; Б. 2200кг/м³ бетона имеют объем 2200м³;

В. 1 кг бетона имеет объем 2200кг/м³ .

А10. Цистерна вместимостью 20 м³ наполнена керосином, масса которого 16000 кг. Вычислите плотность.

А. 320000 кг/м³; Б. 800 кг/м³; В. 0,05 кг/м³; Г. 320 кг/м³.

А11. Весом тела называют силу, с которой:

А. тело притягивается к Земле; Б. тело действует на другое тело, вызывающее деформацию;

В. Тело вследствие притяжения к Земле действует на опору или подвес.

Часть В.

В1. Трактор за первые 5мин проехал 600м. Какой путь он проедет за 0,5ч, двигаясь с той же скоростью?

В2. Какова масса мёда (ρ=1400 кг/м³), если он заполняет банку вместимостью 0,5л?

Тест

для экспертизы качества знаний учащихся 7 классов по физике I полугодие

Вариант 2

Часть А

А1. Что является основной единицей длины в Международной системе?

А. Сантиметр; Б. Дециметр; В. Метр; 4. Километр.

А2. Сколько граммов в одном килограмме?

А. 10г; Б. 100г; В. 1000г; Г. 10000г.

А3. Что такое диффузия?

А. Явление проникновения молекул одного вещества между промежутками молекулами другого;

Б. явление, при котором вещества смешиваются друг с другом.

А4. Отличаются ли молекулы водяного пара от молекул льда?

А. отличаются формой; Б. молекулы пара больше молекул льда;

В. молекулы пара меньше молекул льда; Г. Не отличаются

А5. Что называют пройденным путем?

А. расстояние между начальным и конечным положениями тела;

Б. длину траектории, по которой движется тело в течение некоторого промежутка времени.

А6. Велосипедист за 10 мин проехал 3 км. С какой скоростью двигался велосипедист?

А. 30м/с; Б. 5 м/с; В. 0,5 м/с; Г. 3м/с; Д. 50 м/с.

А7. Как называют явление сохранения скорости тела при отсутствии действия на него других тел?

А. Механическим движением; Б. Инерцией; В. Диффузией.

А8 Плотность льда 900 кг/м³. Это означает, что:

А. в объеме 1м³ содержится лед массой 900кг;

Б. Лед массой 1 кг занимает объем 900 м³;

В. Лед массой 900 кг занимает объем 900 м³.

А9 Какое из приведенных ниже выражений используется для вычисления плотности тела?

А. ρ*V; Б. m/ρ; В. m/V; Г. V/m.

А10. В бутылке объемом 0,5 м³ содержится спирт массой 400кг. Какова плотность спирта?

А. 200 кг/м³; Б. 1250 кг/м³; В. 0,8 кг/м³; Г. 800 кг/м³; Д. 20 кг/м³.

А11. Камень падает на Землю вследствие того, что на него действует:

А. Вес тела;

Б. Сила упругости;

В. Сила тяжести.

Часть В

В1. Велосипедист за первые 10 мин проехал 300м. Какой путь он проедет за 0,5ч, двигаясь с той же скоростью?

В2. Чему равен объем шара, заполненного азотом ρ= 1,250 кг/м³, если его масса 0,5 кг?

Ответы 7 класс

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

В1

В2

В1

г

д

г

в

В

А

в

в

а

б

в

3600м

0,7кг

В2

в

в

а

г

Б

Б

б

а

в

г

в

900м

0,4м³

Единицы измерения скорости

☰

В международной системе единиц СИ скорость измеряется в метрах в секунду (м/с). Однако, нередко скорость измеряют в километрах в час (км/ч). Также иногда используют другие единицы измерения.

При решении задач важно уметь переводить скорость из одних единиц измерения в другие, так как бывает, что в задаче одни величины даны в системе СИ, а другие — нет.

Если скорость тела равна 1 км/ч, то чему она будет равна в пересчете на метр в секунду? В 1 километре 1000 метров. В 1 часе 60 минут, в каждой минуте 60 секунд, таким образом в 1 часе 60 * 60 = 3600 секунд. Значит,

1 км/ч = 1 * 1000 м / 3600 с = 0,27(7) м/c (≈ 0,28 м/с)

Если скорость тела равна 360 км/ч, то в пересчете на м/с получим:

1 км/ч = 360 * 1000 м / 3600 с = 3600 м / 36 с = 100 м/с.

Что, если нам нужно км/ч выразить в км/с. Например, скорость ракет и спутников при взлете очень большая, и выражать ее в метрах и часах не рационально. Поэтому не очень подходят единицы км/ч и м/с. Допустим, дана скорость равная 54000 км/ч, надо выразить в км/с:

54000 км/ч = 54000 км / 3600 c = 15 км/с

Выше переводились более крупные единицы в более мелкие. Теперь рассмотрим примеры, когда более мелкие единицы надо перевести в более крупные.

Если скорость тела равна 1 м/с, то чему она будет равна при пересчете в км/ч? 1 метр составляет тысячную долю километра, т. е. 0,001 км = 1 м. Другими словами, надо 1 поделить на 1000 (1/1000). Секунда составляет 1/3600 долю часа. Таким образом, получаем:

1 м/с = 1 * (1/1000) км / (1/3600) ч = 3600 / 1000 (км/ч) = 3,6 км/ч

Если скорость тела равна 50 м/с, то получить ее в км/ч можно так:

(50 / 1000) км / (1/3600) ч = (5 / 100) * 3600 (км/ч) = 5 * 36 (км/ч) = 180 км/ч

или так, учитывая, что мы знаем, сколько км/ч равен 1 м/с:

50 м/c * 3,6 км/ч = 180 км/ч

Единицы СИ и метрические префиксы

Как упоминалось ранее, одним из наиболее важных аспектов количественных данных является возможность их использования для сравнения. Однако эта способность сильно зависит от единиц, в которых выражены данные. В химии ученые пришли к соглашению о наборе общих единиц, называемых базовыми единицами Международной системы (СИ), которые мы все согласились использовать при передаче результатов наших исследований. В представленной здесь таблице перечислены все распространенные базовые единицы СИ.Вам обязательно следует ознакомиться с единицами измерения, их символами и типом измерения, который они представляют.

Три из наиболее часто используемых единиц — это длина, масса и время.Хотя счетчик должен быть вам хорошо знаком, поскольку счетные палки постепенно становятся такими же распространенными, как дворовые в этой стране, килограмм, вероятно, не та сумма или масса, которую вы можете легко представить себе в голове, как фунт. На самом деле в килограмме 2,2 фунта, если это поможет вам лучше его представить. Причина, по которой килограмм используется в качестве единицы массы, заключается в том, что грамм — это такая маленькая величина. Я бы предпочел весить 59 кг, чем 59 000 г. Что касается времени, хотя вы можете подумать, что минута — лучшая единица, в действительности большинство химических реакций происходит очень быстро, а минута — слишком большая единица, чтобы быть очень удобной для выражения шкалы времени этих реакций.

Определения базовых единиц СИ
Единица длины	Метр (м)	Метр — это длина пути, пройденного светом в вакууме за интервал времени 1/299 792 458 секунды.
Единица массы	килограмм (кг)	Килограмм — единица массы; он равен массе международного прототипа килограмма.
Единица времени	Секунды	Второй — это длительность 9192, 631, 770 периодов излучения, соответствующих переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия 133.

Базовыми единицами измерения электрического тока и температуры являются Ампер и Кельвин соответственно. Хотя мы не будем часто использовать устройство для измерения электрического тока, хорошо бы знать основу устройства.Ампер — это постоянный ток, который проходит со скоростью 1 кулон в секунду. Кулон, в свою очередь, определяется как 1 ампер в секунду. Вообще говоря, обе единицы обозначают пакет электрического тока, который имеет силу, равную силе 2 x 10 ⁷ ньютонов на метр длины.

Кельвин (K) — это основная единица измерения температуры. Шкала Кельвина называется абсолютной температурной шкалой, потому что в ней не используются градусы. Интервалы измерения в градусах Кельвина совпадают с интервалами шкалы Цельсия.По шкале Кельвина абсолютный ноль равен 0 К, а тройная точка воды имеет значение примерно -273,15 градуса Цельсия. Следовательно, чтобы преобразовать градусы Цельсия в Кельвин, вы просто добавляете 273,15 к температуре Цельсия. Шкала градусов Фаренгейта не эквивалентна шкале Кельвина, поэтому для преобразования между этими двумя температурными шкалами необходимо выполнить дальнейшие вычисления.

Последние две основные единицы СИ, которые мы обсудим, — это единицы количества вещества, моль и единица силы света (причудливый способ сказать, насколько ярким может быть свет), называемые канделами (я всегда думаю о свет свечи, чтобы помочь мне вспомнить это).

Моль — очень важная единица в химии, и в ближайшем будущем мы будем ее использовать МНОГОЕ. Официальное определение мола состоит в том, что это количество элементов, равное количеству атомов в 0,012 грамма углерода 12. Хотя я знаю, что сейчас это не имеет большого смысла, важно знать, что значение моль составляет 6,022 x 10 ²³ объекта. Примерно так же, как вы сказали бы дюжину пончиков и знаете, что это означает 12 пончиков. Если вы говорите «моль пончиков», это означает, что у вас их 6.022 x 10 ²³ пончика и очень сильная боль в животе. В более поздней лекции мы дадим определение кроту и покажем, как он используется в химических расчетах.

Два моля на литр
(Химический юмор)

Кандела — это просто единица измерения того, насколько ярким / сильным может быть свет, излучаемый источником. Он равен 1/683 ватта, который является единицей мощности, если измеряется в одном направлении. Мы не будем часто использовать это устройство в этом курсе, но вы должны отметить, что в ходе расследования могут быть моменты, когда знание количества имеющегося света и возможность количественно оценить это количество света будет иметь ценность для случая. Подумайте о свидетельских показаниях. Если имеющийся свет может быть показан как слишком слабый для видимости, показания очевидца могут быть выброшены.

Очевидно, что единицы не могут быть всем, что позволено описывать огромные количества и типы данных, собираемых учеными, и на самом деле существует гораздо больше единиц, которые можно использовать. Эти единицы, называемые «производными единицами», называются так, потому что они создаются посредством комбинации семи основных единиц. Это то, что делает их подходящими для использования в научных коммуникациях. До тех пор, пока ваши измерения начинаются с использованием базовых единиц СИ, любые последующие манипуляции или выводы разрешены.Некоторые из наиболее распространенных производных единиц показаны в таблице вместе с их производными от используемых базовых единиц.

Производные единицы SI

Другие величины, называемые производными величинами , определяются в терминах семи основных величин с помощью системы количественных уравнений.

Производные единицы СИ для этих производных величин получаются из этих уравнений и семи основных единиц СИ. Примеры таких производных единиц СИ приведены в таблице ниже:

Температура

Поскольку температура очень важна в судебно-медицинской экспертизе, она часто определяет время смерти или недавнюю активность двигателя и т. Д.Нам необходимо подробнее обсудить широко используемые температурные шкалы, так как термометры и термопары почти никогда не измеряют значения в градусах Кельвина.

Существует три температурных шкалы, которые широко используются в науке и промышленности. Две из этих шкал являются метрическими системами СИ:

.

Шкала градусов Цельсия (° C) была разработана путем разделения диапазона температур между температурами замерзания (0 °) и кипения (100 °) чистой воды при стандартных атмосферных условиях (давление на уровне моря) на 100 равных частей.Температуры по этой шкале когда-то назывались градусами по Цельсию, однако сейчас использовать эту терминологию некорректно.

Температурная шкала кельвинов (K) — это расширение шкалы градусов Цельсия до абсолютного нуля , гипотетической температуры, характеризующейся полным отсутствием тепловой энергии. Температуры на этой шкале называются кельвинов , НЕ градуса кельвина, кельвин не пишется с большой буквы, а символ (заглавная K) стоит отдельно от без символа градуса. [Официальное название было изменено на «кельвин» и символ «K» 13-й Генеральной конференцией по мерам и весам (CGPM) в 1967 г.]

Неметрическая шкала температуры градусов по Фаренгейту (° F) была разработана и развивалась с течением времени, так что температуры замерзания (32 °) и кипения (212 °) воды являются целыми числами, а не , а круглыми числами, как в шкала температур по Цельсию.

Температурная шкала по Фаренгейту «устарела, неуклюжа и до сих пор используется только в одной промышленно развитой стране в мире сегодня — в Соединенных Штатах.«

Уолтер А. Лайонс, доктор философии
The Handy Weather Answer Book, стр. 41.

Температурная шкала по Фаренгейту «просто глупая, и ее культурная ценность [незначительна]».

Невилл Холмс
«Числовая дисфункция», Mathematical Intelligencer, 22 (1), 2000-зима, стр. 8.

Преобразование температуры

Необходимость преобразования между этими шкалами очевидна, поскольку вы можете часто измерять температуру в шкалах Цельсия или Фаренгейта, но должны сообщать температуру в Кельвинах для сообщения или публикации. \ circ C = K — 273,15 $$

Это простое преобразование невозможно между шкалой Фаренгейта и кельвином. Обычно этот процесс заключается в том, чтобы сначала преобразовать температуру по Фаренгейту в градусы Цельсия, а затем изменить ее в градусы Кельвина. Показаны уравнения, необходимые для преобразования из Фаренгейта в Цельсия и наоборот. Обратите внимание на важность скобок в этих уравнениях. Вы всегда должны сначала выполнять вычисления внутри скобок, а затем решать остальную часть задачи.\ circ F — 32.) / 1.8 $$

Гэри, можем ли мы использовать эти примеры в качестве раскрытия информации, чтобы они могли сначала попробовать вычислить, а затем нажать на поле / кнопку, которая дает объяснение и расчет ниже?

Попрактикуемся на примере задачи. Нормальная температура тела 98,6 ° F. Что это за значение по шкале Цельсия?

Шаг за шагом:

• Сначала задайте уравнение. Цельсий равен градусам Фаренгейта минус 32 градуса, разделенным на 1. 8.
• Введите 98,6 для температуры по Фаренгейту, затем вычтите из нее 32 градуса.
• Разделите полученное 66,6 на 1,8.

Это дает температуру 37 градусов Цельсия. Теперь, прежде чем мы продолжим, мы всегда должны смотреть на ответ и спрашивать себя, имеет ли смысл только что вычисленное значение. Поскольку шкала Фаренгейта намного длиннее шкалы Цельсия (от 32 до 212 градусов, а не от 0 до 100 градусов), следует ожидать, что значение в градусах Цельсия будет значительно ниже, чем значение в градусах Фаренгейта.\ circ \ text {Цельсия}
\ end {align}

Давайте попробуем второй пример. Температура кипения воды — 100 ° по Цельсию. Что это за значение по шкале Кельвина и Фаренгейта?

Шаг за шагом:

• Добавьте 273,15 к полученному значению Цельсия. Ответ в кельвинах: 373,15 К.

.

• Умножьте полученные 100 градусов Цельсия на 1,8.
• Складываем полученные 180 градусов до 32 градусов

Это дает температуру кипения по Фаренгейту 212 градусов. \ circ C + 273,15 & = 373,15 К \\
F & = (1,8 \ умножить на C) + 32 \\
F & = (1,8 \ раз 100) + 32 \\
F & = 180 + 32 \\
F & = 212
\ end {align}

Масса

Теперь давайте займемся еще одним из наиболее часто измеряемых значений: массой. Как мы заявляли ранее, масса и вес взаимозаменяемы только здесь, на Земле. Масса фактически измеряет количество присутствующего вещества, тогда как вес описывает влияние силы тяжести на эту массу.Когда мы хотим измерить массу объекта, мы используем весы. Весы устанавливают массу объекта по отношению к известному количеству другого объекта. Если вы измените место измерения массы, разницы нет, потому что она основана на этом сравнении с количеством вещества, но поскольку вес зависит от силы тяжести, изменение местоположения может изменить его значение. Вспомните Луну и Венеру.

Чем отличаются вес и масса? Чтобы понять различия, нам нужно сравнить несколько пунктов:

1. Масса — это величина количества вещества, содержащегося в каком-либо предмете, а Вес — это величина силы тяжести на объекте.
2. Масса измеряется с помощью весов, сравнивающих известное количество вещества с неизвестным количеством вещества. Вес измеряется на весах.
3. Масса объекта не меняется при изменении местоположения объекта. С другой стороны, вес меняется в зависимости от местоположения.

Самая распространенная единица измерения массы в метрической системе — грамм. Прочие единицы массы и их эквиваленты в граммах следующие:

• 1 миллиграмм = 1 мг = 0.001 грамм
• 1 сантиграмм = 1 cg = 0,01 грамма
• 1 дециграмм = 1 дг = 0,1 грамма
• 1 килограмм = 1 кг = 1000 грамм

Метрические префиксы милли, санти и деци используются для описания величин в 1/1000 ^th , 1/100 ^th , 1/10 ^th грамма соответственно. Килограмм составляет 1000 грамм и поэтому используется для обозначения больших масс. Большинство весов настроены на показания в граммах, но могут быть способны измерять массу до 0. 1 миллиграмм или 0,0001 грамм. Важно знать префиксы показателей и значения, которые они представляют.

Длина

Третья единица измерения, которую мы часто используем, — это длина. Базовая единица СИ — метр, и, как и в случае с граммом, метрические префиксы позволяют нам выражать измерения в различных размерах от миллиметра (1/1000 метра) до километра (1000 метров). Дополнительные меры, не введенные ранее, — это метрические префиксы для 10 и 100, дека и гектор.Но объединяющей чертой всех этих префиксов является то, что они основаны на множителе 10.

Длина — это мера расстояния или размера.

Двумя основными системами измерения длины являются метрическая и английская системы.

Префиксы метрической системы:

Префикс	килограмм	га	дека	метр	деци	сенти	милли
Сокращение	к	ч	дк	м	д	с	м
Пример	км	гектометр	декаметр	метр	дециметр	сантиметр	миллиметр
Множитель	1 000	100	10	1	0. 1	0,01	0,001

Если нам нужно выразить большие или маленькие значения, мы можем использовать префиксы метрик, чтобы сделать числа более управляемыми. Например, возьмите число 20 000 метров и преобразуйте его с помощью метрического префикса в более простое число для работы. Поскольку в километре 1000 метров, если мы разделим 20 000 на 1000, мы сможем выразить это число в километрах. А как насчет 0,0035 грамма? Как бы вы переформулировали это, используя префикс метрики? Ну, миллиграмм — это 1/1000 грамма.Если мы умножим 0,0035 грамма на 1000, мы сможем выразить 0,0035 грамма как 3,5 грамма. Префиксы метрик просто упрощают работу с очень большими и маленькими числами. Пока вы знаете значение, которое они представляют, для преобразования значений требуется простая алгебра.

Пример

Какой метрический префикс сделает число 20 000 метров более управляемым?

$$ 20 000 \ text {метров} \ times 1 \ text {км} / 1000 \ text {m} = 20 \ text {км (километров)} $$

А как насчет 0. 0035 грамм? Как бы вы переформулировали это, используя префикс метрики?

$$ 0,0035 \ text {граммы} \ times 1000 \ text {мг} / 1 \ text {g} = 3,5 \ text {мг (миллиграммы)} $$

Что если мы зададим вопрос: «Сколько миллиграммов в 2,56 килограммах?» В этом вопросе используются два префикса кило и милли, и оба связаны друг с другом, проходя через основную единицу граммов. Кило означает, что в грамме 1000 или 10 ³ граммов, а в грамме 1000 или 10 ³ миллиграммов, поэтому, если мы поместим эти значения в форму для преобразования из кг в мг, мы увидим, что ответ — 2.56 x 10 ⁶ мг.

Попробуем еще раз. Сколько километров вы найдете в 123 декаметрах? Опять же, нам нужно собрать значения наших префиксов. Кило означает, что 1000 метров, а в декаметре 10 метров. Объединяя эти факторы вместе таким образом, чтобы можно было преобразовать значения, мы определяем, что в 123 дкм приходится 1,23 км.

Два момента, на которые следует обратить внимание в наших расчетах: 1) если все сделано правильно, все единицы, которые мы не хотим использовать, должны уравняться и 2) ответы следует снова проверить, чтобы убедиться, что они имеют смысл. В нашем первом вопросе мы отмечаем, что, хотя килограмм — это большая единица, миллограммы — это маленькие единицы, поэтому в килограмме должно быть очень много миллиграммов, что мы и обнаружили. В другом примере значения наших префиксов изменяются в 100 раз (10 превращается в 1000 в сто раз), поэтому значение количества декаметров в километре должно изменяться в 100 раз, что и происходит, 123 деленное на 100 равно 1,23.

Пример: Гэри, давайте сделаем и эти всплывающие ответы, чтобы учащийся мог попробовать это самостоятельно, прежде чем увидеть ответ.6 \ text {mg} $$

Сколько километров вы найдете в 123 декаметрах?

$$ 123 \ text {dkm} \ times (10 \ text {m} / 1 \ text {dkm}) \ times 1 (\ text {km} / 1000 \ text {m}) = 1,23 \ text {km}

$

7 основных единиц метрической системы

Метрическая система представляет собой систему единиц измерения, которая выросла с момента ее рождения в 1874 году в дипломатическом договоре до более современной Генеральной конференции по мерам и весам, или CGPM ( Conferérence Générale des Poids et Measures ). Современная система правильно называется Международной системой единиц или СИ, аббревиатура от французского Le Système International d’Unités. Сегодня большинство людей используют метрики и СИ как синонимы.

7 ​​основных метрических единиц

Метрическая система — это основная система единиц измерения, используемая в науке. Каждая единица считается размерно независимой от других. Эти размеры являются измерениями длины, массы, времени, электрического тока, температуры, количества вещества и силы света.Вот определения семи основных единиц:

• Длина: метр (м) Метр — это метрическая единица измерения длины. Он определяется как длина пути, который свет проходит в вакууме за 1/299 792 458 секунды.
• Масса: Килограмм (кг) Килограмм — это метрическая единица массы. Это масса международного прототипа килограмма: стандартная платина / иридий массой 1 кг, размещенная недалеко от Парижа в Международном бюро мер и весов (BIPM).
• Время: Секунды Основной единицей времени является секунда. Второй определяется как продолжительность 9 192 631 770 колебаний излучения, соответствующих переходу между двумя сверхтонкими уровнями цезия-133.
• Электрический ток: Ампер (А) Основной единицей электрического тока является ампер. Ампер определяется как постоянный ток, который, если его поддерживать в двух бесконечно длинных прямых параллельных проводниках с ничтожно малым круглым поперечным сечением и размещать на расстоянии 1 м в вакууме, создавал бы силу между проводниками, равную 2 x 10 90 · 103 -7. ньютона на метр длины.
• Температура: Кельвин (K) Кельвин — это единица термодинамической температуры. Это часть 1 / 273,16 термодинамической температуры тройной точки воды. Шкала Кельвина является абсолютной шкалой, поэтому здесь нет степени.
• Количество вещества: моль (моль) Моль определяется как количество вещества, которое содержит столько единиц, сколько атомов в 0,012 кг. углерода-12. Когда используется моль, необходимо указать объекты.Например, объектами могут быть атомы, молекулы, ионы, электроны, коровы, дома или что-то еще.
• Сила света: кандела (кд) Единицей силы света или света является кандела. Кандела — это сила света в заданном направлении источника, излучающего монохроматическое излучение с частотой 540 x 10 ¹² герц с силой излучения в этом направлении 1/683 ватт на стерадиан.

Эти определения на самом деле являются методами реализации единицы.Каждая реализация была создана с уникальной прочной теоретической базой для получения воспроизводимых и точных результатов.

Другие важные метрические единицы

В дополнение к семи основным единицам обычно используются другие метрические единицы:

• Литр (L) Хотя метрической единицей объема является кубический метр, м ³ , наиболее часто используемой единицей измерения является литр. Литр равен по объему одному кубическому дециметру, дм ³ , что представляет собой куб, равный 0.По 1 м с каждой стороны.
• Ангстрем (Å) Один ангстрем равен 10 ^-8 см или 10 ^-10 м. Названный в честь Андерса Йонаса Ангстрома, прибор используется для измерения длины химической связи и длины волны электромагнитного излучения.
• Кубический сантиметр (см ³ ) Кубический сантиметр — это общепринятая единица измерения объема твердых тел. Соответствующей единицей измерения объема жидкости является миллилитр (мл), который равен одному кубическому сантиметру.

Семь базовых единиц СИ | System International

Существуют семь базовых единиц, которые составляют основу Système International d’Unités или Международной системы единиц.

СИ, Международная система единиц включает:
основных единиц СИ
Единицы и символы СИ
SI / метрические префиксы
Определения единиц
СИ (метрическая) / британская преобразование

СИ или Международная система единиц была создана в течение многих лет и составляет основу большинства измерений, которые используются во всем мире.

Международная система единиц официально называется «Système International d’Unités» и была учреждена в 1960 году 11-й Генеральной конференцией по мерам и весам (CGPM).Многие старые системы, такие как система Imperial, используемая в Великобритании и многих других странах, были не так просты в обращении или использовании, и ни одна из них не была стандартизирована во всем мире.

В СИ есть семь базовых единиц, на которых основаны все остальные. Базовые единицы включают: массу, длину, время, температуру, количество вещества, электрический ток и силу света.

Таблица основных единиц СИ

Определения единиц СИ

Для того, чтобы каждую из единиц и величин СИ можно было стандартизировать во всем мире, необходимо иметь точные определения каждой из них. Хотя маловероятно, что эти определения единиц СИ будут использоваться где-либо, кроме лаборатории стандартов, их часто полезно увидеть и узнать.

• Метр: Метр — это длина пути, пройденного светом в вакууме за интервал времени 1/299 792 458 секунд.
• Килограмм: Килограмм — это единица массы, равная массе международного прототипа килограмма.
• Секунда: Вторая — длительность 9 192 631 770 периодов излучения, соответствующая переходу между двумя сверхтонкими рычагами (F = 4, м _F = от 0 до F = 3, м _F = 0) основного состояния атома цезия 133.
• Ампер: Ампер — это постоянный ток, который, если его поддерживать в двух прямых параллельных проводниках бесконечной длины и пренебрежимо малого круглого сечения, и помещенных на расстоянии 1 метра в вакууме, создаст между этими проводниками силу, равную 2×10 ^-7 Ньютон на метр длины
• Кельвин: Кельвин, единица термодинамической температуры, представляет собой долю 1 / 273,16 термодинамической температуры тройной точки воды.
• Моль: Моль — это масса вещества системы, которая содержит столько элементарных сущностей, сколько атомов в 0,012 кг углерода 12 (около 6,022×10 ²³ атома). Когда используется моль, должны быть указаны элементарные объекты, которые могут быть атомами, молекулами, ионами, электронами, другими частицами или определенными группами таких частиц.
• Кандела: Кандела — это сила света в заданном направлении источника, который испускает монохроматическое излучение с частотой 540×10 ¹² Гц и имеет силу излучения в этом направлении 1/683 ватт на стерадиан.

Дополнительные единицы СИ

Обоснование семи основных единиц СИ

СИ или Международная система единиц имеет набор из семи основных единиц. Они были выбраны для выполнения требований к измерениям в области науки и техники. За выбор семи базовых единиц отвечает Международный комитет мер и весов (CIPM), который определил и поддерживает систему СИ.

Базовые единицы — это до некоторой степени произвольный выбор. Когда была создана метрическая система, была выбрана трехмерная механическая система с метром, килограммом и секундами в качестве основных единиц. Позже это было расширено до четырехмерной системы, включив в нее сначала ампер, затем кельвин, канделу и, наконец, крот.Эти дополнения довели количество основных единиц СИ до семи.

СИ, или Международная система единиц, хорошо известна, хотя некоторые страны все еще используют другие системы — например, старая имперская система все еще широко используется в США, но обычно единицы СИ используются во всем мире, что позволяет использовать общую систему, тем самым уменьшая проблемы совместимости и ошибки в покрытии между системами.

Дополнительные основные понятия:
Напряжение
Текущий
Сопротивление
Емкость
Мощность
Трансформеры
RF шум
Децибел, дБ
Q, добротность

Вернуться в меню «Основные понятия». . .

Международная система единиц — гипертекст по физике

Обсуждение

обзор

Создание метрической системы после полного разрушения традиционной имперской французской системы единиц знаменует собой начало серии событий, которые в конечном итоге привели к принятию в настоящее время Международной системы единиц. Великий немецкий математик Карл Фридрих Гаусс (1777–1855) был первым, кто продвигал идею объединения метрических единиц со вторыми, чтобы сформировать полную и последовательную систему единиц для механики.С помощью немецкого физика Вильгельма Вебера (1804–1891) он смог расширить эту концепцию, включив в нее единицы измерения электричества и магнетизма. То, что стало известно как Гауссова система единиц , возникло из этого предложения. Его организация послужила образцом для Международной системы.

Международная система единиц (на французском языке она называется Le Système international d’unités и сокращенно SI по международной конвенции) возникла во время Одиннадцатой Генеральной конференции мер и весов ( Conférence générale des poids et mesures или CGPM), проведенного Международным бюро мер и весов ( Bureau international des poids et mesures или BIPM) в Париже в 1960 году. Модель SI состоит из четырех основных компонентов.

1. Семь , определяющих константы (или ссылочные константы) с точными значениями. Эти константы могут быть универсальными константами, которые возникают из фундаментальных физических законов (постоянная Планка h , постоянная Больцмана k , скорость света c ), быть связанными с природными явлениями (скорость света c , сверхтонкий переход атом цезия Δν _Cs , заряд на протоне e ), или произошли от предыдущих определений основных единиц (постоянная Авогадро N _A , световая отдача зеленого света K _cd ) .
2. Семь размерно-независимых, основных единиц (или фундаментальных единиц), определенных в терминах определяющих констант, которые по соглашению считаются несократимыми (секунда, метр, килограмм, кулон, кельвин, моль и кандела).
3. Большое количество производных единиц. сформировано путем объединения базовых единиц в соответствии с алгебраическими соотношениями соответствующих величин, некоторым из которых присвоены специальные имена и символы, и которые сами могут быть дополнительно объединены для образования еще большего количества производных единиц.
   • Производные единицы являются когерентными в том смысле, что все они взаимно связаны только правилами умножения и деления без необходимости числового коэффициента, кроме 1.
   • Производные единицы также являются полными в том смысле, что одна и только одна единица существует для каждой определенной физической величины. Хотя многие единицы можно выразить более чем одним способом, все они эквивалентны. (Однако обратное утверждение не обязательно верно.Некоторые производные единицы используются более чем для одной физической величины.)
4. Двадцать в настоящее время согласовали префиксы , которые могут быть присоединены к любым базовым или производным единицам со специальными именами, создавая при необходимости кратные и деления . (Исключением из этого правила является килограмм, который уже сам по себе кратен грамму. В этом случае к слову грамм следует добавить префиксы.)
   • Первые три названных кратных — это первые три степени десяти (10 ¹ , 10 ² , 10 ³ ).
     Последующие поименованные кратные величины больше, чем предыдущие поименованные кратные на три порядка (10 ⁶ , 10 ⁹ , 10 ¹² ,…).
   • Первые три названных деления — это первые три отрицательные степени десяти (10 ⁻¹ , 10 ⁻² , 10 ⁻³ ).
     Последующие именованные подразделения на три порядка меньше, чем предыдущие именованные подразделения (10 ⁻⁶ , 10 ⁻⁹ , 10 ⁻¹² ,…).

Более подробно каждый из этих компонентов описан ниже.

Определение констант

Определяющие константы, перечисленные ниже, используются для построения базовых единиц Международной системы.

сверхтонкий переход

Частота невозмущенного сверхтонкого перехода в основном состоянии атома цезия 133 (Δν _Cs ) определена равной точно 9 192 631 770 герц. Это определение может использоваться для определения секунды [с], поскольку герц [Гц] является обратной секундой [Гц = 1 / с]. Вторая — это базовая единица времени в системе СИ.

скорость света

Скорость электромагнитного излучения в вакууме ( c ) определена как 299 792 458 метров в секунду [м / с]. Это определение в сочетании с определением секунды может использоваться для определения метра [м], который является базовой единицей длины или расстояния в системе СИ.

Постоянная Планка

Постоянная Планка ( ч ) определена как точно 6,62607015 × 10 ⁻³⁴ джоуль секунд, где джоуль [Дж] — единица энергии, эквивалентная килограмм-метру в квадрате на секунду в квадрате [кг · м ² / s ² ].Следовательно, постоянная Планка — это универсальная постоянная, которая связывает массу, длину и время. Это определение в сочетании с определениями секунды и метра может использоваться для определения килограмма [кг], который является базовой единицей массы в системе СИ.

элементарный заряд

Элементарный заряд ( e ) определен как ровно 1,602176634 × 10 ⁻¹⁹ кулонов. Элементарный заряд — это величина заряда многих субатомных частиц. Например, заряд протона равен +1 э, а заряд электрона -1 э.Это определение в сочетании с определением секунды может использоваться для определения ампера [A], поскольку кулон [C] — это количество заряда, передаваемого одним ампером тока за одну секунду [C = A s]. Ампер — это основная единица измерения электрического тока в системе СИ.

постоянная Больцмана

Постоянная Больцмана ( k ) определена как точно 1,380649 × 10 ⁻²³ джоуля на кельвин. Постоянная Больцмана — универсальная постоянная, связывающая энергию с температурой.Поскольку джоуль связан с единицами измерения массы, длины и времени в системе СИ [J = кг · м ² / с ² ], постоянную Больцмана можно использовать для определения кельвина [K], который является базовой единицей температуры. в СИ.

Константа Авогадро

Константа Авогадро ( N _A ) определена как точно 6,02214076 × 10 ²³ частиц на моль. Константа Авогадро развивалась на протяжении истории химии и не является универсальной константой. (Я бы назвал это культурной константой.) Это способ подсчета микроскопических частиц химии и статистической термодинамики (частицы — это такие вещи, как молекулы, атомы, ионы, электроны и т. Д.). Единица, которая возникла из этого, — моль [моль], которая является базовой единицей числа частиц в системе СИ.

Световая отдача

Световая эффективность монохроматического излучения с частотой 540 × 10 ¹² Гц ( K _cd ) определена как ровно 683 люмена на ватт. Световая эффективность — еще один пример константы, которая возникла из культурной практики людей, занимающихся наукой.Это способ количественной оценки того, насколько хорошо источник света излучает видимый свет — концепция, аналогичная эффективности. Эффективность — это машины, использующие энергию для работы. Эффективность заключается в том, что источники света используют энергию для создания света. Ватт [Вт] — это единица мощности, измеряемая в килограмме, метре и секунде [Вт = кг · м ² / с ³ ]. Люмен — это единица светового потока , , производная от канделы и стерадиана [lm = cd sr]. Стерадиан — это единица телесного угла, которая представляет собой безразмерное отношение площадей [м ² / м ² ].Эта упрощенная, но все же извилистая логическая цепочка может быть использована для определения канделы [кд], которая является базовой единицей силы света в системе СИ.

Семь определяющих констант Международной системы

символ	значение	описание
Δν CS	9 192 631 770 Гц	невозмущенная частота сверхтонкого перехода в основном состоянии атома цезия 133
c	299 792 458 м / с	скорость света в вакууме
ч	6. 62607015 × 10 −34 Дж с	Постоянная Планка
e	1.602176634 × 10 −19 С	элементарный заряд
к	1,380649 × 10 −23 Дж / К	Постоянная Больцмана
N A	6.02214076 × 10 23 / моль	Константа Авогадро
K CD	683 лм / Вт	Световая отдача монохроматического излучения частотой 540 × 10 12 Гц

базовые блоки

Хотя многие единицы могут служить фундаментальными строительными блоками системы, следующие семь были выбраны по историческим и практическим причинам в качестве базовых единиц Международной системы единиц.

время

Естественно думать о Солнце как о хранителе времени в нашей жизни, но по сравнению с современными наручными и настенными часами Солнце — не лучшие часы в мире. Вариации скорости Земли при ее вращении вокруг Солнца настолько велики, что солнечные часы могут не совпадать с более традиционными часами на целых 16 минут и будут считаться точными только четыре раза в год. Чтобы исправить это отклонение от идеала, астрономы представляют воображаемое Солнце, которое движется по небу с постоянной скоростью, совершает такое же количество проходов по небу, что и настоящее Солнце, и когда-то находится в том же месте, что и настоящее Солнце. год.Время, за которое вымышленное Солнце совершает один оборот вокруг Земли, называется средним солнечным днем. Поскольку в среднем солнечном дне 60 секунд в минуте, 60 минут в часе и 24 часа, исходное определение секунды было ¹ _{86 400} среднего солнечного дня (24 × 60 × 60 = 86 400 ).

Однако естественные неровности вращения Земли ограничивали точность, достижимую с помощью этого определения. Вращение Земли изменяется примерно на 1 часть на 10 ⁸ между маем (когда он самый медленный) и сентябрем (когда он самый быстрый). Более того, скорость вращения Земли уменьшается примерно на 1 часть из 10 ⁹ в год, поскольку энергия истощается за счет приливных взаимодействий между Землей и Луной.

Увеличить

Увеличить

Более высокая точность может быть достигнута за счет движения Земли вокруг Солнца, которое менее подвержено изменениям с годами. Время, за которое Солнце совершает полный оборот по небу от летнего солнцестояния до летнего солнцестояния, известно как тропический год.В 1960 году CGPM по рекомендации Международного астрономического союза объявила вторым ¹ _{31,556,925,9747} тропического года. Это означало, что день, который раньше определял второй, теперь определялся им. Единичный день теперь по определению составляет 86 400 секунд.

Текущий стандарт, принятый в 1967 году, использует невероятную регулярность, с которой имеют место определенные атомные переходы. Каждую элементарную частицу можно представить как крошечный стержневой магнит с северным и южным полюсами.Сверхтонкий переход основного состояния происходит, когда крайний электрон атома меняет свою магнитную ориентацию относительно ядра с параллельной (указывающей в одном направлении) на антипараллельную (указывающую в противоположном направлении). секунд [с] теперь определяется как 9 192 631 770 периодов излучения, соответствующих переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия 133.

Несмотря на изменения, внесенные в Международную систему в 2018 году, это последнее определение теперь сформулировано иначе, но по-прежнему практически верно.

Цезиевый осциллятор, обычно называемый атомными часами , представляет собой устройство, которое подсчитывает сверхтонкие переходы, совершаемые совокупностью атомов цезия. Обычно достигается точность 1 часть из 10 ¹⁴ .

длина

Метр — это основная единица измерения длины в Международной системе единиц. Первоначально он был определен в 1799 году как одна десятимиллионная расстояния от экватора до северного полюса, измеренного на линии долготы, проходящей через Париж.Тогда это позволит зафиксировать окружность Земли на разумно удобном значении в 40 миллионов метров. Однако у этого утверждения есть две проблемы. Во-первых, Земля, хотя и почти сферическая для глаза, слегка сплющена на полюсах и отклоняется от геометрического идеала примерно на одну сотую часть. Обход экватора на 134 км длиннее обхода полюсов. Во-вторых, при измерении расстояния от экватора до полюса через Париж была допущена небольшая ошибка. Таким образом, фактическая длина метра отличается от предполагаемой примерно на одну четвертую тысячу.

В 1889 году BIPM в Париже сконструировал точно обработанный платино-иридиевый стержень с двумя линиями, протравленными на противоположных концах. Затем измеритель определялся как расстояние между этими двумя линиями при хранении в определенных условиях. Уполномоченные на региональном уровне метрологи (специалисты по измерениям) поедут в штаб-квартиру BIPM и скопируют вытравленные линии международного прототипа на свои платино-иридиевые стержни для создания региональных прототипов. Затем они будут использоваться для создания локальных прототипов, которые затем будут использоваться для создания индивидуальных прототипов, которые затем будут использоваться для калибровки практических измерительных устройств.Доступ к международному прототипу строго контролировался, чтобы свести его износ к минимуму и уменьшить вероятность катастрофической ошибки при обращении.

Учитывая недоступность прототипа и возможность его случайного или преднамеренного разрушения, потребовался новый тип стандарта. Определение счетчика на основе международного прототипа было заменено рядом определений, основанных на эксперименте. Измеритель теперь практически неразрушим, так как его экспериментальное определение можно воспроизвести в любой точке Вселенной в любое время.Первоначальный международный прототип измерителя до сих пор хранится в BIPM в условиях, определенных в 1889 году, но маловероятно, что он когда-либо будет выполнять какие-либо официальные обязанности.

С 1960 по 1983 год метр определялся как длина, равная 1 650 763,73 длины волны в вакууме излучения, соответствующего переходу между уровнями 2p ₁₀ и 5d ₅ атома криптона 86.

В 1983 году определение было изменено, так что метров [м] стали длиной пути, пройденного светом в вакууме за интервал времени ¹ _{299 792 458} секунды.Это изменение означало, что длина теперь может быть измерена так же точно, как измеряется время — время является наиболее точным измерением из всех физических величин. Это имело дополнительный эффект: скорость света в вакууме была зафиксирована на уровне 299 792 458 м / с.

Несмотря на изменения, внесенные в Международную систему в 2018 году, это последнее определение теперь сформулировано иначе, но по-прежнему практически верно.

масса

Грамм был основной единицей массы в метрической системе, но именно килограмм (одна тысяча граммов) играет эту роль в Международной системе.Я подозреваю, что грамм считался слишком маленьким, чтобы иметь практическое применение. Первоначально килограмм был определен в 1799 году как масса одного литра (одной тысячи кубических сантиметров) чистой жидкой воды при 0 ° C.

масса, равная массе одного литра чистой воды при атмосферном давлении и температуре ее максимальной плотности, которая составляет примерно 4 ° C.

В 1889 году BIPM в Париже сконструировал точно обработанный платино-иридиевый цилиндр по определению 1799 года, который послужил международным прототипом килограмма.Как и международный прототип счетчика (который был построен в то же время), доступ к международному прототипу килограмма строго контролируется, чтобы уменьшить износ от нормального использования и предотвратить его случайное или преднамеренное разрушение. Существует ряд вторичных прототипов, разбросанных по всему миру в региональных бюро стандартов. Они отличаются от международного прототипа не более чем на одну деталь из 10 ⁹ и могут быть запущены в эксплуатацию, если что-то случится с оригиналом.

Несмотря на все усилия МБМВ, масса килограмма международного прототипа увеличивается примерно на 1 часть из 10 ⁹ в год из-за неизбежного накопления загрязняющих веществ на его поверхности. Эта ошибка находится на границе неопределенности измерения, используемого для калибровки вторичных прототипов, и поэтому имеет определенное значение. По этой причине международный прототип имел массу в один килограмм только после того, как он был очищен и промыт заданным способом.

новый def

заряд

Единица измерения электрического тока в системе СИ — ампер [А]

температура

Единица измерения термодинамической температуры в системе СИ — кельвин [K].

сумма

Единица количества вещества в системе СИ — моль [моль]. Когда используется моль, должны быть указаны элементарные объекты, которые могут быть атомами, молекулами, ионами, электронами, другими частицами или определенными группами таких частиц.

интенсивность

Единица силы света в системе СИ — кандела [кд]. Люмен [лм] — это единица светового потока , который является мерой общего видимого светового потока от некоторого источника во всех направлениях. Это самая сложная часть. То, насколько этот свет сконцентрирован в каком-либо конкретном направлении, называется силой света . Степень распространения измеряется с помощью единицы телесного угла, называемой стерадианом [sr], которая является мерой доли сферы, вырезанной телесным углом.Таким образом, стерадиан представляет собой отношение площадей с единицами, которые компенсируют [m ² / m ² ]. Один люмен, растянутый на один стерадиан, называется канделой [cd = lm / sr], которая является базовой единицей силы света в системе СИ.

Базовые единицы Международной системы

количество	шт.		определение
время	секунд	с	Второй символ s — единица времени в системе СИ.Он определяется путем принятия фиксированного числового значения частоты цезия ∆ ν Cs , невозмущенной частоты сверхтонкого перехода в основное состояние атома цезия 133, равной 9,192,631,770 в единицах Гц, что равно s -1 .
длина	метр	м	Метр (символ m) — это единица измерения длины в системе СИ. Он определяется путем принятия фиксированного числового значения скорости света в вакууме c равным 299 792 458 при выражении в единицах м / с, где секунда определяется в терминах ∆ ν Cs .
масса	килограмм	кг	Килограмм (символ кг) — единица массы в системе СИ. Он определяется путем принятия фиксированного числового значения постоянной Планка h равным 6,62607015 × 10 −34 при выражении в единицах Дж с, что равно кг · м 2 с −1 , где метр и второй определены в терминах c и ∆ ν Cs .
электрический ток	ампер	А	Ампер (символ A) — это единица измерения электрического тока в системе СИ.Он определяется путем принятия фиксированного числового значения элементарного заряда e равным 1,602176634 × 10 −19 при выражении в единице C, которая равна A s, где секунда определяется в терминах ∆ ν. CS .
термодинамический температура	кельвинов	К	Кельвин, символ K, является единицей измерения термодинамической температуры в системе СИ. Он определяется путем принятия фиксированного числового значения постоянной Больцмана k равным 1.380649 × 10 −23 при выражении в единицах J K −1 , что равно кг · м 2 с −2 K −1 , где килограмм, метр и секунда определены в слагаемые h , c и ∆ ν Cs
количество субстанция	моль	моль	Моль (символ моль) — это единица измерения количества вещества в системе СИ. Один моль содержит ровно 6,022140769 × 10 23 элементарных объекта.Это число представляет собой фиксированное числовое значение константы Авогадро, N A , выраженное в единицах моль -1 , и называется числом Авогадро. Количество вещества, символ n , в системе является мерой количества указанных элементарных объектов. Элементарным объектом может быть атом, молекула, ион, электрон, любая другая частица или определенная группа частиц.
световой интенсивность	кандела	кд	Кандела (символ cd) — это единица измерения силы света в системе СИ в заданном направлении.Он определяется путем принятия фиксированного числового значения световой эффективности монохроматического излучения с частотой 540 × 10 12 Гц, K cd , равным 683 при выражении в единицах лм Вт -1 , что составляет равно cd sr W −1 или cd sr kg −1 m −2 s 3 , где килограмм, метр и секунда определены в терминах h , c и ∆ ν Cs .

производные единицы

Большое количество производных единиц. образовано путем объединения базовых единиц в соответствии с алгебраическими соотношениями соответствующих величин, некоторым из которых присвоены специальные имена и символы, и которые сами могут быть дополнительно объединены для образования еще большего количества производных единиц.

Производные единицы — это когерентные в том смысле, что все они связаны между собой только правилами умножения и деления без необходимости числового коэффициента, кроме 1.

Производные единицы также являются полными в том смысле, что одна и только одна единица существует для каждой определенной физической величины. Хотя многие единицы можно выразить более чем одним способом, все они эквивалентны. Однако обратное утверждение не обязательно верно.Некоторые единицы используются более чем для одной физической величины.

• Н · м используется для энергии (где он называется джоуль) и крутящего момента (где он называется ньютон-метр)
• 1 / с используется для частоты (циклов в секунду или герц), угловой частоты (радиан в секунду) и беккереля (спадов в секунду)
• Дж / кг используется в радиологии для определения поглощенной дозы (серый) и эквивалентной дозы (зиверт)

префиксы

Двадцать в настоящее время согласовали префиксы , которые могут быть присоединены к любым базовым или производным единицам со специальными именами, создавая при необходимости кратные и деление . (Исключением из этого правила является килограмм, который уже сам по себе кратен грамму. В этом случае к слову «грамм» следует добавлять префиксы.)

Первые три названных кратных числа представляют собой первые три степени десяти (10 ¹ , 10 ² , 10 ³ ). Последующие поименованные кратные на три порядка больше, чем предыдущие поименованные кратные (10 ⁶ , 10 ⁹ , 10 ¹² ,…).

Первые три названных деления — это первые три отрицательные степени десяти (10 ⁻¹ , 10 ⁻² , 10 ⁻³ ).Последующие именованные подразделения на три порядка меньше, чем предыдущие именованные подразделения (10 ⁻⁶ , 10 ⁻⁹ , 10 ⁻¹² ,…).

Будет ли произноситься giga с твердым или мягким g, зависит от того, какое, по его мнению, правильное произношение. Сдвиг произошел в США где-то в середине 1990-х (примерно в то время, когда Интернет стал популярным в популярной культуре), когда слово «джиг» заменило «джиг» в качестве предпочтительного произношения. Руководства BIPM не заботятся о том, как произносятся какие-либо термины SI, если они всегда представлены с правильным символом.

Подразделения международной системы

* также норвежский

коэффициент	префикс	символ	языковое происхождение
10 -1	деци	д	латынь:	десять ( децем )
10 −2	сенти	с	латынь:	соток ( центов )
10 −3	милли	м	латынь:	тыс. ( тыс. )	1000 -1
10 −6	микро	мкм	греческий:	малый (μικρος, микрос )	1000 −2
10 −9	нано	n	греческий:	карлик (νανος, нано )	1000 −3
10 −12	пик	п.	испанский:	малый ( пик )	1000 −4
10 −15	фемто	f	датский *:	пятнадцать ( femten )	1000 −5
10 −18	атто	а	датский *:	восемнадцать ( ат )	1000 −6
10 −21	zepto	z	греческий:	семь (επτα, эпта )	1000 −7
10 −24	лет	л	греческий:	восемь (οκτω, octo )	1000 −8

Кратные по международной системе

коэффициент	префикс	символ	лингвистическое происхождение
10 1	дека	da	греческий:	тен (δεκα, дека )
10 2	га	ч	греческий:	сот (εκατο, экато )
10 3	килограмм	к	греческий:	тыс. (Χιλια, хилия )	1000 1
10 6	мега	м	греческий:	большой (μεγαλος, мегало )	1000 2
10 9	гига	G	греческий:	гигант (γιγας, гига )	1000 3
10 12	тера	т	греческий:	четыре (τετρατος, tetratos )	1000 4
10 15	пета	-П	греческий:	пять (πεντε, пенте )	1000 5
10 18	exa	E	греческий:	шесть (εξι, exi )	1000 6
10 21	зетта	Z	греческий:	семь (επτα, эпта )	1000 7
10 24	лет	Я	греческий:	восемь (οκτω, octo )	1000 8

дополнительные блоки

Другие научные, традиционные и практические единицы и системы единиц все еще используются и по-прежнему полезны. Англо-американская система единиц, которая до сих пор официально используется в Соединенных Штатах, на самом деле является просто продолжением Международной системы. Многие единицы, уникальные для системы, теперь имеют определения, относящиеся к их аналогам в системе СИ. Например, дюйм расстояния составляет точно 0,0245 м, а фунт массы равен точно 0,45359237 кг.

Допустимые единицы, не относящиеся к системе СИ, определенные в единицах СИ *, также известная как метрическая тонна в США количество шт. определение время минут мин. 60 с время час ч 3,600 с время день д 86,400 с расстояние астрономическая единица au 149 597 870 700 м плоский угол градусов ° (π / 180) рад плоский угол минут ‘ (π / 10,800) рад плоский угол секунд « (π / 648,000) рад площадь га га 10 000 м 2 объем литр л 0. 001 м 3 масса тонн * т 1,000 кг энергия электрон-вольт эВ 1.602176634 × 10 −19 Дж Допустимые единицы, не относящиеся к системе СИ, определенные экспериментально * также известный как далтон [Да] количество шт. определение масса единица атомной массы * u 1.660539040 (20) × 10 −27 кг Другие допустимые единицы, не относящиеся к системе СИ количество шт. определение натуральный логарифмический коэффициент бел Б журнал ( x / x 0 ) десятичный логарифмический коэффициент непер Np лин ( x / x 0 )

Объекты названы в честь людей…

Измерения в химии — Химия

Глава 1 — Измерения в химии

Это содержимое также можно загрузить в виде PDF-файла для печати или интерактивного PDF-файла. Для интерактивного PDF-файла требуется Adobe Reader для полной функциональности.

Этот текст опубликован под лицензией Creative Commons, для ссылки и адаптации нажмите здесь.

Разделы:

Раздел 1. Химия и вещества

Что такое химия?

Физико-химические свойства

Элементы и соединения

Смеси

Состояния материи

Раздел 2: Как ученые изучают химию

Научный метод

Раздел 3: Научная нотация

Видеоуроки

Практические задачи

Раздел 4: Единицы измерения

Международная система единиц и метрическая система

Производные единицы СИ

Раздел 5. Проведение измерений в лаборатории

Precision vs.Точность

Значимые цифры

Точные числа

Правила округления

Видеоурок

Расчеты со значащими цифрами

Преобразование и значение единиц

Коэффициенты преобразования

Краткое содержание главы

Список литературы

Раздел 1. Химия и вещества

Что такое химия?

Все вокруг нас состоит из химикатов.От цвета, который делает розу такой красной, до бензина, которым наполняются наши автомобили, и кремниевых чипов, питающих наши компьютеры и мобильные телефоны… Химия повсюду! Понимание того, как химические молекулы образуются и взаимодействуют для создания сложных структур, позволяет нам использовать силу химии и использовать ее, как набор инструментов, для создания многих современных достижений, которые мы наблюдаем сегодня. Сюда входят достижения в медицине, связи, транспорте, строительной инфраструктуре, науке о продуктах питания и сельском хозяйстве, а также почти во всех других технических областях, которые вы можете себе представить.

Химия — это одна из отраслей науки. Наука — это процесс, с помощью которого мы изучаем естественную Вселенную, наблюдая, проверяя, а затем создавая модели, объясняющие наши наблюдения. это процесс, с помощью которого мы узнаем о естественной Вселенной, наблюдая, проверяя, а затем создавая модели, объясняющие наши наблюдения. Поскольку физическая вселенная настолько обширна, существует множество различных областей науки (рис. 1.1). Таким образом, химия изучает материю, биология изучает живые существа, а геология изучает горные породы и землю.Математика — это язык науки, и мы будем использовать его для передачи некоторых идей химии.

Хотя мы разделяем науку на разные области, между ними есть много общего. Например, некоторые биологи и химики так много работают в обеих областях, что их работа называется биохимией. Точно так же геология и химия пересекаются в области, называемой геохимией. На рис. 1.1 показано, сколько отдельных областей науки связаны между собой.

Рисунок 1.1: Взаимоотношения между некоторыми из основных отраслей науки. Химия находится более или менее посередине, что подчеркивает ее важность для многих отраслей науки.

Физические и химические свойства

Часть понимания материи — это возможность ее описать. Один из способов описания вещества химиками — это отнесение разных свойств к разным категориям. Свойства, которые химики используют для описания материи, делятся на две основные категории.Физические свойства — это характеристики, которые описывают вещество, такие как температура кипения, точка плавления и цвет. Физические изменения, такие как плавление твердого вещества в жидкость, не изменяют химическую структуру этого вещества. Химические свойства — это характеристики, которые описывают, как химическая структура вещества изменяется во время химической реакции. Примером химического свойства является воспламеняемость — способность материала гореть — потому что горение (также известное как горение) изменяет химический состав материала.

Элементы и соединения

Любой образец вещества, который имеет одинаковые физические и химические свойства во всем образце, называется веществом. Есть два типа веществ. Вещество, которое невозможно разложить на химически более простые компоненты, является элементом. Алюминий, который используется в банках с газировкой, является элементом. Вещество, которое можно разбить на химически более простые компоненты (поскольку оно состоит из более чем одного элемента), представляет собой соединение. Вода — это соединение, состоящее из водорода и кислорода.Сегодня в известной вселенной около 118 элементов, которые организованы на фундаментальной диаграмме, называемой Периодической таблицей элементов (рис. 1.2). Напротив, на сегодняшний день ученые идентифицировали десятки миллионов различных соединений.

Наименьшая часть элемента, которая поддерживает идентичность этого элемента, называется атомом. Атомы очень крошечные; чтобы сделать линию длиной 1 дюйм, вам понадобится 217 миллионов атомов железа! Точно так же самая маленькая часть соединения, которая поддерживает идентичность этого соединения, называется молекулой.Молекулы состоят из атомов, которые соединены вместе и ведут себя как единое целое (рис. 1.2). Ученые обычно работают с миллионами атомов и молекул одновременно. Когда ученый работает

Рисунок 1.2: ( Верхняя панель) Периодическая таблица элементов представляет собой организованную диаграмму, которая содержит все известные химические элементы. ( Нижняя панель ) Слева от стрелки показан один атом кислорода и два атома водорода. Каждый из них представляет собой отдельные элементы.Когда они объединены с правой стороны, они образуют единую молекулу воды (H ₂ O). Обратите внимание, что вода определяется как соединение, потому что каждая отдельная молекула состоит из более чем одного типа элементов, в данном случае одного атома кислорода и двух атомов водорода.

с большим количеством атомов или молекул одновременно, ученый изучает макроскопическое представление Вселенной. Однако ученые могут также описывать химические явления на уровне отдельных атомов или молекул, что называется микроскопической точкой зрения.В этой книге мы увидим примеры как макроскопических, так и микроскопических точек зрения (рис. 1.3).

Рисунок 1.3: Сколько молекул необходимо для точки в предложении? Хотя мы не замечаем этого с макроскопической точки зрения, материя состоит из микроскопических частиц, настолько крошечных, что для создания пятнышка, которую мы можем увидеть невооруженным глазом, нужны миллиарды их. X25 и X400000000 указывают, сколько раз изображение было увеличено.

Смеси

Материал, состоящий из двух или более веществ, представляет собой смесь.В смеси отдельные вещества сохраняют свою химическую идентичность. Многие смеси представляют собой очевидные комбинации двух или более веществ, например смесь песка и воды. Такие смеси называют гетерогенными смесями. В некоторых смесях компоненты настолько тесно связаны, что действуют как единое вещество, хотя это не так. Смеси с однородным составом называются гомогенными смесями. Гомогенные смеси, которые перемешиваются настолько тщательно, что ни один компонент не может наблюдаться независимо от другого, называются растворами.Растворенный в воде сахар является примером решения. Металлический сплав, такой как сталь, является примером твердого раствора. Воздух, смесь азота и кислорода, представляет собой газообразный раствор.

Рисунок 1.4: Гетерогенные и однородные смеси. Смесь содержит более одного вещества. На верхней панели вы видите пример неоднородной смеси масла и воды. Смесь неоднородна, потому что вы можете визуально увидеть два разных компонента в смеси.На нижней панели вы видите пример однородной смеси, кофе. Он однороден, потому что вы не можете различить множество различных компонентов, входящих в состав чашки кофе (вода; кофеин; кофейные алкалоиды и дубильные вещества). Все выглядит одинаково. Если смесь однородная, а также прозрачная или прозрачная, ее называют раствором. В нашем примере кофе — это раствор; однако концентрированный эспрессо может быть очень непрозрачным и представлять собой только гомогенную смесь, а не раствор.

Состояния материи

Другой способ классифицировать вещество — описать его как твердое тело, жидкость или газ, как это было сделано в примерах растворов выше. Эти три описания, каждое из которых подразумевает, что материя обладает определенными физическими свойствами, представляют три фазы материи. Твердое тело имеет определенную форму и определенный объем. Жидкости имеют определенный объем, но не определенную форму; они принимают форму своих контейнеров. У газов нет ни формы, ни объема, они расширяются, заполняя свои сосуды.Каждый день мы сталкиваемся с материей в каждой фазе. Фактически, мы регулярно встречаемся с водой во всех трех фазах: лед (твердая), вода (жидкость) и пар (газ).

Из нашего опыта работы с водой мы знаем, что вещества могут переходить из одной фазы в другую при подходящих условиях. Обычно изменение температуры вещества (и реже оказываемого на него давления) может вызвать фазовый переход или физический процесс, в котором вещество переходит из одной фазы в другую (рис. 1.5). Фазовые изменения имеют определенные названия в зависимости от того, какие фазы задействованы, как показано в таблице 1.1.

Рисунок 1.5. Анализ фазовых изменений. ( Верхняя панель ) Фотография кипящей воды демонстрирует фазовый переход воды из жидкой в ​​газообразную фазу. Обратите внимание, что фазовые изменения — это физическое свойство молекулы. Вода остается химически такой же (H ₂ O) в твердом, жидком или газообразном состоянии. ( Нижняя панель ) Изменение температуры может вызвать фазовые изменения. Выше — температурная шкала фазовых переходов воды.Если вы добавите тепло к твердому льду, вода будет таять при 0 90 · 103 o 90 · 104 C и закипать при 100 90 · 103 o 90 · 104 C. Если вы снимете тепло с газообразной воды, она будет конденсироваться в жидкое состояние при 100 90 · 103 o 90 · 104 C и замерзнуть при 0 ^o C.

Таким образом, на рис. 1.6 «Классификация материи» показаны отношения между различными способами классификации материи.

Рисунок 1.6 Классификация материи. Вещество можно классифицировать по-разному в зависимости от его свойств

(Вернуться к началу)

Раздел 2: Как ученые изучают химию

Научный метод

Как работают ученые? Как правило, они следуют процессу, называемому научным методом.Научный метод — это организованная процедура изучения ответов на вопросы. Чтобы найти ответ на вопрос (например, «Почему птицы летают к экватору Земли в холодные месяцы?»), Ученый выполняет следующие шаги, которые также показаны на рисунке 1.7.

Рис. 1.7 Общие этапы научного метода. В реальной жизни шаги могут быть не такими четкими, как описано здесь, но большинство научных работ следует этому общему плану.

Предложите гипотезу. Ученый генерирует проверяемую идею или гипотезу, чтобы попытаться ответить на вопрос или объяснить, как устроена естественная вселенная. Некоторые люди используют слово теория вместо гипотезы, но слово гипотеза — правильное слово в науке. Для научных приложений слово теория — это общее утверждение, описывающее большой набор наблюдений и данных. Теория представляет собой высший уровень научного понимания и построена на широком спектре фактических знаний или данных.

Проверьте гипотезу. Ученый оценивает гипотезу, разрабатывая и проводя эксперименты для ее проверки. Если гипотеза проходит проверку, это может быть правильным ответом на вопрос. Если гипотеза не проходит проверку, это может быть плохой ответ.

При необходимости уточните гипотезу. В зависимости от результатов экспериментов, ученый может захотеть изменить гипотезу, а затем снова проверить ее. Иногда результаты показывают, что исходная гипотеза полностью ошибочна, и в этом случае ученому придется разработать новую гипотезу.

Не все научные исследования достаточно просты, чтобы их можно было разделить на эти три отдельных этапа. Но эти шаги представляют собой общий метод, с помощью которого ученые узнают о нашей естественной вселенной.

(Вернуться к началу)

Раздел 3: Научная нотация

Изучение химии может включать очень большие числа. Он также может включать в себя очень маленькие числа. Записать такие числа и использовать их в длинной форме проблематично, потому что мы потратим слишком много времени на написание нулей и, вероятно, сделаем много ошибок! Решение этой проблемы есть.Это называется научным обозначением.

Научная нотация позволяет нам выражать очень большие и очень маленькие числа, используя степень 10.

Напомним, что:

10

⁰ = 1 10 ¹ = 10 10 ² = 100

10

³ = 1000 10 ⁴ = 10000 10 ⁵ = 100000

Как видите, степень возведения 10 равна количеству нулей, следующих за 1. Это поможет определить, какой показатель степени использовать, когда мы выражаем числа в экспоненциальной нотации.

Возьмем очень большое число:

579, 000, 000, 000

и выразите его в экспоненциальной нотации.

Сначала мы находим коэффициент, представляющий собой число от 1 до 10, которое будет умножено на 10 в некоторой степени.

Наш коэффициент: 5,79

Это число будет умножено на 10 в некоторой степени. Теперь давайте разберемся, что это за сила.

Мы можем сделать это, посчитав количество позиций, которые стоят между концом исходного числа и новой позицией десятичной точки в нашем коэффициенте.

5. 7 9 0 0 0 0 0 0 0 0 0

↑ ↑

Сколько всего позиций?

Мы видим, что между десятичной дробью и концом исходного числа есть 11 позиций. Это означает, что наш коэффициент 5,79 будет умножен на 10 в 11-й степени.

Наше число, выраженное в экспоненциальной записи:

5,79 x 10

¹¹

А как насчет очень маленьких чисел?

Как вы помните:

10

^-1 = 0. 1 10 ^-2 = 0,01 10 ^-3 = 0,001

10

^-4 = 0,0001 10 ^-5 = 0,00001

Число пробелов справа от десятичной точки для нашей 1 равно числу в экспоненте, стоящему за отрицательным знаком. Это полезно иметь в виду, когда мы выражаем очень маленькие числа в научных обозначениях.

Вот очень маленький номер:

0,0000642

Выразим это число в научных обозначениях.

Наш коэффициент будет 6.42

Это число будет умножено на 10 в некоторой степени, которая будет отрицательной. Давайте выясним правильную мощность. Мы можем выяснить это, посчитав, сколько позиций находится между десятичной точкой в ​​нашем коэффициенте и десятичной точкой в ​​нашем исходном числе.

0. 0 0 0 0 6 4 2

↑ ↑

Сколько позиций?

Между нашей новой десятичной точкой и десятичной точкой в ​​исходном числе 5 позиций, поэтому наш коэффициент будет умножен на 10 в отрицательной пятой степени.

Наше число, записанное в экспоненциальном формате:

6,42 х 10

^-5

Вы можете использовать эти методы для выражения любого большого или малого числа в экспоненциальной нотации.

ВИДЕОУЧЕБНИК ДЛЯ ЗНАЧИТЕЛЬНЫХ ЦИФР:

(Вернуться к началу)

Раздел 4: Единицы измерения

Международная система единиц и метрическая система

Международная система единиц, сокращенно SI от французской Système International D’unités, является основной системой единиц измерения, используемой в науке.С 1960-х годов Международная система единиц принята на международном уровне как стандартная метрическая система. Базовые единицы СИ основаны на физических стандартах. Определения базовых единиц СИ изменялись и продолжают изменяться, и по мере достижений науки добавляются новые базовые единицы. Каждая основная единица СИ, кроме килограмма, описывается стабильными свойствами Вселенной.

Существует семь базовых единиц, которые перечислены в Таблице 1.2. В химии в основном используются пять основных единиц: моль для количества, килограмм для массы, метр для длины, второй для времени и кельвин для температуры.Градус Цельсия (90 · 103 o 90 · 104 C) также обычно используется для измерения температуры. Числовое соотношение между градусами Кельвина и градусами Цельсия выглядит следующим образом:

К =

^o С + 273

Размер каждой базовой единицы определяется международным соглашением. Например, килограмм определяется как масса специального металлического цилиндра, хранящегося в хранилище во Франции (рис. 1.8). Другие базовые единицы имеют аналогичные определения. Размеры базовых блоков не всегда удобны для всех измерений.Например, метр — довольно большая единица измерения ширины чего-то столь узкого, как человеческий волос. Вместо того, чтобы сообщать диаметр волоса как 0,00012 м или даже 1,2 × 10 ^-4 м, SI также предоставляет серию префиксов, которые могут быть прикреплены к единицам, создавая единицы, которые больше или меньше по степени 10, известные как метрическая система.

Рисунок 1.8 Килограмм. Эталон килограмма — платино-иридиевый цилиндр, хранящийся в особом хранилище во Франции.Источник: Wikimedea (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:National_prototype_kilogram_K20_replica.jpg)

Общие префиксы и их мультипликативные коэффициенты перечислены в таблице 1.3 «Префиксы, используемые с единицами SI». (Возможно, вы уже заметили, что базовая единица измерения килограмм представляет собой комбинацию префикса килограмм, означающего 1000 ×, и единицы массы, грамма.) Некоторые префиксы создают кратную исходной единицу: 1 килограмм равен 1000 граммов ( или 1 кг = 1000 г), а 1 мегаметр равен 1 000 000 метров (или 1 Мм = 1 000 000 м).Другие префиксы составляют часть исходной единицы. Таким образом, 1 сантиметр равен 1/100 метра, 1 миллиметр равен 1/1000 метра, 1 микрограмм равен 1/1000000 грамма и т. Д.

Масса

Основной единицей массы в Международной системе единиц является килограмм. Килограмм равен 1000 граммам. Грамм — это относительно небольшое количество массы, поэтому большие массы часто выражаются в килограммах. Когда измеряются очень крошечные количества вещества, мы часто используем миллиграммы, которые равны 0.001 грамм. Также могут быть подходящими многочисленные единицы измерения массы большего, меньшего и среднего размера. В конце 18 века килограмм был массой литра воды. В 1889 году из платино-иридиевого сплава был изготовлен новый международный прототип килограмма. Килограмм равен массе этого международного прототипа, который хранится в Париже, Франция.

Масса и вес — это не одно и то же. Хотя мы часто используем термины масса и вес как синонимы, у каждого из них есть свое определение и использование.Масса объекта — это мера количества вещества в нем. Масса (количество вещества) объекта остается неизменной независимо от того, где он находится. Например, перемещение кирпича на Луну не приводит к исчезновению или удалению какого-либо вещества из него.

Вес объекта определяется силой гравитации, действующей на объект. Вес равен массе объекта, умноженной на местное ускорение свободного падения. Таким образом, на Земле вес определяется силой притяжения между объектом и Землей.Поскольку сила тяжести не одинакова во всех точках поверхности Земли, вес объекта не постоянен. Гравитационное притяжение объекта меняется в зависимости от того, где находится объект по отношению к Земле или другому объекту, создающему гравитацию. Например, человек, который на Земле весит 180 фунтов, весил бы всего 45 фунтов, если бы он находился в неподвижном положении на высоте 4000 миль над поверхностью Земли. Тот же самый человек весил бы на Луне всего 30 фунтов, потому что гравитация Луны составляет лишь одну шестую гравитации Земли.Однако масса этого человека будет одинаковой в каждой ситуации. Для научных экспериментов важно измерять массу вещества, а не вес, чтобы сохранить последовательность результатов независимо от того, где вы проводите эксперимент.

Длина

Единица измерения длины в системе СИ — метр. В 1889 году измеритель представлял собой слиток из платино-иридиевого сплава, хранившийся в условиях, установленных Международным бюро стандартов.В 1960 году это определение стандартного измерителя было заменено определением, основанным на длине волны излучения криптона-86. В 1983 году это определение было заменено следующим: метр — это длина пути, пройденного светом в вакууме за интервал времени в секунду.

Температура

В научном контексте слова тепло и температура НЕ означают одно и то же. Температура представляет собой среднюю кинетическую энергию частиц, составляющих материал.Повышение температуры материала увеличивает его тепловую энергию. Тепловая энергия — это сумма кинетической и потенциальной энергии частиц, из которых состоит материал. Предметы не «содержат» тепло; скорее они содержат тепловую энергию. Тепло — это движение тепловой энергии от более теплого объекта к более холодному. Когда тепловая энергия переходит от одного объекта к другому, температура обоих объектов изменяется.

Термометр — это прибор для измерения температуры. Название состоит из слова «термо», что означает тепло, и «метр», что означает измерение.Температура вещества прямо пропорциональна средней кинетической энергии, которую оно содержит. Чтобы средняя кинетическая энергия и температура вещества были прямо пропорциональны, необходимо, чтобы при нулевой температуре средняя кинетическая энергия также была равна нулю. Это было необходимо для использования в расчетах в науке для третьей шкалы температур, в которой ноль градусов соответствует нулевой кинетической энергии, то есть точке, в которой молекулы перестают двигаться. Эта температурная шкала была разработана лордом Кельвином.Лорд Кельвин заявил, что не существует верхнего предела того, насколько горячо может быть, но есть предел того, насколько холодным может быть. В 1848 году Уильям Лорд Кельвин разработал идею абсолютного нуля, то есть температуры, при которой молекулы перестают двигаться и, следовательно, имеют нулевую кинетическую энергию. Это известно как температурная шкала Кельвина.

Шкала Цельсия основана на температуре замерзания и кипения воды. Таким образом, 0 ^o C — это точка замерзания воды, тогда как 100 ^o C — температура кипения воды.Большинство из нас знакомы с температурами ниже точки замерзания воды. Должно быть очевидно, что даже несмотря на то, что температура воздуха может составлять -5 90 · 103 o 90 · 104 C, молекулы воздуха все еще движутся (т.е. 0 90 · 103 o 90 · 104 C не является абсолютным нулем). Такие вещества, как газообразный кислород и газообразный азот, уже расплавились и превратились в пар при температурах ниже -150 ^o C.

Шкала Фаренгейта также определяется точкой замерзания и температурой кипения воды. Однако шкала отличается от шкалы Кельвина и Цельсия.По шкале Фаренгейта точка замерзания воды составляет 32 ^o F, а точка кипения воды составляет 212 ^o F. Для преобразования между шкалой Фаренгейта и шкалой Цельсия можно использовать следующие преобразования:

[

^o C] = ([ ^o F] -32) × 5/9 или [ ^o F] = [ ^o C] × 9/5 + 32

Температурная шкала Кельвина имеет нулевое значение при абсолютном нуле (определено как -273,15 ^o C) и использует ту же шкалу градусов, что и шкала Цельсия.Таким образом, математическая связь между шкалой Цельсия и шкалой Кельвина составляет

.

К =

^o С + 273,15

В случае шкалы Кельвина знак градуса не используется. Температуры выражаются просто как 450 К и всегда положительны.

Время

Единицей измерения времени в системе СИ является секунда. Второй изначально определялся как крошечная часть времени, необходимого Земле для обращения вокруг Солнца. С тех пор его определение несколько раз менялось.Определение секунды (установлено в 1967 г. и подтверждено в 1997 г.): продолжительность 9 192 631 770 периодов излучения, соответствующих переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133.

Сумма

Химики используют термин «моль» для обозначения большого количества атомов или молекул. Подобно тому, как дюжина подразумевает 12 вещей, моль (моль) представляет 6,022 × 10 ²³ единиц. Число 6,022 × 10 ²³ , названное числом Авогадро в честь химика XIX века Амедео Авогадро, — это число, которое мы используем в химии для обозначения макроскопических количеств атомов и молекул.Таким образом, если у нас есть 6,022 × 10 ²³ атомов кислорода, мы говорим, что у нас есть 1 моль атомов кислорода. Если у нас есть 2 моля атомов Na, у нас будет 2 × (6,022 × 10 ²³ ) атомов Na, или 1,2044 × 10 ²⁴ атомов Na. Точно так же, если у нас есть 0,5 моль молекул бензола (C ₆ H ₆ ), мы имеем 0,5 × (6,022 × 10 _²³ ) C ₆ H ₆ молекул, или 3,011 × 10 ²³ C ₆ H ₆ молекул.

Производные единицы СИ

Производные единицы представляют собой комбинации базовых единиц СИ.Единицы можно умножать и делить, так же как числа можно умножать и делить. Например, площадь квадрата со стороной 2 см составляет 2 см × 2 см или 4 см2 (читается как «четыре сантиметра в квадрате» или «четыре квадратных сантиметра»). Обратите внимание, что мы возведем в квадрат единицу длины, сантиметр, чтобы получить производную единицу площади, квадратный сантиметр.

Объем

Объем — важная величина, в которой используется производная единица. Объем — это объем пространства, которое занимает данное вещество, геометрически определяемый как длина × ширина × высота.Каждое расстояние может быть выражено с помощью единицы измерения, поэтому объем имеет производную единицу m × m × m, или m ³ (читается как «кубические метры» или «кубические метры»). Кубический метр — это довольно большой объем, поэтому ученые обычно выражают объемы в 1/1000 кубического метра. У этой единицы есть собственное название — литр (L). Литр по объему немного превышает 1 кварту США. (Таблица 1.4) дает приблизительные эквиваленты для некоторых единиц, используемых в химии.) Как показано на Рисунке 1.9 «Литр», литр также равен 1 000 см ³ .По определению, в 1 л содержится 1000 мл, поэтому 1 миллилитр и 1 кубический сантиметр представляют собой один и тот же объем.

1 мл = 1 см ³

Рисунок 1.9: Литр. Литр — это куб со стороной 10 см (1/10 метра). Миллилитр, 1/1000 литра, равен 1 кубическому сантиметру (1 см ³ ).

Энергетика

Энергия, еще одна важная величина в химии, — это способность выполнять работу.Например, перемещение коробки с книгами из одной стороны комнаты в другую требует энергии. Его производная единица: кг · м ² / с ² . (Точка между килограммами и метрами ² означает, что единицы умножаются вместе, а затем весь член делится на s ² .) Поскольку эта комбинация громоздка, этот набор единиц переопределяется как джоуль (Дж) , которая является единицей измерения энергии в системе СИ. Также широко используется более старая единица энергии — калория (cal). Всего:

4.184 Дж = 1 ккал

Обратите внимание, что это отличается от нашего обычного использования больших «калорий» или «кал», указанных на пищевых упаковках в США. Большой «Cal» на самом деле является килокалорией или ккал (рис. 1.10). Обратите внимание, что все химические процессы или реакции происходят с одновременным изменением энергии, и эта энергия может храниться в химических связях.

Рисунок 1.10: Разница между килокалориями в научном и обычном использовании . Калории, представленные на упаковке пищевых продуктов, на самом деле относятся к килокалориям с научной точки зрения.

Плотность

Плотность определяется как масса объекта, деленная на его объем; он описывает количество вещества, содержащегося в данном объеме пространства.

плотность = масса / объем

Таким образом, единицы плотности — это единицы массы, разделенные на единицы объема: г / см3 или г / мл (для твердых и жидких веществ соответственно), г / л (для газов), кг / м3 и т. Д. . Например, плотность воды составляет около 1,00 г / мл, а плотность ртути — 13.6 г / мл. Ртуть более чем в 13 раз плотнее воды, а это означает, что она содержит в 13 раз больше вещества в том же объеме пространства. Плотность воздуха при комнатной температуре около 1,3 г / л.

Раздел 5. Проведение измерений в лаборатории

Точность и точность

Важно отметить различную терминологию, которую мы используем в научных разговорах. Один из таких наборов терминов — точность и аккуратность. Хотя в ненаучном сообществе понятие «точность» и «аккуратность» часто используются как взаимозаменяемые, очень важно понимать разницу между этими терминами.Точность говорит вам, насколько близки два измерения друг к другу, а точность говорит вам, насколько близко измерение к известному значению. Измерение может быть точным, но не точным, или точным, но неточным; эти два термина НЕ связаны. Хорошую аналогию можно найти в игре в дартс (рис. 1.11). Игрок, который всегда попадает в одно и то же место слева от доски для дротика, будет точным, но не очень точным. Однако игрок в дартс, который находится по всей доске, но в среднем попадает в центр доски, будет точным, но не точным.Хороший игрок в дартс, как и хороший ученый, хочет быть точным и аккуратным.

Рисунок 1.11: Разница между точностью и точностью. С помощью игры в дартс можно показать разницу между точностью и точностью.

По материалам: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/5d/Reliability_and_validity.svg/717px-Reliability_and_validity.svg.png

Обычно в лаборатории точность — это мера того, насколько хорошо откалибровано ваше оборудование.Например, если ваши весы откалиброваны правильно, вы можете проводить очень точные, повторяющиеся измерения, но измерения не будут отражать истинное значение. С другой стороны, точность обычно определяется тем, насколько осторожен ученый при проведении измерений. Если вы по неосторожности рассыпали часть образца по пути, ваши измерения в повторных экспериментах не будут точными, даже если ваши весы будут точными.

Значимые цифры

Важно понимать, что значения в научных измерениях никогда не бывают точными на 100%.Наши инструменты измеряют только с определенной степенью точности. Таким образом, мы можем выбрать разные инструменты для проведения измерения в зависимости от уровня точности, который нам необходим для эксперимента. Из-за присущей неточности любого измеряемого числа мы должны отслеживать различные уровни точности каждого числа со значащими цифрами. Под значащими цифрами измеренной величины понимаются все достоверно известные цифры и первая неопределенная или оценочная цифра. Нет смысла сообщать какие-либо цифры после первой неопределенной, поэтому это последняя цифра, указанная в измерении.Нули используются, когда необходимо поставить значащие цифры на их правильные позиции. Таким образом, нули могут быть значащими цифрами, а могут и не быть. Значимые цифры применимы в реальном мире, поскольку они позволяют нам количественно оценить точность любого типа измерения. Чтобы определить, сколько чисел в измерении имеет значение, вы можете следовать осторожному набору правил, показанных ниже и справа.

Рисунок 1.12: Измерение объекта по правильному количеству значащих цифр.
Сколько цифр должно быть показано в этом измерении?

Правильный ответ — 3! Два, которые вы точно знаете + предполагаемое положение… для этого значения оно будет близко к 1.37

Точные номера

Точные числа — это числа, которые не измеряются научными приборами. Они либо используются в качестве определений для определения концепции или терминологии, либо создаются путем подсчета всего чего-то присутствующего. Примером точного числа может быть количество яиц в коробке или определенная единица измерения, например 100 см на 1 м. Точные числа, такие как количество людей в комнате, НЕ влияют на количество значащих цифр в расчетах, сделанных с измеренными значениями.

Правила округления

В научных операциях правила округления могут немного отличаться от тех, к которым вы привыкли. Обычные правила округления предполагают, что если число 4 или меньше, оно должно быть округлено до меньшего числа, тогда как если оно 5 или больше, оно должно быть округлено в большую сторону. Однако обратите внимание, что 5 находится прямо посередине и вызывает проблемы при использовании этих обычных правил округления. Если у вас есть большой набор данных чисел, который вам нужно округлить, использование этого правила округления приведет к смещению в вашем наборе данных (т.е. 4/9 времени вы будете округлять в меньшую сторону, и 5/9 времени вы будете округлять в большую сторону). В большом наборе данных такое смещение недопустимо.

В научном округлении мы обычно используем правило под названием «Округление до четности». В этой системе округления правила одинаковы для 4 и ниже, вы округляете до меньшего числа, а для 6 и выше вы округляете до большее число. Однако если число, которое вы округляете, равно 5, вы округляете до четного числа. Это помогает уменьшить смещение выборки, которое может возникнуть при округлении больших наборов данных.

Расчеты со знаками

Прежде чем выполнять какие-либо научные вычисления, необходимо осознать, что все измеряемые числа хороши ровно настолько, насколько хорош инструмент, используемый для их измерения. Даже при наличии самого лучшего инструмента измеренное число никогда не будет точным на 100%. Ученые используют правило «достаточно хорошей» точности, означающее, что мы принимаем некоторую неточность, присущую каждому измерению, которое мы делаем, если конечный результат достаточно близок к тому, что мы хотим.Эта концепция становится опасной, когда мы начинаем использовать эти «достаточно хорошие» числа для любых вычислений, если мы не будем осторожны, чтобы отслеживать наши значащие цифры, наши числа могут быстро потерять свой «достаточно хороший» статус. Чтобы защитить свои «достаточно хорошие» числа, научное сообщество установило определенные правила для выполнения любых расчетов; в этом разделе нам нужно рассмотреть только два очень важных правила: правило сложения / вычитания и правило умножения / деления.

Правило сложения / вычитания:

1. Найдите число с наименьшим количеством десятичных знаков и отслеживайте количество десятичных знаков
2. Выполнить сложение / вычитание
3. Округлите окончательный ответ до наименьшего числа десятичных знаков, найденных на этапе 1

Правило умножения / деления:

1. Подсчитайте количество значащих цифр в каждом числе (отслеживайте количество значащих цифр)
2. Выполните умножение / деление
3. Округлите окончательный ответ до наименьшего числа значащих цифр, найденных на этапе 1

Расчет сложных задач:

1. Используя порядок операций, разбейте проблему на несколько этапов
2. Выполните любые шаги сложения / вычитания, следуя правилу сложения / вычитания (пока не округляйте, просто отслеживайте правильное количество десятичных знаков при нахождении числа значащих цифр)
3. Выполните умножение / деление, используя правило умножения / деления
4. Округлите окончательный ответ до правильного числа значащих цифр

Преобразование и важность единиц

Умение конвертировать из одного юнита в другой — важный навык.Например, медсестре с таблетками аспирина 50 мг, которая должна дать пациенту 0,2 г аспирина, необходимо знать, что 0,2 г равняется 200 мг, поэтому необходимо 4 таблетки. К счастью, есть простой способ преобразовать одну единицу в другую.

Коэффициенты преобразования

Если вы выучили единицы СИ и префиксы, описанные в разделе 1.4 «Единицы измерения», то вы знаете, что 1 см составляет 1/100 метра или:

100 см = 1 м

Предположим, мы делим обе части уравнения на 1 м (как число, так и единицу измерения; обратите внимание, что критически важно всегда записывать единицы измерения! Это позволяет избежать путаницы и ошибок при преобразовании.):

Пока мы выполняем одну и ту же операцию с обеими сторонами от знака равенства, выражение остается равенством. Посмотрите на правую часть уравнения; теперь у него такое же количество в числителе (вверху), что и в знаменателе (внизу). Любая дробь с одинаковым количеством в числителе и знаменателе имеет значение 1:

.

Мы знаем, что 100 см — это 1 м, поэтому у нас одинаковое количество сверху и снизу нашей дроби, хотя оно выражается в разных единицах.Дробь, у которой в числителе и знаменателе есть эквивалентные величины, но выраженные в разных единицах, называется коэффициентом преобразования

.

Обратите внимание, что коэффициенты преобразования могут быть записаны с использованием любого члена в числителе или знаменателе и использоваться в зависимости от задачи, которую вы хотите решить. Это потому, что оба члена равны 1

Вот простой пример. Сколько сантиметров в 3.55 м? Возможно, вы сможете определить ответ в уме. Если в каждом метре 100 см, то 3,55 м равняются 355 см. Чтобы решить проблему более формально с коэффициентом преобразования, мы сначала записываем заданное нам количество, 3,55 м. Затем мы умножаем это количество на коэффициент преобразования, который совпадает с умножением на 1. Мы можем записать 1 как 100 см / 1 м и умножить:

Поскольку m, сокращение от метров, встречается как в числителе, так и в знаменателе нашего выражения, они сокращаются.Последний шаг — выполнить расчет, который останется после отмены единиц. Обратите внимание, что КРИТИЧНО сохранить правильные единицы в окончательном ответе, иначе это не будет иметь смысла. Обобщенное описание этого процесса выглядит следующим образом:

количество (старые единицы) × коэффициент пересчета = количество (новые единицы)

Вам может быть интересно, почему мы используем кажущуюся сложной процедуру прямого преобразования. В более поздних исследованиях проблемы преобразования, с которыми вы столкнетесь, не всегда будут такими простыми.Если вы овладеете техникой применения коэффициентов пересчета, вы сможете решить большое количество разнообразных задач.
В предыдущем примере мы использовали дробь 100 см / 1 м в качестве коэффициента преобразования. Равен ли коэффициент преобразования 1 м / 100 см также 1? Да, это так; у него такое же количество в числителе, что и в знаменателе (за исключением того, что они переворачиваются). Почему мы не использовали этот коэффициент преобразования? Если бы мы использовали второй коэффициент преобразования, исходная единица не была бы отменена, и результат был бы бессмысленным.Вот что мы получили бы:

НЕПРАВИЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ФАКТОРА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ !!

Вы можете видеть, что ни одна из единиц не отменена. Чтобы ответ был осмысленным, мы должны построить коэффициент преобразования в форме, которая приведет к отмене исходной единицы. На рис. 1.13 «Концептуальная карта конверсий» показана концептуальная карта для построения правильного преобразования.

Рисунок 1.13. Концептуальная карта преобразований. Вот как вы создаете коэффициент преобразования для преобразования одной единицы в другую.

(Вернуться к началу)

Краткое содержание главы

Ссылки:

Материалы Главы 1 были адаптированы и изменены из следующих ресурсов Creative Commons, если не указано иное:
1. Анонимно. (2012) Введение в химию: общие, органические и биологические (V1.0). Опубликовано по лицензии Creative Commons by-NC-sa 3.0. Доступно по адресу: http://2012books.lardbucket.org/books/introduction-to-chemistry-general-organic-and-biological/index.html
2. Поульсен Т. (2010) Введение в химию. Опубликовано по лицензии Creative Commons by-NC-sa 3.0. Доступно по адресу: http://openedgroup.org/books/Chemistry.pdf
3. OpenStax (2015) Атомы, изотопы, ионы и молекулы: строительные блоки. OpenStax CNX. Доступно по адресу: http://cnx.org/contents/be8818d0-2dba-4bf3-859a-737c25fb2c99@12.

единиц СИ и физические стандарты

Единицы СИ, более известные как метрическая система, являются основой для современных калибровок.

При измерении длины мы ссылаемся на метр. История счетчика восходит к 18 веку во Франции. Да, существует реальный физический стандарт измерителя. Как и любой физический стандарт, он подвержен влиянию окружающей среды. Фактически, первоначальный расчет измерителя был неверным из-за просчета, и со временем необходимость в более стабильном определении стала очевидной. Это привело к следующему определению счетчика:

Метр — это длина пути, пройденного светом в вакууме за интервал времени 1/299 792 458 секунды.

Есть 7 основных единиц СИ:

Было выбрано

единиц СИ, поскольку они считаются независимыми от размера. Килограмм — это последний стандарт, который все еще привязан к реальному объекту.

Почему это важно и как это влияет на измерения и калибровку?

Ключевым моментом при любом измерении является неопределенность измерения. Это +/- в любом измерении. Подумайте об использовании линейки с делением 1/32 дюйма. Хотя вы можете догадаться, где между делениями может находиться измерение, на самом деле вы знаете только 1/32 дюйма.Если бы вы могли измерить до 1 миллионной дюйма, у вас была бы меньшая погрешность измерения, чем 1/32 дюйма.

Стремление к меньшей неопределенности измерения привело ученых к исследованиям с использованием единиц СИ для измерения. По мере развития науки, вероятно, будет уменьшаться неопределенность измерений.

Взгляните на картинку ниже из Великобритании.

NIST в США предлагает аналогичную картину.

Успехи измерительной науки ежегодно отмечаются во Всемирный день метрологии.

Калибровочные лаборатории, аккредитованные по ISO 17025, должны продемонстрировать свою компетентность, установив непрерывную цепочку прослеживаемости до единицы СИ.

ISO / IEC 17025: 2005 Пункт 5.6.2
Прослеживаемость измерений

• 5.6.2.1 «Для калибровочных лабораторий программа калибровки оборудования должна быть спроектирована и работать так, чтобы гарантировать, что калибровки и измерения, выполняемые лабораторией, прослеживаются в Международной системе единиц (SI ) ( Système international d’unités ).”

• Калибровочная лаборатория устанавливает прослеживаемость своих собственных эталонов и измерительных приборов к системе СИ посредством непрерывной цепи калибровок или сравнений, связывающей их с соответствующими первичными эталонами единиц измерения СИ. Связь с единицами СИ может быть достигнута путем ссылки на национальные стандарты измерения. Национальные эталоны могут быть первичными эталонами, которые являются первичной реализацией единиц СИ или согласованными представлениями единиц СИ, основанными на фундаментальных физических константах, или они могут быть вторичными эталонами, которые являются эталонами, откалиброванными другим национальным метрологическим институтом.При использовании услуг внешней калибровки прослеживаемость измерений должна быть обеспечена за счет использования услуг калибровки из лабораторий, которые могут продемонстрировать компетентность, измерительные возможности и прослеживаемость. Сертификаты калибровки, выданные этими лабораториями, должны содержать результаты измерений, включая неопределенность измерения и / или заявление о соответствии установленным метрологическим требованиям (см. Также 5.10.4.2).

  ПРИМЕЧАНИЕ 1 Калибровочные лаборатории, выполняющие требования настоящего справочника, считаются компетентными.Свидетельство о калибровке с логотипом органа по аккредитации от калибровочной лаборатории, аккредитованной для данного справочника, для соответствующей калибровки является достаточным доказательством прослеживаемости представленных данных калибровки.

  ПРИМЕЧАНИЕ 2 Прослеживаемость до единиц измерения СИ может быть достигнута путем ссылки на соответствующий первичный стандарт (см. VIM: 1993, 6.4) или путем ссылки на естественную константу, значение которой в терминах соответствующей единицы СИ известно и рекомендуется. Генеральной конференцией мер и весов (CGPM) и Международным комитетом мер и весов (CIPM).

  ПРИМЕЧАНИЕ 3 Калибровочные лаборатории, которые поддерживают свой собственный первичный эталон или представление единиц СИ на основе фундаментальных физических констант, могут заявить о прослеживаемости к системе СИ только после того, как эти эталоны будут прямо или косвенно сравнены с другими аналогичными эталонами национального метрологического института.

  ПРИМЕЧАНИЕ 4 Термин «идентифицированные метрологические характеристики» означает, что из сертификата калибровки должно быть ясно, с какой спецификацией сравнивались измерения, путем включения спецификации или предоставления однозначной ссылки на спецификацию.

  ПРИМЕЧАНИЕ 5 Когда термины «международный стандарт» или «национальный стандарт» используются в связи с прослеживаемостью, предполагается, что эти стандарты соответствуют свойствам первичных стандартов для реализации единиц СИ.

  ПРИМЕЧАНИЕ 6. Прослеживаемость к национальным эталонам не обязательно требует использования национального метрологического института страны, в которой расположена лаборатория.

  ПРИМЕЧАНИЕ 7 Если калибровочная лаборатория желает или нуждается в прослеживаемости от национального метрологического института, отличного от своей страны, эта лаборатория должна выбрать национальный метрологический институт, который активно участвует в деятельности BIPM либо напрямую, либо через региональные группы.

  ПРИМЕЧАНИЕ 8 Непрерывная цепочка калибровок или сравнений может быть достигнута в несколько этапов, выполняемых разными лабораториями, которые могут продемонстрировать прослеживаемость.

Источник: прослеживаемость до SI — NCSL International

Для получения дополнительной информации посетите нашу страницу «Прослеживаемость измерений».

Как проводятся измерения — Герой курса

Масса ( м ) — это мера количества вещества в объекте.Килограмм (кг) — это основная единица массы в системе СИ. Исторически килограмм определялся как масса международного прототипа килограмма (IPK). IPK представляет собой полированный цилиндр из сплава платины и иридия, хранящийся под тремя колпаками в Международном бюро мер и весов в Севре, Франция. Его необходимо хранить осторожно, чтобы защитить его от загрязнения или частиц, которые могут осесть на нем и увеличить его массу, а также от физических повреждений, которые могут расколоть или испортить прототип и, возможно, уменьшить его массу.Килограмм — единственная базовая единица, имеющая префикс. Масса материалов, используемых в химических лабораториях, обычно достаточно мала, чтобы ее можно было измерить в граммах (г), а не в килограммах.

Международный прототип килограмма

Международный прототип килограмма (IPK) хранится под тремя колпаками в среде с контролируемой атмосферой. IPK имеет высоту 39 мм и диаметр 39 мм.

Масса — это не то же самое, что вес. Вес ( w ) — это мера силы тяжести, действующей на объект.Поскольку вес — это сила, единицей веса в системе СИ является ньютон (Н). Вес объекта равен массе ( м ) объекта, умноженной на ускорение свободного падения ( г ):

Ускорение свободного падения на Луне составляет 1/6 от ускорения Земли, поэтому 1 кг будет весить на Луне 1/6 меньше, чем на Земле:

wmoon = mgmoon = m (16gEarth) = 16wEarthw _ {\ rm {moon}} = mg _ {\ rm {moon}} = m \ left (\ frac {1} {6} \, g _ {\ rm {Earth}} \ справа) = \ frac {1} {6} \, {w _ {\ rm {Earth}}} wmoon = mgmoon = m (61 gEarth) = 61 wEarth

Объем ( V ) — это объем пространства, занимаемый данной массой.Единица измерения объема в системе СИ — кубический метр (м ³ ). В химии более распространенной единицей объема является литр (л), который равен 0,001 м ³ . Хотя литр официально не является единицей СИ (это часть метрической системы), он определяется точным математическим соотношением с базовой единицей СИ и может использоваться в системе СИ.