Mjerne jedinice. AGROKLIMATOLOGIJA S OSNOVAMA FIZIKE -auditorne vježbe- Agroklimatologija s osnovama fizike

Transcript

1 AGROKLIMATOLOGIJA S OSNOVAMA FIZIKE -auditorne vježbe- Mjerne jedinice 1. svibnja 1. godine doc. dr. sc. Miro Stošić Izvor: doc. dr. sc. Miro Stošić međunarodni sustav mjernih jedinica - SI (Système International d'unités) sustav mjernih jedinica čija je uporaba obavezna u svim državama svijeta SAD, Liberija, Mianmar dijele se na osnovne jedinice SI (7), izvedene jedinice SI s posebnim znakovima i nazivima (), izvedene jedinice SI bez posebnih znakova i naziva (14), iznimkno dopuštene jedinice izvan SI sustava (4) Mjerne jedinice u međunarodnom sustavu se definiraju u Međunarodnom uredu za mjere i utege u Parizu (1875. osnovano-17 država potpisalo Dogovor o metru) u Hrvatskoj je Međunarodni sustav uveden 1. siječnja godine Izvor: 1

2 OSNOVNE SI JEDINICE OSNOVNE SI JEDINICE Naziv Znak Veličina metar m duljina kilogram kg masa sekunda s vrijeme amper A električna struja kelvin K termodinamička temperatura mol mol množina (količina) tvari kandela cd svjetlosna jakost Metar je duljina puta koji u vakuumu prijeđe svjetlost u vremenskome odsječku od 1/ sekunde Kilogram je jedinica mase, ona je jednaka masi međunarodne pramjere kilograma Sekunda je trajanje od perioda zračenja koje odgovara prijelazu između dviju hiperfinih razina osnovnog stanja cezijeva atoma 133 Amper je ona stalna struja koja bi kad bi se održavala u dva ravna usporedna vodi~a neizmjerne duljine i zanemariva kružnoga poprečnog presjeka postavljena u vakuumu na međusobnoj udaljenosti od 1 m proizvodila između tih vodiča silu jednaku 1 7 njutna po metru duljine Kelvin (jedinica termodinamičke temperature) dio je 1/73,16 termodinamičke temperature trojne točke vode OSNOVNE SI JEDINICE Mjerne jedinice Mol je količina tvari u sustavu koji sadržava onoliko elementarnih jedinki koliko ima atoma u,1 kilograma ugljika 1. Kandela je svjetlosna jakost izvora koji u danom smjeru zrači jednobojno zračenje frekvencije herca i koji ima jakost zračenja u tome smjeru od 1/683 vata po steradijanu IZVEDENE SI JEDINICE S POSEBNIM ZNAKOVIMA I NAZIVIMA Veza s drugim Naziv Znak Veličina Mjerne jedinice jedinicama SI aktivnost radioaktivnog bekerel Bq s 1 izvora Celzijev stupanj C K Celzijeva temperatura džul J N m rad, energija, toplina farad F C/V električni kapacitet Gy J/kg apsorbirana doza grej ionizirajućeg zračenja henri H Wb/A induktivnost herc Hz s 1 frekvencija kulon C A s elektricitet luks lx lm/m osvjetljenje lumen lm cd sr svjetlosni tijek njutn N kg m/s sila om W V/A električni otpor paskal Pa N/m tlak radijan rad 1 kut simens S A/V električna vodljivost sivert Sv J/kg ekvivalentna doza steradijan st 1 ugao (prostorni kut) tesla T N/(A m) magnetna indukcija vat W J/s snaga veber Wb T m magnetni tijek volt V W/A električni potencijal, napon, elektromotorna sila

3 IZVEDENE SI JEDINICE BEZ POSEBNIH ZNAKOVA I NAZIVA Naziv Znakovi Veličina četvorni metar m ploština kubni metar m 3 obujam recipročni metar 1/m, m -1 valni broj metar u sekundi m/s brzina metar u sekundi na kvadrat m/s ubrzanje kubni metar u sekundi m 3 /s obujamni protok kilogram po kubnom metru džul po četvornom metru kg/m 3 J/m gustoća energijska gustoća džul po kilogramu J/kg energijski tijek džul po kilogramkelvinu J/(kgK) specifični toplinski kapacitet kandela po četvornom metru cd/m svjetljivost mol po kubnom metru mol/m 3 množinska koncentracija grej u sekundi Gy/s brzina apsorbirane doze (broj) jedan 1 lomni indeks IZVEDENE SI JEDINICE BEZ POSEBNIH ZNAKOVA I NAZIVA Naziv Znak Veza s jedinicama SI Veličina Uporaba samo za minuta min 6 s sat morska milja h m s vrijeme duljina pomorski, riječni i zračni promet dan d 86 4 s astronomska ~1, jedinica 11 m pomorski astronomiju i zračni čvor brzina promet ar a 1 m ploština ploštinu zemljišta teks tex 1 hektar ha 6 duljinska tekstilna vlakna i kg/m 1 m masa konac bar litra l, bar L 1 3 1m 53 Pa = dm 3 obujam milimetar stupanj živina 1 izražavanje tlaka mmhg 133,3 Pa tlak stupca minuta 1 kut tjelesnih tekućina elektronvolt sekunda 1 ev ~1, J energija posebna područja gon 1 g atomska jedinica reaktivnu (jalovu) var u ~1, mase kg fiziku i kemiju var 1 W snaga snagu izmjenične karat 1 4 kg masa električne masu struje dragulja gram g 1 3 kg bel B B =,5 ln 1 (Np) razina tona t 1 3 kg neper Np Np = 1 razina PREDMECI ZA TVORBU DECIMALNIH VRIJEDNOSTI Predmetak Znak Vrijednost jota Y 1 4 zeta Z 1 1 eksa E 1 18 peta P 1 15 tera T 1 1 giga G 1 9 mega M 1 6 kilo k 1 3 hekto h 1 deka da 1 deci d 1 1 centi c 1 mili m 1 3 mikro µ 1 6 nano n 1 9 piko p 1 1 femto f 1 15 ato a 1 18 zepto z 1 1 jokto y 1 4 NAJČEŠĆE KORIŠTENE JEDINICE POVRŠINA VRIJEME GUSTOĆA mm s = sekunda = četvorni milimetar m (1 - cm ) dm kg/m min = 3 = četvorni kilogram decimetar po kubnom metru minuta - 6 s m (1 cm ) cm kg/dm četvorni centimetar m (1 mm ) d = dan 3 = kilogram po kubnom decimetru - kg/l = g/cm - 4 h (86 4 s) 3 = t/m 3 (1 kg/m 3 ) mg/dm = 3 četvorni = gram po metar kubnom (1 decimetru m ) - g/l (kg/m 3 ) h g/cm = sat - 6 min (3 6 s) km 3 = gram po kubnom centimetru = četvorni kilometar m g/ml = kg/dm (1 ha) 3 = t/m 3 (1 kg/m 3 ) ms g/mm= milisekunda s (,1 s) ha 3 = gram po kubnom hektar m milimetru - g/µl = 1 = (1 a) 3 kg/dm3 (1 6 kg/m 3 ) µs t/m3 = = mikrosekunda tona po kubnom - 1 a = ar - 1 m metru (,1 ha) -6 s -(,1 kg/dm 3 = g/cm s) 3 (1 3 kg/m 3 ) OBUJAM TEMPERATURA MASA mm kg = 3 = kilogram kubni milimetar - (1-9 m 3 ) cm Celzij 3 ( C) kubni centimetar C dag = dekagram m 3 1 (1 C 3 mm 3 ) dm Fahrenheit 3 kubni ( F) decimetar 3 F kg (1 g) m 3 1 (1 3 F g cm 3 ) Kelvin = gram m 3 ( K) - 1 kubni metar -3 kg 73,15 (.1 (1 m 3 K dag) 373,15 K mg = miligram kg ) (1-3 g = 1 µg) km µg 3 = kubni kilometar - (1 9 m 3 ) Celzij = mikrogram ( C) -17,78 1 hl hektolitar C kg (1 m -6 g = 1-3 mg) t Fahrenheit = tona -( F) 1 3 kg F 3 L Kelvin ili l ( K) = litra - 155,37 dm 3 (1 K -3 m 3 ) dl q = = metrička decilitar centa L 1 (1-4 kg m 3 ) ml Celzij = ( C) mililitar ,15-3 L (1 C -6 m 3 ) vagon = 1 t Fahrenheit ( F) -459,67 F Kelvin ( K) K 3

4 TEMPERATURNE LJESTVICE SNAGA W = vat (watt) - jedan joul energije po sekundi (W=kg x m / s 3 ) KS = konjska snaga kw (nije zakonita jedinica) ENERGIJA J = džul (joule) - obavljen rad/utrošena energija djelovanjem sile od 1 N na putu duljine 1 m - (J=kg x m / s ) (mjerna jedinica za energiju, toplinu, rad) cal = kalorija J (pri 15 C) toplina potrebna da se jedan gram vode pri tlaku od jedne atmosfere ugrije za 1 C međunarodna kalorija = 4,1868 J termokemijska kalorija = 4,184 J FAKTORI ZA PRETVARANJE MJERNE JEDINICE U PROIZVODNJI hvat = 1,8965 m stopa =,3161 m Inče u centimetre.54 Centimetre u inče.39 Inče u milimetre 5.4 Millimetre u inče.4 Stope u metre.31 Metre u stope 3.8 Jarde u metre.91 Metre u jarde 1.9 Milje u kilometre 1.61 Kilometre u milje.6 Kvadratne inče u kvadratne centimetre Kvadratne centimetre u kvadratne inče.15 Kvadratne stope u kvadratne metre.9 Kvadratne metre u kvadratne stope 1.76 Kvadratne jarde u kvadratne metre.84 Kvadratne metre u kvadratne jarde 1. Kvadratne milje u kvadratne kilometre.59 Kvadratne kilometer u kvadratne milje.39 Rale u hektre.4 Hektre u rale.47 Kubne inče u kubne centimetre Kubne centimetre u kubne inče.6 Kubne stope u kubne metre.3 Kubne metre u kubne stope 35.3 Kubne jarde u kubne metre.76 Kubne metre u kubne jarde 1.31 Kubne inče u litre. Litre u kubne inče 61.3 Galone u litre 4.55 Litre u galone. US galone u litre 3.79 Litre u US galone.6 Tekuće unce u kubne milimetre 3.77 Kubne milimetre u tekuće unce.3 Unce u grame 8.35 Grame u unce.4 Funte u kilograme.45 Kilograme u funte.1 UK tone u tone 1. Tone u UK tone.98 US tone u tone.91 Tone u US tone 1.1 palac (inch, zol) =.54 cm,54 m kvadratni hvat = m jutro (ral) = 5 754,6 m - 16 kvadratnih hvati = ha ha = 1 m - 78 kvadratnih hvati = jutra lanac =,71933 m - kvadratnih hvati dulum = 1 m 4

5 MJERNE JEDINICE KOJE SE KORISTE U SVIJETU Mjerne jedinice ODREĐIVANJE I S, KF, KS milja (engleska) = 1 69 m milja (nautička) = 1 85 m I S INDEKS SUŠE prema de Martonne-u yard =,9144 m (3 stope) stopa =,348 (trećina yarda) acre = 4 46,8 m (4,468 ara) gallon (engleski) = 4,5469 l gallon (američki) = 3, l bushel (engleski) = 36,3687 l bushel (američki) = 35,391 l barel (engleski) = 35 galona (35 x 4,5469) barel (američki) = 4 galona (4 x 3, ) lanac =,71933 m - kvadratnih hvati dulum = 1 m I S < 5 Afrika, Australija, Azija I S 5 1 pustinjske oblasti, pustinjska stepa. I S 1 navodnjavanje, oblasti I S - suhe! I S 3 I S bliže 3 manja potreba za navodnjavanjem. I S 3 4 otjecanje vode, ali ne obilno. INTENZIVNA POLJOPRIVREDA. I S > 4 obilno otjecanje vode (suvišak) I S INDEKS SUŠE prema de Martonne-u KF KIŠNI FAKTOR prema Lang-u Q I S = 1 q t+1 Q (mm) = godišnja količina oborina T (C o) = srednja godišnja temperatura zraka I S = T+1 I S = 649 = I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII 4,6 36,7 41,7 5,7 59, 88,7 67,8 56,3 55,1 5,9 55, 46,4 649,3,, 6, 11,1 16,5 19,7 1,,9 16,4 11,3 5,4 1,5 11, KF KF KF = Q T KLIMA Oznaka - < 4 aridna aridna (pustinje) 4 semiaridna 4 6 semiaridna 4 6 humidna 6 8 semihumidna 6 1 subhumidna humidna perhumidna > > 16 perhumidna Q (mm) = godišnja količina oborina T (C o) = srednja godišnja temperatura zraka KF m = q t 5

6 KF = = 59 I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII mm 4,6 36,7 41,7 5,7 59, 88,7 67,8 56,3 55,1 5,9 55, 46,4 649,3 C, 6, 11,1 16,5 19,7 1,,9 16,4 11,3 5,4 1,5 11, KFm 18, 6, 4,6 3,6 4,5 3,,7 3,4 4,5 1, 31, 59 Klasifikacija po Gračaninu 1,6 peraridna 1,7 3,3 aridna 3,4 5, semiaridna 5,1 6,6 semihumidna 6,7 13,3 humidna 13,4 perhumidna KS = ΣO Σt 1 O (mm) = suma oborina za vegetacijsko razdoblje t (ºC) = suma srednjih dnevnih temperatura zraka vegetacijsko razdoblje IV V VI VII VIII IX X ,5 495,53 589,65 635,3 67, 493,43 339,38 351, KS 1,53 1,19 1,5 1,7,9 1,1 1,5 1, KS ---,38 (1974. godine-77,1 mm i 34, C) KS ---,56 (. godine-19,4 mm i 3897, C) Oznaka Raspon Klasifikacija EV I >1.3 Zona ekscesivne vlažnosti UV II Zona umjerene vlažnosti SZ III Sušna zona od travnja datuma do sjetve listopada do datuma žetve/berbe (pr. soja sjetva 9.4., žetva 5.9.) IV V VI VII VIII IX X ,1 16,5 19,7 1,,9 16,4 11,3 SR IV.7-.5 Zona suhog ratarenja ZN V <.5 Zona navodnjavanja od travnja do listopada od datuma sjetve do datuma berbe/žetve od datuma uzlaza (temperaturni prag) u proljeće, do datuma silaza (temperaturni prag) u jesen (1 51/3) (5 55/3) KS = ΣO 1 = = 1, 16 1 = 1, Σt 3 11,1 1 11, , , , + 31, ,4 5 16,4 +(31 11,3) 6

7 od datuma uzlaza do datuma silaza temperatura I(31) II(8) III(31) IV(3) V(31) VI(3) VII(31) VIII(31) IX(3) X(31) XI(3) XII(31),, 6, 11,1 16,5 19,7 1,,9 16,4 11,3 5,4 1,5 11, 4,6 36,7 41,7 5,7 59, 88,7 67,8 56,3 55,1 5,9 55, 46,4 649,3 n= b a 3 x= x= temperaturni prag a a = srednja mjesečna temperatura koja je najbliža temperaturnom pragu, ali je manja od njega b = srednja mjesečna temperatura koja je najbliža temperaturnom pragu, ali je veća od njega x = broj kojem se dodaje srednji broj dana mjeseca sa temperaturom "a". n = koeficijent na tri decimale n b temperaturni prag n DATUM UZLAZA DATUM SILAZA od datuma uzlaza do datuma silaza temperatura (SOJA, 1 C) I(31) II(8) III(31) IV(3) V(31) VI(3) VII(31) VIII(31) IX(3) X(31) XI(3) XII(31),, 6, 11,1 16,5 19,7 1,,9 16,4 11,3 5,4 1,5 11, 4,6 36,7 41,7 5,7 59, 88,7 67,8 56,3 55,1 5,9 55, 46,4 649,3 DATUM UZLAZA SILAZA n= b a = 11,1 6, 11,3 5,4 3 3 x= =,163,197 b temperaturni temperaturni prag a = 11, , n 3,163 = 7,197 SILAZ UZLAZ = = , = 5 = 38, 5 3 = 8, 5~9 UZLAZ SILAZ =. 9. travnja listopada BILANCA VODE od datuma uzlaza do datuma silaza temperatura (SOJA, 1 C) podaci - potencijalna evapotranspiracija, oborine, temperature, UZLAZ = 9. travnja SILAZ =. listopada I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII prosjek I(31) II(8) III(31) IV(3) V(31) VI(3) VII(31) VIII(31) IX(3) X(31) XI(3) XII(31),, 6, 11,1 16,5 19,7 1,,9 16,4 11,3 5,4 1,5 11, Omm PET SET R Višak (+) Manjak (-) KS = ΣO 1 = Σt (1 51/3) ( 51/3) 1 = 1, , , , , + 31, ,4 +( 11,3) R = rezerve mogu biti maksimalno 1 mm (tip tla, dubina rizosfere i profila, kapacitet tla za vodu) V = višak vode je sve što prelazi 1 mm rezervi M = manjak vode je razlika između PET i SET 7

8 KLIMADIJAGRAMI KLIMADIJAGRAMI - THORNTWAIT HEINRICH-WALTER za brze, vizualne prikaze vremenskih i klimatskih podataka na kongresima, simpozijima, kolegijima, savjetovanjima znanstveni i stručni radovi Klimadijagram prema THORNTHWAIT-u potrebni podaci oborine, PET, SET Klimadijagram prema HEINRICH-WALTWER-u potrebni podaci temperatura zraka, oborine temperatura ( C) oborine (mm) aridna područja 1: 1 C mm temperatura ( C) oborine (mm) semihumidna područja 1:3 1 C 3 mm temperatura ( C) oborine (mm) humidna područja 1:4 1 C 4 mm 5, 18 45, 16 4, 14 35, 3, 1 5, 1, 8 15, 6 1, 4 5,, -5, 1965./ /8. 15, 135, 1, 15, 9, 75, 6, 45, 3, 15,, -15, X XI XII I II XI XII I III IV V VI III IV VII V VIII IX VIIVIIIIX vlažni period sušni period manjak vode u tlu sušna razdoblja tijekom ljetnih mjeseci, vlažna razdoblja sa suficitom vode, hladni mjeseci, godišnje i mjesečne oborine, godišnje i mjesečne temperature, ODREĐIVANJE GROWING DEGREE UNITS - GDU CORN HEAT UNITS - CHU u svijetu se koristi GDU za proračun toplinske sume (SAD) postoji još i CORN HEAT UNITS (Kanada) za izračun toplinske sume GDU = maksimalna temperatura + minimalna temperatura 1 CHU = 1 [3,33 Tmax 1,84 Tmax 1 + 1,8 Tmin 4,44 ] CHU = 1 [3,33 Tmax 1,84 Tmax 1 ] CHU = 1 [1,8 Tmin 4,44 ] Y CHU = Y 1 + Y Y 1 ODREĐIVANJE CORN HEAT UNITS - CHU Y 1 za minimalne maksimalne temperature T ( C) max Y T 1 ( C) max Y T T 1 ( C) max Y ( C) min Y T 1 ( C) min Y T ( C) min Y

9 ODREĐIVANJE GROWING DEGREE UNITS- GDU početak vegetacije (3 kriterija) kraj vegetacije (4 kriterija) -temperature prešle temperaturni prag -trenutak sjetve -trenutak nicanja -temperature ispod temperaturnog praga -pad prvog jačeg mraza -vlaga zrna od 3-35% -pojave crnog sloja Primjer 1. Sjetva kukuruza 15.4., 5% crnog sloja na zrnu 6.1. t max -6,6-3,6, 7,8 13, 16,4 19, 16,3 13,6 7,4 1,7-3, 9, t min 5,9 6,5 9,5 15,,1 4,5 4,9 4,7 19,3 15,3 9,5 4,8 13,4 MJERNI INTRUMENTI HIGROMETAR - vlaga Agroklimatologija i osnove GDU = [ (7,8+15,) 1] 15 + [ 13,+,1 1] 31 + [ 16,4+4,5 1] 3 + [ 19,+4,9 1 ] 31 +[ (16,3+4,7) 1] 31 + [ (13,6+19,3) 1] 3 + [ (7,4+15,3) 1] 6 = 1 435, C HIGROGRAF - vlaga u praksi - važno poznavati sumu toplinskih jedinica zbog pogodnosti uzgoja pojedinog hibrida u određenom podneblju - prema njima se može izračunati pojava određene fenofaze, berbe/žetve - mogućnost rajonizacije FAO skupina u nekom agroekosistemu - planiranje sjetve i berbe u povrćarstvu (grašak) -suma temperatura je pokazatelj kako planirati rokove sjetve ELEKTRIČNI HIGROGRAF - vlaga Agroklimatologija i osnove Agroklimatologija i osnove MJERNI INTRUMENTI MJERNI INTRUMENTI BAROMETAR-tlak zraka BAROGRAF-tlak zraka AUGUSTOV I ASPIRACIJSKI PSIHROMETAR - vlaga zraka ANEROID-tlak zraka 9

10 Agroklimatologija i osnove Agroklimatologija i osnove MJERNI INTRUMENTI MJERNI INTRUMENTI ANEMOMETAR-vjetar ANEMOGRAF-vjetar PIRHELIOMETAR-insolacija DIFUZOMETAR-insolacija PIRANOMETAR-insolacija HELIOGRAF ALBEDOMETAR-insolacija HVALA NA PAŽNJI 1