Osnovne jedinice SI sustava

Σχετικά έγγραφα
Pošto pretvaramo iz veće u manju mjernu jedinicu broj 2.5 množimo s 1000,

Εισαγωγή Σε Βασικές Έννοιες Της Φυσικής

Eliminacijski zadatak iz Matematike 1 za kemičare

Φυσικές και χημικές ιδιότητες

3.1 Granična vrednost funkcije u tački

UNIVERZITET U NIŠU ELEKTRONSKI FAKULTET SIGNALI I SISTEMI. Zbirka zadataka

Novi Sad god Broj 1 / 06 Veljko Milković Bulevar cara Lazara 56 Novi Sad. Izveštaj o merenju

Matematika 1 - vježbe. 11. prosinca 2015.

Osnovne veličine, jedinice i izračunavanja u hemiji

18. listopada listopada / 13

Kontrolni zadatak (Tačka, prava, ravan, diedar, poliedar, ortogonalna projekcija), grupa A

Pripremila i uredila: Doc. dr. sc. Blaženka Foretić OSNOVE KEMIJSKOG RAČUNANJA

DISKRETNA MATEMATIKA - PREDAVANJE 7 - Jovanka Pantović

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΧΗΜΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ

ELEKTROTEHNIČKI ODJEL

M086 LA 1 M106 GRP. Tema: Baza vektorskog prostora. Koordinatni sustav. Norma. CSB nejednakost

1.4 Tangenta i normala

SEMINAR IZ KOLEGIJA ANALITIČKA KEMIJA I. Studij Primijenjena kemija

Strukture podataka i algoritmi 1. kolokvij 16. studenog Zadatak 1

2 tg x ctg x 1 = =, cos 2x Zbog četvrtog kvadranta rješenje je: 2 ctg x

SEKUNDARNE VEZE međumolekulske veze

VOLUMEN ILI OBUJAM TIJELA

S t r a n a 1. 1.Povezati jonsku jačinu rastvora: a) MgCl 2 b) Al 2 (SO 4 ) 3 sa njihovim molalitetima, m. za so tipa: M p X q. pa je jonska jačina:

Osnovni primer. (Z, +,,, 0, 1) je komutativan prsten sa jedinicom: množenje je distributivno prema sabiranju

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΕΝΟΡΓΑΝΗΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ

radni nerecenzirani materijal za predavanja R(f) = {f(x) x D}

Τ.Ε.Ι. ΗΠΕΙΡΟΥ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΓΕΩΠΟΝΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΦΥΤΙΚΗΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ

konst. Električni otpor

RIJEŠENI ZADACI I TEORIJA IZ

- pravac n je zadan s točkom T(2,0) i koeficijentom smjera k=2. (30 bodova)

( , 2. kolokvij)

Matematička analiza 1 dodatni zadaci

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΧΗΜΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ

Linearna algebra 2 prvi kolokvij,

Δρ. Μηχ. Μηχ. Α. Τσουκνίδας. Σχήμα 1

PRAVA. Prava je u prostoru određena jednom svojom tačkom i vektorom paralelnim sa tom pravom ( vektor paralelnosti).

Α. ΚΑΝΑΠΙΤΣΑΣ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΤΕΙ ΛΑΜΙΑΣ ΛΑΜΙΑ, 2006

IZVODI ZADACI (I deo)

21. ŠKOLSKO/OPĆINSKO/GRADSKO NATJECANJE IZ GEOGRAFIJE GODINE 8. RAZRED TOČNI ODGOVORI

Elementi spektralne teorije matrica

TRIGONOMETRIJA TROKUTA

numeričkih deskriptivnih mera.

POVRŠINA TANGENCIJALNO-TETIVNOG ČETVEROKUTA

TEHNIČKA TERMODINAMIKA

INTEGRALNI RAČUN. Teorije, metodike i povijest infinitezimalnih računa. Lucija Mijić 17. veljače 2011.

Funkcije dviju varjabli (zadaci za vježbu)

Trigonometrija 2. Adicijske formule. Formule dvostrukog kuta Formule polovičnog kuta Pretvaranje sume(razlike u produkt i obrnuto

GLAZBENA UMJETNOST. Rezultati državne mature 2010.

Determinante. a11 a. a 21 a 22. Definicija 1. (Determinanta prvog reda) Determinanta matrice A = [a] je broj a.

41. Jednačine koje se svode na kvadratne

Operacije s matricama

Linearna algebra 2 prvi kolokvij,

I.13. Koliki je napon između neke tačke A čiji je potencijal 5 V i referentne tačke u odnosu na koju se taj potencijal računa?

Riješeni zadaci: Nizovi realnih brojeva

Vježba: Uklanjanje organskih bojila iz otpadne vode koagulacijom/flokulacijom

Ĉetverokut - DOMAĆA ZADAĆA. Nakon odgledanih videa trebali biste biti u stanju samostalno riješiti sljedeće zadatke.

radni nerecenzirani materijal za predavanja

Ispitivanje toka i skiciranje grafika funkcija

Γενική Φυσική. Μεγέθη & μονάδες. Φυσικά φαινόμενα. Μεγέθη και μονάδες 24/9/2014. Κωνσταντίνος Χ. Παύλου 1

DRŽAVNI ZAVOD ZA MJERITELJSTVO

Κλίμακα των δυνάμεων του 10.

a M a A. Može se pokazati da je supremum (ako postoji) jedinstven pa uvodimo oznaku sup A.

PRIMJER 3. MATLAB filtdemo

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 18/9/2014 ΕΙΣΑΓΩΓΗ_ΚΕΦ. 1

Παράρτημα 1: Μονάδες, Διαστάσεις και Μετατροπές (Units, Dimensions, and Conversions) 1 Υδρολογικές Ποσότητες

Zadaci sa prethodnih prijemnih ispita iz matematike na Beogradskom univerzitetu

Vrijedi relacija: Suma kvadrata cosinusa priklonih kutova sile prema koordinatnim osima jednaka je jedinici.

7 Algebarske jednadžbe

PARNA POSTROJENJA ZA KOMBINIRANU PROIZVODNJU ELEKTRIČNE I TOPLINSKE ENERGIJE (ENERGANE)

Periodičke izmjenične veličine

Teorijske osnove informatike 1

Sortiranje prebrajanjem (Counting sort) i Radix Sort

Grafičko prikazivanje atributivnih i geografskih nizova

Iskazna logika 3. Matematička logika u računarstvu. novembar 2012

OM2 V3 Ime i prezime: Index br: I SAVIJANJE SILAMA TANKOZIDNIH ŠTAPOVA

Κεφάλαιο 11 Παραρτήματα

NOMENKLATURA ORGANSKIH SPOJEVA. Imenovanje aromatskih ugljikovodika

SISTEMI NELINEARNIH JEDNAČINA

HEMIJSKA VEZA TEORIJA VALENTNE VEZE

Μέτρηση. Θεμελιώδη και παράγωγα φυσικά μεγέθη. Μονάδες μέτρησης

Fizika za fizioterapeute

Μετρήσεις. Η διαδικασία να μπορούμε να ποσοτικοποιήσουμε εκείνο για το οποίο μιλάμε και να το εκφράσουμε με αριθμούς ονομάζεται μέτρηση.

III VEŽBA: FURIJEOVI REDOVI

Numerička matematika 2. kolokvij (1. srpnja 2009.)

Računarska grafika. Rasterizacija linije

Fizika. Doc. dr Nikola Cvetanović. Većina tehničkih problema su u suštini fizički

Apsolutno neprekidne raspodele Raspodele apsolutno neprekidnih sluqajnih promenljivih nazivaju se apsolutno neprekidnim raspodelama.

TRIGONOMETRIJSKE FUNKCIJE I I.1.

Riješeni zadaci: Limes funkcije. Neprekidnost

ZBIRKA POTPUNO RIJEŠENIH ZADATAKA

IspitivaƬe funkcija: 1. Oblast definisanosti funkcije (ili domen funkcije) D f

1.5 Γνωριμία με το εργαστήριο Μετρήσεις

XI dvoqas veжbi dr Vladimir Balti. 4. Stabla

Masa, Centar mase & Moment tromosti

Fizika. Predavač: Dr. sc. Robert Beuc Institut za fiziku, Bijenička cesta 46

1 Promjena baze vektora

MEHANIKA FLUIDA. Prosti cevovodi

INTELIGENTNO UPRAVLJANJE

π π ELEKTROTEHNIČKI ODJEL i) f (x) = x 3 x 2 x + 1, a = 1, b = 1;

Elektrotehnički fakultet univerziteta u Beogradu 17.maj Odsek za Softversko inžinjerstvo

Transcript:

Međunarodni sustav jedinica SI (kratica SI izvedena je prema francuskom nazivu Le System International d'unites) je moderni metrički sustav mjera, kojeg je uspostavila 1960. Generalna konferencija o utezima i mjerama (CGPM, Conférence Générale des Poids et Mesures). CGPM je međunarodna organizacija koja se brine o širenju SI i po potrebi njegovoj modifikaciji, sukladno napretku u znanosti i tehnologiji. Sadašnja verzija SI, usvojena 1971., temelji se na sedam osnovnih jedinica za sedam osnovnih veličina koje su međusobno neovisne. Osnovne jedinice SI sustava Osnovna jedinica Osnovna veličina Ime Simbol dužina metar m vrijeme sekunda s masa kilogram kg količina tvari mol mol termodinamička temperatura kelvin K jakost struje amper A intenzitet svjetla candel cd Za definiranje izvedenih veličina koje ćemo koristiti, dovoljne su nam prvih pet osnovnih veličina. Definicije osnovnih veličina Definicija jedinice dužine. Prvobitna definicija metra iz 1889. temeljena na prototipu šipke od platin-iridija doživjela je nekoliko modifikacija tijekom povijesti. Posljednja je usvojena 1983. i glasi: Metar je dužina puta kojeg prevali svjetlost u vakumu tijekom vremena od 1/299 792 458 sekunde. Ovakvom definicijom fiksirana je brzina svjetlosti u vakuumu na egzaktno 299 792 458 ms -1. Definicija jedinice vremena. Jedinica vremana, sekunda, prvotno je bila definirana kao 1/86 400 interval "srednjeg sunčevog dana" temeljenog na astronomskoj teoriji koja nije mogla uzeti u obzir nepravilnosti u rotaciji Zemlje. Ni kasnija definicija bazirana na "tropskoj godini" nije zadovoljavala. U međuvremenu su eksperimenti pokazali da se atomski standard vremenskog intervala, koji se bazira na tranziciji između dva energetska nivoa nekog atoma ili molekule, može realizirati i reproducirati mnogo preciznije. Stoga je 1967. usvojena definicija sekunde koja se odnosi na atom cezija u njegovom osnovnom stanju pri temperaturi 0 K. Ona glasi: Sekunda je trajanje 9 192 631 770 perioda radijacije koja odgovara trenziciji između dva hiperfina nivoa osnovnog stanja atoma cezija 133. 1

Definicija mase. Krajem 18. stoljeća kilogram je bio masa kubnog decimetra vode. Međunarodni prototip kilograma, napravljen od platin-iridija, proglašen je 1889. riječima: "Ovaj prototip se od sada treba smatrati jedinicom mase". Originalni prototip (na slici) čuva se u Bureau International des Poids et Mesures koji se nalazi u Sèvres-u, predgrađu Pariza. Danas važeća definicija glasi: Kilogram je jedinica mase; on je jednak masi međunarodnog prototipa kilograma. Prototip kilograma Definicija količine. Nakon otkrića osnovnih zakona kemije korištene su jedinice "gram-atom" i "gram-molekula" za specificiranje količina (brojčanog iznosa) kemijskih elemenata ili spojeva. Te su jedinice imale direktnu vezu s "atomskim težinama" i "molekularnim težinama", koje su ustvari relativne mase. "Atomske težine" su se izvorno izražavale u odnosu na "atomsku težinu" kisika. Ona je od strane kemičara uzeta 16, podrazumijevajući mješavinu izotopa kisika 16, 17 i 18 kao prirodnu pojavu elementa kisika s čime se fizičari nisu slagali. Fizičari i kemičari su se uvijek slagali o tome da je 12, egzaktno, "atomska težina" (točnije relativna atomska masa) izotopa ugljika s masenim brojem 12 (ugljik 12, ili 12 C). Tako dobivena unificirana skala daje vrijedosti relativnih atomskih masa. Preostalo je da se definira jedinica količine supstance fiksiranjem odgovarajuće mase ugljika 12; međunarodnim suglasjem ta masa je fiksirana za 0,012 kg (12 grama), a jedinici "količine tvari" dano je ime mol (simbol "mol") Današnja definicija jedinice količine mol potječe iz 1971. i glasi: 1. Mol je količina supstance nekog sustava koji sadrži toliko mnogo elementarnih čestica koliko ima atoma u 0,012 kilograma ugljika 12; njegov simbol je "mol." 2. Pri upotrebi mola moraju se specificirati elementarne čestice, a mogu biti atomi, molekule, ioni, elektroni, te druge čestice ili specificirane grupe takvih čestica. Konačno, količina 1 mol obuhvaća isti broj čestica, neovisno o kakvim se česticama radi. Masu koju sadrži 1 mol jednaka je zbroju pojedinačnih masama svih čestica. Kao dodatak toj definiciji specificirano je 1980. kako se podrazumijeva da se ona odnosi na nevezane atome ugljika 12 u mirovanju i u njihovim osnovnim stanjima. 2

Definicija jedinice termodinamičke temperature. Kao ishodište definicije odabrana je (1954.) trojna točka vode kao fundamentalna fiksna točka. Njoj je pripisana temperatura 273,16 K i time je definirana jedinica. Godine 1967. usvojen je naziv kelvin (simbol K), umjesto "stupanj Kelvina" (simbol o K), uz definiciju jedinice termodinamičke temperature: Kelvin, jedinica termodinamičke temperature, je 1/273,16 dio termodinamičke temperature trojne točke vode. Druga referentna točka termodinamičke temperature je apsolutna nula, pri kojoj je temperatura 0 K. (Apsolutna nula je teorijsku sustav koji niti emitira, niti apsorbira energiju. Na apsolutnoj nuli čestice imaju minimalnu energiju, određenu efektima kvantne mehanike, koja se naziva energija nulte točke). Točki ledišta vode pri tlaku fizikalne (standardne) atmosfere od 101,325 kpa pripada termodinamička temperatura T 0 = 273,15 K. Stoga se Celsiusova temperatura, simbol ϑ, može izraziti kvantitativnom jednadžbom: ϑ = T T 0 Jedinica Celsiusove temperature je stupanj Celsiusa, simbol o C, koji je po definiciji jednake veličine kao kelvin. Razlika, ili interval temperatura može se izraziti u kelvinima ili stupnjevima Celsiusa (1967.). Numerička vrijednost Celsiusove temperature ϑ, izražena u stupnjevima Celsiusa, dana je relacijom: o / C T / K 273,15 ϑ = Kelvin i stupanj Celsiusa su i jedinice International Temperature Scale od 1990. (ITS-90). Izvedene jedinice SI sustava Sve druge veličine, nazvane izvedene veličine, mogu se definirati pomoću tih sedam osnovnih veličina. Sukladno tome, izvedene veličine imaju izvedene jedinice. Za definiranje izvedenih veličina koje ćemo koristiti, dovoljne su nam navedenih pet osnovnih veličina. Primjeri izvedenih SI jedinica Izvedena veličina Izvedena SI jedinica površina kvadratni metar m 2 volumen kubni metar m 3 brzina metar po sekundi m/s akceleracija metar po sekundi na kvadrat m/s 2 gustoća (koncentracija mase) kilogram po kubnom metru kg/m 3 specifični volumen kubni metar po kilogramu m 3 /kg koncentracija količine mol po kubnom metru mol/m 3 maseni udio kilogram po kilogramu kg/kg molni (molarni, količinski) udio mol po molu mol/mol 3

Veličine svedene na jedinicu mase (1 kg) nazivaju se specifične. Veličine svedene na jedinicu volumena (1 m 3 ) su koncentracije. Udjeli mase ili količine su omjeri istih jedinica pa se obično uzimaju jednakim 1 (tj. bez dimenzije), premda su to, strogo gledano, omjeri masa ili količina različitih tvari (njihova imena se ne mogu kratiti). Na primjer, udio kisika O 2 u masi zraka iznosi približno 0,23 i piše se bez dimenzije (jedinice). Točnije bi se pisalo 0,23 (kg O 2 /kg zraka), što nije standardizirano, ali je u nekim slučajevima vizualno pogodnije. Neke od izvedenih veličina toliko su česte i važne u praksi da su njihove (izvedene) jedinice dobile specijalni naziv i oznaku (simbol). SI sustav ima 22 takve specijalne oznake, a za naše potrebe važne su samo one koje su navedene u nastavku. Specijalne izvedene jedinice (sa specijalnim nazivima i oznakama) Izvedena veličina Naziv izvedene jedinice Oznaka izvedene jedinice Alternativna oznaka Kombinacija osnovnih jedinica sila newton N m kg s -2 tlak, naprezanje pascal Pa N/m 2 m-1 kg s -2 energije, rad, količina topline joule J m 2 kg s -2 snaga watt W J/s m 2 kg s -3 Celsiusova temperatura stupanj Celsiusa frekvencija hertz Hz s -1 površinski kut radijan rad m m -1 =1 prostorni kut steradijan srad m 2 m -2 =1 o C K Primjer: Po definiciji je sila = masa akceleracija masa je osnovna veličina (ne definira se pomoću drugih pojmova) akceleracija nije osnovna veličina; ona se definira kao brzina/vrijeme, pa zahtjeva prethodno definiranje brzine: brzina = dužina/vrijeme; brzina je izvedena veličina koja je definirana samo s osnovnim veličinama. Konačno, složeni pojam sile može se objasniti korištenjem samo osnovnih pojmova (veličina): sila = masa dužina vrijeme -2, a s jedinicama: N = kg m s -2. Pojmovi tlak, energija i snaga su složeniji od pojma sila, pa bi izražavanje tih veličina s osnovnim jedinicama bilo vizualno još kompliciranije i stoga nepraktično. To je i razlogom da su za kompleksnije kombinacije osnovnih jedinica uvedene nove oznake, poput N u našem primjeru. 4

Primjeri izvedenih jedinica koje se oslanjaju na specijalne Izvedena veličina Izvedena jedinica dinamička viskoznost pascal sekunda Pa s toplinska vodljivost watt po metru i kelvinu W m -1 K -1 specifična energija joule po kilogramu J kg -1 specifični toplinski kapacitet, specifična entropija joule po kilogramu i kelvinu J kg -1 K -1 molna (molarna) energija joule po molu J mol -1 molni toplinski kapacitet molna entropija joule po molu i kelvinu J mol -1 K -1 SI prefiksi SI definira 20 prefiksa, za potencije na bazi 10, koji se mogu koristiti uz osnovne ili izvedene jedinice. SI prefiksi Faktor Naziv Oznaka Faktor Naziv Oznaka 10 24 yotta Y 10-1 deci d 10 21 zetta Z 10-2 centi c 10 18 exa E 10-3 milli m 10 15 peta P 10-6 micro µ 10 12 tera T 10-9 nano n 10 9 giga G 10-12 pico P 10 6 mega M 10-15 femto f 10 3 kilo k 10-18 atto a 10 2 hecto ha 10-21 zepto z 10 1 deka da 10-24 yocto y VAŽNO: Kilogram je jedina SI jedinica s prefiksom, kao sastavnim dijelom svog imena (naziva) i oznake (simbola). Pri tome je prefiks k iz gornje tabele korišten uz jedinicu imena "gram". Kako je dozvoljen samo jedan prefiks ispred imena to se ne smije koristiti: 10-6 kg = 1 µkg (microkilogram), jer µ i k čine dva prefiksa, vrijedi: 10-6 kg = 1 mg (milligram, tj. miligram) Osim ovoga, drugih izuzetaka nema, uključujući i stupnjeve Celsiusa i simbola 0 C. 5

Jedinice izvan SI sustava Postoje jedinice koje nisu uključene u SI sustav, ali se i dalje često koriste u praksi pa je njihova upotreba dopuštena uz jedinice SI sustava. Za naše potrebe izdvajamo samo neke od njih. Jedinice izvan SI sustava (prihvaćene za upotrebu s SI sustavom) Naziv Oznaka Vrijednost u SI jedinicama minuta (vrijeme) min 1 min = 60 s sat h 1 h = 60 min = 3600 s dan d 1 d = 24 h = 86 400 s stupanj (kut) o 1 o = (π/180) rad minuta (kut) ' 1' = (1/60) o = (π/10 800) rad sekunda (kut) '' 1'' = (1/60)' = (π/648 000) rad litra L (ili l) 1L = 1 dm 3 = 10-3 m 3 tona (metrička tona) t 1 t = 10 3 kg unuficirana jedinica atomske mase u 1u = 1,660 54 10-27 kg (približno) Posebno ćemo izdvojiti neke od jedinica čija je upotreba dopuštena uz jedinice SI sustava, ali se njihova upotreba još razmatra. Jedinice izvan SI sustava (u razmatranju) Naziv Oznaka Vrijednost u SI jedinicama bar bar 1 bar = 1000 hpa = 10 5 Pa ar a 1 a = 1 dam 2 = 10 2 m 2 hektar ha 1 ha = 1 hm 2 = 10 4 m 2 nautička milja 1 nautička milja = 1852 m čvor 1 nautička milja po satu = (1852/3600) m/s ångström o Α 1 o Α = 0,1 nm = 10-10 m Konačno, u praksi se susreću i druge jedinice izvan SI sustava, posebno u starijoj literaturi. Primjeri su jedinice za izražavanje tlaka: Stare jedinice tlaka (izvan SI sustava) Naziv Oznaka Vrijednost u SI jedinicama tehnička atmosfera at 1 at = 98066,5 Pa fizikalna atmosfera atm 1 atm = 101325 Pa torricelli torr 1 mm Hg = 133,321 Pa metar vodenog stupca m vs 1 m vs = 9806,65 Pa 6