14 1. Pojęcia podstawowe
Tabela 1,3. Jednostki masy
Wielkość |
Jednostki w układach |
Inne |
Równoważnik w odniesieniu do układu SI | |||
CGS |
SI |
MkPS |
- |
CGS |
MkPS | |
Masa, ilość substancji |
O a |
kg |
inert - kp-m/s2 |
kmol, um3 |
i O'3 |
P* |
V=t/g.
1 inert = pi kg, gdzie jLt — 9,80665,
inert kp-s 1 kp = 1 kg -9,80665 m/s2,
1 kg =
1
9,80665
inert.
Ilość substancji. Substancją nazywamy materię o masie spoczynkowej różnej od zera. Są to więc ciała makroskopowe złożone z atomów, drobin, pojedyncze atomy i pojedyncze cząstki elementarne mające masę spoczynkową większą od zera. Ilość substancji najdogodniej jest określić za pomocą masy lub ciężaru. Masa substancji zależy od jej poziomu energetycznego. Dlatego w układzie SI jako jednostkę można zdefiniować taką ilość substancji, której masa spoczynkowa w normalnych warunkach energetycznych (tzw. masa normalna) wynosi 1 kg; oznacza się ją przez ukg (umowny, normalny). Oprócz powyższej jednostki stosuje się jednostki indywidualne: kilomoł i normalny (umowny) metr sześcienny.
Kilomol (1 kmol) jest to taka ilość substancji, której masa normalna w kilogramach jest liczbowo równa masie drobinowej, np. dla 02 1 kmol = 32 kg. Przy obliczaniu ilości n kmoli substancji, której normalna masa wynosi m kg, należy stosować wzór: n = m/M, gdzie M jest to masa drobinowa.
Umowny (normalny) metr sześcienny oznacza ilość substancji zawartej w objętości 1 m3 w umownych warunkach technicznych po założeniu, że substancja ta zachowuje się jak gaz doskonały (lub półdoskonały), tj. jej stan termodynamiczny jest opisany równaniem Clapeyrona. Dotąd najczęściej stosowano fizyczne parametry umowne 0°C i 1 atm (atmosfera fizyczna) i za ich pomocą definiowano fizyczny umowny metr sześcienny (uraj). W układzie SI za parametry normalne należałoby przyjąć 0°C i 1 bar.
Pomiędzy omówionymi tu jednostkami zachodzą następujące zależności:
1 kmol = (Mv)u um3 = 22,42 um31z = 22,71 umj,, a stąd wynika wzór
Vu =(Mv)un = ^-m.
Jednostką siły w układzie SI jest 1 niuton, jest to jednostka pochodna. Niuton oznacza siłę, która masie 1 kg nadaje przyspieszenie 1 m/s*.
1N = — kp = 0,101972 kp,
przy czym 1 kp (kilopound) = 1 kG (kilogram-siła) i jest to siła, z jaką Ziemia przyciąga masę 1 kg tam, gdzie przyspieszenie grawitacyjne ma wartość nominalną:
S
Relacja pomiędzy 1 kG (kilogramem-siłą) a 1 N ma postać:
1 kG = 9,80665 N.
Tabela 1.4. Jednostki siły
Wielkość |
Jednostki w układach |
Inne |
Równoważnik w odniesieniu do układu SI | |||
CGS |
SI |
MkPS |
- |
CGS |
MkPS | |
Siła |
. g-cm dyn S" |
N=kgm s" |
kp |
T |
itr5 |
V= 1/g.
Ciśnienie. Podstawowe wielkości związane z ciśnieniem przedstawiono na rys. 1.1, który ukazuje w formie graficznej definicje.ciśnień absolutnych, nadciśnienia i podciśnienia.
T
p„ - nadciśnienie
____pb - ciśnienie barometryczne
X
pp - podciśnienie
pa — Pb Pp
- próżnia
Rys. 1.1. Interpretacja graficzna podstawowych rodzajów ciśnienia