Osnovne velicine i jedinice medunarodnog sistema jedinica -SI sistem-

1
Osnovne velicine i jedinice medunarodnog sistema
jedinica-SI sistem-
Uvod u laboratorijski rad

• Prof. Dr. Dragica Minic

2
Medunarodni sistem jedinica - SI sistem -

• Medunarodni sistem jedinica SI (Le systeme
  International dUnites) je usvojila Opšta
  konferencija za tegove i mere (CGPM) na svom 11.
  skupu 1960. godine
• SI je heterogen sistem mernih jedinica zasnovan
  na sedam osnovnih jedinica metar, kilogram,
  sekunda, amper, kelvin, mol i kandela

3
Osnovne fizicke velicine
Fizicka velicina SI sistem
Naziv Oznaka Naziv Oznaka
Dužina l metar m
Masa m kilogram kg
Vreme t sekunda s
Jacina elektricne struje I amper A
Termodinamicka temperatura T Kelvin K
Kolicina supstance n mol mol
Svetlosna jacina Iv kandela Cd
4

• Medunarodni biro za tegove i mere (International
  Bureau of Weights and Measures BIPM) u Sevres,
  Francuska
• BIPM je formiran 1875. radi cuvanja prototipa
  metra i kilograma i njihovog uporedivanja sa
  fundamentalnim standardima ne-metrickog sistema
  drugih zemalja.

5
1874. Godina napravljena je legura koja je
odbacena zbog nezadovoljavajuce cistoce. Ipak od
nje je napravljeno nekoliko metarskih šipki kao
npr. metar No 12, cija je dužina data kao 1m
3,3? 8,634 T ? 0,001 T2 ?, gde je T
temperatura u oC
6

• 1889. Održana je Prva konfercija za tegove i
  mere na kojoj su usvojeni prototipovi metra i
  kilograma

Medunarodni prototip kilograma
Medunarodni prototip metra
7

• Metar
• Metar je jedinica dužine.
• Metricki sistem
• Metricki sistem baziran je na prirodnom konceptu
  da je metar desetomilioniti deo meridijalnog
  kvadranta zemlje od severnog pola do ekvatora
  koji prolazi kroz Pariz (1796-1797)
• sistem je odbacen zbog nemogucnosti precizne
• konstrukcije standarda.

8

• Pariski etalon metra iz 1796.

9

• Graduisana ravna šipka, jednaka dužini
  arhiviranog metra na 0oC u BIPM (Sevres,
  Francuska) odabrana je kao nova osnova mernog
  sistema.
• 1875. Medunarodna grupa metrologa odabrala je
  leguru 90 platine i 10 iridijuma kao materjal
  za konstrukciju medunarodnog prototipa metra i
  kilograma kao i njihovih nacionalnih verzija.
• Napravljeno je 30 metarskih prototipa
  koji se koriste kao nacionalni primarni
  standardi.

Nacionalni prototip metra No 27 (SAD, 1893.) cija
je dužina data kao 1m - 1,6?m 8,657T?m
0,001T2?m gde je T temperatura u oC
10
1960.Metar je dužina jednaka 1 650 763,73
talasnih dužina zracenja u vakuumu koje odgovara
prelazu izmedu nivoa 2p10 i 5d6 atoma kriptona
861986.Metar je dužina puta koji svetlost
prede u vakuumu za vreme jednog 299792458-og dela
sekunde.
11

• Kilogram je jedinica mase.Kilogram je masa
  medunarodne pramere (etalona) kilograma.

12

• Originalno kilogram je bio definisan kao masa
  ciste vode na temperaturi od 3,98 oC kada voda
  ima najvecu gustinu na
• standardnom atmosferskom pritisku.
• 1889. Kilogram je masa medunarodnog prototipa
  kilograma (BIPM) koji je napravljen od legure 90
  platine i 10 iridijuma gustine 21500 kg m-3 u
  obliku cilindra cija su visina i precnik
  nominalno 39 mm, tako da mu je masa tacno 1
  kilogram.

13
Skica zvona za cuvanje kilograma
In 1901, the International Committee of Weights
and Measures (CIPM) defined the kilogram thus
"The kilogram is the unit of mass it is equal to
the mass of the international prototype of the
kilogram." Initially the CIPM definition made no
provision for cleaning procedure, but in 1989 the
definition of the kilogram was interpreted to
mean that a kilogram is equal to the
international prototype of the kilogram "just
after cleaning and washing using the BIPM
method." The kilogram is the last unit of the
System International of'Unites (SI) that is still
defined by an artifact. National Prototype
Kilogram No. 20 is traceable to the International
Prototype Kilogram through the International
Bureau of Weights and Measures' working standards.
14
BIPM (Francuska) je proizveo 43 prototipa ovog
kilograma koji se nalaze u nacionalnim
institucijama, kao što je naš Savezni zavod za
mere i dragocene metale, koji služe kao standarde
jedinice mase.
Engleska
Kanada
SAD
15
Sekunda je jedinica vremena.Sekunda je trajanje
9 192 631 770 perioda zracenja koje odgovara
prelazu izmedu dva hiperfina nivoa osnovnog
stanja atoma cezijuma 133.
Pešcani sat
16

• Amper je jedinica jacine struje.
• Amper je jacina stalne elektricne struje koja u
  vakuumu, u dva prava paralelna provodnika,
  neogranicene dužine, zanemarljivo malog poprecnog
  preseka, na rastojanju jedan metar, proizvodi
  medudejstvo jacine 2.10-7 njutna po metru njihove
  dužine.

17
Kelvin je jedinica termodinamicke
temperature.Kelvin je termodinamicka
temperatura koja je jednaka 1/273,16
termodinamicke temperature trojne tacke vode.
18

• Mol je jedinica kolicine supstance.
• Mol je kolicina supstance koja sadrži toliko
  elemantarnih jedinki koliko ima atoma u 0,012
  kilograma ugljenika 12C

19
Kandela je jedinica jacine svetlosti. Kandela je
svetlosna jacina u odredenom smeru izvora koji
odašilje monohormatsko zracenje frekvencije
540.1012 Hz i kome je energetska jacina u tom
smeru 1/683 vata po steradijanu
20

• Relativna atomska masa elementa, Ar, je srednja
  masa atoma elementa koji ima prirodni izotopski
  sastav, u odnosu na 1/12 mase atoma
• Ustvari relativna atomska masa pokazuje koliko
  je puta masa jednog atoma nekog elementa veca od
  1/12 mase atoma .
• Masa atoma ma bilo kog elementa jednaka je
  proizvodu njegove relativne atomske mase Ar i
  unificirane jedinice atomske mase u 1,66 10-27
  kg

21

• Relativna molekulska masa, Mr, daje odnos
  srednje mase molekula koja ukljucuje atome
  elementa sa njihovim izotopskim sastavom i 1/12
  mase atoma .
• Ustvari relativna molekulska masa pokazuje
  koliko je puta masa jednog molekula veca od 1/12
  mase atoma .
• Masa molekula mm bilo koje supstance jednaka je
  proizvodu njegove relativne molekulske mase Mr i
  unificirane jedinice atomske mase u 1,66 10-27
  kg
• Molarna masa, M, predstavlja relativnu molarnu
  masu izraženu u kilogramima.

22
Prefiksi jedinica SI sitema
Udeo Prefiks Simbol
10-1 10-2 10-3 10-6 10-9 10-12 10-15 10-18 deci centi mili mikro nano piko femto ato d c m ? n p f a
Umnožak Prefiks Simbol
10 102 103 106 109 1212 1015 1018 deka hekto kilo mega giga tera peta eksa da h k M G T P E
23
Fizickohemijske velicine i jedinice SI sistema
mera
Fizicko hemijska velicina Jedinica SI sistema
Naziv Oznaka Jedinica Dimenzije
Avogadrov broj NA 1/mol mol-1
Molarna masa M kg/mol kg mol-1
Gustina ? kg/m3 kg m-3
Relativna molekulska masa Mr - -
24
nastavak
Fizicko hemijska velicina Jedinica SI sistema
Naziv Oznaka Jedinica Dimenzije
Atomska jedinica mase u kg kg
Parcijalni pritisak p Pa m-1 kg s-2
Indeks prelamanja n - -
Viskoznost ? Pa s kg m-1s-1
25
nastavak
Fizicko hemijska velicina Jedinica SI sistema
Naziv Oznaka Jedinica Dimenzije
Toplotni kapacitet pri stalnom pritisku Cp J/K m2kgs-2K-1
Toplotni kapacitet pri stalnoj zapremini CV J/K m2kgs-2K-1
Specificni toplotni kapacitet c J/kgK m2s-2K-1
Gibsova slobodna enrgija G J m2kgs-2
26
Preporucene vrednosti fundamentalnih konstanti
Konstanta Oznaka Vrednost
Molarna gasna konstanta R 8,314 J mol-1 K-1
Avogadrov broj NA 6,02 1023 mol-1
Faradejeva konstanta F 96485,3 C mol-1
Brzina svetlosti u vakuumu c 2,998 108 m s-1
Magnetna propustljivust vakuuma ?o 4? 10-7 N C-2 s2
Elektricna propustljivost vakuuma ?o 8,85 10-12F m-1
27
nastavak
Konstanta Oznaka Vrednost
Plankova konstanta h 6,62 10-34 J s
Elementarno naelektrisanje e 1,6 10-19 C
Masa elektrona me 9,1 10-31kg
Masa protona mp 1,67 10-27kg
Masa neutrona mn 1,67 10-27kg
Bolcmanova konstanta k 1,38 10-23 J K-1
28
nastavak
Konstanta Oznaka Vrednost
Molarna zapremina R 8,314 J mol-1 K-1
Molarna zapremina gasa pri normalnim uslovima Vm 22414,1 cm-3 mol-1
Normalno ubrzanje zemljine teže gn 9,806 m s-2
Gravitaciona konstanta ? 6,67 10-11 m3 kg-1 s-2
Borov magneton ?? 9,27 10-24 J T-1

29
nastavak
Konstanta Oznaka Vrednost
Molarna zapremina gasa pri normalnim uslovima Vm 22414,1 cm-3 mol-1 22,414 dm-3 mol-1 0,022 m-3 mol-1
Normalno ubrzanje zemljine teže gn 9,806 ms-2
Gravitaciona konstanta ? 6,67 10-11 m3 kg-1 s-2
Borov magneton ?? 9,27 10-24JT-1
30
Jedinice izvan SI cija dalja upotreba nije
dozvoljena i njihova veza sa jedinmicama SI
sistema
Fizicka velicina Jedinica Oznaka Odnos sa jedinicom SI sistema
Dužina Angstrem Mikron Å ? 1Å 0,1 nm 10-10 m 1? 1?m 10-6 m
Površina Barn b 1b 100 fm2 10-28 m2
Ubrzanje Gal Gal 1 Gal 1 cm/c2 10-2m/s2
Sila Din Kilopond Pond Dyn kp P 1Dyn 10 ? N 10-5 N 1 kp 9,806 N 1 P 0,001 kp 9,806 mN
31
nastavak
Fizicka velicina Jedinica Oznaka Odnos sa jedinicom SI sistema
Pritisak Tehnicka atmosfera Normalna atmosfera Milimitar Hg stuba Milimitar H2 O stuba at Atm Torr Mm H2O 1at 98066,5 Pa 1 atm 101325 Pa 1 Torr 133,32 Pa 1 mm H2O 9,806 Pa
Dinamicka viskoznost Poaz Centipoaz P cP 1P 0,1 Pa s 1 cP 1 mPa
Kinematicka viskoznost Stoks Centistoks St cSt 1 St 10-4 m2/s 1 cSt 10-6 m2/s
Snaga Konjska snaga KS 1KS 75 . 9,806 W735,5 W
32
nastavak
Fizicka velicina Jedinica Oznaka Odnos sa jedinicom SI sistema
Energija, rad i kolicina toplote Erg Kilopondmetar Kalorija Talasni broj Elektronvolt Teh. litar atmosfera Fiz. Litar atmosfera Watcas erg Kpm Cal cm-1 eV Lat Latm Wh 1erg 0,1 ?J 10-7 J 1Kpm 9,806 J 1 Cal 4,18 J 1 cm-1 1,98 10-23J 1 eV 1,6 10-19J 1 Lat 98,06 J 1 Latm 101,3 J 1 Wh 3600 J
33
nastavak
Fizicka velicina Jedinica Oznaka Odnos sa jedinicom SI sistema
Površina Barn b 1b10-28m2
Ubrzanje Gal Gal 1Gal1 cm/c210-2m/s2
Sila Din Pond Kilopond dyn p Kp 1dyn10-5N P9,806 mN kP9,806 N
34
nastavak
Fizicka velicina Jedinica Oznaka Odnos sa jedinicom SI sistema
Radioaktivnost Kiri Ci 1 Ci 3,7 1010 Bq
Apsorbovana doza Rad rd 1rd 0,01 J/kg
Ekvivalentna doza rem rem 1 rem 0,01 J/kg
Ekspoziciona doza Rentgen R 1 R 2,58 10-4 C/kg