t9_dod.pdf

Jednostki podstawowe układu SI

Długość metr m

Masa kilogram kg

Czas sekunda s

Temperatura kelin K

Ilość substancji mol mol

Ponadto jednostkami podstawowymi SI są: amper [A], kandela [cd]. Są też dwie jednostki tzw. pomocnicze:

radian [rad] i steradiad [sr]

Najważniejsze jednostki pochodne SI

Powierzchnia metr kwadratowy m 2

Objętość metr sześcienny m 3

Gęstość kilogram na metr sześcienny

Siła niuton N

kg ⋅

iśnienie paskal Pa

m ⋅

Praca/nergia dżul J

N =

⋅

oc at W

s =

(to samo co kilopond 1 kp ≈ 9,81 N)

iśnienie ar 1 bar = 0,1 MPa

Atmosfera techniczna 1 at = 0,981 bar = 0,0981 MPa

tosfera fizyczna 1 atm = 1,013 bar = 0,1013 MPa

Milimetr słupa wody 1 mmH 2 O ≈ 9,81 Pa

Milimetr słupa rtęci 1 mmHg ≈133 Pa (to samo co 1 Tor ≈ 133 Pa)

Energia Kaloria 1 cal = 4,1868 J czyli 1 kcal = 4,1868 kJ

i praca Kilowatogodzina 1 kWh = 3600 kJ

Moc Koń mechaniczny 1 KM = 0,7355 kW

Temperatura Stopień Celsjusza punkt 0 C = 273,15 K

różnica 1 °C = 1 K

Jak przeliczać jednostki?

Najlepiej pomnożyć daną jednostkę przez odpowiednio zapisaną jedynkę : np.: silnik ma moc

54 kW. Ile to koni mechanicznych?

⋅

(kilowaty się skracają)

0,7355

7355

Wytłuszczony ułamek jest równy jedności a został wzięty z zestawienia powyżej. Gdybyśmy

przeliczali z koni mechanicznych na kilowaty, to musielibyśmy zapisać ten sam ułamek „do

góry nogami”. Proste, prawda?

Najważniejsze wielokrotności i podwielokrotności:

10 deka da 10 –1 decy d

10 2 hko h –2 centy c

10 3 kilo k 10 –3 mili m

10 6 mega M 10 –6 mikro µ

10 9 a G –9 nano n

Trochę geometrii...

1 m = 10 dm 1m 2 = 100 dm 2 3 = 1000 dm 3 (litrów)

1 m = 100 cm 1m 2 = 10 4 cm 2 3 = 10 6 cm 3

1 m = 1000 mm 1m 2 = 10 6 mm 2 1m 3 = 10 9 mm 3

Przeliczniki. Niektóre jednostki spoza układu SI

Gęstość: 1000 kg/m 3 = 1 g/cm 3 = 1kg/dm 3

Siła kilogram-siła 1 kG ≈ 9,81 N

Podstawowe definicje i liczby

Wszystko co nas otacza zbudowane jest z atomów. Atomy składają się z dodatniego

elektrycznie jądra i krążących wokół niego ujemnych elektronów. Jądro składa się z

dodatnich protonów oraz obojętnych (nie posiadających ładunku elektrycznego) neutronów.

Liczba protonów jest liczbą atomową pierwiastka. Liczba protonów + neutronów jest liczbą

masową pierwiastka. Przykłady:

Pierwiastkek Liczba atomowa Liczba masowa

Wodór H 1 1 (1 proton, brak neutronów)

Azot N 7 14 (7 protonów, 7 neutronów)

Tlen O 8 16 (8 protonów, 8 neutronów)

Węgiel C 6 12 (6 protonów, 6 neutronów)

Masy protonu i neutronu są zbliżone, masa elektronu jest ponad tysiąc razy mniejsza.

Dlatego masa pierwiastka zmierzona w jednostkach masy atomowej jest b. zbliżona do

liczby masowej. Dokładną wartość masy atomowej można znaleźć w układzie okresowym

pierwiastków.

Atomy mogą łączyć się w cząsteczki takie jak H 2 , O 2 , N 2 , CH 4 , CO 2 . Oto masy

najważniejszych cząsteczek podane w jednostkach masy atomowej, w przybliżeniu

wystarczającym w technice:

H 2 1+1 = 2 4 12+4⋅1 = 16

N 2 14+14 = 28 2 12 + 2⋅16 = 44

O 2 16+16 = 32 3 14 + 3⋅1 = 17

Niektóre pierwiastki np. gazy szlachetne (hel, argon i in.) występują w postaci atomowej

(nie tworzą cząsteczek).

Ilość substancji (liczność materii)

Ilość substancji jest określona przez liczbę cząsteczek (dla substancji składającej się z

cząsteczek) bądź liczbę atomów (dla substancji występującej w postaci atomowej).

Jednostką ilości substancji jest mol. Mol jest to taka ilość substancji, która zawiera

6,022137⋅10 23 cząsteczek (lub odpowiednio atomów).

Mol jest tak dobrany, że masa 1 mola substancji wynosi tyle gramów, jaka jest masa

cząsteczkowa. Na przykład 1 mol CO 2 ma masę 44 g, 1 mol O 2 ma masę 32 g itd. Kilomol

jest to 1000 moli. Masa 1 kmola CO 2 to 44 kg itd.

W termodynamice stosuje się pojęcie masy molowej M wyrażanej w kg/kmol:

itd

— określa ona masę 1 kmola substancji.

kmol

Ilość substancji wyrażoną w molach bądź kilomolach oznaczamy przez n.

Ilość substancji można też określić pośrednio:

a) przez podanie jej masy w kilogramach.

W termodynamice ilość substancji w kilogramach określa się

literą G, np.

rozpatrujemy 8 kg tlenu: G O2 = 8 kg.

Znając masę molową można obliczyć ilość substancji w kmol:

n = , dla przykładu

kmol



= kmol







kmol

1 .

b) Przez podanie ilości substancji V n w normalnych metrach sześciennych.

Stwierdzono doświadczalnie, że w tzw. warunkach normalnych (p = 101,325 kPa,

t = 0°C) 1 kmol dowolnego gazu zajmuje objętość 22,42 m 3 . W związku z tym

zaproponowano metr sześcienny normalny jako jednostkę ilości substancji.

W technice można przyjąć, że ilość substancji G = masie subsancji m

kmol

czyli

0446

kmol

Metr sześcienny normalny stosuje się tylko dla gazów.

1 Przy prędkościach bliskich światłu oraz przy rozpatrywaniu zjawisk jądrowych następują zmiany masy substancji.

Strumień

Strumień jest to ilość substancji przepływająca przez pewien przekrój w jednostce czasu.

Oznacza się go przez kropkę nad symbolem wielkości.

Ilość

Strumień

Ilość substancji n

kmol Strumień

n &

kmol

Masa substancji G lub m Kg Masa strumienia

luG &

Objętość normal-

na substancji

V n

m Objętość strumienia

V &

m n

Zasada zachowania ilości substancji (bilans substancji)

W procesach fizycznych (takich jak: podgrzewanie, sprężanie itp. a także mieszanie dwóch

różnych substancji) zachowaniu podlega ilość cząsteczek, natomiast w procesach

chemicznych (np. spalanie) zachowaniu podlega ilość atomów.

Dla procesów fizycznych zasadę tę można sformułować następująco:

Ilość substancji doprowadzona do układu równa się sumie ilości substancji zakumulowanej

w układzie i ilości substancji wyprowadzonej z układu.

G d = G u + G w l b d

Ciśnienie manometryczne, bezwzględne, dynamiczne, statyczne, całkowite

lub

Ciśnienie manometryczne p m jest to wskazanie przyrządu pomiarowego, który mierzy

zawszę różnicę między ciśnieniem badanego ośrodka a ciśnieniem otoczenia. Ciśnienie

manometryczne jest to nadciśnienie.

Ciśnienie bezwzględne p jest sumą ciśnienia manometrycznego i ciśnienia otoczenia p ot .

p = p m + p ot

Pojęcie ciśnienia statycznego i dynamicznego

wyjaśnia rysunek (rurka Pitota):

W rurce b nad powierzchnią cieczy panuje

ciśnienie statyczne. W rurce a panuje ciśnienie

większe od statycznego o tzw. ciśnienie

dynamiczne. Suma ciśnień statycznego i

dynamicznego nazywa się ciśnieniem

całkowitym. Ciśnienie dynamiczne związane

jest z prędkością płynu:

ρ =

gdzie jest gęstością, a w prędkością płynu.

Ciśnienie dynamiczne mierzy się po to, aby

zmierzyć prędkość płynu.

We wszystkich pozostałych przypadkach mówimy o ciśnieniu (bądź nadciśnieniu)

statycznym.

= n u + n w

W stanach ustalonych ilość substancji w układzie nie zmienia sę i wtedy zasadę

zachowania rozpatruje się w jednostce czasu:

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: