1.1 Podstawowe
wielkości fizyczne i ich jednostki.
Długość
Jednostką długości jest metr (m). Jest to droga, którą w próżni przebywa światło w czasie 1/299792458 sekundy.
Masa
Jednostką masy jest kilogram (kg). Wzorcem kilograma (kg) jest walec platynowoirydowy przechowywany w Międzynarodowym Biurze Miar i Wag w Sevres we Francji.
Czas
Jednostkę
czasu – sekundę (s) definiuje się jako czas trwania 9,19263177×109
okresów przejścia między podpoziomami F=3 i F=4 struktury nadsubtelnej
poziomu podstawowego
atomu 133Cs.
Natężenie
prądu
Jednostką natężenia prądu jest amper (A) definiowany jako taka wartość natężenia prądu nie zmieniającego się, który płynąc przez dwa równoległe nieskończenie długie prostolinijne przewody elektryczne, o znikomo małych przekrojach, umieszczone w próżni w odległości 1 m od siebie, wywołują między tymi przewodami siłę 2*10-7 N na każdy metr długości przewodu.
Temperatura
termodynamiczna
Jednostką temperatury jest kelwin (K), który jest 1/273,16 częścią temperatury stopnia potrójnego wody. Zależność między skalą temperatury termodynamicznej (bezwzględnej) i, będącej w codziennym użyciu, skalą Celsiusza podaje wzór T = t + 273,15.
Światłość
Jednostką natężenia światła jest kandela (cd), której odpowiada światłość, jaką posiada w kierunku prostopadłym 1/600000 m2 ciała doskonale czarnego promieniującego w temperaturze krzepnięcia platyny pod ciśnieniem 101325 Pa.
Liczność
(ilość) materii
Jednostką jest kmol. Mol to ilość materii zawierająca tyle cząstek, ile jest atomów węgla w 0,012 kg izotopu węgla 12C.
Pochodne
wielkości fizyczne, stosowane w chemii, i ich jednostki
Wielkościami pochodnymi nazywa się wielkości fizyczne, które można określić za pomocą wielkości podstawowych. Z wielkości pochodnych należy przykładowo wymienić objętość, gęstość, ciśnienie lub stężenie molowe. Gęstość określa się jako stosunek masy do objętości, przy czym objętość z kolei stanowi pochodną wielkość długości. Jednostką masy jest kilogram, a objętości metr sześcienny, a więc jednostką podstawową gęstości jest kg/m3 (kgm-3). Podobnie ciśnienie jest stosunkiem siły do powierzchni, na którą działa. Stąd jednostką ciśnienia jest N/m2 (N*m-2) zwana paskalem. Zestawienie wybranych wielkości stosowanych w obliczeniach chemicznych zamieszczono w tabeli 2.
Tabela 2. Wybrane wielkości fizyczne i ich jednostki
|
Wielkość |
Symbol |
Jednostka w układzie SI |
Wymiar |
używane |
|
Powierzchnia |
S |
m2 |
m2 |
|
|
Objętość |
V |
m3 |
m3 |
1 l = 1 dm3 |
|
Objętość molowa |
V0 |
m3*kmol-1 |
m3*kmol-1 |
l/mol |
|
Ciśnienie |
p |
paskal, Pa |
Nm-2 |
1
bar = 105Pa |
|
Temperatura |
T |
kelwin,
K |
K |
°C |
|
Gęstość |
r, d |
kg*m-3 |
kg*m-3 |
g/ml |
|
Ciepło |
Q |
dżul, J |
J |
|
|
Ciepło właściwe |
cw |
J*kg-1*K-1 |
J*kg-1*K-1 |
|
|
Entalpia |
H |
dżul, J |
J |
|
|
Entropia |
S |
J*K-1 |
J*K-1 |
|
|
Stężenie |
cm |
kmol/m3 |
kmol/m3 |
%,
g*m-3,g/l |
W oparciu o dane przedstawione w tabeli 1 i 2 można utworzyć wielokrotności i podwielokrotności dowolnych jednostek oraz znaleźć relacje między nimi np.:
1 MJ = 1*106 J = 1*1012 mJ
1 m3 = 1000 dm3 = 1* 106
cm3
0,1 MPa = 0,1*106 Pa = 105 Pa = 1000 hPa
1 
l
= 1* 10-6 l = 1* 10-6 dm3 =1* 10-9
m3
1
nA/cm2 = 1*10-9 A/1 * 10-4 m2 =1
10-5 A/m2 = 0,01 mA/m2
0,01 mg/ml = 0,01*10-3 g/cm3
= 0,01*10-6 kg/1*10-6m3 = 0,01 kg/m3
