Основні визначення та одиниці вимірювання фізичних величин

МІНІСТЕРСТВО ТРАНСПОРТУ ТА ЗВ’ЯЗКУ УКРАЇНИ

Київський технікум залізничного транспорту

ЗАТВЕРДЖУЮ:

Заступник директора

з навчальної роботи

________ С.В. Миленька

“____” ________ 2010 р.

1. Температура – це властивість речовини та міра зміни рівня теплової дії на тіло. Теплова інтенсивність – це признак середньої молекулярної швидкості речовини. Іншими словами, температура – це показник інтенсивності коливань молекул речовини. Температура використовується для показу напрямку, в якому теплота передається від тіла до тіла. Теплота передається від більш теплого тіла до того, у якого температура нижча. Дана передача енергії виконується без використання внутрішньої роботи.

Існує дві абсолютні температурних шкали, які відповідають шкалам Цельсія і Фаренгейта. Абсолютна температурна шкала системи ІР – шкала Ренкіна (R), а в СІ абсолютну температурну шкалу називають шкалою Кельвіна (К).

R = ⁰ F + 459,67⁰; ⁰ F = R – 459,67⁰.

В холодильній техніці температуру вимірюють по термодинамічній шкалі Т в градусах Кельвіна (К) або по практичній температурній шкалі t в градусах Цельсія (⁰ С).

Т= t + 273,15; t= Т-273.15.

Температура вимірюється різними приладами:

- Рідинними та газовими термометрами, в яких виконується зміна об’єму рідини або газу;

- Манометричними термометрами, в яких змінюється тиск газу в замкненій системі;

- Термометрами опору, в яких виконується зміна електричного опору провідника (датчика) в залежності від температури;

- Термоелектричні пірометри (термопари), в яких два провідника з різних матеріалів утворюють замкнений ланцюг і мають два спаї; в ланцюзі виникає електрорушійна сила, пропорційна різниці температур спаїв.

Температуру, при якій рідина переходить з рідинної фази в газоподібну або навпаки, називають температурою насичення. Наприклад, води випаровується при 100 ⁰С.

2. Тиск – сила (F), що діє на одиницю поверхні перпендикулярно до неї. Основною одиницею вимірювання тиску є паскаль (Па), - сила в 1 ньютон (Н), що приходиться на 1 м² площі.

Р = F / S = Н/ м² = Па. (кПа); (МПа).

Тиск вимірюють рідинними або пружинними манометрами. Манометри, що показують розрідження, або вакуум, називають вакуумметрами. Тиск по манометру називають збитковим, або манометричним Р _ман, на відміну від абсолютного Р, що враховує тиск атмосферного повітря Р _бар. Атмосферний тиск складає 0,1 МПа:

Р = Р _ман + Р _бар.

3. Маса (m) – це вимірювання речовини, яке визначає його опір при русі. Масу тіла виміряють силою, яку необхідно прикласти для вимірювання його швидкості або напрямку. Опір тіла, який протистоїть зміні його руху, називають інерцією.

В системі СІ масу виміряють в кілограмах (кг).

Масу тіла також вимірюють силою тяжіння. Цю силу називають вагою тіло. Вага (W) – це сила, яка діє на масу внаслідок сили тяжіння. Вага математично дорівнює масі тіла, що помножена на гравітаційну постійну (q_c).

W = m * q_c = кг*9, 81 м/с² = ньютони.

4. Об’єм (V) речовини – цекількість тримірного простору, який вона займає. Об’єм виражається в трьох вимірах: довжині, ширині, висоті.

Питомий об’єм речовини виражає об’єм, який займає одна одиниця маси тіла. Питомий об’єм – обернене відношення густини. В системі СІ одиниця питомого об’єму:

U = V / m = m³ / кг.

5. Густина – це величина, що чисельно дорівнює масі одиниці його об’єму:

р = m / V = кг / м³.

Відносна густина – це відношення його густини до густини якого-небудь стандартної речовини. Стандартна речовина – це речовина, при температурі та тиску, що використовуються як еталон, від якого виконуються решта порівнювальних вимірів. Якщо необхідно визначити відносну густину рідини, зазвичай використовують стандарт чистої води при 15,6 ⁰ С; при таких же умовах густина води складає 1000 кг/м³.

d _р = ρ _р / р _в = р _р / 1000 кг/м³.

Де d _р – відносна густина рідини4

ρ _р – густина рідини;

ρ _в – густина води.

6. Теплота –енергетична характеристика процесу теплообміну, що вимірюється кількістю енергії, яка передається від одного тіла до іншого і передається трьома способами: теплопровідністю, конвекцією, променевим теплообміном.

Теплопровідністю називається процес розповсюдження тепла в тілі внаслідок теплового руху його молекул. Швидкість руху молекул при підвищенні температури зростає, збільшується число ударів з сусідніми молекулами. В твердих тілах теплопровідність - єдиний спосіб розповсюдження тепла.

Конвекцією називається процес передачі тепла в рідині або газі внаслідок теплопровідності і безпосереднього переміщення їх частинок з однієї частини об’єму в іншу. Конвекційне перенесення тепла спостерігається в рідинах, що рухаються, газах, сипучих тілах.

Променевим теплообміном називають процес передачі тепла від одного тіла до іншого тепловими променями через проміжне прозоре для теплового випромінювання середовище. В тілі, що випромінюється, променева енергія знову трансформується в енергію теплового руху молекул (атомів).

Універсальною одиницею вимірювання роботи, любого виду енергії, а також кількості теплоти в системі СІ є джоуль (Дж), що представляє собою роботу сили в 1 Н на шляху в 1 м при спів паданні напрямків сили і переміщення точки її прикладання.