электрического заряда | Свойства, примеры, единицы измерения и факты

Электрический заряд , основное свойство материи, переносимой некоторыми элементарными частицами, которое определяет, как на частицы влияет электрическое или магнитное поле. Электрический заряд, который может быть положительным или отрицательным, возникает в дискретных природных единицах и не создается и не разрушается.

Подробнее по этой теме

гроза: электрификация грозы

В пределах одной грозы есть восходящие и нисходящие потоки, а также различные частицы облаков и осадки.Измерения показывают, что …

Электрические заряды бывают двух основных типов: положительные и отрицательные. Два объекта, у которых есть избыток заряда одного типа, оказывают друг на друга силу отталкивания, когда находятся относительно близко друг к другу. Два объекта, которые имеют избыточные противоположные заряды, один положительно заряженный, а другой отрицательно заряженный, притягиваются друг к другу, когда они относительно близко. ( См. Кулоновская сила.)

Многие фундаментальные, или субатомные, частицы материи обладают свойством электрического заряда.Например, электроны имеют отрицательный заряд, а протоны имеют положительный заряд, а нейтроны имеют нулевой заряд. Экспериментально установлено, что отрицательный заряд каждого электрона имеет одинаковую величину, которая также равна положительному заряду каждого протона. Таким образом, заряд существует в естественных единицах, равных заряду электрона или протона, фундаментальной физической постоянной. Прямое и убедительное измерение заряда электрона как естественной единицы электрического заряда было впервые выполнено (1909 г.) в эксперименте Милликена с каплей масла.Атомы вещества электрически нейтральны, потому что их ядра содержат столько же протонов, сколько электронов, окружающих ядра. Электрический ток и заряженные объекты предполагают разделение части отрицательного заряда нейтральных атомов. Ток в металлических проводах состоит из дрейфа электронов, из которых один или два от каждого атома связаны более слабо, чем остальные. Некоторые атомы в поверхностном слое стеклянного стержня, положительно заряженные при протирании его шелковой тканью, потеряли электроны, оставив чистый положительный заряд из-за ненейтрализованных протонов их ядер.Отрицательно заряженный объект имеет избыток электронов на поверхности.

Между 1909 и 1910 годами американский физик Роберт Милликен провел серию экспериментов с каплями масла. Сравнивая приложенную электрическую силу с изменениями в движении масляных капель, он смог определить электрический заряд на каждой капле. Он обнаружил, что все капли имеют заряды, кратные одному числу — фундаментальному заряду электрона.

Электрический заряд сохраняется: в любой изолированной системе, в любой химической или ядерной реакции чистый электрический заряд постоянен. Алгебраическая сумма основных зарядов остается прежней. ( См. Сохранение заряда .)

Единицей электрического заряда в системах метр – килограмм – секунда и системе СИ является кулон и определяется как количество электрического заряда, протекающего через поперечное сечение проводника в электрической цепи в течение каждой секунды, когда ток имеет значение одного ампера.Один кулон состоит из 6,24 × 10 ¹⁸ естественных единиц электрического заряда, таких как отдельные электроны или протоны. По определению ампера, сам электрон имеет отрицательный заряд 1,602176634 × 10 ⁻¹⁹ кулон.

Электрохимическая единица заряда, фарадей, полезна при описании реакций электролиза, например, при нанесении металлического гальванического покрытия. Один фарадей равен 96485,332123 кулонам, заряду моля электронов (то есть числу Авогадро, 6.02214076 × 10 ²³ , электронов).

Электрический заряд (Q)

Что такое электрический заряд?

Электрический заряд генерирует электрическое поле. Электрический заряд влияет на другие электрические заряды с электрической силой и под влиянием другого заряжается с той же силой в противоположном направлении.

Есть 2 вида электрического заряда:

Положительный заряд (+)

Положительный заряд имеет больше протонов, чем электронов (Np> Ne).

Положительный заряд обозначается знаком плюс (+).

Положительный заряд притягивает другие отрицательные заряды и отталкивает другие положительные заряды.

Положительный заряд притягивается другим отрицательным заряды и отражаются другими положительными зарядами.

Отрицательный заряд (-)

Отрицательный заряд содержит больше электронов, чем протонов (Ne> Np).

Отрицательный заряд обозначается знаком минус (-).

Отрицательный заряд притягивает другие положительные заряды и отталкивает другие отрицательные заряды.

Отрицательный заряд притягивается другим положительным заряды и отражаются другими отрицательными зарядами.

Направление электрической силы (F) в зависимости от типа заряда

Заряд элементарных частиц

Кулон

Электрический заряд измеряется в кулонах [C].

Один кулон имеет заряд 6,242 × 10 ¹⁸ электроны:

1C = 6,242 × 10 ¹⁸ e

Электрический заряд расчет

Когда электрический ток течет в течение определенного времени, мы можем рассчитать сбор:

Постоянный ток

Q = I ⋅ т

Q — электрический заряд, измеренный в кулоны [C].

I — ток в амперах. [А].

t — период времени, измеряемый в секунды [с].

Кратковременный ток

Q — электрический заряд, измеренный в кулоны [C].

i ( t ) — мгновенный ток, измеряется в амперах [A].

t — период времени, измеряемый в секунды [с].

См. Также

Измерение электроэнергии — Управление энергетической информации США (EIA)

Электроэнергия измеряется в ваттах и ​​киловаттах

Электроэнергия измеряется в единицах мощности, называемых ваттами, в честь Джеймса Ватта, изобретателя паровой машины. Ватт — это единица измерения электрической мощности, равная одному амперу при давлении в один вольт.

Один ватт — это небольшая мощность. Некоторым устройствам для работы требуется всего несколько ватт, а другим устройствам требуется большее количество.Энергопотребление небольших устройств обычно измеряется в ваттах, а потребляемая мощность более крупных устройств — в киловаттах (кВт) или 1000 Вт.

Мощность производства электроэнергии часто измеряется в единицах, кратных киловаттам, например мегаваттам (МВт) и гигаваттам (ГВт). Один МВт равен 1000 кВт (или 1000000 Вт), а один ГВт равен 1000 МВт (или 1000000000 Вт).

Использование электроэнергии с течением времени измеряется в ватт-часах

Ватт-час (Втч) равен энергии одного ватта, постоянно подаваемой в электрическую цепь или отбираемой из нее в течение одного часа.Количество электроэнергии, производимой электростанцией или потребляемой потребителем электроэнергии, обычно измеряется в киловатт-часах (кВтч). Один кВтч — это один киловатт, который вырабатывается или потребляется в течение одного часа. Например, если вы используете лампочку мощностью 40 Вт (0,04 кВт) в течение пяти часов, вы израсходовали 200 Втч или 0,2 кВтч электроэнергии.

Коммунальные предприятия измеряют и контролируют потребление электроэнергии с помощью счетчиков

Электроэнергетические компании измеряют потребление электроэнергии своими потребителями с помощью счетчиков, которые обычно устанавливаются за пределами собственности потребителя, где линия электропередачи входит в собственность.Раньше все счетчики электроэнергии были механическими устройствами, которые служащему коммунального предприятия приходилось снимать вручную. Со временем стали доступны автоматизированные считывающие устройства. Эти счетчики периодически сообщают коммунальным службам об использовании электроэнергии с механических счетчиков с помощью электронного сигнала. Сейчас многие коммунальные предприятия используют электронные интеллектуальные счетчики , которые обеспечивают беспроводной доступ к данным об энергопотреблении счетчика для измерения потребления электроэнергии в режиме реального времени. Некоторые интеллектуальные счетчики могут даже измерять потребление электроэнергии отдельными устройствами и позволяют коммунальному предприятию или клиенту удаленно контролировать использование электроэнергии.

Счетчик электроэнергии механический

Источник: стоковая фотография (защищена авторским правом)

Умный счетчик электроэнергии

Источник: стоковая фотография (защищена авторским правом)

Последнее обновление: 8 января 2020 г.

Электрический заряд — Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Электрический заряд — это основное свойство электронов, протонов и других субатомных частиц. Электроны заряжены отрицательно, а протоны — положительно. Вещи, заряженные отрицательно, и предметы, заряженные положительно, притягивают (притягивают) друг друга. Это заставляет электроны и протоны слипаться, образуя атомы. Вещи с одинаковым зарядом отталкивают друг друга ( отталкивают друг друга).Это называется Закон о сборах . Его открыл Шарль-Огюстен де Кулон. Закон, который описывает, насколько сильно заряды притягивают и толкают друг друга, называется законом Кулона. ^[1]

Вещи с одинаковым количеством электронов и протонов нейтральны . Вещи, в которых электронов больше, чем протонов, заряжены отрицательно, а предметы, в которых электронов меньше, чем протонов, заряжены положительно. Вещи с одинаковым зарядом отталкивают друг друга. Вещи с разными зарядами привлекают друг друга.Если возможно, тот, у которого слишком много электронов, даст достаточно электронов, чтобы соответствовать количеству протонов в том, у которого слишком много протонов для его нагрузки электронов. Если электронов достаточно, чтобы соответствовать дополнительным протонам, то эти две вещи больше не будут притягивать друг друга. Когда электроны перемещаются из места, где их слишком много, в место, где их слишком мало, это называется электрическим током.

Когда человек шаркает ногами по ковру, а затем касается латунной дверной ручки, он может получить удар электрическим током.Если есть достаточно дополнительных электронов, то силы, с которой эти электроны отталкивают друг друга, может быть достаточно, чтобы заставить некоторые электроны прыгнуть через зазор между человеком и дверной ручкой. Длина искры является мерой напряжения или «электрического давления». Количество электронов, которые перемещаются из одного места в другое за единицу времени, измеренное как сила тока или «скорость потока электронов».

Если человек получает положительный или отрицательный заряд, это может заставить его волосы встать дыбом, потому что заряды в каждом волосе отталкивают их от других.

Электрический заряд, ощущаемый при ударе дверной ручкой или другим предметом, обычно составляет от 25 до 30 тысяч вольт. Однако электрический ток протекает недолго, поэтому поток электронов через тело человека не причиняет физического вреда. С другой стороны, когда облака приобретают электрические заряды, они имеют еще более высокое напряжение, а сила тока (количество электронов, которые будут течь при ударе молнии) может быть очень высокой. Это означает, что электроны могут прыгать с облака на землю (или с земли на облако).Если эти электроны проходят через человека, поражение электрическим током может вызвать ожог или смерть.

Следующий эксперимент описан Джеймсом Клерком Максвеллом в его работе «Трактат об электричестве и магнетизме » (1873 г.). Обычно стекло и смола заряжены нейтрально. Однако, если их потереть друг о друга, а затем разделить, они смогут притягиваться друг к другу.

Если протереть второй кусок стекла вторым куском смолы, можно будет увидеть следующее:

1. Два куска стекла отталкиваются друг от друга.
2. Каждый кусок стекла притягивает каждый кусок смолы.
3. Два куска смолы отталкиваются друг от друга.

Если соединить заряженный и незаряженный предметы, притяжение будет очень слабым.

Тела, которые способны притягивать или отталкивать предметы таким образом, называются «наэлектризованными» или «заряженными электричеством». Когда два разных вещества трутся друг о друга, возникает электрический заряд, потому что одно из них отдает электроны другому.Причина в том, что атомы в двух веществах обладают неодинаковой способностью притягивать электроны. Таким образом, тот, кто более способен притягивать электроны, будет забирать электроны у того, у которого сила притяжения ниже. Если стекло трется о что-то еще, оно может отдавать или принимать электроны. Что произойдет, зависит от другого.

Вещи, которые забрали электроны, называются «отрицательно заряженными», а вещи, которые потеряли электроны, называются «положительно заряженными». Для этих имен нет особого смысла.Это просто произвольное (случайный выбор) соглашение (соглашение).

Помимо того, что тела наэлектризованы трением, тела могут быть наэлектризованы многими другими способами.

1. ↑ Перселл, Эдвард М. и Дэвид Дж. Морин 2013. Электричество и магнетизм . 3-е изд., Cambridge University Press. ISBN 978-1-107-01402-2

Радиоактивный газ 5 букв — Ufactor

На чтение 14 мин. Опубликовано 21.05.2021

Вредное воздействие газа Радон и способы защиты

Радон — инертный тяжелый газ (в 7,5 раз тяжелее воздуха), который высвобождается из почвы повсеместно или выделяется из некоторых строительных материалов (например, гранита, пемзы, кирпича из красной глины). Радон не имеет ни запаха, ни цвета, а значит его не обнаружишь без специальных приборов радиометров. Этот газ и продукты его распада излучают весьма опасные (α-частицы, которые разрушают живые клетки. Прилипая к микроскопическим пылинкам, (α-частицы создают радиоактивную аэрозоль. Ее-то мы и вдыхаем — именно так происходит облучение клеток дыхательных органов. Значительные дозы могут спровоцировать рак легких или лейкемию.

Дома должны быть хорошо изолированы от проникновения радона. При сооружении фундамента обязательно выполняется противорадоновая защита — между плитами прокладывается, например, битум. А за содержанием радона в таких помещениях необходим постоянный контроль.

Мера ионизации воздуха в результате воздействия на него фотонов, равная отношению суммарного электрического заряда dQ ионов одного знака, образованного ионизирующим излучением, поглощенным в некоторой массе воздуха, к массе dM

Единица измерения (внесистемная) — рентген (Р). При Dэксп = 1 Р в 1 см3 воздуха при 0o С и 760 мм Hg (dM = 0. 001293 г) образуется 2, 08. 109 пар ионов, несущих заряд dQ = 1 электростатической единице количества электричества каждого знака. Это соответствует поглощению энергии 0,113 эрг/см3 или 87. 3 эрг/г; для фотонного излучения Dэксп = 1 P соответствует 0, 873 рад в воздухе и около 0, 96 рад в биологической ткани.

Отношение суммарной энергии ионизирующего излучения dE, поглощенной веществом, к массе вещества dM

Единица измерения (СИ) — Грей (Гр), соответствующий поглощению 1 Дж энергии ионизирующего излучения 1кг вещества. Внесистемная единица — рад, соответствующая поглощению 100 эгр энергии вещества (1 рад =0, 01 Гр).

Dэкв = kDпогл

Санитарно-защитная зона предприятия.

91. Борьба с радиоактивным загрязнением среды может носить лишь предупредительный характер, поскольку не существует никаких способов биологического разложения и других механизмов, позволяющих нейтрализовать этот вид заражения природной среды. Наибольшую опасность представляют радиоактивные вещества с периодом полураспада от нескольких недель до нескольких лет: этого времени достаточно для проникновения таких веществ в организм растений и животных.

92.Биологическое загрязнение окружающей среды — принесение в экосистему и размножение чуждых ей видов организмов. Загрязнение микроорганизмами называется также бактериолрогическим или микробиологическим загрязнением.

1.распространение в окр.среде биогенных в-в — выбросов предприятий, производ-х опред-ные виды прод-я (мясокомбинатов, молокозаводов, пивзаводов), предприятий производящих антибиотики, а т.ж.загрязнения трупами животных. Б.з. приводит к нарушению процессов самоочищения воды и почвы.2.возникает вследствии масс. разм-я микроорг-ов в средах, изменённыв в ходе хоз-ой деятельности чел.

94. Территориальными органами Госкомэкологии России совместно с органами исполнительной власти субъектов Российской Федерации проведена инвентаризация мест хранения и захоронения отходов производства и потребления более чем в 30 субъектах Российской Федерации. Результаты инвентаризации позволяют систематизировать сведения о местах складирования, хранения и захоронения отходов, дать оценку степени заполнения наличия свободных объемов в местах хранения и захоронения отходов, определить виды отходов, накапливаемых в этих местах, в том числе и по классам опасности, оценить условия и состояние мест размещения отходов и степень их влияния на окружающую среду, а также внести предложения о проведении тех или иных мероприятий по предотвращению загрязнения окружающей среды отходами производства и потребления.

Но и в России уже созданы и технологические линии, где вторичное сырье моется, измельчается, сушится, сплавляется и превращается в гранулы. Используя возрожденный полимер в качестве связующего, можно изготавливать, в том числе и из самых много тоннажных и неудобных для переработки отходов — фосфогипса и лигнина, прекрасные кирпичи, тротуарную плитку, черепицу, декоративные заборы, бордюры, скамейки, различные товары бытового назначения и конструкционные материалы.

96.Пестициды. Пестициды составляют группу искусственно созданных веществ, используемых для борьбы с вредителями и болезнями растений. Пестициды делятся на следующие группы: инсектициды — для борьбы с вредными насекомыми, фунгициды и бактерициды — для борьбы с бактериальными болезнями растений, гербициды — против сорных растений. Установлено, что пестициды уничтожая вредителей, наносят вред многим полезным организмам и подрывают здоровье биоценозов. В сельском хозяйстве давно уже стоит проблема перехода от химических (загрязняющих среду) к биологическим (экологически чистым) методам борьбы с вредителями. В настоящее время более 5 млн.т. пестицидов поступает на мировой рынок. Около 1,5 млн.т. этих веществ уже вошло в состав наземных и морских экосистем золовым и водным путем. Промышленное производство пестицидов сопровождается появлением большого количества побочных продуктов, загрязняющих сточные воды. В водной среде чаще других встречаются представители инсектицидов, фунгецидов и гербицидов. Синтезированные инсектициды делятся на три основных группы: хлороорганические, фосфороорганические и карбонаты. Хлороорганические инсектициды получаются путем хлороирования ароматических и гетероциклических жидких углеводородов. К ним относятся ДДТ и его производные, в молекулах которых устойчивость алифатических и ароматических групп в совместном присутствии возрастает, всевозможные хлорированные производные хлородиена (элдрин). Эти вещества имеют период полураспада до нескольких десятков лет и очень устойчивы к биодеградации. В водной среде часто встречаются полихлорбифенилы — производные ДДТ без алифатической части, насчитывающие 210 гомологов и изомеров. За последние 40 лет использовано более 1,2 млн.т. полихлорбифенилов в производстве пластмасс, красителей, трансформаторов, конденсаторов. Полихлорбифенилы (ПХБ) попадают в окружающую среду в результате сбросов промышленных сточных вод и сжигания твердых

97. Нитраты – соли азотной кислоты, например NaNO 3 , KNO 3 , NH 4 NO 3 , Mg(NO 3) 2 . Они являются нормальными продуктами обмена азотистых веществ любого живого организма – растительного и животного, поэтому «безнитратных» продуктов в природе не бывает. Даже в организме человека в сутки образуется и используется в обменных процессах 100 мг и более нитратов. Из нитратов, ежедневно попадающих в организм взрослого человека, 70% поступает с овощами, 20% – с водой и 6% – с мясом и консервированными продуктами. При потреблении в повышенных количествах нитраты в пищеварительном тракте частично восстанавливаются до нитритов (более токсичных соединений), а последние при поступлении в кровь могут вызвать метгемоглобинемию. Кроме того, из нитритов в присутствии аминов могут образоваться N-нитрозамины, обладающие канцерогенной активностью (способствуют образованию раковых опухолей). При приеме высоких доз нитратов с питьевой водой или продуктами через 4–6 ч появляются тошнота, одышка, посинение кожных покровов и слизистых, понос. Сопровождается все это общей слабостью, головокружением, болями в затылочной области, сердцебиением. Первая помощь – обильное промывание желудка, прием активированного угля, солевых слабительных, свежий воздух. Допустимая суточная доза нитратов для взрослого человека составляет 325 мг в сутки. Как известно, в питьевой воде допускается присутствие нитратов до 45 мг/л.

Многие люди даже не догадываются — сколько опасностей может таить в себе, вдыхаемый ими воздух. В его составе могут присутствовать самые разные элементы — одни полностью безвредны для человеческого организма, другие — возбудители самых серьезных и опасных заболеваний. Например, многие знают об опасности, которая таит в себе радиация , но не все догадываются, что повышенную долю можно легко получить и в повседневной жизни. Некоторые люди ошибочно принимают симптомы от воздействия повышенного уровня радиоактивности за признаки других болезней. Общее ухудшение самочувствия, головокружение, ломота в теле — человек привык их связывать совершенно с другими первопричинами. Но это очень опасно, так как радиация может привести к очень серьезным последствиям, а человек тратит время на борьбу с надуманными болезнями. Ошибкой многих людей является то, что они не верят в возможность получения дозы радиоактивного облучения в своей повседневной жизни.

Многие люди считают, что они достаточно защищены, так как проживают достаточно далеко от рабочих атомных электростанций, не посещают с экскурсиями военные корабли, работающие за счет ядерного топлива, а о Чернобыле слышали только по фильмам, книгам, новостям и играм. К сожалению, это не так! Радиация присутствует вокруг нас повсеместно — важно находится там, где ее количество находится в допустимых нормах.

Итак, что может скрывать обычный воздух, окружающий нас? Не знаете? Мы упростим вам задачу, дав наводящий вопрос, и сразу ответ на него:

— Радиоактивный газ 5 букв?

— Радон .

Первые предпосылки к обнаружению этого элемента сделали в конце девятнадцатого века легендарные Пьер и Мари Кюри. Впоследствии, их исследованиями заинтересовались другие известные ученные, которые смогли выделить радон в чистом виде в 1908-ом году, а также описать некоторые из его характеристик. За свою историю официального существования этот газ поменял множество названий, и только в 1923 оду стал известен как радон — 86-й элемент в периодической таблице Менделеева.

Радон . Именно этот элемент может незаметно окружать человека в его доме, квартире, офисе. Постепенно приводить к ухудшению состояния здоровья людей , вызывать очень серьезные заболевания. Но избежать опасности очень трудно — одна из опасностей, которую таит в себе газ радон , заключается в том, что его невозможно определить по цвету или запаху. Радон ничем не выделяется из окружающего воздуха, поэтому может незаметно облучать человека в течение очень длительного времени.

Вполне логичные вопросы. Одним из источников радона является слои почвы, которые расположены под зданиями. Существует множеств веществ, которые выделяют этот газ . Например, обычный гранит. То есть, материал, который активно используется при строительных работах (например, в качестве добавки в асфальт, бетон) или находится в больших количествах непосредственно в Земле. На поверхность газ могут вынести грунтовые воды, особенно во время обильных дождей, не стоит забывать и об глубоководных скважинах, откуда многие люди черпают бесценную жидкость. Еще одним источником этого радиоактивного газа является пища — в сельском хозяйстве используется радон для активации кормов.

Главная неприятность заключается в том, что человек может поселиться в экологически чистом месте, но это не даст ему полной гарантии защиты от пагубного воздействия радона. Газ может проникнуть в его обитель с едой, водопроводной водой, в качестве испарений после дождя, от окружающих элементов отделки здания и материалов, из которого оно было возведено. Не будет же человек каждый раз, заказывая или покупая что-то интересоваться об уровне радиации в месте производства приобретаемой продукции?

Итог — газ радон может концентрироваться в опасных количествах в помещениях, где живут и работают люди. Поэтому важно знать ответ и на второй, поставленный выше вопрос.

Радон значительно тяжелее воздуха. То есть, при попадании в воздушную среду его основной объем концентрируется в нижних слоях воздуха. Поэтому потенциально-опасными местами считаются квартиры многоэтажных домов на первых этажах, частные домовладения, подвалы и полуподвалы. Эффективным способом избавления от этой угрозы является постоянное проветривание помещений и обнаружение источника поступления радона. В первом случае можно избежать опасной концентрации радона, который мог появиться в строении случайным образом. Во втором — уничтожить источник его постоянного возникновения. Естественно, что большинство людей не сильно задумываются о некоторых характеристиках использованных строительных материалов, а в холодное время года не всегда проветривают помещения. Многие подвалы вообще не имеют естественной или принудительной вентиляционной системы, поэтому и становятся источником концентрации опасного количества этого радиоактивного газа.

Газ — одно из агрегатных состояний вещества. Газы присутствуют не только в воздухе на Земле, но и в космосе. Они ассоциируются с легкостью, невесомостью, летучестью. Самым легким является водород. А какой газ самый тяжелый? Давайте выясним это.

Слово «газ» происходит от древнегреческого слова «хаос». Его частицы подвижны и слабо связаны друг с другом. Они движутся хаотично, заполняя собой все доступное им пространство. Газ может быть простым элементом и состоять из атомов одного вещества, а может быть соединением нескольких.

Среди неорганических соединений самым тяжелым газом при температуре +20 о С является фторид вольфрама (VI). Его молярная масса составляет 297,84 г/моль, а плотность — 12,9 г/л. В нормальных условиях он представляет собой бесцветный газ, на влажном воздухе он дымится и синеет. Гексафторид вольфрама очень активен, он легко превращается в жидкость при охлаждении.

Открытие газа произошло в период исследований по изучению радиоактивности. В ходе распада некоторых элементов ученые неоднократно отмечали некоторое вещество, испускаемое вместе с другими частицами. Э. Резерфорд назвал его эманацией.

Газ в 7,5 раз плотнее воздуха. Он растворяется в воде лучше, чем другие благородные газы. В растворителях этот показатель ещё больше увеличивается. Из всех инертных газов он является наиболее активным, легко взаимодействуя с фтором и кислородом.

Одно из свойств элемента — радиоактивность. Элемент имеет около тридцати изотопов: четыре естественные, остальные — искусственные. Все они нестабильны и подвержены радиоактивному распаду. радона, точнее, его наиболее стабильного изотопа, составляет 3,8 сут.

Радон может быть очень токсичным для человека. В результате его распада образуются тяжелые нелетучие продукты, например, полоний, свинец, висмут. Они крайне плохо выводятся из организма. Оседая и накапливаясь, эти вещества отравляют организм. После курения радон является второй наиболее распространенной причиной возникновения рака легких.

Самый тяжелый газ является одним из редчайших элементов земной коры. В природе радон входит в состав руд с содержанием урана-238, тория-232, урана-235. При их распаде он высвобождается, попадая в гидросферу и атмосферу Земли.

Радон накапливается в речных и морских водах, в растениях и почве, в строительных материалах. В атмосфере его содержание увеличивается при активности вулканов и землетрясениях, при добыче фосфатов и работе геотермальных энергетических станций.

Радон в вашей квартире

Люди, интересующиеся своим здоровьем часто встречают в списке экологических опасностей в помещениях такое словосочетание «Радиоактивный газ-Радон». Что это? И так ли уж он опасен?

Определение радона в помещении имеет первостепенное значение, поскольку именно этот радионуклид обеспечивает более половины всей дозовой нагрузки на организм человека. Радон – это инертный газ без цвета и запаха, в 7,5 раз тяжелее воздуха. В организм человека попадает вместе с вдыхаемым воздухом (для справки: вентиляция легких у здорового человека достигает 5-9 литров в минуту).

Изотопы радона являются членами естественных радиоактивных рядов (их три). Радон – альфа-излучатель (распадается с образованием дочернего элемента и альфа-частицы) с периодом полураспада 3, 82 сут. Среди дочерних продуктов радиоактивного распада (ДПР) радона есть как альфа-, так и бета-излучатели.

Иногда альфа- и бета-распад сопровождает гамма-излучение. Альфа-излучение не может проникнуть через кожу человека, поэтому, в случае внешнего воздействия, не представляет опасности для здоровья. Радиоактивный газ поступает в организм через дыхательный тракт и облучает его изнутри. Поскольку радон – потенциальный канцероген, то наиболее частым последствием его хронического воздействия на организм человека и животных является рак легких.

Основным источником радона-222 и его изотопов в воздухе помещений является их выделение из земной коры (до 90% на первых этажах) и из строительных материалов (~10%). Определенный вклад может вносить поступление радона с водопроводной водой (при использовании артезианской воды с высоким содержанием радона) и с природным газом, сжигаемым для отопления комнат и приготовления пищи. Наибольшие уровни радона отмечаются в одноэтажных деревенских домах с подполом, где практически отсутствует защита от проникновения в помещение выделяющегося из почвы радиоактивного газа. К повышению концентрации радона приводит отсутствие вентиляции и тщательная герметизация помещений, что характерно для регионов с холодным климатом.

Среди строительных материалов наибольшую опасность представляют горные породы вулканического происхождения (гранит, пемза, туф), а наименьшую – дерево, известняк, мрамор, природный гипс.

Из водопроводной воды радон практически полностью удаляется отстаиванием и кипячением. Но в воздухе ванной комнаты при включенном горячем душе его концентрация может достигать высоких значений.

Все сказанное выше привело к необходимости нормирования концентраций радона в помещениях (нормы «НРБ-99»). В соответствии с данными санитарными нормами, при проектировании новых жилых и общественных зданий должно быть предусмотрено, чтобы среднегодовая эквивалентная объемная активность изотопов радона в воздухе помещений (АRn + 4,6ATh) не превышала 100 Бк/м3. Суммарная эффективная доза за счет естественных радионуклидов в питьевой воде не должна превышать 0,2 мЗв/год.

Источник

Урок 10. электромагнитные волны — Физика — 11 класс

Физика, 11 класс

Урок 10. Электромагнитные волны

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:

1. Основные положения электромагнитной теории Максвелла и опытное доказательство Герцем существования электромагнитных волн.
2. Электромагнитная волна и её характеристики, вихревое поле, шкала электромагнитных волн.

Глоссарий по теме

Вихревым электрическим полем называется поле, силовые линии которого нигде не начинаются и не заканчиваются, представляют собой замкнутые линии.

Электромагнитное поле – особая форма материи, осуществляющая электромагнитное взаимодействие.

Электромагнитные волны – это электромагнитные колебания, распространяющееся в пространстве с конечной скоростью.

Точечный источник излучения – это источник, размеры которого много меньше расстояния, на котором оценивается его действие, и он посылает электромагнитные волны по всем направлениям с одинаковой интенсивностью.

Плотностью потока электромагнитного излучения называют отношение электромагнитной энергии переносимой волной за время через перпендикулярную лучам поверхность площадью S, к произведению площади на время.

Основная и дополнительная литература по теме урока:

Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н.. Физика.10 класс. Учебник для общеобразовательных организаций М.: Просвещение, 2016. – С. 140-150

Рымкевич А.П. Сборник задач по физике. 10-11 класс.-М.:Дрофа,2009.- С.20-22

Основное содержание урока

Часто вы слышите от заботливых мам: «Не клади телефон под подушку! Не сиди долго за компьютером. Не находись долго около микроволновки! Не носи телефон в кармане! Вредно для здоровья, опасно для жизни, есть риск заболеть раковыми заболеваниями, действуют электромагнитные волны».

Вселенная-это океан электромагнитных излучений. Человек живет в нем, не замечая волн, проникающих в окружающее пространство. Включив лампочку или греясь у камина, человек заставляет источник этих волн работать, не задумываясь об их свойствах. Открытие природы электромагнитного излучения, позволило человечеству в течение XX века освоить и ввести в эксплуатацию различные его виды.

Сегодня мы поговорим об электромагнитных волнах, что это? Каковы его характеристики?

Когда мы слышим слово «волна», что вы себе представляете? Волны на море, на реке, волна в ванной комнате, и т.д. это механические волны. Механика переводится как движение. Мы их видим и способны определить его характеристики. Вспомним, какие величины характеризуют механические волны.

Период – это время, за которое совершается одно колебание. Период обозначается буквой Т, измеряется в секундах. Определяется по формуле:

Частота – это число колебаний в единицу времени. Частота — обозначается буквой ν (ню), измеряется в герцах Гц и определяется по формуле:

Амплитуда – это наибольшее отклонение от положения равновесия. Амплитуда – обозначается буквой А, измеряется в метрах.

Длина волны — это кратчайшее расстояние между точками, колеблющимися в одинаковых фазах. Обозначается буквой лямбда λ, измеряется в метрах м,

Скорость — υ, м/с

Механические волны имеют много общего с электромагнитными волнами, но есть и существенные различия. Они распространяются в твердой, жидкой, газообразной среде, можем ли мы обнаружить их нашими чувствами? Да, в твердых средах-это могут быть землетрясения, колебания струн музыкальных инструментов. В жидкости — волны в море, в газах-это распространение звуков. С электромагнитными волнами не все так просто. Мы не чувствуем и не осознаем, сколько электромагнитных волн пронизывает наше пространство. Радиоволны, телевизионные волны, солнечный свет, Wi-Fi, излучение мобильного телефона и многое другое являются примерами электромагнитного излучения. Если бы мы могли видеть их, мы не смогли бы видеть друг друга за столькими электромагнитными волнами. Электромагнитные волны играют огромную роль в жизни современного человека — с их помощью мы передаем информацию, общаемся, обмениваемся данными, изучаем окружающий мир и многое другое. Сегодня мы должны понять понятие электромагнитных волн, выяснить, как получить электромагнитные волны и какими свойствами они обладают.

Какова история открытия электромагнитных волн? В 1820 году Эрстед обнаружил действие электрического тока на магнитную стрелку, что привело к возникновению новой области физики — электромагнетизма. В 1831 году Фарадей открыл явление электромагнитной индукции: переменное магнитное поле создает переменный электрический ток. В 1864 году Максвелл предположил, что при изменении электрического поля возникает вихревое магнитное поле. В 1887 году Герц экспериментально подтвердил гипотезу Максвелла о существовании электромагнитного поля.

Для подтверждения гипотезы Максвелла о существовании электромагнитного поля необходимо было экспериментально открыть электромагнитные волны. Это сделал немецкий физик Генрих Герц, который использовал устройство, названное в его честь вибратором Герца-открытый колебательный контур.

Генрих Герц

(1857–1894)

Простейшая система, в которой возникают электромагнитные колебания, называется колебательным контуром.

Для того, чтобы иметь колебания в цепи, необходимо зарядить конденсатор. В результате периодической перезарядки конденсатора в цепи возникают колебания. Между обкладками конденсатора возникает переменное электрическое поле. А вокруг него переменное магнитное поле, вихрь и вихрь переменного электрического поля и др. Таким образом, в пространстве электромагнитное поле распространяется в виде электромагнитных волн. Генри Герц измерил частоту ν гармонических колебаний в цепи и длину λ электромагнитной волны и определил скорость электромагнитной волны:

υ = λ·ν

Значение скорости электромагнитной волны, полученное в эксперименте Герца, совпало со значением скорости электромагнитной волны по гипотезе Максвелла с = 299 792 458 м = 300 000 км/с. Чтобы сделать излучение более интенсивным, необходимо увеличить циклическую частоту. По формуле: ω=1/√(L∙C) частота зависит от индуктивности катушки и емкости конденсатора. Так, необходимо уменьшить индуктивность L и электрическую емкость C. для этого необходимо уменьшить количество витков катушки и раздвинуть обкладки конденсатора. Закрытый колебательный контур превращается в открытый – прямой проводник. Проводник был разрезан, оставляя зазор, чтобы поставить шары и зарядить до высокой разности потенциалов. В результате между шариками проскакивала искра. Возбуждая в вибраторе с помощью источника высокого напряжения, серии импульсов быстроизменяющегося тока, Герц получал электромагнитные волны высокой частоты. Электромагнитные волны регистрировались Герцем с помощью приемного вибратора (резонатора), который является тем же устройством, что и излучающий вибратор

Итак, процесс взаимного порождения электрического поля переменным магнитным полем и изменение магнитного поля электрическое поле может продолжать распространяться, захватывая новые области пространства. Переменные электрическое и магнитное поля, распространяющиеся в пространстве и генерирующие друг друга, называются электромагнитной волной.

Электромагнитное поле-особая форма материи, осуществляющая электромагнитное взаимодействие. И это поле имеет совершенно иную природу, чем электростатическое. Линии натяжения не имеют начала и конца, они замкнуты. Отсюда и название вихревого поля. Вихревое электрическое поле-это поле, силовые линии которого не начинаются и не заканчиваются нигде, а являются замкнутыми линиями.

Чем быстрее меняется магнитная индукция, тем больше напряженность электрического поля. Сила, действующая на заряд со стороны вихревого электрического поля, равна:

Но, в отличие от электростатического поля, работа вихревого электрического поля на замкнутой линии не равна нулю. Так как при перемещении заряда вдоль замкнутой линии напряженности электрического поля работа на всех участках пути имеет один и тот же знак, потому, что сила и перемещение совпадают по направлению.

Согласно теории Максвелла, электромагнитная волна переносит энергию. Энергия электромагнитного поля волны в данный момент времени меняется периодически в пространстве с изменением векторов  и Электрическое и магнитное поля в электромагнитной волне перпендикулярны друг к другу, причем каждое из них перпендикулярно к направлению распространения волны:

Таким образом, электромагнитная волна является поперечной волной. Электромагнитная волна излучается колеблющимися зарядами, при этом важно, чтобы заряды двигались с ускорением. Электромагнитная волна, как и механическая, характеризуется периодом и частотой колебаний, длиной волны и скоростью распространения. Период Т – это время одного колебания. Частота ν – это число колебаний за одну секунду. Длина волны λ — это расстояние, на которое распространяется электромагнитная волна за время одного периода. В вакууме для электромагнитной волны период Т и частота ν и длина волны λ связаны соотношениями:

Герц не только открыл электромагнитные волны, но и показал, что они ведут себя подобно другим волнам. Они поглощаются, отражаются, преломляются, наблюдаются явления интерференции и дифракции волн. Вычисленная на основании гипотезы Максвелла скорость электромагнитной волны совпала с наблюдаемой в опытах скоростью света. Это совпадение позволило предположить, что свет является одним из видов электромагнитных волн.

Свойства электромагнитных волн:

Отражение электромагнитных волн: волны хорошо отражаются от металлического листа, причем угол падения равен углу отражения;

Поглощение волн: электромагнитные волны частично поглощаются при переходе через диэлектрик;

Преломление волн: электромагнитные волны меняют свое направление при переходе из воздуха в диэлектрик;

Интерференция волн: сложение волн от когерентных источников;

Дифракция волн: отгибание волнами препятствий.

Фронтом волны называется геометрическое место точек, до которых дошли возмущения в данный момент времени. Поверхность равной фазы называется волновой поверхностью. Плоской волной называется волна, у которой волновая поверхность — плоскость. Линия, перпендикулярная волновой поверхности, называется лучом. Электромагнитная волна, как мы уже сказали, переносит энергию. Луч указывает направление, в котором волна переносит энергию. Тогда для плоской электромагнитной волны скорость, которой перпендикулярна поверхности площадью s, то можно ввести понятие плотность потока излучения. Плотностью потока электромагнитного излучения называют отношение электромагнитной энергии переносимой волной за время через перпендикулярную лучам поверхность площадью S, к произведению площади на время.

Иногда ее называют интенсивностью волны. Плотностью потока электромагнитного излучения пропорциональна четвертой степени циклической частоты.

Источники излучения электромагнитных волн разнообразны, но самым простым является точечный источник. Точечный источник излучения – это источник, размеры которого много меньше расстояния, на котором оценивается его действие, и он посылает электромагнитные волны по всем направлениям с одинаковой интенсивностью (например, звёзды).

Длина электромагнитных волн различна: от значений порядка 10¹³ м (низкочастотные колебания) до 10^-10 м (γ-лучи). Свет составляет ничтожную часть широкого спектра электромагнитных волн. Принято выделять низкочастотное излучение, радиоволны, инфракрасное излучение, видимое излучение, ультрафиолетовое излучение, рентгеновское излучение, -излучение. Атомные ядра испускают самое коротковолновое -излучение. Особого различия между отдельными излучениями нет. Излучения различной длины волны отличаются друг от друга по способу их получения (излучение антенны, тепловое излучение, излучение при торможении быстрых электронов и др.) и методам регистрации. Электромагнитные волны обнаруживаются, в конечном счете, по их действию на заряженные частицы. В вакууме излучение любой длины волны распространяется со скоростью 300 000 км/с. Если мысленно разложить эти виды по возрастанию частоты или убыванию длины волны, то получится широкий непрерывный спектр – шкала электромагнитных излучений.

Сегодня мы знаем, что к опасным видам излучения относятся: гамма-излучение, рентгеновские лучи и ультрафиолетовое излучение, остальные – безопасны. Распределение электромагнитных излучений по диапазонам условное и резкой границы между областями нет. Вся шкала электромагнитных волн является подтверждением того, что все излучения обладают одновременно квантовыми и волновыми свойствами.

В зависимости от своей частоты или длины волны электромагнитные волны имеют различное применение. Они несут людям пользу и вред. Бытовые обогревательные приборы, приборы для приготовления еды, телефоны, компьютеры, вышки сотовой связи и телебашни, электропровода излучают электромагнитные волны. Больше других источников электромагнитные волны у нас дома излучают мобильные телефоны, микроволновые печи, холодильники, электрические кухонные плиты. Самым мощным источником излучения являются линии электропередач, и строить жилые дома под ними, воспрещено. Антенны радиопередатчиков нельзя устанавливать на сооружениях, в которых живут люди. Эмбрионы и ткани, находящиеся в стадии роста, больше всего подвержены влиянию волн, воздействуют электромагнитное поле на центральную нервную систему и мышцы тела. Это влияние становится причиной бессонницы и дисфункций в неврологической области, нарушения частоты биений сердца и скачков давления. Но есть, и полезные свойства электромагнитных волн. Их используют в физиотерапевтическом лечении некоторых болезней так как они способствуют быстрому заживлению тканей, останавливает развитие воспалительных процессов. Мы сегодня исключить полностью общение с электромагнитными волнами не можем, но чтобы обезопасить себя дома, надо грамотно устанавливать бытовые устройства в комнатах.

Итак, свойства электромагнитных волн:

1. Электромагнитная волна представляет собой распространение в пространстве с течением времени переменных (вихревых) электрических и магнитных полей.

2. Электромагнитные волны излучаются зарядами, которые движутся с ускорением, например, при колебаниях. Причем, чем больше ускорение колеблющихся зарядов, тем больше интенсивность излучения волны.

3. Векторы  и в электромагнитной волне перпендикулярны друг другу и перпендикулярны направлению распространения волны.

4.Электромагнитная волна является поперечной.

Разбор тренировочного задания

1. Определить, на какой частоте работает передатчик, если длина излучаемых им волн равна 200 м.

Ответ:

2. Ёмкость конденсатора колебательного контура Какова индуктивность катушки контура, если идет прием станции, работающей на длине волны 1000 метров?

Ответ:

Чему равен 1 литр в кг. Сколько весит литр воды в килограммах: цифры и факты

• Главная
• Справочник
• Единицы измерений
• Масса и вес
• Чему равен 1 литр в кг? Сколько весит литр воды в килограммах: цифры и факты

Вес одного литра воды, взвешенного при атмосферном давлении 760 мм и температуре наибольшей плотности воды 4˚С — примерно 998,5 грамм.

Вес одного литра воды примерно 998,5 грамм.

Вода – самая необычная жидкость на нашей планете. Действительно, благодаря воде появилась на только жизнь на Земле, но и многие важные изобретения, сыгравшие огромную роль в развитии технического прогресса человечества. Все дело в удивительных свойствах воды, которая способна легко перейти из жидкого состояния в твердое или газообразное. В повседневной жизни нередко появляется необходимость определения массы этой жидкости – будь то химический опыт на школьном уроке химии, производственный процесс или просто бытовые нужды. Сколько весит 1 литр воды? Ответить на данный вопрос не так просто, как может показаться на первый взгляд.

От чего зависит масса воды?

Согласно законам физики, существует разница между весом и массой. Если говорить о весе, то имеется в виду сила воздействия тела определенной массы на поверхность. А термином «масса» обозначается количественная мера инертности тела, которая измеряется в килограммах. В нашей статье речь идет о массе воды.

Сколько весит литр воды? Данный показатель зависит от:

• температуры
• атмосферного давления
• состояния воды (жидкость, лед, снег)
• солености воды (пресная, соленая)
• типа изотопов водорода

Так что вес воды зависит от всех вышеизложенных факторов, которые в совокупности определяют величину данного показателя.

Сколько весит литр воды – немного истории

В разные времена ответ на данный вопрос был неодинаковым. А ведь ежеминутный расход воды в мире чрезвычайно большой! Поэтому требовалось принять общее решение по поводу измерения массы жидкости. Так, в 1964 году во время международной конференции по мерам и весам была утверждена единица, обозначившая объем 1 дм 3 воды – литр.

Однако эта единица означает, скорее, не вес, а объем. При этом вес может быть совершенно разный – к примеру, литр воды будет значительно тяжелее литра бензина по причине большей плотности.

В 1901 году третьей международной конференцией по мерам и весам было принято решение обозначать литр как объем 1 кг воды при температуре 3,98˚С и атмосферном давлении 760 мм ртутного столба. Главным отличием обозначения литра стало то, что в 1901 году этой единицей считался объем килограмма, а в 1964 году – только объем, при этом вес вещества мог быть разным.

Так что в период 1901 – 1964 гг. вес литра воды равнялся одному килограмму, правда при соблюдении вышеуказанных показателей температуры и атмосферного давления. Для соблюдения данного равенства также необходимо, чтобы вода была чистой. Ведь обычная питьевая вода содержит соли, оказывающие разное влияние на ее плотность. Есть ли разница между купанием в пресном озере и соленом? Конечно, в последнем вряд ли получится утонуть. Так что для того, чтоб литр воды был равен килограмму, жидкость должна быть дистиллированной, полученной путем испарения и конденсации пара.

Как определить, сколько весит один литр воды?

Для проведения такого эксперимента нам понадобится стеклянная или пластмассовая банка, мерная посуда, электронные весы и дистиллированная вода. Сначала нужно определить массу банки с помощью весов и записать полученную цифру. Наливаем в мерную посуду литр воды, переливаем в банку и снова взвешиваем. Теперь нужно вычесть массу банки – результат окажется примерно один килограмм. Такие весы можно использовать для определения массы других жидкостей – например, молока.

Если желаете получить более точный показатель, нужно соблюдать условия температуры (4˚С) и давления (760 мм рт. ст.). Тогда масса воды составит 998,5 г.

Водопроводная вода при взвешивании покажет немного другие результаты, чем дистиллированная. Дело в том, что в воде из-под крана могут присутствовать примеси тяжелых металлов, что увеличивает массу одного литра воды. Для расчета массы 1 литра воды также применяются специальные формулы.

Теперь мы знаем, сколько весит 1 литр воды, какие факторы оказывают влияние на вес литра воды и как рассчитать массу воды экспериментальным путем.

Вода, пожалуй, одна из самых необычных жидкостей. В обычных условиях мы можем легко наблюдать, как она переходит в любое из трех состояний – жидкое, твердое, газообразное. Благодаря воде мы имели в прошлом множество изобретений, которые сыграли большую роль в техническом прогрессе. Благодаря воде, например, появились паровые двигатели. Не будь легкодоступного пара, кто знает, по какому пути пошла бы техника? Водяные мельницы, можно сказать — прообраз гидроэлектростанций. Примеров множество…

В мире ежеминутно расходуется огромное количество воды. В связи с этим потребовалась какая-то единица измерения количества жидкости. В 1964 году на 12-й Генеральной конференции по мерам и весам была принята такая единица. Ее назвали литром, и она означала объем одного кубического дециметра воды. Здесь существует два тонких момента.

Во-первых, литр – это не вес, а объем. Во-вторых, раз это объем, то вес его может быть разным. В самом деле, литр бензина гораздо легче литра воды, потому что его плотность намного меньше.

Здесь возникает вопрос – а сколько же весит литр воды? Ответ неоднозначный. Например, с 1901 года на 3-й Генеральной конференции по мерам и весам литр определяли по – другому. Он обозначал объем одного килограмма воды при температуре 3.98 градусов и нормальном атмосферном давлении 760 мм.рт.ст. Заметьте – в 1901 году литр означал объем килограмма, а в 1964 году – просто объем, независимо от веса. При этом объем литра получался 1,000028 кубических дециметров.

Можно сделать вывод, что с 1901 года по 1964-й литр воды весил ровно килограмм. Но это только при указанных условиях. Зачем их нужно было учитывать? А потому, что они напрямую влияют на плотность воды. При температуре 3.98 градусов вода имеет наибольшую плотность. При нуле – это лед легче воды, а при большей температуре плотность понижается (вес меньше). Так же и атмосферное давление – чем оно больше, тем больше плотность воды, соответственно и вес тоже больше.

Еще одним обязательным условием, чтобы килограмм воды дал ровно литр, была чистота воды. Как известно, в обычной питьевой воде растворено множество солей, которые по-разному влияют на плотность воды. Купались в пресном и соленом озере? И там и там вода, а разница – то есть? В пресном утонуть можно запросто, а в соленом – если сильно постараться. Поэтому в расчет можно брать дистиллированную воду, полученную путем испарения и конденсации пара. В ней нет посторонних примесей. Примерно такие же свойства имеет дождевая вода.

Если хоть одно условие не соблюдается, то литр воды уже не может весить ровно один килограмм. Чем больше отклонение, тем больше разница. Здесь полезно привести примеры.

Например, при температуре 0 градусов плотность воды составляет 0,99987 г/мл. Значит, литр «правильной» воды будет весить 999.87 грамм. При температуре 25 градусов – 997,1 грамм, при 35 градусах – 994.06 грамм, а при температуре 90 градусов – 965.34 грамм. Разница довольно заметна.

С повышением давления вес литра воды тоже меняется. Например, на вершине горы вода легче, чем где-нибудь в шахте или на дне океана.

И напоследок, пара малоизвестных, но любопытных фактов. Если взять воду, лишенную растворенных в ней газов, то ее можно охладить до -70 градусов, и она не замерзнет. Но стоит ее взболтать или добавить кусочек льда, как она моментально замерзнет, а температура поднимется до 0 градусов!

Такая же вода не кипит, если ее нагреть до 150 градусов. Но стоит ее взболтать или добавить пузырек воздуха, как она мгновенно закипит, а ее температура станет ровно 100 градусов!

Такая вот удивительная обычная жидкость бежит из обычного водопроводного крана…

При переводе килограммов в литры следует непременно уточнять, о чем идет речь. Каждое вещество имеет свою плотность, и, только уточнив название предмета, можно говорить о его массе.

Откуда пошли названия

Если окунуться глубоко в историю, нужно понять, что для каждого отдельного города, не говоря уже о странах, были свои понятия веса, длины, времени. Мера веса в каждом уголке планеты была своя, его измеряли унциями, фунтами, мерами, пудами и другими единицами, и даже одинаковые названия не гарантировали совпадение веса. То же самое было и с длиной, начиная от мелких измерений и заканчивая расстояниями между городами. Но до конца восемнадцатого века никто бы не понял вопроса «сколько килограмм в 1 литре?», ведь таких названий даже не существовало.

Со временем, когда государства приходили к единоначалию, а международная торговля стала активно развиваться, возникла потребность в универсальной стандартизации. И если внутри каждой отдельно взятой страны унификация измерений произошла практически одновременно с образованием этой самой страны, то к единым международным стандартам мировая общественность подошла во второй половине девятнадцатого века.

Сами названия «метр» и «килограмм» появились во Франции в 1795 году. После победы Французской революции новые власти решили избавиться от всего, что напоминало монархию. Измененные названия месяцев года, дней недели просуществовали совсем недолго, а вот корни новых единиц измерения всего мирового сообщества берут начало именно во Франции. Именно там впервые ответили на вопрос «сколько килограмм в 1 литре воды?».

Метрическая система

Слово «литр» получило свое название от старофранцузского «литрон», которое обозначало меру сыпучих тел. А старофранцузский термин своими корнями уходит в Древнюю Грецию и Древний Рим. После Французской революции литр стал новой единицей измерения объема. И в том же 1795 году определили, сколько килограмм весит 1 литр воды. Для начала определили, сколько составлял один эталонный грамм. Он весил, как один куб талой воды с ребром в одну сотую часть метра. А так как грамм представлял собой довольно малую величину, не удобную для изготовления эталона, за эталон взяли единицу в тысячу раз тяжелее грамма. И, соответственно, под него «подогнали» объем. Поэтому на вопрос «сколько килограмм в 1 литре воды?» ответ единственный: «Один». Но система, в основу которой положили метр и килограмм, получила международное признание только в последней четверти девятнадцатого века, когда семнадцать государств, в том числе и Россия, на собрании в Париже подтвердили своими подписями Метрическую конвенцию.

Система СИ

Конвенция послужила основой создания Международного бюро мер и весов, целью которого как раз и стала организация единой системы измерений. Эта система стала фундаментом возникновения в 1960 году Международной системы единиц (СИ). В этой системе не нашлось места литру, зато приведение измерений к единому стандарту позволяет в любой момент ответить на вопрос, сколько килограмм в 1 литре любого вещества.

Литровые измерения

Вода была изначально взята за эталон массы в состоянии тающего льда. После этого определения менялись, и образцом одного килограмма стала вода при температуре наибольшей плотности и нормальном состоянии атмосферного явления. Из этого следует, что вещество, в данном случае вода, даже в емкости 1 литр может иметь разный вес. Поэтому при вопросе, сколько в 1 литре килограмм, следует уточнять еще и атмосферное давление, и температуру воды. И опять же, когда речь идет не о воде, вес одного литра будет значительно разнится. Так, самая тяжелая жидкость в естественном состоянии — ртуть — более чем в тринадцать раз тяжелее воды. А, например, растительное масло легче воды, и, если влить масло в воду, на поверхности образуется масляная пленка. С учетом того, что один литр соответствует одному кубическому дециметру, литрами можно измерять не только жидкие вещества, но и твердые. Самое твердое известное вещество — осмий — в 23 раза тяжелее воды, а лёд, который образуется при замерзании воды, имеет меньшую плотность, поэтому и находится на поверхности воды. Сколько килограмм в 1 литре, зависит от того, что мы измеряем.

Мерная посуда

А где литрами меряют твердые вещества, там появляются и сыпучие. Причем в старину именно сыпучими веществами определяли объем посуды, эталоном для этого служила пшеница. А в современном мире на помощь всем домохозяйкам приходят мерная посуда. С её помощью можно спокойно ответить на вопрос, сколько килограмм в 1 литре, причем отнюдь не воды. Ведь с водой всё ясно. В зависимости от потребности мерная посуда может отмерять, сколько в одном литре сливок, молока, возможно, даже муки или крупы. А быть может, и не в одном литре, а лишь в стакане. Мерная посуда покажет, сколько в 1 литре килограмм, фунтов или унций, в зависимости от того, рецепт какой страны будет готовиться в данный момент. Если под рукой нет мерной посуды, помогут справочники, которые с точностью до грамма расскажут о вместительности одного литра в отношении всевозможных продуктов.

единиц СИ — Chemistry LibreTexts

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

1. Базовые единицы
2. Производные единицы
3. Префиксы
4. Температура
   1. Масса
   2. Длина
5. Объем
6. Энергия
7. Количество вещества
8. Проблемы
9. Ответы
10. Ссылки
11. Ссылки

Международная система единиц (СИ) — это система единиц измерения, которая широко используется во всем мире.Эта современная форма метрической системы основана на цифре 10 для удобства. Установлена ​​единица набора префиксов, известная как префиксы SI, или метрические префиксы (или единицы). Префиксы указывают, является ли единица кратной или дробной от десятичной. Это позволяет уменьшить нули очень небольшого числа или очень большого числа, такого как 0,000000001 метр и 7 500 000 джоулей, до 1 нанометра и 7,5 мегаджоулей соответственно. Эти префиксы SI также имеют набор символов, предшествующих символу единицы.

Однако такие страны, как США, Либерия и Берма, официально не приняли Международную систему единиц в качестве своей основной системы измерений. Поскольку единицы СИ используются почти во всем мире, научная и математическая область будет использовать эти единицы СИ, чтобы упростить обмен данными друг с другом благодаря общему набору измерений.

Базовые блоки

СИ содержит семь БАЗОВЫХ ЕДИНИЦ, каждая из которых представляет различные виды физической величины.Они обычно используются как условные.

ФИЗИЧЕСКОЕ КОЛИЧЕСТВО	НАИМЕНОВАНИЕ УСТАНОВКИ	СОКРАЩЕНИЕ
Масса	Килограмм	кг
Длина	Метр	м
Время	Второй	с
Температура	Кельвин	К
Количество вещества	Моль	моль
Электрический ток	Ампер	A
Сила света	Кандела	кд

Производные единицы

Производные единицы

создаются математическими отношениями между другими базовыми единицами и выражаются в сочетании основных и основных величин.

ПРОИЗВОДНОЕ КОЛИЧЕСТВО	НАЗВАНИЕ	СОКРАЩЕНИЕ
Площадь	Квадратный метр	м 2
Объем	Кубический метр	м 3
Массовая плотность	Килограмм на кубический метр	кг / м 3
Удельный объем	Кубический метр на килограмм	м 3 / кг
Температура Цельсия	градусов Цельсия	или С

Префиксы

В метрических единицах используется префикс, используемый для преобразования из единиц СИ или в единицы СИ.Ниже приведена диаграмма, показывающая, как помечаются префиксы в метрических единицах измерения.

СИМВОЛ	ПРЕФИКС	КОЭФФИЦИЕНТ УМНОЖЕНИЯ
т	Тера	10 12
G	Гига	10 9
M	мега	10 6
к	кг	10 3
ч	Гекто	10 2
от	Дека	10 1
д	Деци	10 -1
с	Ченти	10 -2
м	Милли	10 -3
мкм	Микро	10 -6
n	Нано	10 -9
п.	Пико	10 -12

Температура

Температура обычно измеряется в градусах Цельсия (хотя U.S. по-прежнему использует градусы Фаренгейта), но часто переводится в абсолютную шкалу Кельвина для многих химических задач.

• Для градусов Фаренгейта в Цельсия: \ [F = \ dfrac {9} {5} \ times C + 32 \]
• Для перехода по шкале Цельсия в Фаренгейт: \ [C = \ dfrac {5} {9} \ times F — 32 \]
• Для градусов Цельсия в Кельвин: \ [K = C + 273,15 \]

Ориентиры:

• Температура плавления льда 0 ° ^{C = 32 ° F}
• Температура кипения воды 100 ° ^{C = 212 ° F}

Шкала Кельвина не использует символ градуса (°), а только К, который может быть только положительным , поскольку это абсолютная шкала

Масса

Масса обычно измеряется чувствительным балансиром

• 1 килограмм = 2.205 фунтов.
• (помните, что 1 кг = 1000 грамм)

Длина

США обычно проводят измерения в дюймах и футах, но система СИ предпочитает метры в качестве единицы измерения длины.

• 1 метр = 3,281 фута.
• 1 дюйм = 2,54 сантиметра

Объем

В единицах

СИ обычно используются производные единицы для измерения объема, такие как кубические метры в литры.

• 1 см ³ (в кубе сантиметра) = 1 мл (миллилитр)
• 1000 см ³ = 1 L = 1 дм ³

Количество вещества

• 1 моль = 6.022 x 10 ²³ молекулы / атомы
• (номер Авогадро)

Проблемы

Преобразование в соответствующие единицы СИ:

1. 1 день 4 часа 20 минут
2. 10,8 фунтов.
3. 58,8 Ft.
4. 10 288 граммов
5. 128 968 888 мл
6. 1,4 градуса Цельсия
7. 16,13 Cal
8. 18,888,888 км

Список литературы

1. Петруччи, Ральф Х. Общая химия . 9 изд. Нью-Джерси: Pearson Prentice Hall, 2005.
2. Раймонд, Кеннет В. Общая, органическая и биологическая химия . 2-е изд. Дэнверс, Массачусетс: John Wiley & Sons Inc., 2008.

Авторы и авторство

• Кристина Доан (UCD), Райан Чунг (UCD)

Единицы СИ, символы, сокращения | Примечания по электронике

В таблице ниже приведены стандартные сокращения и символы для основных величин, измеряемых в единицах СИ — Международной системе единиц.

---

СИ, Международная система единиц включает:
базовые единицы СИ Единицы и символы СИ SI / метрические префиксы Определения единиц СИ (метрическая) / британская преобразование

---

Существует множество сокращений, используемых для обозначения различных измерений и величин. Скорее всего, любое научное измерение или величина будут измеряться с использованием единиц СИ — Международной системы единиц.

Для этих величин используется множество стандартных сокращений и символов.СИ, международные единицы, символы и сокращения четко определены и задокументированы и служат основой для цитирования и измерения большинства научных величин (а также многих других).

Символы единиц СИ для таких величин, как ток, напряжение и т.п., очень распространены и находятся в электрических или электронных кругах.

Однако, когда незнакомый символ единицы измерения впервые используется в бумаге или другом документе, за ним должно следовать его название в круглых скобках.Таким образом, читатели, которые, возможно, не знакомы с конкретным символом единицы измерения, смогут его понять.

Обозначение и сокращение единиц СИ

При написании символов единиц СИ они пишутся строчными буквами, за исключением случаев, когда единица измерения образована от имени собственного, или в очень немногих случаях, когда сокращение не образовано из буквы.

Определение методов записи символов СИ гласит, что символы единиц не должны сопровождаться точкой / точкой.Другими словами, ток в десять ампер записывается как 10А, а не 10А, хотя пунктуация для предложений по-прежнему применяется.

Когда составные символы единиц единиц СИ образуются путем умножения двух или более других единиц, их общий символ должен состоять из символов отдельных единиц, соединенных точками, которые поднимаются вверх, т. Е. ⋅. Однако выпуклая точка может быть опущена в случае знакомых составных символов единиц.

Например, допустимы как V s, так и V s.

Таблица единиц СИ, символов и сокращений




Единицы СИ и символы единиц СИ
Название единицы СИ	Обозначение единицы СИ	Измеренное количество
Ампер	А	Электрический ток
Ампер на метр	А / м	Напряженность магнитного поля
Ампер на квадратный метр	А / м ^ 2	Плотность тока
беккерель	Бк · с ^ -1	Активность — радионуклида
кандела	кд	Сила света
кандел на квадратный метр	кд / м ^ 2	Яркость
кулон	C s ⋅ A	Электрический заряд, количество электроэнергии
кулон на кубический метр	C / м ^ 3	Плотность электрического заряда
кулон на килограмм	C / кг	Экспозиция (рентгеновские и гамма-лучи)
кулонов на квадратный метр	C / м ^ 2	Плотность электрического потока
куб. -1	Сияние
Вт на стерадиан	Вт / ср	Интенсивность излучения
Вебер	Вт & nbnsp; В ⋅ с	Магнитный поток

В приведенной выше таблице приведены некоторые из наиболее часто используемых символов системы СИ, единиц измерения и сокращений, которые используются в научных и инженерных приложениях.

Другие основные концепции электроники:
Напряжение Текущий Мощность Сопротивление Емкость Индуктивность Трансформеры Децибел, дБ Законы Кирхгофа Q, добротность РЧ шум
Вернуться в меню «Основные понятия электроники». . .

7 основных единиц метрической системы

Метрическая система — это система единиц измерения, которая выросла с момента ее рождения в 1874 году в дипломатическом договоре до более современной Генеральной конференции по мерам и весам, или CGPM ( Conferérence Générale des Poids et Measures ).Современная система правильно называется Международной системой единиц, или СИ, аббревиатурой от французского Le Système International d’Unités. Сегодня большинство людей используют метрики и СИ как синонимы.

7 основных метрических единиц

Метрическая система — это основная система единиц измерения, используемая в науке. Каждая единица считается размерно независимой от других. Эти размеры являются измерениями длины, массы, времени, электрического тока, температуры, количества вещества и силы света.Вот определения семи базовых единиц:

• Длина: метр (м) Метр — это метрическая единица измерения длины. Он определяется как длина пути, который свет проходит в вакууме за 1/299 792 458 секунды.
• Масса: Килограмм (кг) Килограмм — это метрическая единица массы. Это масса международного прототипа килограмма: стандартная платина / иридий массой 1 кг, размещенная недалеко от Парижа в Международном бюро мер и весов (BIPM).
• Время: Секунды Базовая единица времени — секунда. Второй определяется как продолжительность 9 192 631 770 колебаний излучения, соответствующих переходу между двумя сверхтонкими уровнями цезия-133.
• Электрический ток: Ампер (А) Основной единицей электрического тока является ампер. Ампер определяется как постоянный ток, который, если его поддерживать в двух бесконечно длинных прямых параллельных проводниках с ничтожно малым круглым поперечным сечением и размещать на расстоянии 1 м в вакууме, создавал бы силу между проводниками, равную 2 x 10 ^-7. ньютона на метр длины.
• Температура: Кельвин (K) Кельвин — это единица термодинамической температуры. Это доля 1 / 273,16 термодинамической температуры тройной точки воды. Шкала Кельвина является абсолютной шкалой, поэтому здесь нет градуса.
• Количество вещества: моль (моль) Моль определяется как количество вещества, которое содержит столько единиц, сколько атомов в 0,012 кг углерода-12. Когда используется моль, необходимо указать объекты.Например, объектами могут быть атомы, молекулы, ионы, электроны, коровы, дома или что-то еще.
• Сила света: кандела (кд) Единицей силы света или света является кандела. Кандела — это сила света в заданном направлении источника, излучающего монохроматическое излучение с частотой 540 x 10 ¹² герц с интенсивностью излучения в этом направлении 1/683 ватт на стерадиан.

Эти определения на самом деле являются методами реализации единицы.Каждая реализация была создана с уникальной прочной теоретической базой для получения воспроизводимых и точных результатов.

Другие важные метрические единицы

В дополнение к семи основным единицам обычно используются другие метрические единицы:

• Литр (л) В то время как метрической единицей объема является кубический метр, м ³ , наиболее часто используемой единицей измерения является литр. Литр равен по объему одному кубическому дециметру, дм ³ , что представляет собой куб, равный 0.По 1 м с каждой стороны.
• Ангстрем (Å) Один ангстрем равен 10 ^-8 см или 10 ^-10 м. Названный в честь Андерса Йонаса Ангстрома, прибор используется для измерения длины химической связи и длины волны электромагнитного излучения.
• Кубический сантиметр (см ³ ) Кубический сантиметр — это обычная единица измерения твердого объема. Соответствующей единицей измерения объема жидкости является миллилитр (мл), который равен одному кубическому сантиметру.

единиц энергии и преобразования

единиц энергии и преобразования

Единицы измерения энергии и преобразования

Деннис Сильверман

U.К. Ирвин, физика и астрономия




Единицы измерения энергии и преобразования

1 Джоуль (Дж) — единица энергии МКС, равная силе в один Ньютон. действующий через один метр.
1 ватт — мощность джоуля энергии в секунду.

Мощность = Ток x Напряжение (P = I В)
1 Вт — это мощность тока в 1 ампер, протекающего через 1 вольт.
1 киловатт — это тысяча ватт.
1 киловатт-час — это энергия одного киловатта мощности, протекающая на одного человека. час. (E = P t).
1 киловатт-час (кВтч) = 3,6 x 10 ⁶ Дж = 3,6 миллиона Джоули

1 калория тепла — это количество, необходимое для получения 1 грамма воды 1. степень По Цельсию.
1 калория (кКал.) = 4,184 Дж.
(Калории в рейтинге еды на самом деле являются килокалориями.)

BTU (британская тепловая единица) — это количество тепла, необходимое для один фунт воды на 1 градус Фаренгейта (F).
1 британская тепловая единица (BTU) = 1055 Дж (механический эквивалент Отношение тепла)
1 БТЕ = 252 кКал. = 1.055 кДж
1 Quad = 10 ¹⁵ BTU (Мировое потребление энергии составляет около 300 Квадроциклы в год, США — около 100 квадроциклов в год в 1996 году.)
1 терм = 100000 БТЕ
1000 кВтч = 3,41 миллиона БТЕ


Преобразование энергии

1 лошадиная сила (л.с.) = 745,7 Вт

Преобразование объема газа в энергию

Одна тысяча кубических футов газа (Mcf) -> 1,027 миллиона БТЕ = 1,083 миллиард J = 301 кВтч
Один терм = 100000 БТЕ = 105,5 МДж = 29,3 кВтч
1 Mcf -> 10,27 термов

Энергосодержание топлива

Каменный уголь 25 миллионов БТЕ / тонна
сырая Масло 5.6 миллионов БТЕ / баррель
Нефть 5,78 миллиона БТЕ / баррель = 1700 кВтч / баррель
Бензин 5,6 миллиона БТЕ / баррель (баррель составляет 42 галлона) = 1,33 терм / галлон
Сжиженный природный газ 4,2 миллиона БТЕ / баррель
Натуральный газ 1030 БТЕ / куб. стопа
Дерево 20 миллионов БТЕ / корд

CO2 Загрязнение ископаемым топливом

Фунтов CO2 на миллиард БТЕ энергии ::
угля 208000 фунтов
Нефть 164 000 фунтов
Природный газ 117 000 фунтов

Коэффициенты загрязнения CO2:
Нефть / природный газ = 1.40
Уголь / природный газ = 1,78

фунтов CO2 на 1000 кВтч, при 100% эффективности:
Уголь 709 фунтов
Нефть 559 фунтов
Природный газ 399 фунтов

Единицы измерения | Безграничная химия

Стандартные единицы (единицы СИ)

Международная система единиц (сокращенно SI ) — это метрическая система, используемая в науке, промышленности и медицине.

Цели обучения

Распознавать единицы СИ и их важность для измерения

Основные выводы

Ключевые моменты

• Каждая область науки включает в себя проведение измерений, понимание их и передачу их другим.Другими словами, мы все должны говорить на одном базовом языке.
• Система СИ, также называемая метрической системой, используется во всем мире.
• В системе СИ семь основных единиц: метр (м), килограмм (кг), секунда (ы), кельвин (K), ампер (A), моль (моль) и кандела. (CD).

Ключевые термины

• Система СИ : серия единиц, которая принята и используется во всем научном мире.

Потребность в общем языке

Каждая область науки включает в себя проведение измерений, понимание их и передачу их другим.Другими словами, мы все должны говорить на одном базовом языке. Независимо от того, являетесь ли вы химиком, физиком, биологом, инженером или даже врачом, вам нужен последовательный способ передачи информации о размере, массе, форме, температуре, времени, количестве, энергии, мощности и скорости.

Рассмотрим экран, на котором вы сейчас читаете этот текст. Это может быть ЖК-экран, состоящий из жидких кристаллов. Химик, разрабатывающий конкретный состав жидкого кристалла, должен осмысленно передавать информацию инженеру, чтобы инженер знал, как ее производить.Инженер, в свою очередь, должен иметь возможность общаться с другими инженерами, физиками и химиками для проектирования печатных плат, экранов дисплеев и электронных интерфейсов остальной части компьютера. Если все эти люди не говорят на одном языке, предприятие никогда не сдвинется с мертвой точки.

Международная система единиц (сокращенно SI, от французского Système international d’unités) — это метрическая система, используемая в науке, промышленности и медицине . В зависимости от вашего возраста и географического положения вы, возможно, хорошо знакомы с «имперской» системой, которая включает такие единицы измерения, как галлоны, футы, мили и фунты.Имперская система используется для «повседневных» измерений в нескольких местах, например в США. Но в большинстве стран мира (включая Европу) и во всех научных кругах широко используется система СИ.

Научные единицы СИ и метрические единицы: Г-н Кози преподает научные единицы системы СИ, метрической системы и системы СКГ. Мистер Кози также разделяет основные префиксы и их значения. Научные измерения основаны на метрической системе, поэтому важно знать основные метрические единицы и префиксы.

Единицы системы СИ

В системе СИ семь базовых единиц:

• килограмм (кг), для массы
• секунды, за время
• кельвина (K), для температуры
• Ампер (А), для электрического тока
• моль (моль) на количество вещества
• кандела (кд), для силы света
• метр (м), на расстояние

Семь единиц СИ : На этом рисунке показаны основные единицы СИ и их комбинации, которые приводят к более сложным единицам измерения.

Должно быть очевидно, что переход в современность значительно улучшил условия измерения для каждой базовой единицы в системе СИ, сделав измерение, например, силы света источника света стандартным измерением в каждой лаборатории в Мир. Источник света, рассчитанный на 20 кд, будет одинаковым независимо от того, произведен ли он в Соединенных Штатах, в Великобритании или где-либо еще. Использование системы SI предоставляет всем ученым и инженерам общий язык измерений.

История системы SI

Единицы измерения СИ имеют интересную историю. Со временем они были усовершенствованы для ясности и простоты.

• Метр (м) или метр изначально определялся как 1/10 000 000 расстояния от экватора Земли до Северного полюса, измеренного на окружности, проходящей через Париж. Говоря современным языком, он определяется как расстояние, проходимое светом в вакууме за промежуток времени в 1/299 792 458 секунды.
• Килограмм (кг) изначально определялся как масса литра (т.е.е., одной тысячной кубометра). В настоящее время он определяется как масса платино-иридиевого килограммового образца, поддерживаемого Bureau International des Poids et Mesures в Севре, Франция.
• Секунды изначально основывались на «стандартном дне», состоящем из 24 часов, при этом каждый час делился на 60 минут, а каждая минута — на 60 секунд. Однако теперь мы знаем, что полное вращение Земли на самом деле занимает 23 часа 56 минут и 4,1 секунды. Следовательно, секунда теперь определяется как продолжительность 9 192 631 770 периодов излучения, соответствующих переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133.
• Ампер (A) — это мера количества электрического заряда, проходящего через точку в электрической цепи за единицу времени. 6,241 × 10 ¹⁸ электронов, или один кулон, в секунду составляет один ампер.
• Кельвин (K) — единица термодинамической шкалы температур. Эта шкала начинается с 0 К. Приращение кельвина такое же, как и у градуса по шкале Цельсия (также называемой градусом Цельсия). Кельвин — это часть 1 / 273,16 термодинамической температуры тройной точки воды (точно 0.01 ° C или 32,018 ° F).
• Моль (моль) — это число, связывающее молекулярную или атомную массу с постоянным числом частиц. Он определяется как количество вещества, которое содержит столько элементарных единиц, сколько атомов в 0,012 кг углерода-12.
• Кандела (cd) была названа так для обозначения «силы свечи» еще в те дни, когда свечи были наиболее распространенным источником освещения (поскольку многие люди использовали свечи, их свойства были стандартизированы). {12} [/ латекс] Герц и который имеет интенсивность излучения в этом направлении 1/683 Вт на стерадиан.

Префиксы единиц СИ

Базовые единицы СИ могут быть выражены как доли и кратные базовым единицам с помощью набора простых префиксов.

Цели обучения

Преобразование единиц СИ

Основные выводы

Ключевые моменты

• Набор приставок прост и удобен в использовании.
• Префиксы нельзя комбинировать.
• Набор приставок универсальный.

Ключевые термины

• префикс : одна или несколько букв или слогов, добавленных в начало слова, чтобы изменить его значение; например, килограмм можно добавить к грамму, чтобы получить килограмм
• фракция : часть целого, особенно сравнительно небольшая часть

Префиксы единиц СИ

Теперь, когда мы знаем о системе СИ и о том, что она предоставляет ученым и инженерам, мы можем изучить некоторые аспекты реальных измерений.В системе СИ используется стандартная система префиксов к основным единицам, которая позволяет им быть более релевантными и описывать относительную величину.

Например, читая о химической кинетике, вы можете встретить термины «мс» или «нс», означающие «миллисекунда» и «наносекунда» соответственно. Как только вы привыкнете к практике использования префиксов, вы сразу поймете, что миллисекунда составляет 1/1000 одной секунды и в 1 миллион раз больше, чем наносекунда, что составляет 1/1000000000 одной секунды, или 10 ^{. -9} секунды.

Кратко просмотрите основные единицы СИ, прежде чем изучать префиксы.

Название агрегата	Условное обозначение	Кол-во наименование	Условное обозначение	Обозначение размеров
метр	м	длина	l , x , r	L
килограмм	кг	масса	м	M
второй	с	время	т	Т
Ампер	A	электрический ток	Я	I
кельвин	К	термодинамическая температура	т	Θ
кандела	кд	сила света	I v	Дж
моль	моль	количество вещества	n	N

Допускается 20 префиксов.Префикс может использоваться для обозначения кратных оригинальной единицы или частей исходной единицы. Например, килограмм — обозначает число, кратное тысяче, так что в километре одна тысяча метров. Милли — означает одну тысячную; следовательно, в метре одна тысяча миллиметров.

Префиксы для единиц СИ. : Префиксы переопределяют измерение как кратное или дробное от основной единицы.

Имейте в виду, что префиксы нельзя комбинировать.Таким образом, миллионная доля метра — это микрометра , а не миллимиллиметр, а миллионная доля килограмма — это миллиграмм , а не микрокилограмм.

В более раннем использовании микрон (измерение, часто встречающееся в физике и технике) совпадает с микрометром, 10 ^-6 метра. Другая старая форма использования, миллимикрон, составляет одну тысячную микрометра, или одну тысячную из 10 ^-6 метров, или 10 ^-9 метра, теперь называемого нанометром. Хотя эти старые термины не используются широко, они часто встречаются в старых публикациях, и знание их современных эквивалентов является преимуществом.

Объем и плотность

Плотность и объем — два общих измерения в химии.

Цели обучения

Опишите взаимосвязь между плотностью и объемом

Основные выводы

Ключевые моменты

• Объем вещества связан с количеством вещества, присутствующего при определенной температуре и давлении.
• Объем вещества можно измерить в мерной посуде, такой как мерная колба и мерный цилиндр.
• Плотность указывает, сколько вещества занимает определенный объем при определенной температуре и давлении. Плотность вещества может использоваться для определения вещества.
• Вода необычна, потому что когда вода замерзает, ее твердая форма (лед) менее плотная, чем жидкая вода, и поэтому плавает поверх жидкой воды.

Ключевые термины

• объем : Единица трехмерной меры пространства, которая включает длину, ширину и высоту.Он измеряется в кубических сантиметрах в метрических единицах.
• плотность : Мера количества вещества, содержащегося в данном объеме.

Объем и плотность

Свойства материала можно описать разными способами. Любое количество любого вещества будет иметь объем. Если у вас есть две емкости с водой разного размера, каждая из них вмещает разное количество или объем воды. Единица измерения объема — это единица, производная от единицы длины в системе СИ, и не является основным измерением в системе СИ.

Если две пробы воды имеют разные объемы, они все равно имеют общее измерение: плотность. Плотность — это еще одно измерение, производное от основных единиц СИ. Плотность материала определяется как его масса на единицу объема. В этом примере каждый объем воды отличается и, следовательно, имеет определенную и уникальную массу. Масса воды выражается в граммах (г) или килограммах (кг), а объем измеряется в литрах (л), кубических сантиметрах (см ³ ) или миллилитрах (мл). Плотность рассчитывается путем деления массы на объем, поэтому плотность измеряется в единицах массы / объема, часто г / мл.Если обе пробы воды имеют одинаковую температуру, их плотности должны быть одинаковыми, независимо от объема пробы.

Измерительные инструменты

Мерная чашка : Мерная чашка — это обычная домашняя утварь, используемая для измерения объемов жидкостей.

Если вы когда-либо готовили на кухне, вы, вероятно, видели какую-то мерную чашку, которая позволяет пользователю измерять объемы жидкости с разумной точностью. Мерная чашка показывает объем жидкости в стандартных единицах СИ — литрах и миллилитрах.Большинство американских мерных стаканчиков также измеряют жидкость в более старой системе, состоящей из стаканов и унций.

Объемная посуда

Ученые, работающие в лаборатории, должны быть знакомы с типичной лабораторной посудой, которую часто называют мерной стеклянной посудой. Это могут быть химические стаканы, мерная колба, колба Эрленмейера и градуированный цилиндр. Каждый из этих контейнеров используется в лабораторных условиях для измерения объемов жидкости в различных целях.

Лабораторная мерная посуда : Посуда, такая как эти химические стаканы, обычно используется в лабораторных условиях для удобного измерения и разделения различных объемов жидкостей.

Плотность воды

Различные вещества имеют разную плотность, поэтому плотность часто используется как метод идентификации материала. Сравнение плотностей двух материалов также может предсказать, как вещества будут взаимодействовать. Вода используется в качестве общего стандарта для веществ, и ее плотность составляет 1000 кг / м ³ при стандартных температуре и давлении (называемых STP).

Использование воды в качестве сравнения плотности

Когда объект помещается в воду, его относительная плотность определяет, плавает он или тонет.Если объект имеет меньшую плотность, чем вода, он всплывет на поверхность воды. Объект с большей плотностью утонет. Например, пробка имеет плотность 240 кг / м ³ , поэтому она будет плавать. Воздух имеет плотность около 1,2 кг / м ³ , поэтому он сразу поднимается к верху водяного столба. Металлы натрий (970 кг / м ³ ) и калий (860 кг / м ³ ) будут плавать на воде, а свинец (11340 кг / м ³ ) тонуть.

Плотность: история Архимеда и золотой короны: Корона сделана из чистого золота? Древнегреческий король должен знать, обманул ли его ювелир.Он вызывает Архимеда, который решает использовать плотность для определения металла. Но как он может определить объем короны?

Жидкости при добавлении в воду имеют тенденцию образовывать слои. Глицерин сахарного спирта (1261 кг / м ³ ) погрузится в воду и образует отдельный слой, пока он не будет тщательно перемешан (глицерин растворим в воде). Растительное масло (прибл. 900 кг / м ³ ) будет плавать на воде и, независимо от того, насколько сильно перемешано, всегда будет возвращаться в виде слоя на поверхность воды (масло не растворяется в воде).

Переменная плотность воды

Вода — сложная и уникальная молекула. Даже при постоянном давлении плотность воды будет меняться в зависимости от температуры. Напомним, что тремя основными формами материи являются твердое тело, жидкость и газ (пока не будем рассматривать плазму). Как показывает практика, почти все материалы в твердой или кристаллической форме более плотны, чем в жидкой форме; поместите твердую форму практически любого материала на поверхность его жидкой формы, и она утонет.С другой стороны, вода делает нечто особенное: лед (твердая форма воды) плавает на жидкой воде.

Внимательно посмотрите на соотношение между температурой воды и ее плотностью. Начиная с 100 ° C, плотность воды неуклонно увеличивается до 4 ° C. В этот момент тенденция плотности меняется на противоположную. При 0 ° C вода замерзает до льда и плавает.

В этой таблице перечислены плотности воды при различных температурах и постоянном давлении.

Плотность воды при постоянном давлении
Температура (ºC)	Плотность (кг / м 3 )
100	958.4
80	971,8
60	983,2
40	992,2
30	995.6502
25	997.0479
22	997.7735
20	998.2071
15	999.1026
10	999.7026
4	999.9720
0	999.8395
−10	998.117
−20	993,547
−30	983,854
Значения ниже 0 ° C относятся к переохлажденной воде

Последствия этого простого факта огромны: когда озеро замерзает, ледяная корка на поверхности изолирует находящуюся внизу жидкость от замерзания, в то же время позволяя холодной воде (с температурой прибл.4 ° C и высокой плотности) опуститься на дно. Если бы лед не плавал, он бы опустился на дно, позволяя образоваться и утонуть большему количеству льда, пока озеро не замерзнет! Аквалангисты и пловцы часто сталкиваются с этими градиентами температуры воды, и они могут даже столкнуться со слоем воды на самом дне озера с температурой примерно 4 ° C. Это примерно так же холодно, как и на дне озера; как только вода становится холоднее, жидкая вода становится менее плотной и поднимается вверх.

Слои воды в зимнем озере : В зимние месяцы с сезонным климатом самая теплая вода в большинстве озер и рек составляет всего 4 ° C.Эта вода с температурой 4 ° C имеет самую высокую плотность и опускается на дно озера. По мере того, как вода становится холоднее (<4 ° C), она становится менее плотной и поднимается, образуя лед на поверхности озера. В результате в зимние месяцы в озерах и реках всегда присутствует жидкая вода. Это уникальное свойство воды позволяет животным и растениям выживать под замерзшим озером или зимой, гарантируя, что всю пресноводную жизнь не вымирают каждую зиму.

Температура

Возможность точного измерения температуры была крупным научным достижением, позволившим получить абсолютные числа для наблюдаемого явления.

Цели обучения

Расскажите об основных достижениях в истории измерения температуры

Основные выводы

Ключевые моменты

• Измерение температуры точное и воспроизводимое.
• Измерение температуры должно соответствовать принятым стандартам.
• Температуру можно откалибровать по нескольким шкалам, включая Цельсия, Фаренгейта и Кельвина.
• Преобразование между различными температурными шкалами легко выполняется с помощью уравнений преобразования.
• Кинетическая энергия возникает в результате движения атомов и молекул. Постулируется, что при абсолютном 0 движения и, следовательно, кинетической энергии нет.

Ключевые термины

• температура : Мера холода или тепла, часто измеряемая термометром.
• кельвин : единица измерения температуры. Это одна из семи основных единиц Международной системы единиц (СИ).
• Фаренгейт : единица измерения температуры, наиболее часто используемая в США.
• Цельсия : шкала и единица измерения температуры, где 0 ° C — точка замерзания воды. Также известен как стоградусный.
• Цельсия : шкала и единица измерения температуры, где 0 ° C — точка замерзания воды. Также известен как стоградусный.

Насколько жарко было прошлым летом? Будет ли на следующей неделе достаточно холодно для катания на лыжах? Каждый из этих вопросов требует количественной оценки рутинного опыта. Говорим ли мы о погоде, готовим еду или проводим научный эксперимент, мы должны знать, насколько что-то жарко или насколько холодно.Чтобы знать это, нужно уметь поставить какое-то точное число на концепцию. Хотя измерению температуры (термометрии) посвящена целая область исследований, в этом разделе основное внимание уделяется фундаментальным измерениям температуры.

Среднемесячная температура : Температура позволяет нам точно измерять и сравнивать климат в разных частях света.

История измерения температуры

Для людей в 21 ^st веке измерение температуры — это быстро и легко.Однако тысячи лет назад все было иначе. Явления, связанные с температурой, наблюдались всегда. Снег падал и собирался в холодную погоду, а весной таял в жидкую воду. Когда воздух был теплым, жидкая вода падала дождем. Лед таял, когда ставился рядом с источником тепла, а вода полностью выкипала из кастрюли на раскаленной плите. Однако это все качественные наблюдения. Они не производят числа: они не говорят нам, что вода замерзает при 0 ° C или кипит при 100 ° C.Все, что мы узнаем из наблюдений, — это то, что тепло и холод что-то делают с водой или что вода по-разному ведет себя при нагревании или охлаждении.

В 16 ^-х и 17 ^-х веках ученые усовершенствовали наблюдения и эксперименты византийцев и греков, чтобы создать элементарные устройства, определяющие количество «тепла» или «холода» в воздухе. Созданные ими устройства назывались термоскопами. Эти основные измерительные инструменты использовали расширение и сжатие воздуха и воды при нагревании и охлаждении.

Идея была замечательной, но у термоскопов не было числовой шкалы. Термоскоп не смог ответить на вопрос: «Насколько сегодня жарко?» с числом, но он может дать относительное измерение. Термоскоп часто представлял собой простую трубку с газом над жидкостью. Термоскопы также служили барометрами (которые измеряют давление). Это затрудняло их использование в качестве термометров, но они реагировали как на давление, так и на температуру. Даже когда первые термометры имели числовую шкалу, они не были стандартизированы.

На заре 18, 90, 163 и века, термометры сильно изменились благодаря работам Исаака Ньютона, Андерса Цельсия и Даниэля Фаренгейта.

• Исаак Ньютон предложил термометр со шкалой 12 градусов между точками замерзания и кипения воды.
• Фаренгейт работал с трубками, заполненными ртутью, которая имеет очень высокий коэффициент теплового расширения. Это, в сочетании с качеством и точностью работы Фаренгейта, привело к гораздо большей чувствительности, и его термометр был стандартизирован для раствора солевого раствора и повсеместно принят, а шкала Фаренгейта была названа в его честь.
• Андерс Цельсий предложил шкалу в 100 градусов для разницы между замерзанием и кипением воды, и после нескольких незначительных корректировок система Цельсия или Цельсия также получила широкое распространение.

Термометр, откалиброванный с помощью шкалы Цельсия : Цельсий — это шкала и единица измерения температуры, где 0 ° C — точка замерзания воды. Наша способность точно измерять температуру позволяет нам измерять погоду, точно готовить пищу или проводить научный эксперимент.

Дальнейшие достижения привели к созданию термометров более быстрого действия, которые нашли применение в медицине и химии. Ранние термометры не записывали и не удерживали температуру, которую они измеряли: если вы удалите термометр от измеряемого вещества, его показания изменится. Ученые изобрели новые термометры, которые сохраняли бы свои показания, по крайней мере, в течение ограниченного периода времени, чтобы уменьшить ошибки измерения и упростить регистрацию температуры. Также были разработаны циферблатные термометры с использованием биметаллических лент.Биметаллические полосы изготовлены из двух разнородных металлов, соединенных вместе, причем каждый металл имеет свой коэффициент теплового расширения. При нагревании или охлаждении два металла расширяются или сжимаются с разной скоростью, вызывая изгиб или искривление полосы. Этот изгиб полезен как датчик для измерения температуры; он может управлять схемой с термостатированием или управлять простым стрелочным термометром.

Абсолютный ноль

Однако с развитием измерения температуры один вопрос остался без ответа: «Насколько холодно может быть? Насколько холодно абсолютный 0? »

Тривиальный ответ: «0 градусов», но что именно это означает? Сама температура является мерой средней кинетической энергии вещества.Кинетическая энергия возникает из движения атомов и молекул, и постулируется, что при абсолютном нуле нет движения и, следовательно, кинетической энергии. Следовательно, температура должна быть «абсолютной 0».

Остается вопрос: насколько холоднее абсолютный 0, чем 0 ° C?

В 1848 году лорд Кельвин (Уильям Томсон) написал статью под названием «Об абсолютной термометрической шкале» о необходимости поиска термодинамической нулевой температуры. Используя систему Цельсия для измерения градусов, лорд Кельвин вычислил предельную температуру холода, равную -273 ° C.Сегодня это обозначается как 0 K по термодинамической шкале температур Кельвина. Современные методы улучшили измерение до -273,16 ° C.

Типы температурных шкал

Температура может быть измерена и представлена ​​множеством различных способов. Основные требования практики включают точность, стандарт, линейность и воспроизводимость. Единица СИ, выбранная из-за ее простоты и связи с термодинамикой, — это кельвин, названный в честь лорда Кельвина. Хотя постепенно она равна шкале Цельсия, температура в градусах Кельвина является истинным представлением кинетической энергии в термодинамическом смысле.Химия и физика требуют многих расчетов, связанных с температурой. Эти расчеты всегда производятся в кельвинах.

Сравнение температурных шкал : Температуры некоторых общих явлений и веществ в разных единицах измерения.

В таблице сравнения температурных шкал показаны различные температурные шкалы, некоторые из которых больше не используются. Интересно увидеть температуры обычно происходящих событий в этих масштабах и представить себе огромные препятствия, которые были преодолены при развитии современной термометрии.

Преобразование в кельвин и обратно : Используйте уравнения в этой таблице для расчета температуры с использованием системы измерения кельвина.

Хотя в большинстве случаев ученые оснащены каким-то электронным калькулятором, бывают случаи, когда требуется преобразование одной шкалы в другую. Таблицы преобразования могут использоваться для преобразования измерения в любую шкалу из любой другой шкалы температур, например, в градусах Кельвина или Цельсия.

Преобразование в градусы Цельсия и обратно : Используйте уравнения в этой таблице, чтобы преобразовать температуры в систему измерения Цельсия.

---

Основные электрические термины и определения




Переменный ток (AC) — Электрический ток, который меняет свое направление много раз в секунду через равные промежутки времени.

Амперметр — Прибор для измерения расхода электрического тока в амперах. Амперметры всегда подключаются последовательно к проверяемой цепи.

Пропускная способность — Максимальное количество электрического тока, которое может выдержать проводник или устройство, прежде чем они будут подвержены немедленному или прогрессирующему износу.

Ампер-час (Ач) — Единица измерения емкости аккумулятора. Он получается путем умножения силы тока (в амперах) на время (в часах), в течение которого протекает ток. Например, батарея, которая обеспечивает 5 ампер в течение 20 часов, считается, что она обеспечивает 100 ампер-часов.

Ампер (А) — Единица измерения силы электрического тока, протекающего в цепи. Один ампер равен одному кулону в секунду.

Полная мощность — Измерено в вольт-амперах (ВА).Полная мощность — это произведение среднеквадратичного напряжения и среднеквадратичного тока.

Якорь — Подвижная часть генератора или двигателя. Он состоит из проводников, которые вращаются в магнитном поле, создавая напряжение или силу за счет электромагнитной индукции. Поворотные точки в регуляторах генератора также называют якорями.

Емкость — способность тела накапливать электрический заряд. Измеряется в фарадах как отношение электрического заряда объекта (Q, измеряется в кулонах) к напряжению на объекте (V, измеряется в вольтах).

Конденсатор — Устройство, используемое для хранения электрического заряда, состоящее из одной или нескольких пар проводников, разделенных изолятором. Обычно используется для фильтрации скачков напряжения.

Схема — Замкнутый путь, по которому текут электроны от источника напряжения или тока. Цепи могут быть включены последовательно, параллельно или в любой их комбинации.

Автоматический выключатель — автоматическое устройство для остановки протекания тока в электрической цепи.Для возобновления работы автоматический выключатель должен быть перезагружен (замкнут) после устранения причины перегрузки или отказа. Автоматические выключатели используются вместе с защитными реле для защиты цепей от неисправностей.

Проводник — Любой материал, по которому может свободно течь электрический ток. Проводящие материалы, такие как металлы, имеют относительно низкое сопротивление. Медная и алюминиевая проволока — самые распространенные проводники.

Наверх

Корона — Коронный разряд — это электрический разряд, вызванный ионизацией жидкости, такой как воздух, окружающей проводник, который электрически заряжен.Самопроизвольные коронные разряды возникают естественным образом в высоковольтных системах, если не принять меры по ограничению напряженности электрического поля.

Ток (I) — Течение электрического заряда по проводнику. Электрический ток можно сравнить с потоком воды в трубе. Измеряется в амперах.

Цикл — изменение переменной электрической синусоидальной волны от нуля до положительного пика, от нуля до отрицательного пика и обратно до нуля. См. Частота.

Потребление — Среднее значение мощности или соответствующего количества за указанный период времени.

Диэлектрическая постоянная — величина, измеряющая способность вещества накапливать электрическую энергию в электрическом поле.

Диэлектрическая прочность — Максимальное электрическое поле, которое чистый материал может выдержать в идеальных условиях без разрушения (т. Е. Без нарушения его изоляционных свойств).

Диод — полупроводниковый прибор с двумя выводами, обычно позволяющий току течь только в одном направлении.Диоды позволяют току течь, когда анод положительный по отношению к катоду.

Постоянный ток (DC) — Электрический ток, который течет только в одном направлении.

Электролит — Любое вещество, которое в растворе диссоциирует на ионы и, таким образом, становится способным проводить электрический ток. Водный раствор серной кислоты в аккумуляторной батарее является электролитом.

Электродвижущая сила — (ЭДС) Разность потенциалов, которая имеет тенденцию вызывать электрический ток.Измеряется в вольтах.

Электрон — крошечная частица, которая вращается вокруг ядра атома. Имеет отрицательный заряд электричества.

Наверх

Электронная теория — Теория, объясняющая природу электричества и обмен «свободными» электронами между атомами проводника. Это также используется как одна теория для объяснения направления тока в цепи.

Фарад — Единица измерения емкости. Один фарад равен одному кулону на вольт.

Феррорезонанс — (нелинейный резонанс) тип резонанса в электрических цепях, который возникает, когда цепь, содержащая нелинейную индуктивность, питается от источника, имеющего последовательную емкость, и цепь подвергается возмущению, например размыканию переключателя. . Это может вызвать перенапряжения и сверхтоки в системе электроснабжения и может представлять опасность для передающего и распределительного оборудования, а также для эксплуатационного персонала.

Частота — количество циклов в секунду.Измеряется в герцах. Если ток завершается один цикл в секунду, то частота составляет 1 Гц; 60 циклов в секунду равны 60 Гц.

Предохранитель — Устройство прерывания цепи, состоящее из полосы провода, которая плавит и разрывает электрическую цепь, если ток превышает безопасный уровень. Для восстановления работоспособности предохранитель необходимо заменить на аналогичный предохранитель того же размера и номинала после устранения причины неисправности.

Генератор — Устройство, преобразующее механическую энергию в электрическую.

Земля — Контрольная точка в электрической цепи, от которой измеряется напряжение, общий обратный путь для электрического тока или прямое физическое соединение с Землей.

Прерыватели цепи при замыкании на землю (GFCI) — Устройство, предназначенное для защиты персонала, которое функционирует для обесточивания цепи или ее части в течение установленного периода времени, когда ток на землю превышает некоторое заданное значение, которое меньше необходимое для срабатывания устройства защиты от сверхтоков цепи питания.

Генри — единица измерения индуктивности. Если скорость изменения тока в цепи составляет один ампер в секунду, а результирующая электродвижущая сила составляет один вольт, то индуктивность цепи равна одному генри.

Герц — Единица измерения частоты. Замена более раннего срока цикла в секунду (cps).

Импеданс — Мера сопротивления, которое цепь представляет току при приложении напряжения. Импеданс расширяет понятие сопротивления до цепей переменного тока и имеет как величину, так и фазу, в отличие от сопротивления, которое имеет только величину.

Вернуться к началу

Индуктивность — Свойство проводника, благодаря которому изменение тока, протекающего по нему, индуцирует (создает) напряжение (электродвижущую силу) как в самом проводнике (самоиндукция), так и в любых соседних проводниках. (взаимная индуктивность). Измеряется в генри (H).

Индуктор — Катушка с проволокой, намотанная на железный сердечник. Индуктивность прямо пропорциональна количеству витков в катушке.

Изолятор — Любой материал, по которому электрический ток не течет свободно.Изоляционные материалы, такие как стекло, резина, воздух и многие пластмассы, обладают относительно высоким сопротивлением. Изоляторы защищают оборудование и жизнь от поражения электрическим током.

Инвертор — Аппарат, преобразующий постоянный ток в переменный.

Киловатт-час (кВтч) — произведение мощности в кВт и времени в часах. Равно 1000 ватт-часов. Например, если лампочка мощностью 100 Вт используется в течение 4 часов, будет использовано 0,4 кВт · ч энергии (100 Вт x 1 кВт / 1000 Вт x 4 часа).Электроэнергия продается в киловатт-часах.

Счетчик киловатт-часов — Устройство, используемое для измерения потребления электроэнергии.

Киловатт (кВт) — равно 1000 Вт.

Нагрузка — Все, что потребляет электрическую энергию, например фонари, трансформаторы, нагреватели и электродвигатели.

Отклонение нагрузки — Состояние, при котором происходит внезапная потеря нагрузки в системе, которая приводит к превышению частоты генерирующего оборудования.Тест сброса нагрузки подтверждает, что система может выдержать внезапную потерю нагрузки и вернуться к нормальным рабочим условиям с помощью регулятора. Банки нагрузки обычно используются для этих испытаний как часть процесса ввода в эксплуатацию электроэнергетических систем.

Взаимная индукция — Возникает, когда изменение тока в одной катушке индуцирует напряжение во второй катушке.

Ом — (Ом) Единица измерения сопротивления. Один Ом эквивалентен сопротивлению в цепи, передающей ток в один ампер, когда на нее действует разность потенциалов в один вольт.

Наверх

Закон Ома — Математическое уравнение, объясняющее взаимосвязь между током, напряжением и сопротивлением (V = IR).

Омметр — Прибор для измерения сопротивления электрической цепи в Ом.

Обрыв цепи — Обрыв цепи возникает, когда цепь разрывается, например, из-за обрыва провода или разомкнутого переключателя, прерывающего прохождение тока через цепь. Это аналог закрытого клапана в водяной системе.

Параллельная цепь — Схема, в которой есть несколько путей для прохождения электричества. Каждая нагрузка, подключенная по отдельному пути, получает полное напряжение цепи, а общий ток цепи равен сумме токов отдельных ветвей.

Пьезоэлектричество — Электрическая поляризация в веществе (особенно в некоторых кристаллах) в результате приложения механического напряжения (давления).

Полярность — собирательный термин, применяемый к положительному (+) и отрицательному (-) концам магнита или электрического механизма, такого как катушка или батарея.

Мощность — Скорость, с которой электрическая энергия передается по электрической цепи. Измеряется в ваттах.

Коэффициент мощности — Отношение фактической электрической мощности, рассеиваемой цепью переменного тока, к произведению среднеквадратичного значения. значения тока и напряжения. Разница между ними вызвана реактивным сопротивлением в цепи и представляет собой мощность, которая не выполняет полезной работы.

Защитное реле — Релейное устройство, предназначенное для отключения автоматического выключателя при обнаружении неисправности.

Реактивная мощность — Часть электроэнергии, которая создает и поддерживает электрические и магнитные поля оборудования переменного тока. Существует в цепи переменного тока, когда ток и напряжение не совпадают по фазе. Измеряется в ВАРС.

Выпрямитель — электрическое устройство, которое преобразует переменный ток в постоянный, позволяя току течь через него только в одном направлении.

Вернуться к началу

Реле — Электрический катушечный переключатель, который использует небольшой ток для управления гораздо большим током.

Сопротивление — Сопротивление, которое магнитная цепь оказывает силовым линиям в магнитном поле.

Сопротивление — Противодействие прохождению электрического тока. Электрическое сопротивление можно сравнить с трением воды, протекающей по трубе. Измеряется в омах.

Резистор — Устройство, обычно сделанное из проволоки или углерода, которое оказывает сопротивление току.

Ротор — Вращающаяся часть электрической машины, например, генератора, двигателя или генератора переменного тока.

Самоиндукция — Напряжение, возникающее в катушке при изменении тока.

Полупроводник — твердое вещество, которое имеет проводимость между изоляцией и большинством металлов, либо из-за добавления примеси, либо из-за температурных эффектов. Устройства, изготовленные из полупроводников, особенно кремния, являются важными компонентами большинства электронных схем.

Последовательно-параллельная схема — Схема, в которой некоторые компоненты схемы соединены последовательно, а другие — параллельно.

Последовательная цепь — Цепь, в которой есть только один путь для прохождения электричества. Весь ток в цепи должен проходить через все нагрузки.

Обслуживание — Проводники и оборудование, используемые для доставки энергии от системы электроснабжения к обслуживаемой системе.

Короткое замыкание — Когда одна часть электрической цепи входит в контакт с другой частью той же цепи, отклоняя поток тока от желаемого пути.

Наверх

Твердотельная схема — Электронные (интегральные) схемы, в которых используются полупроводниковые устройства, такие как транзисторы, диоды и кремниевые выпрямители.

Транзистор — полупроводниковый прибор с тремя выводами, способный к усилению в дополнение к выпрямлению.

Истинная мощность — Измеряется в ваттах. Сила проявляется в материальной форме, такой как электромагнитное излучение, акустические волны или механические явления.В цепи постоянного тока (DC) или в цепи переменного тока (AC), полное сопротивление которой является чистым сопротивлением, напряжение и ток синфазны.

VARS — Единица измерения реактивной мощности. Вар может рассматриваться либо как мнимая часть полной мощности, либо как мощность, поступающая в реактивную нагрузку, где напряжение и ток указаны в вольтах и ​​амперах.

Переменный резистор — резистор, который можно настраивать в различных диапазонах значений.

Вольт-ампер (ВА) — Единица измерения полной мощности. Это произведение среднеквадратичного напряжения и среднеквадратичного тока.

Вольт (В) — Единица измерения напряжения. Один вольт равен разности потенциалов, которая будет управлять током в один ампер против сопротивления в один ом.

Напряжение — Электродвижущая сила или «давление», которое заставляет электроны течь, и ее можно сравнить с давлением воды, которое заставляет воду течь в трубе.Измеряется в вольтах.

Вольтметр — Прибор для измерения силы электрического тока в вольтах. Это разница потенциалов (напряжения) между разными точками электрической цепи. Вольтметры с высоким внутренним сопротивлением подключены (параллельно) к точкам измерения напряжения.

Ватт-час (Втч) — Единица электрической энергии, эквивалентная потребляемой мощности в один ватт в течение одного часа.

Ватт (Вт) — Единица электрической мощности.Один ватт эквивалентен одному джоулю в секунду, что соответствует мощности в электрической цепи, в которой разность потенциалов составляет один вольт, а сила тока — один ампер.

Наверх

Ваттметр — Ваттметр — это прибор для измерения электрической мощности (или скорости подачи электрической энергии) в ваттах любой заданной цепи.

Форма волны — Графическое представление электрических циклов, которое показывает величину изменения амплитуды за некоторый период времени.

---

Ссылки: Википедия, EPQ № 138 — Основные электрические термины и определения, NFPA-70, IEEE

Измерение радиации: терминология и единицы

Этот ресурс является частью издания «Наука за демократические действия». 8 нет. 4, который включает глоссарий терминов, связанных с радиацией, и информацию об измерении радиации: устройства и методы. Также см. Соответствующий номер Energy & Security. 14 по ионизирующему излучению.

( Некоторые из используемых ниже терминов определены в глоссарии IEER )

---

Ионизирующее излучение испускается при распаде радиоактивных веществ.Радиоактивный распад происходит, когда ядро ​​атома спонтанно распадается с испусканием частицы (альфа-частицы, электрона или одного или нескольких нейтронов).

Четыре формы ионизирующего излучения: альфа-частицы, бета-частицы, гамма-лучи и, косвенно, нейтроны. У всех достаточно энергии, чтобы ионизировать атомы, другими словами, удалить один или несколько электронов атома.

Альфа-частица состоит из двух протонов и двух нейтронов, что эквивалентно
ядру атома гелия.Альфа-частицы легко ионизируют материал, с которым они контактируют, и передают энергию электронам этого материала. Альфа-частица может перемещаться по воздуху на несколько миллиметров, но в целом ее радиус действия уменьшается с увеличением плотности среды. Например, альфа-частицы не проникают через внешний слой кожи человека, но при вдыхании альфа-частицы могут повредить ткань легких.

Бета-частица представляет собой электрон или позитрон и намного легче альфа-частицы. Таким образом, для потери энергии бета-частицам требуется большее расстояние, чем альфа-частицам.Бета-частица средней энергии перемещается примерно на один метр в воздухе и на один миллиметр в тканях тела.

Гамма-лучи — это электромагнитное излучение. Радиоактивный элемент может испускать гамма-лучи (в дискретных пучках или квантах, называемых фотонами ), если ядро, оставшееся после альфа- или бета-распада, находится в возбужденном состоянии. Гамма-лучи могут проникать гораздо глубже, чем альфа- или бета-частицы; Фотон гамма-излучения высокой энергии может проходить через человека, вообще не взаимодействуя с тканями.Когда гамма-лучи взаимодействуют с тканями, они ионизируют атомы. Термин «рентгеновские лучи» также иногда используется для гамма-лучей, испускаемых в процессе радиоактивного распада, которые находятся в нижней части энергетического спектра электромагнитного излучения, возникающего в результате радиоактивного распада.

Нейтроны — нейтральные частицы, не имеющие электрического заряда. В отличие от альфа- и бета-частиц, они не взаимодействуют с электронами и не вызывают ионизацию напрямую. Однако нейтроны могут косвенно ионизироваться различными способами: упругими столкновениями, неупругим рассеянием, неупругим рассеянием, реакциями захвата или процессами откола.Эти процессы по-разному приводят к испусканию гамма-лучей, бета-излучения и, в случае откола, большего количества нейтронов. Для более подробного объяснения см. Последствия для здоровья воздействия низких уровней ионизирующего излучения (отчет BEIR V), National Academy Press, 1990, стр. 15-17.

Измерение радиоактивности

Ионизирующее излучение можно измерить в электрон-вольтах, эргах и джоулях. электрон-вольт (сокращенно эВ) — это единица энергии, связанная с движением электронов.Электрон «прочно связан» в атоме водорода (один протон и один электрон). Чтобы отодвинуть этот электрон от протона, требуется энергия. Чтобы полностью отодвинуть этот электрон от протона, требуется 13,6 электрон-вольт энергии. Мы говорим тогда, что атом «ионизирован». На жаргоне «энергия ионизации» прочно связанного электрона в водороде составляет 13,6 электрон-вольт.

Электроны — очень легкие объекты, поэтому мы не ожидаем, что электрон-вольт представляет собой очень много энергии. Один электрон-вольт — это всего лишь 1.6 x 10 ^-19 джоулей энергии, другими словами, 0,16 миллиардной доли джоуля. Один джоуль (сокращенно Дж) эквивалентен количеству энергии, используемой одной ваттной лампочкой, зажженной в течение одной секунды. Энергия, связанная с радиоактивным распадом, колеблется от тысяч до миллионов электрон-вольт на ядро, поэтому распад одного ядра обычно приводит к большому количеству ионизаций.

Радиоактивность вещества измеряется количеством ядер, распадающихся в единицу времени.Стандартная международная единица радиоактивности называется беккерель (сокращенно Бк), что соответствует одному распаду в секунду (дпс). Радиоактивность также измеряется в кюри, исторической единице, основанной на количестве распада в секунду в одном грамме радия-226 (37 миллиардов). Следовательно, 1 кюри = 37 миллиардов Бк. Один пикокюри (одна триллионная кюри) = 0,037 Бк, а 1 Бк = 27 пикокюри. Радиоактивность также измеряется в единицах дезинтеграции в минуту (dpm). Один дпм = 1/60 Бк.

Удельная активность измеряет радиоактивность единицы массы вещества. Единицы измерения — кюри на грамм или беккерели на грамм. Это позволяет нам сравнивать, является ли вещество более или менее радиоактивным, чем другое. Удельная активность радионуклида обратно пропорциональна его атомному весу и периоду его полураспада.

Экологические и биологические измерения радиоактивности обычно выражаются как концентрации радиоактивности в почве, воде, воздухе или тканях.Примеры единиц включают пикокюри на литр, беккерели на кубический метр, пикокюри на грамм и дезинтеграции в минуту на 100 квадратных сантиметров. Один пикокюри (сокращенно pCi) равен 10 ^-12 (или 0,000000000001) кюри. Иногда вес радиоактивного материала на единицу почвы или ткани может быть указан и выражен в частях на миллион или ppm, может быть выражен в единицах массы. Его можно преобразовать в единицы радиоактивности, поскольку мы знаем удельную активность различных радионуклидов.Распыление в минуту на 100 квадратных сантиметров (dpm / 100 см ² ) — это единица, обычно используемая для измерения поверхностного загрязнения объекта, такого как бетон или металл.

Измерение дозы

Размещение вашего тела рядом с радиоактивным источником приводит к облучению. Чтобы оценить опасность этого воздействия, необходимо вычислить поглощенную дозу . Это определяется как энергия, передаваемая определенной массе ткани. Доза обычно неоднородна по всему телу. Радиоактивное вещество может избирательно поглощаться различными органами или тканями.

Дозы облучения часто рассчитываются в единицах рад, (сокращенно от , , , , поглощено, , , уксус). Один рад равен 100 эрг / грамм, другими словами, 100 эрг энергии, поглощаемой одним граммом данной ткани тела. Эрг равен одной десятимиллионной джоуля. Сто рад равняется одному Джоуля на килограмм (Дж / кг), что также равно одной Грей, (Гр), стандартной международной единице измерения дозы излучения. Предположим, нужно время? Затем мы говорим о мощности дозы (или дозе за единицу времени).Пример единиц мощности дозы — миллирад / час. В повседневном понимании джоуль (а тем более эрг) — это довольно небольшое количество энергии. Но с точки зрения потенциала ионизации молекул или элементов джоуль — это огромное количество энергии. Один джоуль ионизирующего излучения может вызвать десятки тысяч триллионов ионизаций.

Рентген измеряет степень ионизации воздуха, вызванную радиоактивным распадом ядер. В не костной биологической ткани один рентген эквивалентен примерно 0.93 рад. В воздухе один рентген равен 0,87 рад. Циферблаты, показывающие калибровку в мР / ч, показывают миллирентген в час.

С физической точки зрения, самый простой способ измерить влияние излучения — это измерить количество энергии, вложенной в данный вес материала. Однако выделение энергии — это только один из аспектов потенциальной радиации причинить
биологических повреждений. Ущерб, наносимый единицей вложенной энергии, больше, когда она передается на более короткое расстояние.Следовательно, альфа-частица, которая вкладывает всю свою энергию на очень короткое расстояние, наносит гораздо больший ущерб на единицу энергии, чем гамма-луч, который вкладывает свою энергию на более длинном пути. Вес биологического вещества, в котором хранится энергия, также важен. Чувствительность разных органов также различается. Концепция относительной биологической эффективности (ОБЭ) была создана, чтобы попытаться уловить относительную эффективность различных видов излучения в причинении биологического ущерба.

ОБЭ варьируется в зависимости от органа, подвергшегося воздействию, возраста воздействия и других факторов. Единственный фактор, называемый коэффициентом качества, для преобразования вложенной энергии в рад используется в целях регулирования, хотя это значительно упрощает реальные риски для жизни. Для бета- и гамма-излучения используется коэффициент качества 1, то есть 1 рад = 1 бэр. Альфа-излучение наносит гораздо больший ущерб на единицу энергии, вложенной в живую ткань. В настоящее время коэффициент качества для альфа равен 20 (умножьте рад альфа-излучения на 20, чтобы получить бэр).Мы говорим «в настоящее время», потому что добротность альфа-излучения с годами изменилась. Текущий коэффициент качества, обычно используемый для нейтронов, составляет 10.

Коэффициенты преобразования дозы (DCF) используются для преобразования количества радиоактивности (выраженной в кюри или беккерелях), вдыхаемой или проглатываемой человеком, в дозу (выраженную в бэрах и зивертах). DCF, используемые для целей регулирования, получены на основе комбинации различных экспериментальных данных и математических моделей.

Некоторые единицы измерения ионизирующего излучения и дозы облучения

Блок	Описание	эквивалент
Рем (рентгеновский эквивалент человека)	Единица эквивалентной поглощенной дозы излучения, которая учитывает относительную биологическую эффективность различных форм ионизирующего излучения или различные способы, которыми они передают свою энергию тканям человека. Доза в бэр равна дозе в рад, умноженной на коэффициент качества (Q).Для бета- и гамма-излучения добротность принимается равной единице, то есть rem равняется рад. Для альфа-излучения коэффициент качества принимается равным 20, то есть бэр равняется 20 рад. Рем по сути является мерой биологического ущерба. Для нейтронов Q обычно принимают равным 10.	rem = рад x Q
Зиверт (Св)	Единица эквивалентной поглощенной дозы, равная 100 бэр.	1 Зв = 100 бэр Зв = Гр x Q
Рад (поглощенная доза излучения)	Единица поглощенной дозы излучения.Рад — это мера количества энергии, вложенной в ткань.	1 рад = 100 эрг / грамм
Серый (Gy)	Единица поглощенной дозы излучения, равная 100 рад. Серый — это мера депонирования энергии в тканях.	1 Гр = 100 рад
Кюри (Ки)	Традиционная единица радиоактивности, равная радиоактивности одного грамма чистого радия-226.	1 Ки = 37 миллиардов dps = 37 миллиардов Бк
Беккерели (Бк)	Стандартная международная единица радиоактивности, равная одному распаду в секунду.	1 Бк = 27 пКи
Дезинтеграции в секунду (дпс)	Число субатомных частиц (например, альфа-частиц) или фотонов (гамма-лучей), выпущенных из ядра данного атома за одну секунду. Один dps = 60 dpm (распадов в минуту).	1 dps = 1 Бк

Источники: Nuclear Wastelands , Makhijani et al., Eds., Кембридж: MIT Press, 1995; Наука за демократические действия , т.6 шт. 2 ноября 1997 г .; Радиационная защита: руководство для ученых и врачей, 3-е изд., Джейкоб Шапиро, Кембридж: издательство Гарвардского университета, 1990.

.