Houve e ainda há muitos sistemas de medição diferentes no mundo. Eles servem para permitir que as pessoas troquem informações diversas, por exemplo, ao fazer transações, prescrever medicamentos ou desenvolver diretrizes para o uso de tecnologia. Para evitar confusão, foi desenvolvido o Sistema Internacional de Medição de Quantidades Físicas.
O que é um sistema para medir grandezas físicas?
Um conceito como um sistema de unidades de quantidades físicas, ou simplesmente o sistema SI, muitas vezes pode ser encontrado não apenas nas aulas de física e química da escola, mas também na vida cotidiana. No mundo moderno, as pessoas mais do que nunca precisam que certas informações - por exemplo, tempo, peso, volume - sejam expressas da forma mais objetiva e estruturada. Foi para isso que foi criado um sistema de medição unificado - um conjunto de unidades de medida oficialmente aceitas e recomendadas para uso na vida cotidiana eciência.
Quais sistemas de medição existiam antes do advento do sistema SI
Claro que a necessidade de medidas sempre existiu em uma pessoa, porém, via de regra, essas medidas não eram oficiais, eram determinadas através de materiais improvisados. Isso significa que eles não tinham um padrão e poderiam diferir de caso para caso.
Um exemplo vívido é o sistema de medidas de comprimento adotado na Rússia. Uma extensão, um cotovelo, um arshin, um sazhen - todas essas unidades foram originalmente amarradas a partes do corpo - a palma, o antebraço, a distância entre os braços estendidos. Claro, as medições finais foram imprecisas como resultado. Posteriormente, o estado fez esforços para padronizar esse sistema de medição, mas ainda permaneceu imperfeito.
Outros países tinham seus próprios sistemas de medição de grandezas físicas. Por exemplo, na Europa o sistema inglês de medidas era comum - pés, polegadas, milhas, etc.
Por que precisamos do sistema SI?
Nos séculos XVIII-XIX, o processo de globalização tornou-se ativo. Mais e mais países começaram a estabelecer contatos internacionais. Além disso, a revolução científica e tecnológica atingiu seu apogeu. Cientistas de todo o mundo não puderam compartilhar efetivamente os resultados de suas pesquisas científicas devido ao fato de usarem sistemas diferentes para medir quantidades físicas. Em grande parte devido a tais violações de laços dentro da comunidade científica mundial, muitas leis físicas e químicas foram “descobertas” várias vezes por diferentes cientistas, o que dificultou muito o desenvolvimento da ciência e da tecnologia.
Assim, havia a necessidade de um sistema unificado de medição de unidades físicas, que não só permitisse aos cientistas de todo o mundo comparar os resultados de seu trabalho, mas também otimizar o processo de comércio mundial.
História do Sistema Internacional de Medidas
Para estruturar quantidades físicas e medir quantidades físicas, tornou-se necessário um sistema de unidades, o mesmo para toda a comunidade mundial. No entanto, criar um sistema desse tipo que atenda a todos os requisitos e seja o mais objetivo é uma tarefa realmente difícil. A base do futuro sistema SI foi o sistema métrico, que se tornou difundido no século 18 após a Revolução Francesa.
O ponto de partida do desenvolvimento e aperfeiçoamento do Sistema Internacional de medição de grandezas físicas pode ser considerado em 22 de junho de 1799. Foi neste dia que os primeiros padrões foram aprovados - o metro e o quilograma. Eles eram feitos de platina.
Apesar disso, o Sistema Internacional de Unidades foi adotado oficialmente apenas em 1960 na 1ª Conferência Geral de Pesos e Medidas. Inclui 6 unidades básicas de medida de grandezas físicas: segundo (tempo), metro (comprimento), quilograma (massa), kelvin (temperatura termodinâmica), ampère (corrente), candela (intensidade da luz).
Em 1964, um sétimo valor foi adicionado a eles - o mol, que mede a quantidade de uma substância em química.
Além disso, existem tambémunidades derivadas que podem ser expressas em termos de unidades básicas usando operações algébricas simples.
Unidades básicas do SI
Como as unidades básicas do sistema de grandezas físicas tinham que ser o mais objetivas possível e não depender de condições externas como pressão, temperatura, distância do equador e outras, a formulação de suas definições e padrões teve que ser tratado fundamentalmente.
Vamos considerar cada uma das unidades básicas do sistema de medida de grandezas físicas com mais detalhes.
Segunda. A unidade de tempo. Esta é uma quantidade relativamente fácil de expressar, pois está diretamente relacionada ao período da revolução da Terra em torno do Sol. Um segundo é 1/31536000 de um ano. Existem, no entanto, formas mais complexas de medir o segundo padrão, associadas aos períodos de radiação do átomo de césio. Este método minimiza o erro, que é exigido pelo atual nível de desenvolvimento da ciência e tecnologia
Metro. Uma unidade de medida para comprimento e distância. Em vários momentos, foram feitas tentativas de expressar o metro como parte do equador ou com a ajuda de um pêndulo matemático, mas todos esses métodos não eram precisos o suficiente para que o valor final pudesse variar em milímetros. Esse erro é crítico, portanto, há muito tempo, os cientistas procuram maneiras mais precisas de determinar o padrão do medidor. No momento, um metro é o comprimento do caminho percorrido pela luz em (1/299.792.458) segundos
Quilograma. Unidade de massa. Até hoje, o quilograma é a única quantidade definida através de um padrão real, quemantidos na sede do Bureau Internacional de Pesos e Medidas. Com o tempo, o padrão altera ligeiramente sua massa devido aos processos de corrosão, bem como ao acúmulo de poeira e outras pequenas partículas em sua superfície. É por isso que está planejado para expressar seu valor em um futuro próximo através de propriedades físicas fundamentais
- Kelvin. Unidade de medida para temperatura termodinâmica. Kelvin é igual a 1/273, 16 da temperatura termodinâmica do ponto triplo da água. Esta é a temperatura na qual a água está em três estados ao mesmo tempo - líquido, sólido e gasoso. Os graus Celsius são convertidos em Kelvin pela fórmula: t K \u003d t C ° + 273
- Amp. Uma unidade de força atual. Uma corrente imutável, durante a passagem da qual através de dois condutores retos paralelos com uma área de seção transversal mínima e comprimento infinito, localizados a uma distância de 1 metro um do outro (uma força igual a 2 10-7surge em cada seção desses condutores H), é igual a 1 ampere.
- Candela. Uma unidade de medida para intensidade luminosa é a luminosidade de uma fonte em uma determinada direção. Um valor específico que raramente é usado na prática. O valor da unidade é obtido através da frequência de radiação e da intensidade de energia da luz.
- Mariposa. Uma unidade de quantidade de uma substância. No momento, a toupeira é uma unidade diferente para diferentes elementos químicos. É numericamente igual à massa da menor partícula desta substância. No futuro, planeja-se expressar exatamente um mol usando o número de Avogadro. Para fazer isso, no entanto, é necessário esclarecer o significado do próprio número. Avogadro.
Prefixos SI e o que eles significam
Para facilitar o uso das unidades básicas de grandezas físicas no sistema SI, na prática, foi adotada uma lista de prefixos universais, com a qual são formadas unidades fracionárias e múltiplas.
Unidades derivadas
Obviamente, existem muito mais do que sete grandezas físicas, o que significa que também são necessárias unidades nas quais essas grandezas devem ser medidas. Para cada novo valor, uma nova unidade é derivada, que pode ser expressa em termos das unidades básicas usando as operações algébricas mais simples, como divisão ou multiplicação.
É interessante que, via de regra, as unidades derivadas tenham nomes de grandes cientistas ou figuras históricas. Por exemplo, a unidade de trabalho é Joule ou a unidade de indutância é Henry. Existem muitas unidades derivadas - mais de vinte no total.
Unidades fora do sistema
Apesar do uso generalizado e generalizado de unidades do sistema SI de grandezas físicas, as unidades de medida não-sistema ainda são usadas na prática em muitas indústrias. Por exemplo, no transporte - uma milha náutica, na joalheria - um quilate. Na vida cotidiana, conhecemos unidades não sistêmicas como dias, porcentagens, dioptrias, litros e muitas outras.
Deve ser lembrado que, apesar de sua familiaridade, ao resolver problemas físicos ou químicos, as unidades não sistêmicas devem ser convertidas em unidades de medidagrandezas físicas no sistema SI.
