Sonntag, Juli 17 2011 22: 28

Internationales Einheitensystem

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Das Internationale Einheitensystem ist ein dezimales Maß- und Gewichtssystem, das auf dem metrischen System basiert und dieses erweitert. Es wird in allen Sprachen mit SI abgekürzt.

SI umfasst sieben Grundeinheiten (siehe Tabelle 1). Das Meter, definiert als 1,650,763.73 Wellenlängen im Vakuum der rot-orangen Linie des Krypton-86-Spektrums, ist die SI-Einheit für die Länge. Das Kilogramm, was ungefähr 2.2 Pfund Avoirdupois entspricht und 1,000 Gramm entspricht (wie durch das Platin-Iridium-Prototyp-Kilogramm definiert, das vom Internationalen Büro für Maß und Gewicht in Sèvres, Frankreich, aufbewahrt wird), ist die SI-Einheit für Masse. Es ist die einzige Basiseinheit, die durch ein Artefakt definiert bleibt. Es ist auch die einzige SI-Einheit mit einem Präfix als Teil ihres Namens und Symbols. Das zweite, oder die Dauer von 9,192,631,770 Zyklen der Strahlung, die einem bestimmten Übergang des Cäsium-133-Atoms entsprechen, ist die SI-Einheit für die Zeit. Das Ampere ist die SI-Einheit für elektrischen Strom. Es ist der konstante Strom, der von einem Volt erzeugt wird, der, wenn er in zwei parallelen Leitern gehalten wird, die einen Abstand von einem Meter im Vakuum haben, eine elektromagnetische Kraft von 2 x 10 erzeugt-7 Nm-1dem „Vermischten Geschmack“. Seine Kelvin, was 1/273.16 der thermodynamischen Temperatur am Tripelpunkt von Wasser entspricht, ist die SI-Einheit für die thermodynamische Temperatur. Die Größe des Kelvins entspricht der des Grads Celsius; Eine in Grad Celsius ausgedrückte Temperatur ist jedoch das numerische Äquivalent der Temperatur in Kelvin minus 273.15. Das Maulwurf ist die SI-Einheit für Stoffmenge; es enthält so viele elementare Stoffeinheiten, wie Atome in 0.012 kg Kohlenstoff-12 enthalten sind. Elementare Einheiten müssen angegeben werden, da es sich um Atome, Elektronen, Ionen, Moleküle, Radikale etc. handeln kann Kerze ist die SI-Einheit für Lichtstärke. Es entspricht der Lichtstärke der Schwarzkörperstrahlung in senkrechter Richtung von einer Fläche von 1/600,000 Quadratmetern bei der Gefriertemperatur von Platin (2,042 Kelvin) unter einem Druck von 101,325 Pascal, was ungefähr der Intensität einer einzelnen Paraffinkerze entspricht.

Tabelle 1. SI-Basiseinheiten

Anzahl

Name der SI-Einheit

Symbol

Länge

Meter

m

Masse1

Kilogramm

kg

Uhrzeit

Zweite

s

Elektrischer Strom

Ampere

A

Thermodynamische Temperatur

Kelvin2

K

Menge der Substanz

Mole

mol

Leuchtstärke

Candela

cd

1 "Gewicht“ wird oft verwendet, um „Masse“ zu bedeuten.
2 Der Name „Grad Kelvin“ und das Symbol „degK“ wurden für obsolet erklärt
auf einer internationalen Konferenz 1967.

SI enthält auch zwei zusätzliche Einheiten (siehe Tabelle 2). Radian und Steradiant sind die dimensionslosen Einheiten für die dimensionslosen Größen Ebenenwinkel bzw. Raumwinkel. Einheiten für andere Größen werden aus den sieben Grund- und zwei Ergänzungseinheiten abgeleitet.

Tabelle 2. SI-Ergänzungseinheiten

Anzahl

Name der SI-Einheit

Symbol

Ausdruck in SI-Basiseinheiten

Ebener Winkel

Radian

rad

m·m- 1 =1

Fester Winkel

Steradiant

sr

m2 · M.- 2 =1

Tabelle 3 listet ausgewählte abgeleitete SI-Einheiten auf, ausgedrückt in Basiseinheiten. Abgeleitete Einheiten mit speziellen Namen und Symbolen sind in Tabelle 4 aufgeführt. Diese können verwendet werden, um andere abgeleitete Einheiten auszudrücken (siehe Tabelle 5). Die beiden ergänzenden Einheiten können auch verwendet werden, um abgeleitete Einheiten auszudrücken (siehe Tabelle 6).

Die 16 Präfixe, die zur Bildung von Vielfachen und Teilern von SI-Einheiten verwendet werden, sind in Tabelle 7 aufgeführt. Da mehrere Präfixe nicht verwendet werden können, werden diese Präfixe mit Gramm (g), aber nicht mit Kilogramm (kg) verwendet.

Eine Reihe von Einheiten, die nicht Teil von SI sind, sind weit verbreitet, insbesondere in den Vereinigten Staaten. Diejenigen, die für die Verwendung mit SI in den USA als akzeptabel angesehen werden, sind in Tabelle 8 aufgeführt. Eine Umrechnungstabelle für SI-Einheiten ist in Tabelle 9 enthalten.

Tabelle 3. Ausgewählte abgeleitete SI-Einheiten, ausgedrückt in Basiseinheiten

Anzahl

Name der SI-Einheit

Symbol

Gebiet

Quadratmeter

m2

Volume

Kubikmeter

m3

Geschwindigkeit

Meter pro Sekunde

Frau

BESCHLEUNIGUNG

Meter pro Sekunde zum Quadrat

Frau2

Wellennummer

Reziproker Zähler

m- 1

Dichte, Massendichte

Kilogramm pro Kubikmeter

kg / m3

Bestimmtes Volumen

Kubikmeter pro Kilogramm

m3/ kg

Stromdichte

Ampere pro Quadratmeter

A / m2

Magnetische Feldstärke

Ampere pro Meter

A / m

Konzentration (Stoffmenge)

Mol pro Kubikmeter

mol/m3

Luminance

Candela pro Quadratmeter

cd / m2

 

Tabelle 4. Abgeleitete SI-Einheiten mit speziellen Namen

Anzahl

Name der SI-Einheit

Symbol

Ausdruck in Begriffen
anderer Einheiten

Frequenz

Hertz

Hz

s- 1

Zwingen

Newton

N

m·kg/s2

Druck, Stress

Pascal

Pa

N / m2

Energie, Arbeit, Wärmemenge

joule

J

N · m

Kraft, Strahlungsfluss

Watt

W

J / s

Elektrische Ladung, Elektrizitätsmenge

Coulum

C

ihr

Elektrisches Potential, Potentialdifferenz, elektromotorische Kraft

Volt

V

W / A.

Kapazität

Farad

F

LEBENSLAUF

Elektrischer Widerstand

Ohm

Omega

V / A.

Elektrischer Leitwert

Siemens

S

A / V

Magnetischer Fluss

Weber

Wb

V·s

Magnetflußdichte

Tesla

T

Wb/m2

Induktivität

Henry

H

Wb/A

Celsius Temperatur1

Grad Celsius

C

K

Lichtstrom

Lumen

lm

cd·sr

Aktivität (eines Radionuklids)

Becquerel

Bq

s- 1

Absorbierte Dosis, übertragene spezifische Energie, Kerma, Index der absorbierten Dosis

Gray

Gy

J / kg

Äquivalentdosis, Index der Äquivalentdosis

Sievert

Sv

J / kg

1 Neben der thermodynamischen Temperatur (T) ausgedrückt in Kelvin (siehe Tabelle 105.1), Celsius
Temperatur (t) wird ebenfalls verwendet und ist durch die Gleichung definiert t = T – T0 woher T0 = 273.15 K durch
Definition. Zur Angabe von Celsius wird die Einheit „Grad Celsius“ verwendet, die der Einheit „Kelvin“ entspricht
Temperatur. Der Begriff „Grad Celsius“ ist hier ein spezieller Name, der „Kelvin“ ersetzt.
Eine Differenz oder ein Intervall der Celsius-Temperatur kann jedoch in Kelvin ausgedrückt werden
oder Grad Celsius.

Tabelle 5. Beispiele für abgeleitete SI-Einheiten, die mit speziellen Namen ausgedrückt werden

Anzahl

Name der SI-Einheit

Symbol

Dynamische Viskosität

Paskal zweiter

Pa · s

Kraftmoment

Newtonmeter

N · m

Oberflächenspannung

Newton pro Meter

N / m

Wärmestromdichte, Bestrahlungsstärke

Watt pro Quadratmeter

W / m2

Wärmekapazität, Entropie

Joule pro Kelvin

J / K

Spezifische Wärmekapazität, spezifische Entropie

Joule pro Kilogramm Kelvin

J/(kg·K)

Spezifische Energie

Joule pro Kilogramm

J / kg

Wärmeleitfähigkeit

Watt pro Meter Kelvin

W / (m · K)

Energiedichte

Joule pro Kubikmeter

J / m3

Elektrische Feldstärke

Volt pro Meter

V / m

Elektrische Ladungsdichte

Coulomb pro Kubikmeter

C / m3

Elektrische Flussdichte

Coulomb pro Quadratmeter

C / m2

Permittivität

Farad pro Meter

w/m

Durchlässigkeit

Henry pro Meter

H / m

Molare Energie

Joule pro Meter

J/Mol

Molare Entropie, molare Wärmekapazität

Joule pro Mol Kelvin

J/(mol·K)

Belichtung (Röntgen- und Gammastrahlen)

Coulomb pro Kilogramm

C/kg

Absorbierte Dosisleistung

Grau pro Sekunde

Gy/s

 

Tabelle 6. Beispiele für abgeleitete SI-Einheiten, die mit zusätzlichen Einheiten gebildet werden

Anzahl

Name der SI-Einheit

Symbol

Winkelgeschwindigkeit

Radiant pro Sekunde

rad / s

Winkelbeschleunigung

Bogenmaß pro Quadratsekunde

rad / s2

Strahlende Intensität

Watt pro Steradiant

W/sr

Glanz

Watt pro Quadratmeter Steradiant

W / (m2·sr)

 

Tabelle 7. SI-Präfixe

Faktor

Vorsilbe

Symbol

1018

exa

E

1015

Peta

P

1012

tera

T

109

giga

G

106

Mega-

M

103

Kilo

k

102

fertig

h

101

Deka

da

10- 1

so

d

10- 2

Centi

c

10- 3

Milli

m

10- 6

Mikrofon

μ

10- 9

nano

n

10- 12

pico

p

10- 15

femto

f

10- 18

atto

a

 

Tabelle 8. Mit SI verwendete Einheiten

Name

Symbol

Wert in SI-Einheit

Minute (Zeit)

Min.

1 Minute = 60 Sek

Stunde

h

1 Std. = 60 Min. = 3,600 s

Tag

d

1 d = 24 h = 86,400 s

Grad (Winkel)

1 = (pi/180) rad

Minute (Winkel)

1  = (1/60) = (pi/10,800) rad

Sekunde (Winkel)

1  = (1/60) = (pi/648,000) rad

Liter

l1

1 l = 1 dm3 = 10- 3 m3

Tonne2

t

1 t = 103 kg

Hektar (Landfläche)

ha

1 ha = 1 hm2 = 104 m2

Elektronenvolt3

eV

1 eV = 1.602 18 x 10- 19 J

Einheitliche atomare Masseneinheit3

u

1 u = 1.660 54 x 10- 27 kg

1 Sowohl „l“ als auch „L“ werden als Symbole für Liter akzeptiert.
2 In einigen Ländern, wie z. B. den Vereinigten Staaten, wird „metrische Tonne“ anstelle von „Tonne“ verwendet.
3 Die Werte dieser Einheiten in SI-Einheiten sind nicht genau bekannt; Die Werte müssen erhalten werden
durch Experiment. Das Elektronenvolt ist die kinetische Energie, die ein Elektron beim Durchgang erhält
durch eine Potentialdifferenz von 1 Volt im Vakuum. Die einheitliche atomare Masseneinheit ist gleich 1/12 von
die Masse des Atoms des Nuklids 12C.

 Tabelle 9. Umrechnung von Nicht-SI-Einheiten in SI-Einheiten

Von bis

Nach/von

Multiplizieren mit/Dividieren durch

Zoll (Zoll)

m

2.54 x 10- 2

Füße (ft)

m

0.3048

Quadratzoll (in2 )

m2

6.4516 x 10- 4

Quadratfuß (ft2 )

m2

9.2903 x 10- 2

Kubikzoll (in3 )

m3

1.638 71 x 10- 5

Kubikfuß (ft3 )

m3

2.831 68 x 10- 2

Liter (l)

m3

10- 3

Gallone (gal)

m3

4.546 09 x 10- 3

Meile/Stunde (mi Std- 1 )

ms- 1

0.477 04

Kilometer/Stunde (km Std- 1 )

ms- 1

0.277 78

Pfund (lb)

kg

0.453 592

Gramm/cm3 (gcm- 3 )

kg m- 3

103

Pfund/Zoll3

kg m- 3

2.767 99 x 104

mmHG

Pa

133.322

Atmosphäre (atm)

Pa

1.013 25 x 105

Pferdestärke (PS)

W

745.7

sehr

J

10- 7

Elektronenvolt (eV)

J

1.602 10 x 10- 19

Kilowattstunde (kWh)

J

3.6 x 106

Kalorie (cal)

J

4.1868

Dyne

N

10- 5

kgf

N

9.806 65

Pfundal

N

0.138 255

lbf

N

4.448 22

 

Wissen: Die Angaben in den Tabellen basieren hauptsächlich auf Daten des US National Institute of Standards and Technology (NIST).

 

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