القياسات والنظام العالمي للوحدات

علم الكيمياء هو علم تجريبي يعتمد على القياسات وفي العادة يتم التعبير عن الكمية المقاسة بواسطة عدد يتكون من رقم أو عدة أرقام له وحدة قياس مناسبة. يعتبر استخدام الوحدات أساسيا للتعبير عن أي قياس دقيق.

وحدات القياس : وحدات أساسية : هي الوحدات التي تعبر عن كميات معروفة بحد ذاتها ولا تحتاج إلى كميات أخرى لتعريفها مثل الطول والكتلة والزمن. وحدات مشتقة : هي الوحدات التي تتكون من حاصل ضرب أو قسمة وحدتين أو أكثر متشابهتين أو مختلفتين من الوحدات الأساسية.

أنظمة وحدات القياس : يوجد نظامين لوحدات القياس النظام الانجليزي النظام المتري (العالمي SI) : يحتوي على 7 وحدات أساسية الكمية الوحدة الرمز الطول متر m درجة الحرارة كلفن K الكتلة كيلو جرام Kg كمية المادة مول Mol الزمن ثانية s شدة ضوئية كانديلا Cd شدة التيار الكهربائي أمبير A

يمكن استخدام وحدات النظام العالمي في اشتقاق العديد من وحدات القياس الأخرى والجدول التالي يوضح بعض الوحدات المشتقة لمجموعة من الكميات المختلفة الكمية الوحدة الرمز تعريف الوحدة السرعة v m/s هو مقدار المسافة التي يقطعها الجسم المتحرك بالنسبة لوحدة الزمن. القوة F النيوتين N هو مقدار القوة التي تحرك جسما صلبا كتلته كيلو جرام واحد بتسارع قيمته 1m/s-2. الشغل W الطاقة E الجول J قيمة الشغل الذي تبذله قوة مقدارها نيوتن واحد خلال انتقال نقطة تأثيرها بمسافة واحد متر في اتجاه ومنحنى القوة. الضغط P الباسكال Pa قيمة الضغط الناتج عن التأثير الموزع لقوة ضاغطة مقدارها نيوتن واحد على سطح مساحة متر مربع واحد. الحجمV متر3 m3 الطول*العرض*الارتفاع (مكعب الطول ). الكثافةd جم/سم3 g/cm3 كتلة وحدة الحجوم للمادة.

يمكن الحصول على مقادير صغيرة أو كبيرة من الوحدات ولكن تحتاج إلى بادئات خاصة. مثال : 1 كيلو متر = 103 متر المقطع قيمة المضاعفات تيرا (tera) 1012 ديسي(deci) 10-1 جيجا (giga) 109 سنتي(centi) 10-2 ميجا (mega) 106 ميللي(milli) 10-3 كيلو(kilo) 103 ميكرو(micro) 10-6 هكتو(hecto) 102 نانو(nano) 10-9 ديكا(deca) 10 بيكو(pico) 10-12

بعض التطبيقات على وحدات القياس : الطول والكتلة : مثال : جسم طوله 350 سم ما طول الجسم بالكيلو متر ؟؟ نحول الطول من سم إلى متر ثم نحوله إلى كيلومتر 350 cm * 1 m/100 = 3.50m km 3.50 * 1 km/1000 = 3.5*10-3

الحجم : 1 لتر = 1000 سم3 = 1000مللتر مثال : جسم حجمه 0.75 سم3. احسب حجمه بالملمتر المكعب ؟ 1 cm3 = 10mm * 10mm *10 mm = 1000mm3 0.75 cm3 * 1000 mm3/1cm3 = 750 mm3

الكثافة : هي كتلة وحدة الحجوم للمادة ووحدتها جم / سم3 . كثافة الماء = 1 جم / سم3 كثافة الغازات تقاس بوحدة جم / لتر لصغرها بالنسبة للسوائل والمعادن مثال : احسب كثافة كحول كتلته 76.5 جم وحجمها 96.9 مللتر ؟ الكثافة = الكتلة / الحجم = 76.5/96.9 = 0.789 gm/ml

درجة الحرارة : هي مقياس السخونة أو البرودة للجسم. تنتقل من الأجسام الأكثر سخونة إلى الأجسام الأكثر برودة. تقاس بجهاز الترمومتر ( تستفيد من خاصية تمدد السوائل بالحرارة وانكماشها بالبرودة ). مثل الترمومتر الزئبقي الذي يحتوي على مادة الزئبق . من أهم أنظمة قياس درجة الحرارة المقياس المئوي (السلزيوسي) والمقياس الفهرنهايتي و مقياس كلفن

المقياس المئوي : اعتبر درجة تجمد الماء النقي 0 C ودرجة غليان الماء النقي 100 C ثم قسم المسافة بينهما إلى مائة قسم. المقياس الفهرنهايتي : اعتبر نقطة تجمد الماء 32 F ونقطة غليانه 212 F المسافة بينهما قسمت إلى 180 درجة فهرنهاتية F = 9/5 C + 32 C = 5/9 (F – 32) مقياس كلفن : الوحدة الأساسية لقياس درجة الحرارة في النظام العالمي وهو مقياس مطلق حجم درجة الحرارة الواحدة على مقياس سلزيوس وكلفن متساوي بمعنى اذا تغيرت درجة الحرارة بمقدار 1K هذا يعني تغيرها بمقدار 1C 273.15+ TK = TC