Presentazione unita` di misura e pressione

Prof. Roberto Riguzzi
1
SISTEMA INTERNAZIONALE (SI)
• Il SI è un sistema di unità di misure «assoluto»
• Si divide in:
• Grandezze fondamentali (lunghezza l, massa m, tempo
t, corrente elettrica i, temperatura T, intensità luminosa
Iv e quantità di sostanza n) con le relative unità di
misura (metro m, chilogrammo kg, secondo s,
temperatura K, ampere A, candela cd e mole mol).
• Grandezza derivate che sono generate dalla
combinazione di quelle fondamentali superfice, forza,
pressione, volume, portata accelerazione, velocità).
CALCOLO DIMENSIONALE E IL
PRINCIPIO DI OMOGENEITA’
Studia le relazioni fra le grandezze fondamentali
che partecipano alla definizione di una
grandezza derivata. Si possono applicare sia alle
grandezza con i relativi simboli che alle unità di
misura. Le grandezza (unità di misura) derivate si
esprimono con espressione esponenziali della
grandezze (unità di misura) fondamentali che al
costituiscono.
Esempio [F]= [M] [L] [T-2] N= kg m s-2
CALCOLO DIMENSIONALE E IL
PRINCIPIO DI OMOGENEITA’
• Attraverso l’analisi dimensionale possiamo studiare le
grandezze fondamentali coinvolte in determinate
trasformazioni fisiche.
• Le grandezze fisiche possono essere sommate o
sottratte solo se hanno le stesse dimensioni (per le
unità di misura deve essere uguale non solo la u.m. ma
anche il suo multiplo o sottomultiplo).
• I due membri di una eguaglianza devono avere le
stesse dimensioni (principio di omogeneità).
• In questo secondo caso, se i prefissi della u.m. non
sono tra loro omogenei bisogna operare la conversione
(o equivalenza).
Sistemi cgs e mks
Il sistema centimetro-grammo-secondo (CGS) è un sistema di unità di misura.
Si basa su queste tre unità, derivando da queste le altre. MKS (basate su metro
chilogrammo e secondo) sono le u.m. ufficiali del SI e sono riportate nell’ultima
colonna. Esistono altri sistemi, in particolare quello con le unità di misura
anglosassoni, ormai in disuso.
Dimensione
Nome dell'unità
Definizione
Rapporto con le
unità SI
lunghezza
centimetro
1 cm
= 10−2 m
massa
grammo
1g
= 10−3 kg
tempo
secondo
1s
accelerazione
galileo
1 Gal = 1 cm/s²
= 10-2 m/s2
forza
dyne
1 dyn = 1 g·cm/s²
= 10−5 N
energia
erg
1 erg = 1 g·cm²/s²
= 10−7 J
potenza
erg per secondo
1 erg/s = 1 g·cm²/s³
= 10−7 W
pressione
baria
1 Ba = 1 dyn/cm² =
1 g/(cm·s²)
= 10−1 Pa
viscosità
poise
1 P = 1 g/(cm·s)
= 10−1 Pa·s
PRESSIONE
La pressione è una grandezza fisica definita come
il rapporto tra il modulo della forza agente
ortogonalmente su una superficie e la sua area
P=
𝐹
𝑆
Nel SI o MKS si misura in Newton su metro quadro.
L’unità così ottenuta è il Pascal (Pa)
𝑁
Pa= 2
𝑚
(kg m-1 s-2)
Dal punto di vista dimensionale
[p]=M L-1 T-2
PRESSIONE
Sono in uso altri modi per esprime la pressione, in funzione del sistema di unità di misura
utilizzato e dell’ambito scientifico di utilizzo.
La tabella riporta il valore della pressione al livello del mare con le diverse unità di misura).
Le atmosfere tecniche rappresentano la forza di un kg forza su centimetro quadrato. Il kgf
corrisponde alla forza di un kg che subisce l’accelerazione di gravità (9,8066 m/s-2), quindi 9,81
9,8066 𝑁
9,8066 𝑁
N. Trasformandolo in Pascal diventa
=
2
2 = 98066Pa
𝑐𝑚
0,0001𝑚
Possono avere:
Atmosfera tecnica assoluta (ata) che fissa lo zero alla pressione nel vuoto
Atmosfera tecnica relativa (ate) che fissa lo zero 1 ATM
Atmosfere fisiche (atm)
1
ATMOSFERE TECNICHE (at;kgf/cm2) 1,033
Pascal (Pa; N/m2)
101325
Millimetri di mercurio (torr)
760,00
Bar (105 Pascal)
1,01325
Metri colonna d‘acqua (m.c.a.)
10,33
p.s.i. (pound square inch)
14,696
Baria (Ba; dyn/cm2; 10-1Pa)
1013250
ESERCIZI
1) Svolgi le equivalenze fra i seguenti volumi
cm3
cL
hL
m3
dm3
mL
daL
mL
dL
3,45 L
2) Svolgi le equivalenze fra le seguenti densità
2,54 g/cm3=
g/dm3 =
kg/dm3=
3) Svolgi le equivalenze fra le seguenti velocità: m/s
350 km/s=
km/h=
4A) Svolgi le equivalenze fra le seguenti portata
25,3 L/min=
2,87 kg/s=
km/h
kg/m3=
km/s
m/s
m3/s=
t/h=
m3/h
kg/h
4B) Consideriamo la portata di un solvente con d=0,1,15 g/mL
3,85 L/min =
kg/h
2500 kg/h=
m3/s
4C) Consideriamo la portata di vapore acqueo (MM=18.02g/mol)
4,558 Kmol/s=
mol/h=
kg/h
5) Svolgi le equivalenze fra le seguenti concentrazioni:
ppb
2500ppm
%m/m
g/kg
t/m3
kg/s=