Дайте определение физической величины. Приведите примеры величин, принадлежащих к группам физических процессов. Что такое экстенсивные и

Федеральное агентство по образованию РФ

ГОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет»

Кафедра «приборы, методы контроля»

Реферат 

Тема: «Дайте определение физической величины. Приведите примеры величин, принадлежащих к группам физических процессов. Что такое экстенсивные и интенсивные физические величины? В чем их сходство и различие? Приведите примеры ФВ каждого вида.»

                                                                             Выполнил:                                ///////////

                                               Проверил:                               //////////////

Ижевск 2009

                   Содержание

1        Основные понятия ………………………………………………………..3

2        Система физических величин……………………………………………7

3        Экстенсивные (аддитивные) и интенсивные (неаддитивные) физические величины……………………………….…………………….9

4        Список литературы……………………………………………………….11

Приложение……………………………………………………………….12

                         Основные Понятия

Под физической величиной понимают характеристику физических объектов или явлений материального мира, общую в качественном отношении для множества объектов или явлений, но индивидуальную для каждого из них в количественном отношении. Например, масса – физическая величина. Она является общей характеристикой физических объектов в качественном отношении, но в количественном отношении для различных объектов имеет свое индивидуальное значение.

Под значением физической величины понимают ее оценку, выражаемую произведением отвлеченного числа на принятую для данной физической величины единицу. Например, в выражении для давления атмосферного воздуха р = 95,2 кПа, 95,2 – отвлеченное число, представляющее числовое значение давления воздуха, кПа – принятая в данном случае единица давления.

Под единицей физической величины понимают физическую величину, фиксированную по размеру и принятую в качестве основы для количественной оценки конкретных физических величин. Например, в качестве единиц длины применяют метр, сантиметр и др.

Числовое значение физической величины – отвлеченное число, входящее в значение величины.

         Истинное значение физической величины – значение физической величины, которое идеальным образом характеризует в качественном и количественном отношении соответствующую физическую величину. Истинное значение физической величины может быть соотнесено с понятием абсолютной истины. Оно может быть получено только в результате бесконечного процесса измерений с бесконечным совершенствованием методов и средств измерений.

          Действительное значение физической величины – значение физической величины, полученное экспериментальным путем и настолько близкое к истинному значению, что в поставленной измерительной задаче может быть использовано вместо него.

        Физический параметр  –  физическая    величина, рассматриваемая при измерении данной физической величины как вспомогательная. При оценивании качества продукции нередко применяют выражение измеряемые параметры. Здесь под параметрами, как правило, подразумевают физические величины, обычно наилучшим образом отражающие качество изделий или процессов.

       Влияющая физическая величина – физическая величина, оказывающая влияние на размер измеряемой величины и (или) результат измерений.

      Система физических величин – совокупность физических величин, образованная в соответствии с принятыми принципами, когда одни величины принимают за независимые, а другие определяют как функции независимых величин. В названии системы величин применяют символы величин, принятых за основные. Так система величин механики, в которой в качестве основных приняты длина L, масса M и время T, должна называться системой LMT. Система основных величин, соответствующая Международной системе единиц (СИ),   должна    обозначаться   символами    LMTIΘNJ,   обозначающими соответственно символы основных величин – длины L, массы M, времени T, силы электрического тока I, температуры Θ, количества вещества N и силы света J.

       Основная физическая величина – физическая величина, входящая в систему и условно принятая в качестве независимой от других величин этой системы.

       Производная физическая величина – физическая величина, входящая в систему и определяемая через основные величины этой системы.

      Примеры производных величин механики системы LMT: скорость v

поступательного движения, определяемая (по модулю) уравнением v = dl / dt,

где l – путь, t – время; сила F, приложенная к материальной точке, определяемая (по модулю) уравнением F = ma , где m – масса точки, a – ускорение, вызванное действием силы F.

        Одной из важнейших характеристик физической величины является ее размерность. Размерность физической величины – выражение в форме степенного одночлена, составленного из произведений символов основных физических величин в различных степенях и отражающее связь данной физической величины с физическими величинами, принятыми в данной системе величин за основные с коэффициентом пропорциональности, равным 1.

          Степени символов основных величин, входящих в одночлен, в

зависимости от связи рассматриваемой физической величины с основными, могут быть целыми, дробными, положительными и отрицательными. Понятие размерность распространяется и на основные величины. Размерность основной величины в отношении самой себя равна единице, то есть формула размерности основной величины совпадает с ее символом.

     В соответствии с международным стандартом ИСО 31/0, размерность

величин следует обозначать знаком dim. В системе величин LMT размерность

величины Х будет: dim X = L M T , где L, M, T – символы величин, принятых

за основные (соответственно длины, массы, времени).

          Показатель размерности физической величины – показатель степени, в которую возведена размерность основной физической величины, входящая в размерность производной физической величины.

         Показатели степени l, m, t называют показателями размерности производной физической величины Х. Показатель размерности основной физической величины в отношении самой себя равен единице.

          Размерная физическая величина – физическая величина, в размерности которой хотя бы одна из основных физических величин возведена в степень, не равную нулю.

        Сила F в системе LMTIΘNJ является размерной величиной.

        Безразмерная физическая величина – величина, в размерность которой основные физические величины входят в степени, равной нулю.

           Уравнение связи между величинами – уравнение, отражающее связь между величинами, обусловленную законами природы, в котором под буквенными символами понимают физические величины.

           Уравнение v = l / t отражает существующую зависимость скорости v от

пути l и времени t.

          Уравнение связи между величинами в конкретной измерительной задаче часто называют уравнением измерений.

            Род физической величины – качественная определенность

физической величины.

            Длина и диаметр детали – однородные величины. Длина и масса детали – неоднородные величины.

                           Система физических величин

       Система физических величин — совокупность взаимосвязанных физических величин, образованная в соответствии с принятыми принципами, когда одни величины являются независимыми (основными величинами), а другие являются их функциями (производными величинами). Система физических величин представляет собой структурную схему связей физических величин. Эти связи описываются математическими выражениями, называемыми определяющими уравнениями. 

         Система величин, которая определяется Международной системой единиц СИ и которая принята в России, содержит семь основных системных величин, представленных в Табл.1.

Существуют две дополнительные единицы СИ – радиан и стерадиан, характеристики которых представлены в Табл. 2.

Из основных и дополнительных единиц СИ образованы 18 производных единиц СИ (см. Табл.3), которым присвоены специальные, обязательные к применению наименования. Шестнадцать единиц названы в честь ученых, остальные две – люкс и люмен (см. Табл.3).

Специальные наименования единиц могут быть использованы при образовании других производных единиц. Производными единицами, не имеющими специального обязательного наименования являются: площадь, объем, скорость, ускорение, плотность, импульс, момент силы и др.

Наравне с единицами СИ допускается применять десятичные кратные и дольные от них единицы. В Табл.4 представлены наименования и обозначения приставок таких единиц и их множители. Такие приставки называются приставками СИ.

Выбор той или иной десятичной кратной или дольной единицы прежде всего определяется удобством ее применения на практике. В принципе выбирают такие кратные и дольные единицы, при которых числовые значения величин находятся в диапазоне от 0,1 до 1000. Например, вместо 4000000 Па лучше применять 4 МПа.

Экстенсивные (аддитивные) и интенсивные (неаддитивные) физические величины

       Аддитивная величина – физическая величина, разные значения

которой могут быть суммированы, умножены на числовой

коэффициент, разделены друг на друга. К аддитивным величинам

относятся длина, масса, сила, давление, время, скорость и др.

Примеры аддитивных величин:

·              Энергия;

·              Энтропия;

·              Количество вещества (в случае смеси не взаимодействующих химически ингредиентов?);

·              Мощность;

·              Давление, плотность (в случае смеси идеальных газов);

·              Электрический заряд;

·              Электрический ток (параллельное соединение цепей);

·              Электрическое напряжение (последовательное соединение цепей);

·              Магнитный поток.

Свойство аддитивности для некоторых векторных физических величин называется принципом суперпозиции:

·              Напряжённость электрического поля, Напряжённость магнитного поля;

·              Импульс;

·              Сила.

Некоторые величины, такие как масса, скорость (относительное движение) или время (последовательные интервалы), допускают сложение в классической физике, но не в теории относительности.

          Неаддитивная величина – физическая величина, для которой

умножение на числовой коэффициент или деление друг на друга ее

значений не имеют физического смысла. К неаддитивным величинам

относят температуру по Международной практической температурной

шкале, твердость материалов и др.

  Пример неаддитвных величин:

1        Температура;

2        Давление;

                           Список литературы

1. Сена, Л. А. Единицы физических величин и их размерности / Л. А

   Сена. – М.: Наука, 1977. – 336 с.

2. Чертов, А. Г. Физические величины (терминология, определения,

   обозначения, размерности, единицы): справ. Пособие / А. Г.

   Чертов. – М.: Высш. шк., 1990. – 335 с.

3. Кузнецов, В. А. Основы метрологии: учеб. пособие / В. А.

   Кузнецов, Г. В. Ялунина. – М.: Изд-во стандартов, 1995. – 280 с.

                          Приложение

Таблица 1

Основные единицы СИ

* Кроме температуры Кельвина (обозначение Т) допускается применять также температуру Цельсия (обозначение t), определяемую выражением t = Т – 273,15 К. Температура Кельвина выражается в кельвинах, а температура Цельсия – в градусах Цельсия (°С). Интервал или разность температур Кельвина выражают только в кельвинах. Интервал или разность температур Цельсия допускается выражать как в кельвинах, так и в градусах Цельсия.

Таблица 2

Дополнительные единицы СИ

Таблица 3

Производные единицы СИ, имеющие специальные наименования

Пространственно-временные

Тепловые

Механические

Электрические и магнитные

Световые

Акустические

Ионизирующее излучение

Таблица 4

Наименования и обозначения приставок СИ для образования десятичных кратных и дольных единиц и их множители