Chapter 1: Introduction: Matter and Measurement

Back to chapter

1.8:

القياس: الوحدات المشتقة

JoVE Core
Chemistry

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

JoVE Core Chemistry

Measurement: Derived Units

Previous Video
1.7: Measurement: Standard Units

Next Video
1.9: Uncertainty in Measurement: Accuracy and Precision

Languages

Share

English العربية 中文 Nederlands français Deutsch עברית italiano 日本語 한국어 português русский español Türkçe

في عام 1960،المؤتمر العام للأوزان والقياسات اقترح النظام الدولي للوحدات،لوحدات القياس. ويحدد هذا النظام 7 وحدات أساسية للطول،والكتله،والوقت،والحرارة،وكمية المادة،والتيار الكهريائي،وشدة الإضاءة. وهده ما تسمى الوحدات الأساسية.وحدات القياس،وهي عباره عن مزيج من وحده أو أكثر من الوحدات الأساسية،معروفة بالوحدات المشتقة. الوحدتان المشتقتان الاكثر استخداماًفي الكيمياء هما الحجم و الكثافة. الحجم هو قياس الفراغ الذي يشغله جسماًما.وحدة النظام الدولي لقياس الحجم تعرف بوحدة الطول الأساسية،المتر. ولكن أي وحده قياس للطول،عند تكعيبها أو رفعها للأس 3،تصبح وحدة للحجم. على سبيل المثال،المتر المكعب،والسنتيميتر المكعب،والميليميتر المكعب،كلها وحدات للحجم.أما الكثافة،علي الصعيد الآخر،فهي نسبة كتله الجسم إلى حجمه وبذلك تعرف وحدة الكثاقة باستخدام وحدات القياس الأساسية للكتله والطول. وحدة النظام الدولي للكثافة هي كيلوغرام للمتر المكعب. عادة،تستخدم وحدة الغرام للسنتيميتر المكعب،لتعريف كثافة المواد الصلبة والسائلة،والغرام للتر لقياس كثافة الغازات.تعد الوحدات الأساسية والوحدات المشتقة عظيمة الاهمية لتحديد الخصائص المختلفة للمادة. ويمكن تقسيم هذه الخصائص على نطاق واسع إلى مجموعتين مكثفة و واسعه. عندما تكون الخاصية مستقلة عن كمية للمادة الحاضره،تعرف بالخاصيه المكثفة الحرارة،والكثافة،ونقطة الغليان،والذوبان،والرائحه،والصلابه كلها أمثلة على خصائص مكثفة.كثافة القصدير،مثلا 7.3 غرام للسنتيميتر المكعب،وتبقى كذلك سواء كان معنا غرام او كيلوغرام من القصدير. وبذلك،الكثافة هي 7.3 غرام للسنتيميتر المكعب للمادة،يمكن أن تستخدم لتعريف المادة بأنها القصدير. في الواقع،كل الخصائص المكثفه يمكن أن تستخدم للتعرف على المادة،حيث هذه الخصائص لا تتغير مع كمية أو حالة العينه.أما الخاصية الواسعه،من ناحية أخري،فهي تعتمد على كمية المادة الموجودة. الكتلة،والحجم،والطول كلها خصائص واسعه. تتغير الخصائص الواسعه مع حجم العينه وحالتها.وهذا ما يجعلها أداه غير مجدية للتعرف على المواد. فكتلة عينه ما،على سبيل المثال،لن تكون مفيده في التعرف على المادة بأنها قصدير.

1.8:

القياس: الوحدات المشتقة

يحتوي النظام الدولي للوحدات أو نظام SI، بموجب اتفاقية دولية، على وحدات قياس ثابتة لسبع خصائص أساسية: الطول، والكتلة، والوقت، ودرجة الحرارة، والتيار الكهربائي، وكمية المادة واللمعان. وتسمى هذه الوحدات بالوحدات الأساسية للنظام الدولي للوحدات.

تسمى وحدات القياس المستمدة من التركيبة الرياضية للوحدات الأساسية للنظام الدولي للوحدات بالوحدات المشتقة من النظام الدولي للوحدات. على سبيل المثال، تعطي نسبة وحدة النظام الدولي للمسافة (متر؛ م) ووحدة النظام الدولي للتوقيت (ثانية؛ ث) والوحدة المشتقة من النظام الدولي للسرعة (متر في الثانية؛ م/ث). ثمة طريقة أخرى شائعة للتعبير عن سرعة جسم ما وهي استخدام الأميال في الساعة (ميل/ساعة). كما تعتبر الأميال في الساعة أيضاً وحدة مشتقة، على الرغم من أن الوحدات الأساسية ليست وحدات SI. بشكل عام، أي وحدة مشتقة هي مزيج من وحدات أخرى.

الوحدات المشتقة: الحجم والكثافة

الحجم هو قياس مقدار المساحة التي يشغلها الجسم. تحدد وحدة الطول وحدة الحجم.

وحدة الحجم المشتقة من النظام الدولي للوحدات هي متر مكعب (م3)، وهو مكعب بطول متر واحد بالضبط. لتوزيع متر مكعب من الماء، يمكننا بناء صندوق مكعب بطول متر واحد بالضبط. يحتوي هذا الصندوق على متر مكعب من الماء أو أي مادة أخرى.

وحدات الحجم الشائعة الأخرى هي الديسيمتر المكعب (دم3) والسنتيمتر المكعب (سم3). يحتوي المكعب بطول ديسيمتر واحد (أو 10 سم) على حجم ديسيمتر مكعب واحد (1 ديسيمتر مكعب أو 1000 متر مكعب). اللتر (ل) هو الاسم الأكثر شيوعًا للديسيمتر المكعب. يساوي لتر واحد 1000 ملليلتر، ويساوي ملليلتر الواحد سنتيمتر مكعب واحد.

كثافة المادة هي نسبة كتلة المادة إلى حجمها

وبالتالي، يتم تعريف وحدات الكثافة بوحدتي الكتلة والطول (الحجم = الطول 3). بما أن وحدة الكتلة في النظام الدولي للوحدات هي الكيلوغرام (كغ) والحجم هو المتر المكعب (م3)، فإن وحدة الكثافة المشتقة من النظام الدولي للوحدات هي الكيلوغرام لكل متر مكعب (كغ/م3).

هناك وحدة مشتركة أخرى، وهي جرامات لكل سنتيمتر مكعب (غ/سم3) تستخدم غالباً لكثافة المواد الصلبة والسوائل، والغرام لكل لتر (غ/ل) للغازات.

الخصائص الشاملة والمكثفة للمادة

تعبر وحدة القياس عن مقدار الكمية الفيزيائية المستخدمة لتحديد خاصية فيزيائية للمادة. يمكن أن تكون الخصائص الفيزيائية شاملة أو مكثفة. إذا كانت الخاصية تعتمد على كمية المادة الموجودة، فهي خاصية شاملة. تشمل الخصائص الشاملة الكتلة والوزن والحجم. على سبيل المثال، لتر من الحليب له كتلة أكبر من كوب الحليب. تتناسب قيمة الخاصية الشاملة طرديّاً مع كمية المادة المعنية. على العكس من ذلك، إذا لم تكن الخاصية تعتمد على كمية المادة الموجودة، فهي خاصية مكثفة. درجة الحرارة هي مثال على الخاصية المكثفة. إذا كان لتر واحد من الحليب وكوب واحد من الحليب عند درجة حرارة 20&درجة;مئوية، فستظل درجة حرارتهما عند درجة حرارة 20&درجة;مئوية عند الجمع بينهما. فكّر في مثال آخر لفهم الخصائص المميزة ولكن ذات الصلة للحرارة ودرجة الحرارة. إن قطرة من زيت الطهي الساخن المتناثر على ذراعك تتسبب في انزعاج طفيف ووجيز، في حين يتسبب وعاء من الزيت الساخن حروق بالغة. كل من قطرة ووعاء النفط في نفس درجة الحرارة (خاصية مكثفة)، ولكن وعاء الزيت يحتوي على قدر أكبر من الحرارة (خاصية شاملة).

هذا النص مأخوذ من Openstax, Chemistry 2e, Section 1.3: Physical and Chemical Properties وOpenstax, Chemistry 2e, Section 1.4: Measurements.

Tags

Measurement Derived Units SI System Base Units Volume Density Meter Mass Length Ratio Substance Intensive Property Extensive Property