BÖLÜM 7. BİRİM SİSTEMLERİ VE BİRİM DÖNÜŞÜMLERİ

BÖLÜM 7. BİRİM SİSTEMLERİ VE BİRİM DÖNÜŞÜMLERİ

7.1. Birim Sistemleri Genel Kimya, Akışkanlar Mekaniği, Termodinamik, Reaksiyon Mühendisliği gibi birçok temel ve mühendislik derslerinde karşılaşılan problemlerde, herhangi bir fiziksel büyüklüğün anlamlı yorumlanabilmesi için boyutları ile birlikte verilmesi gerekir. Boyut ölçülebilecek bir büyüklüğün türünü (uzunluk, kütle, zaman) gösterir. Birim ise boyutları gösteren büyüklükler (m, kg, s), olarak tanımlanır.

Ana boyutlar: Kütle (m) uzunluk (L) zaman(t) ve sıcaklık (T) vs. Türetilmiş boyutlar: ana boyutlar cinsinden ifade edilebilir: hız(v) enerji (E), hacim (V) vs. Birim sistemleri: CGS MKS FPS SI Birim Sistemi Bir niceliğin sayısal değerini başka bir birimle ifade etmek için çevirme faktörleri kullanılır.

CGS Birim Sistemi CGS Birim Sisteminin temel fiziksel büyüklükleri ve bu büyüklükler için seçilen birimler Çizelge 7.1 de verilmiştir. Bu temel birimlerin yardımıyla diğer fiziksel büyüklüklerin birimleri de türetilebilir. Çizelge 7.1. CGS birim sisteminin temel birimleri Fiziksel Büyüklük Birimi Simgesi Uzunluk Santimetre cm Kütle Gram g Zaman Saniye s

Çizelge 7.2. CGS birim sisteminde kullanılan bazı fiziksel büyüklükler ve birimleri Fiziksel Büyüklük Simgesi Boyutu Alan cm 2 L 2 Hacim cm 3 L 3 Hız cm/s L T -1 İvme cm/s 2 L T -2 Basınç dyn/cm 2 M L -1 T -2 Yoğunluk g/cm 3 M L -3 Kinematik viskozite cm 2 /s L 2 T -1 Dinamik viskozite g/cm s M L -1 T -1 Hacimsel debi cm 3 /s L 3 T -1 Kuvvet dyn M L T -2 Enerji Erg M L 2 T -2

MKS Birim Sistemi MKS Birim Sisteminin temel fiziksel büyüklükleri ve bu büyüklükler için seçilen birimler Çizelge 7.3 de verilmiştir. Bu temel birimlerin yardımıyla diğer fiziksel büyüklüklerin birimleri de türetilebilir. Çizelge 7.3. MKS birim sisteminin temel birimleri. Fiziksel Büyüklük Birimi Simgesi Uzunluk Metre m Kütle Kilogram kg Zaman Saniye s

Çizelge 7.4 MKS Birim Sisteminde kullanılan bazı fiziksel büyüklükler ve birimleri Fiziksel Büyüklük Simgesi Boyutu Alan m 2 L 2 Hacim m 3 L 3 Hız m/s L T -1 İvme m/s 2 L T -2 Basınç N/m 2 M L -1 T -2 Yoğunluk kg/m 3 M L -3 Kinematik viskozite m 2 /s L 2 T -1 Dinamik viskozite kg/ms M L -1 T -1 Hacimsel debi m 3 /s L 3 T -1 Kuvvet kg f M L T -2 Enerji kg f m M L 2 T -2

Kütlesi m olan bir maddeyi yerçekimi ivmesinin g olduğu bir yerde, yerin merkezine doğru çeken mg kuvvetine eşit olarak tanımlanan ağırlık için MKS birim sisteminde birimin simgesi olması gerekirken bu sistemde kg f kullanılmaktadır.

FPS Birim Sistemi (İngiliz Birim Sistemi) İngiliz Birim Sisteminin temel fiziksel büyüklükleri ve bu büyüklükler için seçilen birimler Çizelge 7.5 de verilmiştir. Çizelge 7.5. FPS MKS birim sisteminin temel birimleri. Fiziksel Büyüklük Birimi Simgesi Uzunluk Feet ft Kütle Pound-kütle lb m Zaman Saniye s

Çizelge 7.6. FPS Birim Sisteminde kullanılan bazı fiziksel büyüklükler ve birimleri Fiziksel Büyüklük Simgesi Boyutu Alan ft 2 L 2 Hacim ft 3 L 3 Hız ft/s L T -1 İvme ft/s 2 L T -2 Basınç lb f M L -1 T -2 Yoğunluk lb m /ft 3 M L -3 Kinematik viskozite ft 2 /s L 2 T -1 Dinamik viskozite lb m /fts M L -1 T -1 Hacimsel debi ft 3 /s L 3 T -1 Kuvvet lb f M L T -2 Enerji kg f m M L 2 T -2

olması gerekirken bu sistemde lb f kullanılmaktadır.

SI Birim Sistemi SI birim sistemi MKS birim sistemi ile temelde benzer özellikler göstermektedir. Ancak MKS birim sisteminin keyfi olarak tanımlanmış bazı birimleri, özellikle kgf ilişkisinde olduğu gibi karışıklıklara yol açan bazı yönleri SI birim sisteminde bilimsel temellere oturtulmuştur. SI birim sisteminin birbirinden bağımsız olan 7 temel fiziksel büyüklüğü Çizelge 7.6 da gösterilmiştir.

Çizelge 7.7. SI birim birim sisteminin temel birimleri Temel Büyüklük Birimi Simgesi Boyutu Uzunluk Metre m L Kütle Kilogram kg M Zaman Saniye s T Elektrik Akamı Amper A I Termodinamik Sıcaklık Kelvin K K Madde Miktarı Mol n N Işık Şiddeti Kandela Cd I v

Çizelge 7.8. SI birim sistemindeki kimi büyüklüklerin türetilen birimleri Fiziksel Büyüklük Simgesi Boyut Alan m 2 L 2 Hacim m 3 L 3 Hız m/s L T -1 İvme m/s 2 L T -2 Basınç N/m 2 M L -1 T -2 Yoğunluk kg/m 3 M L -3 Kinematik viskozite m 2 /s L 2 T -1 Dinamik viskozite kg/m s M L -1 T -1 Hacimsel debi m 3 /s L 3 T -1 Kuvvet N M L T -2 Momentum Ns M L T -1 Enerji Joule M L 2 T -2 Güç Watt M L 2 T -3

Kuvvet Newton, N 1 N = 1 kg m/s 2 Basınç Pascal, Pa 1 Pa = 1 N/m 2 Enerji, iş, ısı Joule, J 1 J = 1 N m Güç Watt, W 1 W = 1 J/s

Çizelge 7.9. SI birim sisteminin as ve üs katları Üs Katlar As Katlar Birim Çarpanı Birim Adı ve Simgesi Birim Çarpanı Birim Adı ve Simgesi 10 Deka, da 10-1 Desi, d 10 2 Hekto, h 10-2 Centi, c 10 3 Kilo, k 10-3 Mili, m 10 6 Mega, M 10-6 Mikro, 10 9 Giga, G 10-9 Nano, n 10 12 Tera, T 10-12 Piko, p 10 15 Penta, P 10-15 Femto, f 10 18 Eksa, E 10-18 Atto, a