ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ, ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗΣ ΚΑΙ ΡΕΥΣΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗΣ

6

2. Διεθνές Σύστημα Μονάδων (S.I.)Το Διεθνές Σύστημα Μονάδων (διεθνώς SI, ή «Μετρικό Σύστημα») αποτελεί ένα

δεκαδικό σύστημα έκφρασης συμβατικών μονάδων μέτρησης φυσικών μεγεθών μέτρων καισταθμών.

Το SI υιοθετήθηκε το 1961 κατά την 11η Γενική Διάσκεψη Μέτρων και Σταθμών καιαντικατέστησε τα παλαιότερα συστήματα μονάδων της φυσικής, όπως το Μετρικό ΣύστημαΜονάδων MKS (Meter Kilogram Second) και το CGS (Centimeter Gram Second).

Το SI χρησιμοποιείται επίσης λόγω του δεκαδικού χαρακτήρα του και σε τεχνικέςεφαρμογές σε μεγάλο ποσοστό του κόσμου έναντι παλαιοτέρων άλλων συστημάτων (όπως ταΑγγλοσαξωνικά συστήματα που βασίζονται σε ιδιαίτερες μονάδες όπως η ίντσα, η λίβρα κλπ).

2.1. Βασικές αρχέςΤο SI βασίζεται στις παρακάτω αρχές:• Υπάρχουν 7 θεμελιώδεις μονάδες.• Υπάρχει ένα σύνολο πολλαπλασιαστών που μπαίνουν ως προθέματα στις

μονάδες.• Από τις θεμελιώδεις μονάδες προκύπτουν παράγωγες μονάδες από τα γινόμενα

και τα πηλίκα τους.• Το σύνολο των θεμελιωδών και των παράγωγων μονάδων του SI, εκφράζει

ποσοτικά τα διαστατά φυσικά μεγέθη.

2.2. Θεμελιώδη και Συμπληρωματικά μεγέθη του Διεθνούς Συστήματος ΜονάδωνΜέγεθος Mονάδα

Θεμελιώδες Μάζα Χιλιόγραμμο (kg)Θεμελιώδες Μήκος Μέτρο (m)Θεμελιώδες Χρόνος Δευτερόλεπτο (s)Θεμελιώδες Ένταση ηλεκτρικού ρεύματος Αμπέρ (Α)Θεμελιώδες Απόλυτη/Θερμοδυναμική Θερμοκρασία Κέλβιν (K)Θεμελιώδες Ποσότητα Ουσίας Μολ (mol)Θεμελιώδες Ένταση Φωτεινότητας Καντέλα (Κηρίο) (cd)συμπληρωματικό Επίπεδη γωνία Ακτίνιο (rad)συμπληρωματικό Στερεά γωνία Στερακτίνιο (sr)

Σημείωση: Η καντέλα μπορεί να οριστεί με τη βοήθεια άλλων μονάδων του διεθνούςσυστήματος και κανονικά δεν είναι θεμελιώδης. Διατηρείται στον πίνακα των θεμελιωδώνμονάδων για ιστορικούς λόγους.

2.3. Προθέματα μονάδωνΣτο SI υπάρχει και ένα σύστημα προθεμάτων το οποίο επιτρέπει να χρησιμοποιούνται

μονάδες της τάξης μεγέθους που μας απασχολεί. Με το πρόθεμα πριν το όνομα της μονάδαςέχουμε ένα πολλαπλάσιο ή μια υποδιαίρεση της μονάδας κατά μία δύναμη τού 10. Καθώςθεωρήθηκε ότι να νέα μέτρα δεν είχαν την κατάλληλη κλίμακα για όλες τις εργασίες, ταπροθέματα έδωσαν την λύση ώστε να δημιουργηθούν με συστηματικό τρόπο οι κατάλληλεςμονάδες. Αρχικά η ιδέα ήταν η χρήση ελληνικών προθεμάτων για τα πολλαπλάσια (deca,hecto, kilo) και λατινικών για τις υποδιαιρέσεις (deci, centi, milli). Σήμερα τα προθέματα έχουνεπεκταθεί και χρησιμοποιούνται και εκτός του συστήματος SI. Ιδιαιτέρως σήμερα

ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ, ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗΣ ΚΑΙ ΡΕΥΣΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗΣ

7

χρησιμοποιούνται οι κυβικές δυνάμεις του 10. Χρησιμοποιείται επίσης πολύ το εκατοστό(centi), σπανίως το δέκατο (deci) και το δέκα (deca) και ουσιαστικά ποτέ το εκατό (hecto).

Στα ελληνικά χρησιμοποιείται το αντίστοιχο ελληνικό πρόθεμα (που είναι είτε τοκαθαρά ελληνικό πρόθεμα είτε μια αντίστοιχη εκδοχή του διεθνούς προθέματος. Ιδιαίτερα τοπρόθεμα kilo στα ελληνικά είναι χιλιο αλλά χρησιμοποιείται και ως κιλο (και μιλλι) ιδιαιτέρως αντο δεύτερο συνθετικό ακούγεται ξενικό (πχ συνήθως κιλοβάτ και όχι χιλιοβάτ, αλλά χιλιόμετροκαι όχι κιλόμετρο).

Διεθνέςόνομα Σύμβολο Πολλαπλασιαστής Κλίμακα Παράδειγμα

yotta Y 1024 επτάκις εκατομμυριάδα γιοττάμετρο

zetta Ζ 1021 εξάκις εκατομμυριάδα ζεττάμετρο

exa E 1018 πεντάκιςεκατομμυριάδα εξάμετρο

peta P 1015 τετράκις εκατομμυριάδα πετάμετρο

tera T 1012 τρισεκατομμυριάδα τεράμετρο

giga G 109 δισεκατομμυριάδα γιγάμετρο

mega M 106 εκατομμυριάδα μεγάμετρο

kilo k 103 χιλιάδα χιλιόμετρο

hecto h 102 εκατοντάδα εκατόμετρο

deca da 101 δεκάδα δεκάμετρο

– - 100 = 1 μονάδα μέτρο

deci d 10-1 δέκατο δεκατόμετρο

centi c 10-2 εκατοστό εκατοστόμετρο

milli m 10-3 χιλιοστό χιλιοστόμετρο

micro μ 10-6 εκατομμυριοστό μικρόμετρο

nano n 10-9 δισεκατομμυριοστό νανόμετρο

pico p 10-12 τρισεκατομμυριοστό πικόμετρο

femto f 10-15 τετράκιςεκατομμυριοστό

φεμτόμετρο(φέρμι)

atto a 10-18 πεντάκιςεκατομμυριοστό αττόμετρο

zepto z 10-21 εξάκις εκατομμυριοστό ζεπτόμετρο

yocto y 10-24 επτάκις εκατομμυριοστό γιοκτόμετρο

2.4. Παράγωγες μονάδεςΟι παράγωγες μονάδες του διεθνούς συστήματος προκύπτουν από τους συνδυασμούς

(μόνο με γινόμενα ή πηλίκα καθώς απαγορεύεται η πρόσθεση ασύμβατων φυσικών μεγεθών)των θεμελιωδών μονάδων. Κάθε διαστατό φυσικό μέγεθος που δεν περιγράφεται άμεσα από

ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ, ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗΣ ΚΑΙ ΡΕΥΣΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗΣ

8

κάποια θεμελιώδη μονάδα, μπορεί να περιγραφεί από κάποια παράγωγη. Στον παρακάτωπίνακα παρουσιάζονται ορισμένες συχνά χρησιμοποιούμενες παράγωγες μονάδες:

Φυσικόμέγεθος

Έκφρασηγινομένου ή

πηλίκουΠαράγωγη

μονάδαΙδιαίτερος

συμβολισμόςΌνομα τηςμονάδας

Επιφάνεια μήκος2 m2 - τετραγωνικό μέτρο

Όγκος μήκος3 dm3 l (liter)λίτρο, κυβικήπαλάμη, κυβικόδεκατόμετρο

Ταχύτητα Μήκος/Χρόνος m/s - μέτρο ανάδευτερόλεπτο

Επιτάχυνση Μήκος/Χρόνος2 m/s2 -μέτρο ανάδευτερόλεπτο στοτετράγωνο

Δύναμη Μάζα×Επιτάχυνση kg×m/s2 N (Newton) νιούτον

Πίεση - τάση Δύναμη/Επιφάνεια Ν/m2 Pa (Pascal) πασκάλ

Ροπή Δύναμη×Μήκος N×m - νιούτον επί μέτρο,νιουτόμετρο

Πυκνότητα Μάζα/Όγκος kg/m3 - χιλιόγραμμο ανάκυβικό μέτρο

Ειδικό βάρος Δύναμη/Όγκος N/m3 - νιούτον ανά κυβικόμέτρο

Έργο -Ενέργεια Δύναμη×Μήκος N×m J (Joule) τζάουλ

Ισχύς Έργο/Χρόνος J/s W (Watt) βατ

2.5. Μετατροπή Μονάδων

Μήκος1 m =10 dm =100 cm =1000 mm1 mm =1000 μ1 μ = 1000 mμ1 in = 2,54 cm1 in = 12 ft1 ft = 0,305 m

Επιφάνεια1 m2 = 100 dm2 =10000 cm2

1 ft2 = 144 in2 =0,093 m2 = 929 cm2

1 in2 = 6,45 cm2

ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ, ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗΣ ΚΑΙ ΡΕΥΣΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗΣ

9

Όγκος1 lt = 1dm3 =1000 cm3 = 1000 ml1 m3 = 1000 lt1 ft3 = 0,3053 m3 = 0,0284 m3 = 28,4 lt

Μάζα1 kg =1000 gr1 gr =1000 mg1 lbm = 0,453 kg = 453 gr1 slug = 32,2 lbm

ΘερμοκρασίαΔ 1oF = 5/9 o C, C = 5/9 (F – 32) Δ: ΔιαφοράΔ 1oK = 1 o C K = C + 273Δ 1oF = 1 o R R = F + 460

Δύναμη1 kp = 1000 p (gr*) = 1 kg 9,81 m/s2 = 9,81 Nt ≈ 10 Nt1 dyn = 1 gr cm/s2

1 p = 1 gr* = 1 gr 9,81 m/s2 = 1 gr 981 cm/s2 = 981 dyn1 lb = 1lbm 9,81 m/s2 = 453 gr 9,81 m/s2 =453 p9,81 m/s2 = 32,2 ft/s2

1 Nt = 1 kg m/s2

1 lb = 453 p = 1lbm 32,2 ft/s2

Πίεση1 bar = 1000 mbar ≈ 1kp/cm2 = 1 Atm = 10 m H2O.Για την ακρίβεια 1kp/cm2 = 0,981 bar1 atm = 1, 033 kp/cm2

1 Pa(scal) = 1 Nt / m2

1 bar = 105 Pa,1 mbar = 100 Pa1 atm = 760 mm Hg = 13,6 p / cm3 76 cm = 1033 p/ cm2 = 1,033 kp/cm2 = 1,013 bar

Ενέργεια –Έργο - Ισχύς1 kJ = 1000 J1 J = 1Nt m1 kcal = 1000 cal = 4,18 kJ

1 W = J/s1 kW = 1000 W = 1 kJ / s1kWh = 1000 W 3600 s = 1 kJ 3600 s / s = 3600 kJ