واحدهای SI در شیمی چیست؟

واحدهای SI در شیمی به یک سیستم اندازه گیری بین المللی اشاره دارند که مورد توافق دانشمندان سراسر جهان قرار گرفته است. هفت واحد SI پایه اندازه گیری می کنند:

• طول
• زمان
• مقدار ماده
• جریان الکتریکی
• دما
• توده
• شدت نورانی

اندازه گیری دقیق و دقیق در محیط های صنعتی، تولیدی و دانشگاهی بسیار مهم است. نه تنها به ما در تعیین ترکیب و ساختار مولکولی مواد ناشناخته کمک می‌کند، بلکه اندازه‌گیری‌های دقیق نیز از کالیبراسیون مناسب ابزارها اطمینان می‌دهد.

استفاده از سیستم بین المللی واحدها، ثبت و به اشتراک گذاری اندازه گیری های کلیدی را با دیگران در سراسر جهان آسان تر می کند. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد واحدهای SI در شیمی، دلیل استفاده از آنها و انواع مختلف، ادامه مطلب را بخوانید.

واحدهای SI چیست؟

واحدهای SI شامل هفت واحد پایه و واحدهای مشتق شده مختلف هستند. آنها بخشی از سیستم بین المللی واحدها هستند که سیستم متریک مدرن است. تقریباً همه کشورها از واحدهای SI در تجارت و بازرگانی استفاده می کنند. برای مثال، تولیدکنندگان خودرو و تامین‌کنندگان قطعات خودرو باید در مورد ابعاد دقیق قطعات به توافق برسند وگرنه هیچ چیز مناسب نیست.

برخی از کشورها از سیستم SI همراه با سایر سیستم های اندازه گیری مانند سیستم امپراتوری بریتانیا استفاده می کنند. از قضا، در انگلستان، سیستم SI سیستم ترجیحی اندازه گیری است. در همین حال، در ایالات متحده، سیستم امپراتوری هنوز به طور معمول مورد استفاده قرار می گیرد، زیرا بسیاری از آمریکایی ها بیشتر به آن عادت دارند.

این پلاک برنزی و متر رسمی حک شده بر روی دیواری در پاریس، سیستم متریک را به فرانسه معرفی کرد

سیستم SI رایج ترین سیستم اندازه گیری است که عمدتاً به دلیل راحتی آن است. در مقایسه با سایر سیستم های اندازه گیری نامناسب، سیستماتیک تر و منطقی تر است. از آنجایی که سیستم بر روی عدد ده استوار است، تبدیل آن از یک واحد به واحد دیگر آسان است.

به عنوان مثال، برای تبدیل یک متر به یک کیلومتر و بالعکس، فقط باید در ضریب هزار ضرب یا تقسیم شود. بنابراین، یک کیلومتر معادل 1000 متر است. این را با سیستم امپراتوری بی‌نظم مقایسه کنید، که در آن یک مایل معادل 5280 فوت است و مزایای آن آشکار است.

چرا دانشمندان از سیستم بین المللی واحدها استفاده می کنند؟

دانشمندان باید از سیستم بین المللی واحدها برای تسهیل تحقیق و همکاری استفاده کنند. بدون یک شکل ثابت اندازه‌گیری، بازتولید و تأیید آزمایش‌ها عملاً غیرممکن خواهد بود.

به عنوان یک پیگیری علمی، هر کار تحقیقاتی مهم در شیمی باید توسط همتایان مورد بررسی قرار گیرد. این فرآیند شامل بررسی اندازه‌گیری‌ها، داده‌ها و نتیجه‌گیری‌ها برای اطمینان از معتبر و قابل اعتماد بودن آنها است. اگر سیستم اندازه گیری استانداردی وجود نداشته باشد، این امر به سادگی قابل دستیابی نخواهد بود (یا حداقل بسیار گیج کننده خواهد بود).

یک چارچوب استاندارد مانند سیستم بین‌المللی واحدها به شیمیدانان و سایر دانشمندان اجازه می‌دهد تا در سطح بین‌المللی همکاری کنند و نتایج را به شیوه‌ای دقیق و دقیق به اشتراک بگذارند. همچنین احتمال خطا را به حداقل می رساند و به غلبه بر موانع زبانی کمک می کند.

سیستم بین المللی واحدها

سیستم بین‌المللی واحدها یا SI، سیستم متریک مدرنی است که توسط اعضای کنفرانس عمومی وزن‌ها و اندازه‌ها مورد توافق قرار گرفته است.

از طریق استانداردسازی دقیق علمی اندازه گیری بر اساس ثابت های فیزیکی و قوانین به خوبی تثبیت شده حفظ می شود. به عنوان مثال، یک ثانیه به عنوان چرخه های خاص تابش تولید شده توسط اتم سزیم-133 بین دو سطح تعریف می شود.

تقریباً همه کشورهای جهان، به استثنای چند مورد، از واحدهای اندازه گیری SI به عنوان واحدهای استاندارد خود استفاده می کنند. سیستم منسجم و راحت برای استفاده است. همانطور که در زیر توضیح می دهیم، دارای هفت واحد پایه – متر، ثانیه، مول، آمپر، کلوین، کیلوگرم و کندلا است.

7 واحد SI چیست؟

هفت واحد SI واحدهای پایه نامیده می شوند زیرا واحدهای دیگر از آنها مشتق شده اند. آنها یا با واحدهای دیگر ترکیب می شوند یا به واحدهای کوچکتر یا بزرگتر از خودشان تبدیل می شوند.

هفت واحد پایه SI طول، زمان، مقدار ماده، جریان الکتریکی، دما، جرم و شدت نور را اندازه‌گیری می‌کنند.

1. طول

متر واحد استاندارد SI برای طول است. با استفاده از ضریب ده به راحتی می توان آن را به واحدهای بزرگتر مانند کیلومتر یا کوچکتر مانند سانتی متر تبدیل کرد. متر تقریباً برابر با یک یارد است اما از نظر علمی بر اساس سرعت نور در خلاء تعریف شده است. این مسافت طی شده توسط نور در خلاء در 1/299,792,458 ثانیه است.

2. زمان

واحد SI زمان دوم است. این بر اساس سیستم اعداد و زمان باستانی تقسیم یک روز به 24 ساعت، 60 دقیقه در ساعت و 60 ثانیه در دقیقه است. تعریف علمی مدرن دوم، 9،192،631،770 چرخه تابش بین دو سطح انرژی در اتم سزیم-133 است.

3. مقدار ماده

مقدار ماده را می توان به روش های مختلف اندازه گیری کرد، مانند جرم، حجم، چگالی و واحدهای قابل تقسیم. در شیمی از همه اینها استفاده می شود اما استاندارد پیش بینی و محاسبه واکنش های شیمیایی مول است. یک مول از یک ماده معادل کل جرم مولی عناصر یک ماده است.

4. جریان الکتریکی

الکتریسیته را می توان از طریق واکنش های خود به خودی اکسیداسیون کاهش دو الکترود مختلف (آند و کاتد) در یک سلول گالوانیکی تولید کرد. هر دو الکترود با پتانسیل الکتریکی متفاوت می توانند الکتریسیته تولید کنند. جریان مقدار واقعی الکترون هایی است که از یک مدار عبور می کنند. با آمپر اندازه گیری شده، معادل 6.241509074×1018 الکترون است که از یک نقطه در یک ثانیه عبور می کند.

5. دما

واحدهای مختلف دما در شیمی مورد استفاده قرار می گیرند، از جمله مقیاس های سانتیگراد و فارنهایت. با این حال، واحد SI علمی تر دما مقیاس کلوین است. در مقیاس کلوین، صفر صفر مطلق است که معادل 273.15- درجه سانتیگراد است. این دمای نظری است که در آن حرکات ارتعاشی اتم ها و مولکول ها متوقف می شود.

6. توده

اگرچه گرم بیشتر در آزمایشات آزمایشگاهی شیمی به خاطر راحتی استفاده می شود، کیلوگرم واحد SI پایه است. درک تعریف علمی کیلوگرم بسیار دشوار است. توسط سه ثابت فیزیکی اساسی تعیین می شود که عبارتند از فرکانس گذار اتم سزیم، سرعت نور و ثابت پلانک.

7. شدت نورانی

اتم ها بسته به اینکه چگونه الکترون هایشان برای پرش به سطح انرژی بعدی و بازگشت برانگیخته می شوند، طول موج های خاصی از نور ساطع می کنند. عناصر را می‌توان به این روش شناسایی کرد و همچنین این است که چگونه دانشمندان ترکیب ستاره‌ها را تعیین می‌کنند.

در سیستم واحدهای SI، درخشندگی جسمی که نور ساطع می‌کند با کاندلا اندازه‌گیری می‌شود. این اندازه گیری توان نور در واحد زاویه جامد است. همانطور که از نام آن پیداست، تقریباً بر اساس درخشندگی یک شمع استاندارد است. گاهی اوقات از آن به عنوان قدرت شمع یاد می شود.

خلاصه

به عنوان یک رشته علمی، شیمی به اندازه گیری های دقیق و دقیق نیاز دارد. این اندازه‌گیری‌ها همچنین باید برای تسهیل بررسی همتایان و ارتباطات بین‌المللی استاندارد شوند. هفت واحد SI پایه در شیمی طول، زمان، مقدار ماده، جریان الکتریکی، دما، جرم و شدت نور را اندازه‌گیری می‌کنند.