Страница 24 - гдз по химии 8 класс учебник Журин

Почему была введена Международная система единиц (СИ)?

Почему была введена Международная система единиц (СИ)?

Международная система единиц (СИ) была введена с целью унификации и стандартизации измерений в мировом масштабе. До её принятия в 1960 году на XI Генеральной конференции по мерам и весам в мире существовало множество различных и не связанных между собой систем единиц, что создавало серьезные проблемы.

Ключевые причины введения СИ:

• Устранение путаницы в науке и технике. Ученые и инженеры в разных странах и даже в разных областях науки использовали различные единицы (например, футы, дюймы, фунты в одних странах; метры, граммы — в других; системы СГС, МКГСС в физике). Это затрудняло обмен научной информацией, совместные проекты и приводило к дорогостоящим ошибкам. Знаменитый пример — потеря космического аппарата NASA Mars Climate Orbiter в 1999 году из-за несогласованности в использовании метрических и британских имперских единиц в программном обеспечении.
• Облегчение международной торговли. Разнообразие единиц измерения создавало барьеры для мировой экономики. Производителям и потребителям приходилось постоянно пересчитывать объемы и веса товаров, что усложняло заключение контрактов и могло приводить к коммерческим спорам. Единая система упростила торговлю и экономические отношения между странами.
• Создание когерентной (согласованной) системы. Одно из главных преимуществ СИ — её когерентность. Это означает, что все производные единицы получаются из основных (метр, килограмм, секунда и т.д.) с помощью уравнений, не содержащих числовых коэффициентов. Например, единица силы, ньютон, определяется как $1 \text{ Н} = 1 \frac{\text{кг} \cdot \text{м}}{\text{с}^2}$. Это делает физические формулы и расчеты значительно проще и логичнее по сравнению со старыми системами, где было множество переводных множителей.
• Удобство и простота использования. Система СИ является десятичной. Для обозначения больших и малых величин используются стандартные приставки (кило-, милли-, микро- и т.д.), что интуитивно понятно и удобно для вычислений и записи результатов.

Таким образом, введение СИ стало необходимым шагом для развития глобальной науки, технологии и экономики, обеспечив единый и универсальный "язык" измерений для всего человечества.

Ответ: Международная система единиц (СИ) была введена для создания единого, универсального стандарта измерений, чтобы устранить путаницу и ошибки, возникающие из-за существования множества различных систем единиц в мире. Это было необходимо для упрощения и повышения точности в международном научном сотрудничестве, технике и торговле, а также для создания логичной и удобной системы расчетов.

Какие единицы массы использовались в России и за рубежом?

Единицы массы, использовавшиеся в России

До введения метрической системы мер в России использовалась самобытная система единиц массы, которая была официально отменена в 1918 году, но фактически оставалась в употреблении до конца 1920-х годов. Основные единицы этой системы имели следующие соотношения:

• 1 берковец = 10 пудов
• 1 пуд = 40 фунтов
• 1 фунт (или гривна) = 32 лота = 96 золотников
• 1 лот = 3 золотника
• 1 золотник = 96 долей

Самой мелкой единицей была доля. В пересчёте на современную метрическую систему эти единицы равнялись:

• 1 берковец = $163.8 \text{ кг}$
• 1 пуд = $16.38 \text{ кг}$
• 1 фунт = $409.512 \text{ г}$
• 1 лот = $12.797 \text{ г}$
• 1 золотник = $4.266 \text{ г}$
• 1 доля = $44.435 \text{ мг}$

Ответ: В России до XX века использовалась собственная система единиц массы, основанная на таких мерах, как доля, золотник, лот, фунт, пуд и берковец.

Единицы массы, использовавшиеся за рубежом

За рубежом, в первую очередь в странах Британской империи, а в настоящее время в США, Либерии и Мьянме, применялась и частично продолжает применяться имперская (английская) система мер. К основным единицам массы в этой системе относятся:

• Гран (grain) ≈ $64.8 \text{ мг}$
• Унция (ounce, oz) = $28.35 \text{ г}$
• Фунт (pound, lb) = 16 унций = 7000 гранов ≈ $453.59 \text{ г}$
• Стоун (stone, st) = 14 фунтов ≈ $6.35 \text{ кг}$ (используется в основном в Великобритании и Ирландии для измерения веса тела)
• Американская (короткая) тонна (short ton) = 2000 фунтов ≈ $907.2 \text{ кг}$
• Британская (длинная) тонна (long ton) = 2240 фунтов ≈ $1016 \text{ кг}$

Кроме того, во многих странах мира до повсеместного распространения метрической системы существовали свои уникальные единицы измерения массы, например, в Китае — цзинь, в Японии — моммэ, в арабских странах — дирхам.

Ответ: За рубежом были распространены различные системы мер. Наиболее известной является имперская система (Великобритания, США) с такими единицами, как унция, фунт и тонна, которые отличаются по величине от метрических аналогов.

Современные международные единицы массы

Сегодня в подавляющем большинстве стран мира, включая Россию, официальной является Международная система единиц (СИ). Это десятичная система, что делает все расчёты в ней удобными. Основной единицей массы в СИ является килограмм. Другие широко используемые единицы являются производными от него:

• Тонна (т) = $1000 \text{ кг}$
• Центнер (ц) = $100 \text{ кг}$ (не является официальной единицей СИ, но широко применяется в сельском хозяйстве и торговле)
• Килограмм (кг) — основная единица массы
• Грамм (г) = $10^{-3} \text{ кг} = 0.001 \text{ кг}$
• Миллиграмм (мг) = $10^{-3} \text{ г} = 0.000001 \text{ кг}$

Эта система является общепринятым стандартом в науке, промышленности, торговле и повседневной жизни по всему миру.

Ответ: В настоящее время в России и почти во всех странах мира используется метрическая система (СИ), где основными единицами массы являются килограмм (кг) и производные от него: тонна (т), грамм (г) и миллиграмм (мг).

Что является эталоном массы в СИ?

До 20 мая 2019 года эталоном массы в Международной системе единиц (СИ) являлся физический объект — международный прототип килограмма. Это был цилиндр, изготовленный из платиново-иридиевого сплава (90% платины и 10% иридия), который хранился в Международном бюро мер и весов в городе Севр, Франция. Все остальные массы в мире калибровались по этому прототипу или его официальным копиям.

Основной недостаток такого подхода заключался в том, что масса прототипа со временем могла изменяться из-за поверхностного загрязнения или, наоборот, очистки. Сравнения с его копиями, проводившиеся раз в несколько десятилетий, показывали расхождения в десятки микрограммов. Зависимость фундаментальной единицы от одного нестабильного рукотворного объекта стала неприемлемой для современной науки и технологий, требующих высочайшей точности.

В 2018 году на XXVI Генеральной конференции по мерам и весам было принято решение о переопределении килограмма через фундаментальную физическую константу. Новое определение вступило в силу 20 мая 2019 года.

Согласно новому определению, килограмм устанавливается путем фиксации численного значения постоянной Планка $h$. Постоянной Планка было присвоено точное значение:

$h = 6.62607015 \times 10^{-34}$ Дж⋅с

Единица джоуль-секунда (Дж⋅с) эквивалентна кг⋅м²⋅с⁻¹. Поскольку единицы метр (м) и секунда (с) также определены через фундаментальные константы (скорость света в вакууме $c$ и частоту сверхтонкого расщепления основного состояния атома цезия-133 $\Delta\nu_{Cs}$ соответственно), фиксация значения постоянной Планка однозначно определяет единицу массы — килограмм. Это означает, что теперь любая лаборатория в мире, имеющая необходимое оборудование (например, весы Киббла), может воспроизвести эталон килограмма, не обращаясь к физическому прототипу.

Ответ:

Эталоном массы в СИ является килограмм. С 2019 года он определяется не через физический объект, а на основе точного значения фундаментальной физической константы — постоянной Планка $h$, значение которой зафиксировано как $6.62607015 \times 10^{-34}$ кг⋅м²⋅с⁻¹.