Hidrológiai Közlöny 1976 (56. évfolyam)

10. szám - Horváth László: Nemzetközi Mértékegység-rendszer

Horváth L.: Nemzetközi Mértékegységrendszer Hidrológiai Közlöny 1976. 10. sz. 475 erőtérben mért súlya, ennek megfelelően a tömegegység az, amelyet ez az erő 1 m/s

2 gyorsulással mozgat (vagyis kb. 9,81 kg). A vízépítési gyakorlatban használatos fenti inértékegységrendszereknek természetesen többféle kiterjesztett változata létezik. így az MKSA, egs m, cgs G az elektromágneses jelenségek, a cgs e az elektrosztatikus jelenségek vizsgálatánál használatos. Létezik a °C vagy °K-val kiegészített hőtani cgs rendszer is. Megjegyezzük, hogy ez a felsorolás -— még ha az angolszász egységrenszerektől eltekintünk is — korántsem teljes [2]. 3. A Nemzetközi Mértékegységrendszer Egy valóban életképes, minél szélesebb körben használható mértékegységrendszer kialakításának egyik feltétele, a természettudományok alaptörvényeinek ismerete. A másik követelmény egy olyan — a gyakorlatban már használt és elterjedt -— egységrendszer létezése, melynek okszerű, és lehetőség szerint minimális kibővítésével olyan rendszert kapunk, mely alkalmas arra, hogy a természettudományok minél szélesebb területén használható legyen. Ez a két feltétel ma már kielégítettnek tekinthető. Bár határozottan kijelenteni nem lehet, kevés a valószínűsége annak, hogy olyan új alaptörvényt fedeznének fel, mely új alapmennyiség bevezetését, tehát a használatban levő mértékrendszerek átalakítását, ill. kibővítését követelné meg. A második feltételt illetően megállapíthatjuk, hogy elméletileg bármelyik metrikus mértékegysógrendszer (a fizikai vagy a technikai) alkalmas a továbbfejlesztésre. Gyakorlati oldalról fontos szempont, hogy egy mértékrendszer koherens legyen. Ez azt jelenti, hogy a számértékegyenlet alakilag megegyezik a mennyiségegyenlettel, vagyis mindkét oldalon azonosak a mértékegységek. A jelenleg használatos mértékegységrendszerek közös hibája, hogy csak egy-egy szakterületen tekinthetők koherensnek (pl. a technikai rendszer a műszaki mechanika területén), így az egyik mértékegységrendszerről a másikra áttérve átváltó konstansokat kell használni. Itt említjük meg a koherens rendszerek azon hibáját, hogy előre rögzített egységeket használva, az adatok függvényében túlságosan nagy, vagy túlságosan kicsi eredmények adódhatnak. Ezen azonban segít az egységek — az idő kivételével — 10" alakú törtrészeinek ós többszöröseinek a használata. Az SI az MKS mértékegységrendszer továbbfejlesztésével képzett koherens rendszer. Felépítése a következő [3]: aj 6 önkényesen választott alapmennyiség: — hosszúság (méter, [m]) — tömeg (kilogramm, [kg]) — idő (secundum, [s]) — áramerősség (amper, [A]) — termodinamikai hőmérséklet (Kelvin, [°K]) — fényerősség (kandela, [cd]) b) 2 független segédmennyiség: — síkszög (radián, [rad]) — térszög (szteradián, [sr]) c) 28 koherens leszármaztatott egység, melyek egy részének önálló neve, ill. jele is van (pl. az erő egysége a newton: 1 mkg/sec

2 = 1 N) A fenti alapmennyiségekkel és egységekkel valamennyi jelenleg ismert fizikai mennyiség egyértelműen definiálható, ill. jellemezhető. 4. Az SI használatából adódó változások a vízépítőmérnöki gyakorlatban A Nemzetközi Mértékegységrendszer használata — a fentiekből következően — számunkra lényegében a fizikai mértékegységrendszer következetes alkalmazását jelenti. Szakítani kell tehát azzal a gyakorlattal, hogy valamely fizikai mennyiségnek mindig azt a mértékegységét használjuk, amelyik egyszerűbb. (Pl. a fajsúlyt [kp/dm

3]-ben, a sűrűséget [kg/dm

3]-ben adjuk meg, és nem is gondolunk arra, hogy tulajdonképpen két, különböző mértékegységrendszert használunk.) A Nemzetközi Mértékegységrendszerben azok a mennyiségek, amelyek kizárólag az SI alapmennyiségek valamely kapcsolatából adódnak (kinematikai viszkozitás, sebesség, vízhozam, sűrűség stb.), változatlanul megtartják mértékegységüket; táblázatokban, grafikonokon megadott értékeik (pl. vízhozamidősor) pedig számértéküket. A megszokott mértékegységek jelentős része — mint SI egység — használható tehát továbbra is. A változás az erőjellegű mennyiségek mértékegységében következik be. A 2. pontban már utaltunk rá, hogy a fizikai mértékegységrendszerben használatos erőegység, a newton, kb. 0,1 kp-nak felel meg. Ennek megfelelően valamennyi dinamikai jellemző (technikai mértékegységrendszerben vett) egysége 9,80665-szeresére nő. Ez gyakorlatilag azt jelenti, hogy pl. a víz fajsúlyát a megszokott 1 kp/dm

3 érték helyett 9,81 N/dm

3«; 10 N/dm

3-ben kell megadni. Ennek következtében táblázatok és grafikonok egész sorát kell módosítani, ill. koordináta-tengelyeik beosztását átalakítani. Megváltoznak az olyan gyakran használt mennyiségek számértékei, mint pl. a légköri nyomás, a víz rugalmassági modulusa stb. Nem befolyásolja viszont az SI bevezetése a használatos képleteket, összefüggéseket. Mivel ezek fizikai mennyiségek közötti függvénykapcsolatot fejeznek ki, a közöttük fennálló törvényszerűség nyilvánvalóan független a mértékegységrendszertől. Külön vizsgálat tárgyává kell viszont tennünk az összefüggésekben gyakran előforduló paraméterek, tapasztalati tényezők megváltozását. Azok a tényezők, melyek dimenzió nélküli konstansok (sebességi, és kontrakciós tényező, helyi veszteségtényező stb.), értéküket az SI rendszerben nem változtatják meg. (Ez természetes, hiszen többnyire két azonos jellegű mennyiség viszonyát fejezik ki, így számértékük a mértékegységtől független.) Mértékfüggő paraméterek esetében azonban meg kell vizsgálni, hogy az illető tényező dimenziójában szerepel-e az erő vagy nem. Amennyiben nem, a paraméter értéke az SI rendszerben is használható. Nem történik tehát változás a Chezyképlet használatához megállapított érdességi tényezők, vagy pl. a Darcy-képlet ,,k" tényezőjének értékében. Az olyan anyagállandók esetében azonban, melyek az előbbiek értelmében „erőjellegű"-