Міжнародна система одиниць вимірювання

При вивченні явищ і предметів навколишньої природи часто доводиться вимірювати ті або інші фізичні величини, які характеризують їх. Значення і роль вимірювань у науці досить чітко сформулював Д.І. Менделєєв: “Наука починається тоді, коли починають вимірювати”. Досить суттєвим для вимірювання фізичних величин є вибір їх одиниць. У зв’язку з тенденцією до збільшення кількості одиниць, виникла необхідність їх уніфікації. Тому в 1960 році в Парижі була прийнята міжнародна система одиниць, універсальна для всіх галузей науки і техніки. Ця система одержала скорочену міжнародну назву – SI, або в українській транскрипції – СІ.

СІ включає одиниці трьох типів: а) основні; б) похідні; в) додаткові, а також ряд префіксів, за допомогою яких можуть бути утворені десяткові кратні і часткові одиниці.

За основу в СІ були вибрані 7 основних одиниць (табл. 2).

Таблиця 2 – Основні одиниці SI

№ п/п	Величина	Назва одиниці	Позначення одиниці
	Довжина Маса Час Кількість речовини Термодинамічна одиниця Сила електричного струму Сила світла	метр кілограм секунда моль кельвін ампер кандела	м кг с моль К А кд

Перемножуючи основну одиницю на саму себе або поєднуючи дві і
більше основних одиниці шляхом простого множення або ділення, можна сформувати велику кількість одиниць, які відомі як похідні одиниці SI.

Наприклад, похідною одиницею об’єму є кубічний метр, молярної концентрації – моль на кубічний метр (табл. 3).

Таблиця 3 – Деякі похідні одиниці SI

Величина	Назва похідної одиниці	Позначення одиниці
Площа Об’єм Швидкість Молярна концентрація Густина	квадратний метр кубічний метр метр за секунду моль на кубічний метр кілограм на кубічний метр	м^2 м^3 м/с (м · с^-1) моль/м^3 кг/м^3

Деяким похідним одиницям SI присвоєні спеціальні назви, більша частина яких – це імена учених, які зробили значний внесок в окремі галузі науки. Наприклад, частота вимірюється у герцах (Гц), тиск – у паскалях (Па), енергія – у джоулях (Дж), освітленість – люксах (Лк), радіоактивність – беккерелях (Бк).

Крім одиниць SI, у колишньому СРСР був прийнятий стандарт СТСЭВ 1052-78, який дає можливість використовувати ряд одиниць нарівні з одиницями SI. Деякі з них досить важливі для лабораторних вимірювань. Зокрема, важливою є така одиниця об’єму, як літр (л). ВООЗ рекомендує позначати концентрацію не через кількість речовини у метрі кубічному, а в літрі. Для вимірювання венозного і артеріального кров’яного тиску до цього часу використовують позасистемні одиниці: міліметр водяного стовпчика (мм вод. ст.=9,8 Па) і міліметр ртутного стовпчика (мм рт.ст.=133,3 Па).

У багатьох випадках одиниці SI незручні, оскільки вони або малі, або великі (незручно, наприклад, визначати діаметр еритроцита в метрах). Для усунення цих утруднень SI включає ряд префіксів, за допомогою яких можна утворити десяткові кратні або часткові одиниці SI (табл. 4).

Таблиця 4 – Префікси SI

Множник	Префікс	Позначення префікса	Множник	Префікс	Позначення префікса
10^1 10^2 10^3 10^6 10^9 10^12 10^15 10^18	дека гекто кіло мета гіга тера пета екса	да г к М Г Т П Е	10^-1 10^-2 10^-3 10^-6 10^-9 10^-12 10^-15 10^-18	деци санти мілі мікро нано піко фемто атто	д с м мк н п ф а

Префікси можна додавати до основних і похідних одиниць SI, а також до одиниць, які допускаються до тимчасового використання. Два префікси до однієї основи додавати не дозволяється. Оскільки одна основна одиниця SI – кілограм – має у своїй назві префікс SI – "кіло", то для утворення кратних і часткових одиниць необхідно використовувати часткову одиницю – грам (0,001 кг), а префікси додавати до цього слова, наприклад, міліграм (мг), мікрограм (мкг), нанограм (нг) пікограм (пг) і т.д.

Позначення одиниць SI складаються з однієї або двох літер, які завжди пишуться малими літерами, якщо вони не походять від власних імен. В останньому випадку позначення складаються з однієї великої (прописної) літери або із двох літер, з якої лише одна є прописною.

У лабораторній практиці концентрацію різних речовин раніше виражали в мікрограмах, міліграмах або грам-процентах. Наприклад, якщо в 100 мл сироватки крові міститься 10 мг кальцію, то результат має такий вираз: 10 мг%, або 10 мг /100 мл. У SI концентрація речовини, відносна молекулярна маса (ВММ) якої відома, виражається в моль/м³. Це основна одиниця. Окрім неї, ВООЗ допускає використання у знаменнику іншої одиниці об’єму – літра, а в чисельнику – похідні від моля, одержані за допомогою префіксів: мілімоль (ммоль), мікромоль (мкмоль), наномоль (нмоль) і т.д. Для перерахунку масової концентрації в концентрацію речовини числове значення необхідно перемножити на коефіцієнт, наведений у додатку А. Наприклад, кількість кальцію, виражену в одиницях маси (12 мг в 100 мл сироватки крові), необхідно перерахувати в одиниці концентрації (ммоль/л). Перевідний коефіцієнт становить 0,25. Тоді 12´0,25=2 ммоль/л. Якщо перевідний коефіцієнт невідомий, користуємося формулою:

,

де: а – результат у мкг, мг або г в 100 мл; 10 – коефіцієнт для перерахунку в л;
М – відносна молекулярна маса.

Якщо відносна молекулярна маса речовини не відома, то вона виражається в одиницях концентрації маси. В основних одиницях SI вона виражається в кілограмах на метр кубічний (кг/м³). ВООЗ допускає використання в чисельнику часткових основної одиниці маси (грам, міліграм, мікрограм і т.д.), а в знаменнику, замість м³, лише один об’єм – літр. Наприклад, кількість білка у сироватці крові раніше виражали: 8 г%, або 8 г/100 мл. У SI величина одержує вираз
80 кг/м³, а ВООЗ допускає такий запис: 80 г/л. Подібним чином виражається гемоглобін (120 г/л, а не 12 г/100 мл чи 12 г%).

Активність ферментів прийнято виражати кількістю перетвореного ним субстрату (утвореного продукту) у перерахунок на 1 г біологіч-ного матеріалу за визначену одиницю часу. Як міжнародна одиниця активності ферменту (О), прийнята така кількість ферменту, яка в оптимальних умовах каталізує перетворення 1 мкмоля субстрату за 1 хв (1 Од=мкмоль/хв=16,67 нмоль/с). У перерахунку на 1 г субстрату ця величина виражається таким чином: Од/л = мкмоль/л (додаток Б).

У міжнародній системі одиниць SI за одиницю активності ферменту прийнятий катал, який дорівнює кількості ферменту, що перетворює 1 моль субстрату за 1 с (кат=моль/с). У перерахунку на 1 л біологічного матеріалу цю розмірність виражають таким чином: кат/л = моль/с×л.

Співвідношення міжнародної одиниці (Од) і катала є таким: 1Од=16,67 нкат. Частіше необхідно співвідносити такі одиниці, як Од/л і мккат/л; Од/л = мккат/л × 60. Наприклад, активність лужної фосфатази 1,9 мккат/л у міжнародних одиницях буде складати: 1,9 × 60=114 Од/л.

Інколи допускається використання позасистемних одиниць. Наприклад, для позначення активності трансаміназ методом Райтмана-Френкеля у ммоль/год ·л співвідношення з міжнародною одиницею можна виразити наступним чином:

Для визначення активності a-амілази застосовують такий вираз: г/год·л. Результати морфологічного дослідження крові в SI виражаються в об’ємі 1м³, але ВООЗ дозволяє в об’ємі 1 л. Тоді, наприклад, кількість еритроцитів 5 млн/мкл у SI матиме наступний вираз:
5 ´10¹⁵/м³ (5´10¹⁵ м^-3). Проте поруч з цим дозволяється наступний запис 5 ´ 10¹²/л (5 ´ 10¹² х л^-1). Можна використовувати префікс – тера (Т): 1 ´ Т = 10¹², тоді кількість еритроцитів виражатиметься так:5 Т/л. Кількість лейкоцитів 5 тис/мкл можна записати в SI як 5 ´10¹²/м³, або 5 ´ 10⁹/л, або 5 ´ Г/л (Г – гіга; Г = 10⁹).

Дата добавления: 2014-01-20