Jednostki miar (1). Legalne ciepło

Już pobieżna lektura codziennych czasopism, a nawet i periodyków technicznych często nasuwa sugestię, że posługiwanie się poprawnymi jednostkami niektórych wielkości fizycznych sprawia autorom niekiedy kłopot. Podając przykładowo, spotykamy tam jednostkę czasu opisywaną jako sec. lub sek., występuje tam również różnica temperatury wyrażona w oC, tempo zmiany temperatury w oC/s, w dodatku błędnie nazywany gradientem temperatury, stopień geotermiczny wyrażony w oC/km albo też wielkości cieplne odniesione do różnicy temperatury wyrażonej w oC. Innymi, często spotykanymi w publikacjach (nawet centralnej administracji państwowej), jednostkami energii bywa równoważna tona oleju toe lub tona paliwa umownego (w dodatku błędnie zapisana) jako t.p.u. Spotyka się także jednostki mocy mechanicznej wyrażone w koniach mechanicznych KM, mocy elektrycznej wyrażone w kWe lub kWe oraz mocy cieplnej wyrażone w kWt lub kWt. Choć wymienione przykładowe jednostki są znane i zrozumiałe, jednak nie są to jednostki legalne. Podobnie, od wielu już lat, legalną jednostką ciepła nie jest już kaloria lub jej wielokrotności typu kcal lub nawet Gcal, w tym i strumienia ciepła np. Gcal/h, choć jeszcze spotykane w niektórych publikacjach. Dlatego też warto przybliżyć Czytelnikowi sprawę posługiwania się właściwymi jednostkami. Szczególnie że nie tak dawno po raz kolejny znowelizowano dokument dotyczący jednostek miar obowiązujących w Polsce, dokonując drobnych zmian. Tym dokumentem jest Rozporządzenie Rady Ministrów z dnia 30 listopada 2006 r. w sprawie legalnych jednostek w Polsce, obowiązujące od dnia 23 grudnia 2006 r. [1].

Zastąpił on dwa starsze, zatem już nieobowiązujące akty:

1. Rozporządzenie Rady Ministrów z dnia 11 marca 2003 r. w sprawie dopuszczenia do stosowania jednostek miar nienależących do Międzynarodowego Układu Jednostek Miar [2],

2. Rozporządzenie Ministra Gospodarki, Pracy i Polityki Społecznej z dnia 12 maja 2003 r. w sprawie legalnych jednostek miar [3].

Oba te dokumenty [2, 3], jak i ich aktualizacja [1], powstały na podstawie dyspozycji zawartej w art. 5. wielokrotnie nowelizowanej ustawy – Prawo o miarach [4]. Celem tej ustawy jest zapewnienie jednolitości miar i wymaganej dokładności pomiarów wielkości fizycznych. Ustawa ta reguluje m. in. zagadnienie legalnych jednostek miar i państwowych wzorców ich jednostek. W art. 5. ust. 1. tej ustawy określono, że legalnymi jednostkami miar są:

1. jednostki Międzynarodowego Układu Jednostek Miar (SI);

2. jednostki nienależące do Międzynarodowego Układu Jednostek Miar (SI), dopuszczone do stosowania na terytorium Rzeczypospolitej Polskiej;

3. dziesiętne podwielokrotności i wielokrotności tych obu grup jednostek.

Z kolei w art. 5. ust. 2. podano, że Rada Ministrów określa w drodze rozporządzenia:

1. legalne jednostki miar nienależące do Międzynarodowego Układu Jednostek Miar (SI), które mogą być stosowane na terytorium Rzeczypospolitej Polskiej,

2. nazwy, definicje i oznaczenia legalnych jednostek miar,

3. przedrostki i ich oznaczenia przeznaczone do tworzenia dziesiętnych podwielokrotności i wielokrotności legalnych jednostek miar,

4. zasady pisowni oznaczeń legalnych jednostek miar.

W ustawie zapisano również, że posługiwanie się nielegalnymi jednostkami miar zagrożone jest karą grzywny. Właśnie tekst niniejszego artykułu oparty jest na dokumencie [4] i jego akcie wykonawczym [1].

Ogólnie można stwierdzić, że w Polsce (począwszy od ustawy [6] i wg ustawy Prawo o miarach [4]) obowiązuje metryczny układ jednostek.

Historia Warto więc przypomnieć, że początki metrycznego systemu jednostek miar sięgają czasów rewolucji francuskiej. Ówczesny rząd francuski wydał 7.04.1795 r. ustawę wprowadzającą jednostki: metr i kilogram, oparte na określonych wzorcach. Poza granicami Francji system ten został wprowadzony dopiero po 80 latach, po utworzeniu tzw. Międzynarodowej Konwencji Metrycznej (Paryż, 20.05.1875 r.). Jej głównym celem było „zapewnienie międzynarodowej jedności i doskonalenia systemu metrycznego” [5]. Równocześnie w 1875 r. powołano i zorganizowano Międzynarodowe Biuro Jednostek Miar z siedzibą w Sèvres pod Paryżem. Głównym zadaniem biura (nadal) jest praca nad rozwojem układu jednostek.

Od tego czasu sprawy układu jednostek miar regulują uchwały początkowo Generalnej Konferencji Miar i Wag (pierwsza odbyła się 26.09.1889 r.), a później już Generalnych Konferencji Miar. Uchwała XI takiej konferencji z roku 1960 ustanowiła Międzynarodowy Układ Jednostek Miar SI, z zaleceniem dla wszystkich państw, by wprowadzić go do praktyki. W Polsce wprowadzono go ustawą sejmową z 17.06.1966 r. o miarach i narzędziach pomiarowych [6] i nieco późniejszym rozporządzeniem Rady Ministrów w sprawie ustalenia legalnych jednostek miar [7]. Dokumenty te zezwalały w okresie początkowym na posługiwanie się wymienionymi z nazwy jednostkami miar spoza układu SI dopuszczonymi legalnie do stosowania w określonym okresie przejściowym. Jednak już od 1.01.1973 r. w Polsce można posługiwać się tylko jednostkami układu SI oraz dodatkowo tymi spoza układu SI jednostkami, które są wskazane przez regularnie wydawane stosowne rozporządzenia, przy czym aktualnie, od 23.12.2006 r., obowiązuje rozporządzenie [1]. Niniejszy tekst, przypominając na wstępie niektóre pojęcia podstawowe z zakresu metrologii, ma za zadanie przedstawić właśnie podstawowe ustalenia dokumentu dotyczącego jednostek miar [1].

 

Kilka podstawowych pojęć 

* Wielkością fizyczną nazywamy to wszystko, co da się zmierzyć [8]. Znamy też takie wielkości, których nie można bezpośrednio zmierzyć; można tu wskazać przykładowo z zakresu termodynamiki – entropię. Każda wielkość fizyczna jest wyrażona przy pomocy wartości liczbowej i jednostki miary. Wartością wielkości nazywa się jej stan, który został w jakiś sposób wyznaczony.

* Jednostką miary jest ustalona miara danej wielkości fizycznej, jak długość, masa, czas itp., której określone wielokrotności są używane do wyrażenia tej wielkości fizycznej [8, 9].

Rozróżniamy zatem [8, 9] jednostki podstawowe i jednostki pochodne. Jednostka podstawowa jest definiowana w sposób arbitralny, a nie za pośrednictwem innych jednostek, jak jednostki pochodne. Wielkości tego samego rodzaju, czyli tzw. wielkości jednorodne, mogą być wyrażane za pomocą takiej samej jednostki miar [8]. Natomiast odwrotnie, czyli wielkości, które można wyrażać za pomocą takich samych jednostek miar, nie zawsze są wielkościami jednorodnymi. Można tu przykładowo podać, że moment statyczny siły i energię wyraża się w takich samych jednostkach –niutonometrach [Nm] – a nie są to wielkości (fizyczne) jednorodne. Spowodowane jest to przyjęciem ograniczonej ilości jednostek podstawowych [8].

* Układem jednostek miar nazywamy zbiór zdefiniowanych jednostek podstawowych tworzący bazę danego układu. W zbiorze takim muszą się znajdować trzy jednostki mechaniczne (zazwyczaj długości, masy i czasu) oraz (w niektórych układach) jedna jednostka elektryczna. W praktyce okazało się, że wygodnie jest traktować również inne wielkości fizyczne jako wielkości podstawowe, mimo że nie są one całkowicie niezależne [8].

 

Układ SI  Międzynarodowy Układ Jednostek Miar (SI), (od francuskiego Système International d’Unitès), wywodzi się z jednostek układu MKS, opracowanego jeszcze w 1901 r. przez Giovanniego Giorgiego [8]. Układ SI tworzy siedem jednostek podstawowych, z których można otrzymać wszystkie jednostki pochodne, a ponadto dwie dodatkowe tego układu są jednostkami bezwymiarowymi.

Jednostek pochodnych noszących specjalną nazwę jest ponad 20. Ich zestawienie podano w rozporządzeniu [1]. Każda z nich ma uzgodnione oznaczenie (duża litera lub skrót pisany dużą literą, jeśli nazwa pochodzi od nazwiska, zaś w pozostałych przypadkach oznaczenie składa się co najwyżej z trzech małych liter). Potęgi dziesiętne wielokrotności jednostek oznacza się ustalonymi przedrostkami, przy czym zalecane są potęgi dziesiętne o wykładnikach będących wielokrotnościami liczby 3.

W następnym odcinku omówione zostaną postawy prawne związane ze stosowanymi jednostkami miar.

Piotr Kubski

 

Bibliografia:

[1] Rozporządzenie Rady Ministrów z dnia 30 listopada 2006 r. w sprawie legalnych jednostek miar. Dz. U. 2006, nr 225, poz. 1638 (obow. od 2006.12.23).

[2] Rozporządzenie Rady Ministrów z dnia 11 marca 2003 r. w sprawie dopuszczenia do stosowania jednostek miar nienależących do Międzynarodowego Układu Jednostek Miar (SI). Dz. U. 2003, nr 59, poz. 519 (uchyl. 2004.07.06 znowelizowanym Prawem o miarach).

[3] Rozporządzenie Ministra Gospodarki, Pracy i Polityki Społecznej z dnia 12 maja 2003 r. w sprawie legalnych jednostek miar. Dz. U. 2003, nr 103, poz. 954 (obow. do 2006.12.22).

[4] Ustawa z dnia 11.05. 2001 r. Prawo o miarach. Dz. U. 2001, nr 63, poz. 636 z późn. zmianami. Obwieszczenie Marszałku Sejmu RP z dnia 4 listopada 2004 r. w sprawie ogłoszenia jednolitego tekstu ustawy – Prawo o miarach Dz. U. 2004, nr 141, poz. 1493.

[5]. Szymczyk J.: Zasady Międzynarodowego Układu Jednostek Miar (SI) i uwagi dotyczące jego stosowania w Polsce; [Mat.:] XVIII Zjazd Termodynamików, 2002 r., t. IV, s. 1219 –1228. Ofic. Wyd. Pol. Warszawskiej, Warszawa 2002.

[6] Ustawa z dnia 17 czerwca 1966 r. o miarach i narzędziach pomiarowych Dz. U. 1966, nr 23, poz. 148.

[7] Rozporządzenie Rady Ministrów z dnia 23 czerwca 1966 r. w sprawie ustalenia legalnych jednostek miar. Dz. U. 1966, nr 25, poz. 154.

[8] Isaacs A. (red.): Słownik fizyki. Wyd. Prószyński i S-ka, Warszawa 1999.

[9] Górniak H., Gundlach W., Ochęduszko S.: Zastosowanie Międzynarodowego Układu Jednostek SI w energetyce cieplnej. Wyd. III popr., PWN Warszawa, Wrocław, 1970

Zobacz artykuł w wersji pdf pdfpdf 

Prenumerata Magazynu Instalatora

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij