Brezrazsežna količina
Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Brezrazséžna količína (ali brezdimenzíjska količína) je količina, ki opisuje določen fizikalni sestav in nima enot. Takšna količina, oziroma število, je običajno določena kot zmnožek več količin z enotami tako, da se enote izničijo.
Na primer: »vsako deseto jabolko, ki ga naberem, je črvivo.«. Razmerje črvivosti je [1 jabolko] / [10 jabolk] = 0,1, kar je brezrazsežna količina. V naravnem jeziku se taka števila izrazijo kot število stotin oziroma procenti (na primer 10 % jabolk je črvivih).
Brezrazsežne količine se veliko uporabljajo na področju strojništva in tehnične kemije. Po Buckinghamovem izreku π iz razsežnostne analize lahko funkcijsko odvisnost določene količine (na primer n) spremenljivk zmanjšamo za (na primer k) neodvisnih razsežnosti, ki nastopijo v teh spremenljivkah, in dobimo množico p = n - k neodvisnih, brezrazsežnih količin. Različni sestavi, katere opišemo z istimi brezrazsežnimi količinami so za preskuševalca enakovredni.
Vsebina |
[uredi] Zgled
Poraba električne moči mešalnika z določeno geometrijo je funkcija gostote in viskoznosti tekočine, ki jo mešamo, velikostjo mešalnika določeno z njegovim premerom in hitrostjo mešanja. Tako imamo n = 5 spremenljivk, ki predstavljajo naš zgled.
Teh n = 5 spremenljivk je sestavljenih iz k = 3 razsežnosti:
Po zgornjem izreku lahko n = 5 spremenljivk zmanjšamo za k = 3 razsežnosti in dobimo p = n - k = 3 - 2 = 2 neodvisni brezrazsežni količini, ki sta v tem primeru za mešalnik:
- Reynoldsovo število (najpomembnejša brezrazsežna količina, ki opisuje vrsto toka tekočine),
- močnostno število (opisuje mešalnik in vsebuje gostoto tekočine)
[uredi] Spisek brezrazsežnih količin
Obstaja na tisoče (oziroma neskončno mnogo) brezrazsežnih količin. Spodaj so navedene tiste, ki so največkrat v rabi po abecednem redu z opisom področja na katerem nastopajo.
- Abbejevo število: disperzija v optičnih snoveh
- Arhimedovo število: gibanje tekočin zaradi razlik v gostoti
- atomska teža (atomska masa, relativna atomska masa)
- Avogadrovo število: kemija
- Biotovo število: površinska in prostorninska prevodnost trdnin
- Bodensteinovo število:
- Brinellova lestvica: mehanska trdota
- kapilarno število: tok tekočine pod vplivom površinske napetosti
- Damköhlerjevo število: lestvice reakcijskih časov in transportni pojavi
- Deborahino število: reologija viskoznih in prožnih tekočin
- Dragov koeficient: upor toka
- Eckertovo število: prenos toplote - konvekcija
- Ekmanovo število: geofizika (torne (viskozne) sile)
- Eulerjevo število: hidrodinamika (tlačne in vztrajnostne sile)
- koeficient trenja: tok tekočine
- Froudejevo število: valovanje in obnašanje površin
- Grashofovo število: naravni prestop toplote
- Joule-Kelvinov koeficient: notranja energija realnega plina
- Knudsenovo število: zvezni približki v tekočinah
- Laplacovo število: naravni prestop toplote
- dvižni koeficient: količina razpoložljive dvižne sile za dan presek letalskega krila pod danim napadnim kotom
- Machovo število: dinamika plinov
- Mohsova trdotna lestvica: mehanska trdota
- molekulska masa
- Nusseltovo število: prenos toplote z vsiljenim prenosom
- Ohnesorgeovo število: razprševanje kapljevin
- Pécletovo število: prisiljen prestop toplote
- močnostno število: poraba električne moči mešalnikov
- Poissonovo število: obremenitve v prečni in vzdolžni smeri
- Prandtlovo število: prisiljen in naravni prestop toplote
- Rayleighovo število: vzgon in viskozne sile v prostem prenosu toplote
- relativna dielektričnost: razmerje gostote električnega polja v snovi in v praznem prostoru
- relativni raztezek: razmerje med deformacijo nekega telesa in dolžino tega istega telesa pred deformacijo
- Reynoldsovo število: lastnosti obnašanja toka (laminarni ali turbulentni)
- Richardsonovo število: kdaj je pomemben vzgon
- Rockwellova lestvica: mehanska trdota
- Rossbyjevo število: geofizika (vztrajnostne sile)
- Sherwoodovo število: prenos mase s prisilnim prestopom toplote
- Shoreova lestvica: mehanska trdota
- Stokesovo število: dinamika delcev
- Strouhalovo število: nihajoči tokovi
- Vickersova lestvica: mehanska trdota
- Webrovo število: lastnosti večfaznega toka z močno zvitimi površinami
- Weissenbergovo število: viskozni in prožni tokovi
V kemiji je znana brezrazsežna količina pH.
[uredi] Brezrazsežne fizikalne konstante
Sestav naravnih enot je izbran s takšnimi osnovnimi enotami, da je več fizikalnih enot, kot je na primer hitrost svetlobe, brezrazsežnih po definiciji. Vendar nekaterih brezrazsežnih fizikalnih enot ne moremo izločiti in jih je potrebno določiti eksperimentalno. Te velikokrat imenujemo osnovne fizikalne konstante.
Osnovne fizikalne konstante so med drugim:
- konstanta fine strukture,
- elektromagnetna sklopitvena konstanta,
- močna sklopitvena konstanta,
- gravitacijska konstanta fine strukture.
[uredi] Glej tudi
[uredi] Zunanje povezave
- http://ichmt.me.metu.edu.tr/dimensionless/ - Življenjepisi 16. znanstvenikov, po katerih se imenujejo brezrazsežna števila za prenos toplote in mase (v angleščini)
- John Baez, Koliko osnovnih konstant obstaja? (How Many Fundamental Constants Are There?) (v angleščini)
