MADENCİLİK
Uluslararasi Birimler Sistemi
International System of Units (SI)
Tevfik GÜYAGÜLER (*)
Ö Z E T
Bu yazıda son yıllarda kullanılması hemen hemen zorunlu du
ruma gelen SI birimler sisteminin öncelikle temel ve türetilmiş bi
rimler ve simgeleri, daha sonra da SI dışı birimlerin (uzunluk, kütle, zaman, kuvvet, basınç, alan, hacım, konsantrasyon, hız, hacım de
bisi, ivme, yoğunluk, viskozite, enerji, güç, termodinamik sıcaklık) simge ve çeviri faktörleri verilmiştir.
Buna ek olarak elektrik konusuna ilişkin birimler ve SI eşdeğer
leri ile havalandırmada kullanılan SI birimleri ve diğer birim eşde
ğerleri de bu yazıda yer almaktadır.
ABSTRACT
In this paper, the basic and derived units and symbols of SI are given in detail owing the fact that they have become a necessity in ail over the world recent years. The symbols and conversion factors of length, mass, time, force, pressure, area, volume, concentration, velocity, flowrate, acceleration, densiiy, viscosity, energy, power and thermodynamic heat are described.
In addition, units used in electricity and SI equivalents; SI units used in mine ventilation and their equivalents in other unit systems are presented in different sections.
(*) Dr. Öğretim Görevlisi, Maden Yük. Mühendisi, ODTÜ Maden Müh. Böl., ANKARA Mart
March 1984 Cilt
Volume XXIII Sayı
No
1
1. GİRİŞ
Uluslararası Birimler Sistemi (SI), başta endüstride gelişmiş ülkeler olmak üzere hemen hemen bütün dünya ülkele
rince kabul edilmiş ya da kabul edilmek üzeredir. Bu birim değişikliğinin nedeni, SI birimlerinin kullanımında getirdiği ko
laylık ve yararları göz önüne alındığında kendiliğinden ortaya çıkmaktadır.
Tüm ülkelerin SI sistemini kullanma
ya başladığı dünyamızda, ülkemizin de bu sistemi bir an önce kabul edip uygulama
ya sokması gerekmektedir, Aksj halde yakın gelecekte ticari ve teknolojik alış verişte bulunduğumuz ülkeler ile her alanda anlaşamaz duruma düşebiliriz.
SI birimlerinin kullanıma geçirilmesi, öncelikle ilk öğretimden başlıyarak tüm eğitim kurumlarında bu sistemin öğretil
mesi yazılan tüm makale, bildiri, kitap vb.
yayınlarda bu birim sisteminin kullanıl
ması ve diğer birimlerin kullanılmasına jzin verilmemesi yolu ile sağlanacaktır.
,Bu sistem ile metrik sistemin kulla
nılmasında görülen sorunlar ve zorluklar giderilmiştir. Zira bu sistemin en büyük özelliği her fiziksel büyüklük için bir tek birimin tanımlanmış olmasıdır. Diğer önemli bir özelliği ise her fiziksel değer için tek ve iyi tanımlanmış simgelerin kullanıl
masıdır. Bu şekilde farklı disiplinlerde ay
nı simgelerin farklı değerler için kullanıl
ması sonucu görülen karışıklıklar gideril
miş olacaktır. Örneğin, bu sistemde: Bi
rim küvet, birim kütlenin birim ivme ile çarpımıdır.
1 Kg x 1m/s2 = 1N (Newton)
Birim iş : birim kuvvetin, birim uzaklık ile çarpımına eşittir.
1N x 1m = 1J (Joule)
Günümüzde mühendislik hesaplama
larında değişik birim sistemleri kullanıl
maktadır. Ülkemizde halen kullanılmakta olan metrik sistem, kendi içinde bile deği
şik alt sistemler içermektedir.
44
Örneğin, kimi zaman, metrik sistemin bir türü olan cgs (centimeter-gram-se- cond), kimi zaman da mks (metre - kilog
ram-second) kullanılmaktadır. Bazı konu
larda ise imperial (inch, pound vb.) birim
leri kullanılmaktadır. Bu karmaşıklık kendi içerisinde çok değişik şekillerde gösterile- bilmektedir. Örneğin : Kg/m2, gr/cm2, ton/m2, libre/ft2, ton/ft2, libre/inç2, vb. ba
sınç birimleri olup değişik simgelerle gös- terilebilmektedir.
SI birimlerinde ise basınç birimi pas
kal (Newton/m2) olup Pa simgesi ile gös
terilmektedir. Basınç kelimesi, SI birim
leri kullanıldığında tüm kargaşalık ortadan kalkacak ve aklımıza tek birim, Paskal (Pa) gelecektir.
SI Birimleri «Temel» ve «Türetilmiş»
olmak üzere ikiye ayrılır.
2 TEMEL BİRİMLER
SI birimlerinin esasını «Temel Birim
ler» olarak bilinen birimler oluşturmakta
dır. Bu birimler Çizelge 1'de verilmiştir.
Çizelge 1 — Temel Birimler
Büyüklük Adı Simgesi Uzunluk Metre m
Kütle Kilogram Kg Zaman Saniye s Elektrik akımı Amper A Termodinamik sıcaklık Kelvin K Madde birimi Mole mol Işık şiddeti Kandela cd
3. TÜRETİLMİŞ BİRİMLER
Temel Birimlerden yararlanılarak, sa
yısal çarpan kullanılmadan, matematiksel işlemlerle birleştirilerek «Türetilmiş SI Bi rimleri» elde edilmiştir. Özel adları olan türetilmiş birimler Çizelge 2'de verilmiştir.
Çizelge 2 - Özel Adları Olan SI Türetilmiş Birimleri
SI birimleri dışında kalan ancak önemli ve yaygın kullanımı olan bazı birimlerin S| birimleri ile birlikte kullanılabileceği kabul edilmiştir. Bu birimler Çizelge 3'de verilmiştir.
Çizelge 3 — SI Birimleri ile Kullanılabileceği Kabul Edilmiş Olan Birimler
4 DEĞİŞİK BİRİMLER İÇİN ÇEVİRİ FAKTÖRLERİ
SI birimlerinin kullanımını ve diğer birimlerden SI ye geçişi kolaylaştırmak Gmacıyla belirli birimler için çevirme faktörleri aşağıda verilmiştir.
4.1. Uzunluk
Uzunluk SI birimlerinde «m» ile gösterilir. Çizelge 4 uzunluk için birim çeviri faktörlerini göstermektedir.
Çizelge 4 — Değişik Uzunluk Birimlerinin SI Eşdeğerleri SI dışı birimler Simge SI Eşdeğeri Inç
Ayak Yarda Mil (Kara) Mil (Deniz) Angstrom Mil (10-3 inç) Mikron
in ft yo
mi na-mi
^
25,4 mm = 0,0254 m 0,3048 m
0,9144 m
1,609 x103 m = 1,609 km 1,852x103 m = 1,852 km 1.0 x 10"l 0m = 0,1 n m 2.54x10"5 m = 25,4 u,m
1,0x10-« m 4.2. Kütle
Kütle, SI birimlerinde kg ile ifade edilmektedir. Çizelge 5 kütle için birim çeviri faktörlerini vermektedir.
Çizelge 5 — Kütle Birimleri Çeviri Faktörleri
SI dışı birimler Simge SI Eşdeğeri (kg) Libre kütle
British Short ton (2000 Ibm) Ton (metrik)
Gram Slug Kırat
Greyn (grain) Ons (ounce)
Ibm
— t g
—
— gr Oz
0,4536 907,2 1000 10-3 14,59 2x10"4
6.47989 x 10-5 2,83495x10-2 4.3. Zaman
Zaman, SI Birimlerinde saniye (s) olarak gösterilmesine karşın uygun oldu.
ğu durumlarda dakika, saat, gün (desimal ilişkiler olmamasına karşın) kullanıla
bilmektedir.
4.4. Kuvvet
Kuvvet, SI birimlerinde F = m. a formülünden türetilmekte ve Newton (N) olarak isimlendirilmektedir. (1 Newton = 1 kgm/s2). Mühendislikte en çok kullanılan kuvvet birimlerinin çeviri faktörleri Çizelge 6'da gösterilmiştir.
46
Çizelge 6 — Kuvvet Birimleri Çeviri Faktörleri
SI dışı birimler
Libre kuvvet
British ton-kuv. (2000 Ibf) Ton (metrik) (100 kg-f)
Kilogram-kuvvet Din
Simge
Ib-f
—
— Kp g c m / s2
SI Eşdeğeri
4,448 Newton
9,807x103 - 9,807 kN 3.807 N
105 N = 10 jj,N
Ancak bazı durumlarda kuvvetin Newton ile ifadesi, küçük olması nedeniyle, zor olabilmektedir. Bu nedenle büyük kuvvetlerin ifadesi ön takılar ile yapılmakta
dır. En çok kullanılan ön takılar kilo, mega ve giga olmaktadır. .Böylece kuvvet birimi kilonewton, kN, meganewton MN, ve giganewton, GN, olarak kullanılmak
tadır. Kuvvet birimleri arasındaki bağlantılar aşağıda, kullanılan ön takıların ta
mamı ise Çizelge 7'de verilmiştir.
1 kilonewton (kN) = 103 newton
1 meganewton (MN) = 106 newton = 103kN
1 figanewton (FN) = 108 newton = 10s kN = 102 MN 1 giganewton (GN) = 109 newton =10e kN = 103 MN
Çizelge 7 — SI Birimleri Öntakıları
Çarpan
101 8
101 5
101 2
108
106 103
102
101
Öntakı
exa peta tera giga mega kilo hekto deka
Simge
E P T G
M k h da
Çarpan
10-1
ıo-
2ıo-
3-I 0-6
1 0- 9
-I0-12 -,0-ıs
ıo-
18Ontakı desi santi mili mikro nano
piko femto atto
Simge
d c m t*
n P f a
4.5. Basınç
Basınç, SI Birimlerinde Paskal ile tanımlanmış olup 1 (N/m2) ye şşittir. Paskal- değerinin çok küçük olması nedeniyle kimi zaman paskal yerine bar (= 105 pas
kal) kullanılmaktadır. Ancak paskal bir SI birimi olarak daha önce anlatılan avan
tajları nedeniyle öntakılar ile kullanılmaktadır. Değişik basınç birimleri için çeviri faktörleri Çizelge 8'de verilmiştir (2).
Çizelge 8 — Basınç Birimleri Çeviri Faktörleri
SI dışı birimler Atmosfer (standard) Atmosfer (kg/cm2) Bar
Milibar (10"3 bar) Din/cm2
Ayak su sütunu Inç su sütunu Inç cıva sütunu Metre su sütunu Milimetre su sütunu Metrik ton-f/m2 Libre/inç2 (ib-f/inç2) Kip/inç2
Libre-f/ft2
Simge atm at bar mbar dyn/cm2 ft. H20 in. H20 in. Hg m, H20
mm. H20 t/m2 psi ksi lbf/ft2
SI Eşdeğeri (Pa = N/m2) 1,0133x105 Pa (101.33 kPa) 9.8067x104 Pa (98,067 kPa) 1x105 Pa (100 kPa)
1x102 Pa 1x1O"1 Pa 2.9889x10s Pa 2,4908x102 Pa 3,3864x103 Pa 9,8064x1O3 Pa 9,8064 Pa 9,8064x1O3 Pa 6,8950x103 Pa 6,8950x106 Pa 47,88 Pa 4.6. Alan
Alan SI birimlerinde metrekare (m2) ile gösterilir Alan birimleri için çeviri faktör
leri Çizelge 9'da verilmiştir.
Çizelge 9 — Alan Birimleri Çeviri Faktörleri SI dışı birimler Simge Si Eşdeğeri (ırv)
Eykır (acre) Ar (dam2) Barn Dönüm Ayak kare Hektar İnç kare Yarda kare
— a b
— ft2 ha
in2 yd2
4,0469x1O3 1,00x102 1,00x10"28
9,21x1ü2 9,2903x1O"2 1,0x10*
6,4516x10"4 8,3613x10"1
4.7. Hacım
Hacım, SI birimlerinde (m3) olup değişik birimler için çeviri faktörleri Çizelge 10'da verilmiştir.
Çizelge 10 — Hacım Birimleri Çeviri Faktörleri SI dışı birimler Simge SI eşdeğeri (m3) Ayak küb
İnç küb
Galon (ABD sıvı) İng. galonu Litre
Varil (42 gal) Yarda küb
ft3 in3 gal gal, UK l
bbl yd3
2,8317x10~2 1,6387x10~5 3,7854x1O"3
4,5461x10"3 1.0x10"3 7.6456X10-1 7.6456X10"1
4.8. Konsantrasyon
Konsantrasyon (hacım/hacım) için birim çeviri faktörleri çizelge 11'de veril
miştir.
Çizelge 11 — Konsantrasyon Çeviri Faktörleri SI Eşdeğeri 1,0x10"2 1,6054x1O"1 1,3668x1ü-1 2,6417x10~4 2,1997x10"4 1,0x10~6 2,8594x10"5
2.3809X-5
4.9. Hız
Hız, SI birimlerinde m/s ile ifade edilir. Birim çeviri faktörleri Çizelge 12'de verilmiştir.
Çizelge 12 — Hız Birim Çeviri Faktörleri
SI dışı birimler Simge SI Eşdeğeri (m/s)
Saatte ayak ft/ïî 8,4667x10~5
Dakikada ayak ft/min 5,08x10~3
Saatte inç in/h 7,0556x10-6
Dakikada inç in/min. 4,2333x10-4
Saatte kilometre km/h 2,7778x10-1
9.10. Hacım Debisi
Hacım debisi için birim çeviri faktörleri Çizelge 13'de verilmiştir.
Çizelge 13 — Hacım Debisi Çeviri Faktörleri SI dışı birimler
Saniyede ft3 Dakikada ft3 (cfm) Saniyede galon Dakikada galon Saniyede inç3 Dakikada inç3 Saniyede İt Dakikada İt Saatte varil
Simge ftVs ft3/min gal/s gal/m in3/s inVmin l/s l/min bbl/h
SI Eşdeğeri (mVs) 2,8317x10-2
4,7195x10~4 3,7854x10~3 6,3090x10~5 1,6387x1O"5 2,7312x10~7
1,0x10~3 1,6667x10~5 4,4163x10-*
SI dışı birimler Simge Hacım % si
Ing. gal/ft3 Amer. gal/ft3 Mililitre/Amer. ga|
Mililitre/lng. gal
Hacım Milyonda bir parça Ing. gal/1000 varil
Amer. gal/1000 varil
vol % UK. gal
ft3 US. gai
ft3
ml/US. gal mal/UK gal Vol, ppm UK. gal 1000 bbl US. gal 1000 bbl
4.11. İvme
İvme, SI birimlerinde m/s2 ile tanımlanmaktadır, vermektedir.
Çizelge 14 çeviri faktörlerini
Çizelge 14 — îvme Birim Çeviri Faktörleri
SI dışı birimler Simge SI Eşdeğeri (m/s2) Ayak/saniye2
İnç/saniye2
Saatte km/saniye2
ft/s2 in/s2 km/h.s
3,048x10"1 2,54x10"2 2,7778x1O"1
4.12. Yoğunluk
Yoğunluk, SI birimler sisteminde kg/m3 ile ifade edilir. Çizelge 15 yoğunluk için birim çeviri faktörlerini vermektedir.
Çizelge 15 — Yoğunluk Birim Çeviri Faktörleri SI dışı birimler Simge SI Eşdeğeri (kg/m*)
Kilogram/litre Gram/cm3 Ons/inç3 Libre/Ayak3
Libre/galort Libre/inç3 Ton/m3
kg/l g/cm3 Oz/in3 lb/ft3 lb/gal lb/in3 t/m3
1x103 1x103
1,73x103 1,6019x10 1,1983x1ü2 2,7680x10*
1,0x103 4.13. Akmazlık (Viskosite)
Akmazlık SI birimler sisteminde Paskal/saniye (Pa/s) ile ifade edilmektedir.
Çizelge 16 akmazlık için birim çeviri faktörlerini vermektedir.
Çizelge 16 — Akmazlık Birim Çeviri Faktörleri
SI dışı birimler Simge S| Eşdeğeri (Pa/s = kg/ms.) gram/cm. saniye
kilogram, saniye/m2 libre/Ayak. saat libre. saniye/Ayak2 puaz (proise) Santipuaz
g/cm. s kgf. s/m2 Ibm/fth Ibf. s/ft2 P
cp
1,0x1ü-1
9,8066 4,1338x10-*
4,7880x10 1.0X10"1 1,0x10-3
4.14. Enerji
Enerji, SI Birimler sisteminde Joule (J) ile ifade edilir. Enerji birim çeviri fak törleri Çizelge 17'de gösterilmektedir.
50
Çizelge 17 — Enerji Birim Çeviri Faktörleri
SI dışı birimler Simge SI Eşdeğeri J (= N.m) Atom kütle birimi
Ing, ısıl birim (M) Kalori (ortalama) Kilokalori (103 cal) Elektron-volt
Erg (dyn. cm) Ayak-libre
Beygirgücü-saat (metrik)
Kilogram-metre gram-santimetre Kilovat-saat
550 ft. Ibf sx1h
amu Btu cal kcal eV erg ft. Ibf.
PS. h Hp-h Kgf. m 9t. cm.
kw. h
1.4924x10"10 1,0551x1u3 4,1868 4,1868x103 1,6022x10"19 1,0x10"7 1,3558 2,6478x106 2,6845x106 9,8066 9,8066x10~5 3,6x106
4.15. Güç
Güç, SI birimler sisteminde Watt (W=J/s) olarak tanımlanmaktadır. Cizel ge 18 güç için birim çeviri faktörlerini vermektedir.
Çizelge 18 — Güç Birim Çeviri Faktörleri
SI dışı birimler Simge SI Eşdeğeri W (=J/s) Btu/saat (İT)
Btu/dakika (İT) Kalori/saat (İT) Kalori/dakika (İT) Erg/saniye
Ayak-Libre/saat Beygirgücü (metrik)
550 fi . Ibf
öeygırgucu ı >
s
Beygirgücü (elektrik) Beygirgücü (Su)
Btu/h Btu/min cal/h cal/min erg/s ft. Ibf/h PS Hp Hp Hp
2,9307x10^
1,7585x10 1,1630x10"3 6,9780x10-2 1.0x10~7 3,7662x10-*
7,3550x1ü2 7,4670x103 7,46x10s 7,4604x102
4.16. Termodinamik Sıcaklık
Çizelge 19 termodinamik sıcaklık (Kelvin, K) için birim çeviri faktörlerini vermektedir.
4.17. Elektrik İle İlgili Konular
Aşağıda elektrik ile ilgili konularda SI dışı kullanılan birimler ve SI eşdeğer
leri verilmiştir. (Birinci kolon SI dışı birim 1er, ikinci kolon ise SI eşdeğerleridir) H
Elektrik Akımı abamper statamper Elektrik Yükü amper saat abkulomb statkulomb
(m.k.s.nr)
1x10 Amper (A) 3.3356x10-10 A
3,6x103 Coulomb (C) 1x10 C 3,3356x10-10 C
7,9578x10"2 C Hacımsal Yük Yoğunluğu
abkulomb/cm3 1x107 Coulomb/cm3
(C/m3) statkulomb/cm3 3,3356x10-* C/m3 Yüzeysel Yük Yoğunluğu
abkulomb/cm2 statkulomb/cm2 kulomb/cm2
1x105 Coulomb/m2 (C/m2) 3,3356x10~6 C/m2
1x10* C/m2
Elektrik Potansiyel abvolt
statvolt
1x10-8 Volt (V) 2,9980x102 V
Elektrik Alan Şiddeti
abvolt/cm 1x10~6 Volt/metre (V/m) statvolt/cm 2,9980x10* V/m
Elektrik Akı Yoğunluğu
(m.k.s.nr) 7,9578x10"2 Coulomb/m2 (C/m2) (esu)
(emu)
Elektrik Sığası abfarad
Statfarad
2,6544x10~7 C/m2 7,9578x10S C/m2
1x109 Farad (F) 1,1127x10"12 F 52
Elektrik Öz Geçirgenlik
(m.k.s.nr) 7,9578x10~2 Farad/metre (F/m) (c.g.s) 7,9578x107 F/m (esu) 8,8542x10~12 F/m (emu) ., 7,9578x109 F/m
Öz Endüktans
abhenry 1xİ0-9 Henry (H) stathenry 8,9876x1011 H
Manyetik Geçirgenlik
(m.k.s.nn 1,2566x10 Henrv/metre Elektrik Çift Kutup Momenti
kulomb-cm 1x10~2 Coulomb-metre (C-m) 1x10_ l C - m 3,3356x10"12 C-m abkulomb-cm
statkulomb-cm
Akım Yoğunluğu
amper/cm2 1x10* Amper/m2 (A/m2) abamper/cm2 1x105 A/m2 statamper/cm2 3,3356x10-6 A/m2
Doğrusal Akım Yoğunluğu
amper/cm 1x102 Amper/metre (A/m)
abamper/cm 1x103 A/m
statamper/cm 3,3356x10-8 A/m
Manyetik Alan Şiddeti (m.k.s.nr) 7,9578x10"
orsted (esu)
3 Amper/metre (A/m) 7,9578x10 A/m 2,6544x10"9 A/m
Manyetik Akı Yoğunluğu gauss (Gs)
(esu)
1x10-* Tesla (T) 2,9980x106 T
(H/m) gauss/oersted 1,2566x10-10 H/m (esu) 1.1294x1015 H/m
Direnç abom statom
İletkenlik mo (mho) abmo statmo
Özdirenç Ohm cm abohm-cm statohm-cm
Öziletkenlik mo/metre abmo/cm statmo/cm
1x10"9 Ohm (iî) 8,9876 Ohm
1.0 Siemens (S) İx109 S 1,1127x10"12 S
l x l 0- 2 Ohm-metre (-m) 1x10" -m
8,9876 -m
1. Siemens/metre (S/m) 1x10" S/m 1.1127x10-10 S/m
Manyetik Direnti
(m.k.s,nr) 7,9578x10"2 1/henry (H"1) gilbert/maxwell 7,9578x107 H"1 (esu) 8,8542x10~14 H"1
Manyetik Akı Manyetik çizgi Maxwell (Mx)
(esu)
1x10"8 Weber (Wb) 2,9980x1u2 Wb
Manyetik Geçirgenlik
(mk.s.nr) 1,2566x10 henry (H) Maxwell/gilbert 1,2568x10-" H
(esu) 1,1294x1013 H
4.18. Havalandırmada Kullanılan SI Birimleri ve Çeviri Faktörleri
Havalandırma konusunda kullanılan kimi SI birimleri ve çeviri faktörleri çizel
ge 20'de verilmiştir. (3)
Çizelge 20 — Havalandırma Konusunda Kullanılan Bazı SI Birimleri ve Çeviri Faktörleri
Birim
Hava akış hızı (kütle) Hava akış hızı (hacım) Kuvvet
Sürtünme faktörü Uzunluk
Kütle Güç Basınç
Direnç (Sürtünme, Hız
Hacım
şok)
SI kg/s m3/s
Newton (N) ı
m kg
Watt (W=J/S) Paskal (Pa=
ImmWG m- 4
m/s m3
:N/m2)
Diğer birim eşdeğeri 132,277 Ibm/dak.
2118,88 cfm 0,2224809 Ibf 809,40x10"10
3,28 ft 2,2046 Ibm 44,2537 Ibf/dak
0,0568697 Btu/dak 0,145 psi
4,0146x10^3 WG 0,2953x10-3 Hg 0,03937 inç WG 1,42234x10-3 psi 10,748x10"10 f r4
3,28084 ft/s 196,850 ft/dak
35,3147 ft3
dır.
Yukarıdaki direnç birimine ek olarak «GAUL» SI birimleri içinde kullanılmakta- kg m
H H = RQ2 den R =
Q2
Pascal (m3/s2)
N/m2
m6/s2
s2 m2
mB
= kg/m7)
Bu şekilde; Gaul (== kg/m7) elde edilir.
Ayrıca bazı durumlarda sürtünme katsayısının birimi kg/m3 olabilmektedir. Bu durumda formül ile elde edilen direncin bi rimi GAUL olmaktadır.
kg
m.m
kCL m3
R = = • = kg/m7 (Gaul)
A3 m°
KAYNAKLAR
1. «SI» Uluslararası Birimler Sistemi, Ortg Doğu Teknik Üniversitesi Mühendislik Fa
kültesi Yayım, Ankara, 1981,
2. HOLTZ-R.D., «SI Units in Geotechnical
Engineering», Geotechnical Testing Jour
nal GTJODJ, vol. 3, No : 2, June, 1980, pp 73-79.
3. HALL, C, J-, «Mine Ventilation Enginee- ring» A.I.M.E., New York 1981, pp. 323-325.
54