ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ЕДИНИЦЫ
Г. Тевс
Международная
система единиц. В последние годы различные международные общества и организации
рекомендовали введение новой системы стандартизованных физических и химических
единиц в физиологии, равно как и в других естественных науках. Многие страны
последовали этим рекомендациям, законодательно потребовав ее соблюдения. Эта Международная
система единиц (СИ = SI от фр. Systeme International d'Unites)
основана на семи единицах, перечисленных в табл. П. 1. Они определяются
следующим образом. Метр (м)– длина, равная 1650763,73 длины волны излучения,
соответствующего переходу между уровнями 2р10 и 5d5 атома криптона–86, в
вакууме.
Килограмм (кг)
– масса,
соответствующая условному международному эталону.
Таблица
П1.
Наименования и обозначения основных единиц системы СИ
Величина |
Наименование |
Обозначение |
Длина |
метр |
м |
Масса |
килограмм |
кг |
Время |
секунда |
с |
Электрический
ток |
ампер |
А |
Термодинамическая температура |
кельвин |
К |
Сила
света |
кандела |
кд |
Количество вещества |
моль |
моль |
Секунда (с)– длительность 9192631770
периодов излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями
основного состояния атома цезия–133.
Таблица
П.2.
Наименования и обозначения некоторых производных единиц системы СИ
Величина |
Наименование |
Обозначение |
Определение |
Частота |
герц |
Гц |
с–1 |
Сила |
ньютон |
н |
м·кг·с–2 |
Давление |
паскаль |
Па |
м–1·кг·с–1 (Н·м–2) |
Энергия |
джоуль |
Дж |
м–2·кг·с–2
(Н·м) |
Мощность |
ватт |
Вт |
м–2 ·кг·с–3 (Дж·с–1) |
Электрический
заряд |
кулон |
Кл |
c·А |
Разность электрических потенциалов |
вольт |
В |
м·кд·с–3·А–1
(Вт·А–1) |
Электрическое сопротивление |
ом |
Ом |
м2·кг·с–3·А–2
·(В·А–1) |
Электрическая
проводимость |
сименс |
См |
м2·кг–1·с3·А2
(Oм –1) |
Электрическая
емкость |
фарад |
Ф |
м–2·кг–1·с4·А2
(Кл·В–1) |
Магнитный
поток |
вебер |
Вб |
м2·кг·с–2·А–1 (В·с) |
Плотность
магнитного потока |
тесла |
Т |
кг·
с–2·А–1 (Вб·м –2) |
Индуктивность (магнитная проводимость) |
генри |
Г |
м2·кг·с–2·А–2
(В·с·А–1) |
Световой поток |
люмен |
лм |
кд·ср* |
Освещенность |
люкс |
лк |
кд·ср·м–2
(лм·м–2) |
Активность радиоактивного вещества |
беккерель |
Бк |
с–1 |
* ср (стерадиан) – единица телесного угла в системе
СИ.
Ампер
(А)–сила.
постоянного тока, который при прохождении по двум прямым параллельным
проводникам бесконечной длины с ничтожно малой площадью сечения, находящимся в
вакууме на расстоянии 1 м один от другого, вызывает между ними взаимодействие
силой 2–10–7 Н на 1 м длины.
Кельвин (К) – единица термодинамической
температуры, равная 1/273,16 доле термодинамической температуры тройной точки
воды.
Кандела
(кд)–сила
света, испускаемого в данном направлении источником монохроматического
излучения частотой 540 х 1012 Гц и мощностью (в данном направлении)
1/683 Вт на стерадиан.
Моль–количество
вещества, содержащее столько же его неделимых частиц, сколько атомов в 0,012 кг
углерода–12.
Все прочие единицы можно
вывести из этих основных. Некоторые из них приведены в табл. П. 2.
Численные значения
единиц из табл. П. 1 и П. 2 часто содержат множители, равные десяти в той или
иной степени. Для упрощения записи некоторые наиболее употребительные из таких
множителей обозначаются особыми приставками (табл. П. 3) к наименованиям
соответствующих единиц.
Традиционные
единицы, приведенные в табл. П. 4, можно использовать наряду с единицами
системы СИ.
Таблица П.З. Приставки и обозначения часто используемых
множителей, соответствующих десяти в различной степени
Множитель |
Приставка |
Обозначение |
Множитель |
Приставка |
Обозначение |
10 |
деци– |
д |
10 |
дека– |
да |
10–2 |
санти– |
с |
102 |
гекто– |
г |
10–3 |
милли– |
м |
103 |
кило– |
к |
10–6 |
микро– |
мк |
106 |
мега– |
М |
10–9 |
нано– |
н |
109 |
гига– |
Г |
10–12 |
пико– |
п |
1012 |
тетра– |
Т |
10–15 |
фемто– |
ф |
1015 |
пета– |
П |
Перевод единиц. Согласно требованиям
системы СИ, концентрация–это количество вещества на единицу объема (моль/л,
ммоль/л, мкмоль/л) или масса на единицу объема (г/л, мг/л). Рекомендуется
использовать в случае химически однородных веществ известной молекулярной массы
только первое обозначение. Массовая концентрация– полезная мера для
смесей растворенных веществ, например «общего белка» плазмы. Традиционные
единицы концентрации–г%
(г/дл), мг% (мг/дл) и мэкв/л –можно перевести в единицы системы СИ с помощью
табл. П. 5. Вероятно, эта система утвердится в медицине лишь после достаточно
продолжительного переходного периода. Время необходимо не только для
повсеместного распространения нового оборудования, но и для перевода в новую
систему традиционных физиологических параметров. Пока важнейшие показатели,
выраженные в единицах системы СИ, не станут так же привычны для врачей, как сегодня
«старые» числовые значения, судить о практическом удобстве новой системы рано.
В частности, высказываются возражения по поводу замены традиционной единицы
давления (мм рт. ст.) менее наглядным паскалем. С другой стороны, джоуль как
единица энергии все более вытесняет привычную калорию. Чтобы помочь читателю
адаптироваться к новым единицам, в этой книге они обычно используются наряду с
традиционными.
В табл. П. 6
перечислены некоторые наиболее употребительные из ранее принятых единиц и
коэффициенты их перевода в единицы системы СИ.
Таблица П.4. Единицы,
не относящиеся к системе СИ, но допускаемые к употреблению в настоящее время
Наименование |
Обозначение |
Эквивалент в СИ |
Грамм |
г |
10–3 кг |
Литр |
л |
1 дм3 |
Минута
|
мин
|
60
с |
Час
|
ч
|
3,6
кс |
Сутки |
сут |
86,4 кс |
Градус Цельсия |
°С |
(Т – 273,16) К |
Таблица П.5. Перевод традиционных единиц
концентрации (г%, мг%, мэкв/л) в единицы концентрации массы (г/л) и вещества
(ммоль/л или мкмоль/л) системы СИ
1 г% = |
1 г% = |
|
Белок плазмы |
10 г/л |
|
Гемоглобин |
10 г/л |
0,621 ммоль/л1) |
1 мг% = |
1 мэкв/л = |
|
Натрий |
0,4350 ммоль/л |
1,0 ммоль/л |
Калий |
0,2558 ммоль/л |
1,0 ммоль/л |
Кальций |
0,2495 ммоль/л |
0,5 ммоль/л |
Магний |
0,4114 ммоль/л |
0,5 ммоль/л |
Хлор |
0,2821 ммоль/л |
1,0 ммоль/л |
Глюкоза |
0,0555 ммоль/л |
|
Холестерол |
0.0259 ммоль/л |
|
Билирубин |
17,10 мкмоль/л |
|
Креатинин |
88,40 мкмоль/л |
|
Мочевая кислота |
59,48 мкмоль/л |
|
1) Молярная концентрация гемоглобина oснована
на молекулярной массе его мономера (см. разд. 22.1). |
Таблица П.6. Соотношение между традиционными единицами и единицами
системы СИ
Величина |
Соотношение |
|
Сила |
1
дин = 10–5 Н |
Н
= 105 дин |
1 кгс = 9,81 Н |
Н= 0,102 кгс |
|
Давление |
1
см вод. ст. =98,1 Па |
1
Па= 0,0102 см вод. ст. |
1
мм рт. ст. == 133 Па |
1
Па=0,0075 мм рт. ст. |
|
1 атм = 101 кПа |
1кПа = 0,0099 атм |
|
1 бар = 100 кПа |
1 кПа = 0,01 бар |
|
Энергия (работа) (количество теплоты) |
1 эрг =10–7 Дж 1 |
1Дж = 107 эрг |
1 м·кгс= 9,81 Дж |
Дж = 0,102 м·кгс |
|
1
кал =4,19 Дж 1 |
Дж
= 0,239 кал |
|
Мощность (тепловой поток) (энергетический метаболизм) |
1 м·кгс/с = 9,81 Вт |
1 Вт =0,102 м·кгс/с |
1 л. с. = 736 Вт |
1 Вт·0,00136 л. с. |
|
I ккал/ч = 1,16 Вт |
1 Вт = 0,860 ккал/ч |
|
1
кДж/сут =0,0116 Вт |
1
Вт = 86,4 кДж/сут |
|
1 ккал/сут = = 0,0485 Вт |
1Вт =20,6 ккал/сут |
|
Вязкость |
1 П (пуаз) = =0,1 Па·с |
1Па·с = 10 П |