BỘ XÂY DỰNG
TRƯỜNG CAO ĐẲNG XÂY DỰNG TP.HỒ CHÍ MINH

GIÁO TRÌNH
MƠN HỌC: KỸ THUẬT LẤY MẪU VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU
NGÀNH: CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT VẬT LIỆU XÂY DỰNG
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG
(Ban hành kèm theo Quyết định số:

/QĐ-CĐXD ngày…..tháng .....năm 2022

của Trường Cao đẳng Xây Dựng Thành phố Hồ Chí Minh)

Thành phố Hồ Chí Minh, năm 2022
(Lưu hành nội bộ)


LỜI GIỚI THIỆU
Trong lĩnh vực thí nghiệm vật liệu xây dựng thì lấy mẫu thử nghiệm và xử lý số liệu là
một trong bước quan trọng đầu tiên có thể ảnh hưởng đến kết quả cũng như phán đoán và
đưa ra kết luận cho một trường hợp nào đó, việc hiểu được phương pháp lấy mẫu, xử lý số
liệu thu thập được đòi hỏi người kỹ sư, kiểm định viên phải có kiến thức chuẩn, bài bản về
cách thức lấy mẫu cho từng loại mẫu quy định tại các tiêu chuẩn khác nhau.
Đây là tài liệu dùng cho các sinh viên chuyên ngành CNKT Vật Liệu Xây Dựng tham
khảo trong q trình học mơn Kỹ thuật lấy mẫu và xử lý số liệu của Trường cao đẳng Xây
Dựng Thành phố Hồ Chí Minh và cũng là tài liệu để các bạn kỹ sư chuyên ngành mới ra
trường làm việc tại các phịng thí nghiệm Vật liệu xây dựng chun ngành (LAS XD) tham
khảo để trau dồi thêm kiến thức và các kỹ năng lấy mẫu và xử lý các số liệu đo lường
Nội dung của giáo trình bao gồm các chương sau:
-

Chương 1. Các đơn vị đo lường trong hệ SI

-

Chương 2. Nguyên tắc lấy mẫu các loại vật liệu

-

Chương 3. Đánh giá độ tin cậy của phép đo

-

Chương 4. Đánh giá kết quả khoan lấy lõi bê tông tại hiện trường

Trong q trình biên soạn, chúng tơi đã tham khảo và trích dẫn từ nhiều tài liệu được
liệt kê tại mục Danh mục tài liệu tham khảo. Chúng tôi chân thành cảm ơn các tác giả của
các tài liệu mà chúng tơi đã tham khảo.
Bên cạnh đó, giáo trình cũng khơng thể tránh khỏi những sai sót nhất định. Nhóm tác
giả rất mong nhận được những ý kiến đóng góp, phản hồi từ quý đồng nghiệp, các bạn
người học và bạn đọc.
Trân trọng cảm ơn./.
Thành phố Hồ Chí Minh, ngày …. tháng …. năm 20….
Tác giả
ThS. Lê Xuân Lâm


MỤC LỤC
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN............................................................................................................................... 1
LỜI GIỚI THIỆU .............................................................................................................................................. 2

CHƯƠNG 1: CÁC ĐƠN VỊ ĐO LƯỜNG TRONG HỆ SI ............................................................................ 14
CHƯƠNG 2: NGUYÊN TẮC LẤY MẪU CÁC LOẠI VẬT LIỆU .............................................................. 28
CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CỦA PHÉP ĐO ............................................................................ 42
CHƯƠNG 4: ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ KHOAN LẤY LÕI BÊ TÔNG TẠI HIỆN TRƯỜNG ...................... 50


Tên học phần: KỸ THUẬT LẤY MẪU VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU
Mã môn học: 239002124
Thời gian thực hiện học phần: 45 giờ; (Lý thuyết: 15 giờ; Thực hành, thí nghiệm, thảo
luận, bài tập: 28 giờ; Kiểm tra 02 giờ).
I. Vị trí, tính chất của học phần:
- Vị trí: là học phần cung cấp cho cho sinh viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Vật liệu xây
dựng các kiến thức về cách đánh giá độ tin cậy của số liệu kỹ thuật và giúp các em nắm
vững các nguyên tắc khi lấy mẫu tại hiện trường.
- Tính chất: là học phần thực hành cần thiết và không thể thiếu cho sinh viên các
chuyên ngành Vật Liệu Xây Dựng. Nắm vững kiến thức và kỹ năng thực hành học phần này
giúp em các có đủ tự tin khi xin việc.
II. Mục tiêu học phần:
- Về kiến thức: Trang bị cho sinh viên kiến thức và kỹ năng thực hiện lấy mẫu, xử lý số
liệu của kết quả thử nghiệm của vật liệu xây dựng phù hợp với tiêu chuẩn kỹ thuật hiện
hành
- Về kỹ năng:
+ Thực hiện các thao tác thử nghiệm vật liệu theo quy định của tiêu chuẩn
+ Đọc hiểu tiêu chuẩn kỹ thuật và tiêu chuẩn phương pháp thử
+ Đánh giá được độ tin cậy của kết quả đo
- Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:
+ Có khả năng làm việc độc lập hoặc làm việc theo nhóm, giải quyết công việc, vấn đề
phức tạp trong điều kiện làm việc thay đổi;
+ Có khả năng chủ động lập kế hoạch và tổ chức thực hiện cơng việc;
+ Có đạo đức nghề nghiệp, tác phong công nghiệp và ý thức tổ chức kỷ luật, có trách

nhiệm với cơng việc, thích ứng với môi trường lao động trong bối cảnh hội nhập Quốc tế;
+ Có tinh thần học hỏi, cầu thị, hợp tác và giúp đỡ đồng nghiệp, không ngừng học tập
trau dồi kiến thức nghề nghiệp;
+ Năng động, sáng tạo trong q trình làm việc, có tinh thần làm việc nhóm, tập thể,
linh hoạt áp dụng kiến thức đã học vào thực tế sản xuất;


+ Có khả năng hướng dẫn, giám sát những người khác thực hiện nhiệm vụ xác định;
chịu trách nhiệm cá nhân và trách nhiệm đối với nhóm;
+ Có khả năng đánh giá chất lượng cơng việc sau khi hồn thành và kết quả thực hiện
của các thành viên trong nhóm;
+ Chấp hành các quy định về bảo vệ môi trường ở nơi làm việc, chịu trách nhiệm về ô
nhiễm môi trường do cá nhân gây ra;
+ Chấp hành tốt các nội qui, qui định tại nơi làm việc về an tồn lao động, an tồn hóa
chất, phịng chống cháy nổ và vệ sinh công nghiệp.
III. Nội dung của môn học:
1. Chương trình khung:
Thời gian học tập (giờ)
Trong đó
STT

Mã

MH/ Tên mơn học/mơ

MĐ

đun

Số

tín
chỉ

Thực hành/
Tổng
Lý

số

thuyết

thực tập/thí

Thi/

nghiệm/bài

Kiểm

tập/thảo

tra

luận
A. CÁC HỌC PHẦN CHUNG/ĐẠI
CƯƠNG

21

435


173

239

23

1

23200101

Giáo dục chính trị

4

75

41

29

5

2

23800029

Pháp luật

2


30

18

10

2

3

23102102

Giáo dục thể chất

2

60

5

51

4

4

23102101

4


75

36

35

4

5

23103104

3

75

15

58

2

6

Giáo

dục

Quốc


phòng-An ninh
Tin học
Tiếng Anh

6.1

23300101

Anh văn 1

2

45

15

28

2

6.2

23300102

Anh văn 2

2

45


15

28

2


6.3

23300106

Anh văn 3

B. CÁC HỌC PHẦN CHUYÊN MÔN
NGHỀ
I

Học phần cơ sở

1

Học phần bắt buộc
Vật liệu xây dựng

2

30

28


0

2

53

1275

364

845

66

12

255

109

128

18

3

60

30


27

3

1

30

0

25

5

1.1

23900118

1.2

23900114

1.3

23100101

Kỹ năng mềm

2


45

15

28

2

1.4

23506112

Kỹ thuật thi cơng

3

60

36

20

4

3

60

28


28

4

3

60

30

26

4

41

1020

255

717

48

Thí

nghiệm

vật


liệu xây dựng

Học phần tự chọn
2

(chọn 1 trong 2
học phần)

2.1

23506119

2.2

23700101

Trắc địa
Cấp

thốt

nước

cơng trình
Học phần chun

II

mơn


1

23900109

Lý thuyết bê tơng

3

75

15

58

2

2

23900103

Cơng nghệ bê tông 3

75

15

58

2


3

23900108

3

75

15

55

5

4

23900104

3

60

30

27

3

sản xuất vật liệu 3


60

30

28

2

Kỹ thuật sản xuất
chất kết dính
Cơng nghệ gốm sứ
xây dựng
Máy và thiết bị

5

23900110

xây dựng


Kiểm định vật liệu
6

23900106

và cơng trình xây 3

60


30

28

2

3

60

30

28

2

Vật liệu cách nhiệt 3

60

30

27

3

3

60


30

27

3

2

45

15

28

2

dựng 3

90

0

85

5

75

15


58

2

3

90

0

85

5

3

135

0

125

10

5

225

0


225

5

225

0

225

0

5

105

45

55

5

2

45

15

28


2

dựng
7

23900101

8

23900116

9

23900201

10

23900107

Chống xâm thực
bê tông

Phụ gia trong xây
dựng
Kỹ thuật bê tơng
đặc biệt
Thí

11


23900113

nghiệm

liệu

xây

vật

chun ngành

12

23900102

Cơng

nghệ

thuật

vật

kỹ
liệu 3

khơng nung
13


23900112

14

23900115

Kiến tập thực tế
Thực

tập

tốt

nghiệp

C. CÁC HỌC PHẦN TỐT NGHIỆP
1

23900105

Khóa

luận

tốt

nghiệp
Học phần thay thế
(nếu khơng làm


2

khóa

luận

tốt

nghiệp)
2.1

23900202

Kỹ thuật lấy mẫu
và xử lý số liệu


Ngun lý lị cơng
2.2

23900111

nghiệp sản xuất 3

60

30

27


3

1935

537

1309

89

vật liệu xây dựng
Tổng cộng

79

2. Chương trình chi tiết mơn học
Thời gian (giờ)
Thực hành,

Số

Tên chương, mục

TT

Tổng

Lý


thí nghiệm,

Kiểm

số

thuyết

thảo luận,

tra

bài tập
Chương 1. Các đơn vị đo lường trong hệ SI

5

3

2

0

7

2

5

0


10

5

5

0

- Chiều dài
- Khối lượng
1.

- Thời gian
- Nhiệt độ
- Lượng chất
- Cường độ ánh sáng
- Dòng điện
Chương 2. Nguyên tắc lấy mẫu các loại vật
liệu
- Các quy định của pháp luật về đo lường: Pháp

2.

lệnh đo lường
- Phân biệt Quy chuẩn và tiêu chuẩn
- Lấy mẫu theo giới hạn chất lượng chấp nhận
(AQL)

3.


Chương 3. Đánh giá độ tin cậy của phép đo
- Giá trị trung bình


Thời gian (giờ)
Thực hành,

Số

Tên chương, mục

TT

Tổng

Lý

thí nghiệm,

Kiểm

số

thuyết

thảo luận,

tra


bài tập
- Giá trị trung vị
- Phương sai
- Độ lệch chuẩn
- Sai số phép đo: sai số hệ thống, sai số ngẫu
nhiên và cách khắc phục
- Độ chụm của kết quả thử nghiệm
4.

Chương 4. Đánh giá kết quả khoan lấy lõi bê

23

5

16

2

45

15

28

2

tông tại hiện trường
- Chuẩn bị mẫu
- Khoan lõi bê tông

- Đánh giá kết quả
Cộng
2. Nội dung chi tiết:
Chương 1. Các đơn vị đo lường trong hệ SI
Thời gian: 05 giờ
1. Mục tiêu: nắm vững các đơn vị đo lường trong hệ SI và thành thạo thực hiện quy đổi đơn
vị
2. Nội dung chương:
- Chiều dài
- Khối lượng
- Thời gian
- Nhiệt độ
- Lượng chất
- Cường độ ánh sáng


- Dòng điện
Thực hành: sinh viên làm bài tập về chuyển đổi giữa các đơn vị đo lường, sử dụng các
thiết bị đo lường các đại lượng vật lý khác nhau như nhiệt độ, thời gian, khối lượng, chiều
dài
Chương 2. Nguyên tắc lấy mẫu các loại vật liệu
Thời gian: 07 giờ
1. Mục tiêu: nắm vững các nguyên tắc lấy mẫu các loại vật liệu
2. Nội dung chương:
- Các quy định của pháp luật về đo lường: Pháp lệnh đo lường
- Phân biệt Quy chuẩn và tiêu chuẩn
- Lấy mẫu theo giới hạn chất lượng chấp nhận (AQL)
Thực hành lấy mẫu vật liệu đầy đủ theo quy định của tiêu chuẩn phương pháp thử: xi
măng, cốt liệu, thép.
Chương 3. Đánh giá độ tin cậy của phép đo

Thời gian: 10 giờ
1. Mục tiêu: thành thạo thực hành tính tốn và đánh giá độ tin cậy của phép đo
2. Nội dung chương:
- Giá trị trung bình
- Giá trị trung vị
- Phương sai
- Độ lệch chuẩn
- Sai số phép đo: sai số hệ thống, sai số ngẫu nhiên và cách khắc phục
- Độ chụm của kết quả thử nghiệm
Thực hành: thực hành tính tốn các số liệu đo theo các công thức đã học và số liệu
thu thập được, sử dụng phần mềm excel trên máy tính để tính các giá trị đo lường
Chương 4. Đánh giá kết quả khoan lấy lõi bê tông tại hiện trường
Thời gian: 23 giờ
1. Mục tiêu: thành thạo tính tốn đánh giá kết quả khoan lấy lõi bê tông tại hiện trường
2. Nội dung chương:
- Chuẩn bị mẫu


- Khoan lõi bê tông
- Đánh giá kết quả
- Đánh giá kết quả: tính tốn kết quả đo, đánh giá kết quả thu thập được theo tiêu
chuẩn kỹ thuật
IV. Điều kiện thực hiện học phần:
1. Phịng học chun mơn hóa/nhà xưởng: Xưởng thực hành Quận 9
2. Trang thiết bị máy móc:
- Máy trộn bê tơng
- Máy nén bê tơng
- Máy khoan lõi bê tông
3. Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu:
- Xi măng PCB40, cát, đá dăm, xăng, nhớt, ván cốp pha

- Bay, xẻng, ống đong 1 lít, thước, cân điện tử
- Máy tính cá nhân
4. Các điều kiện khác: không
5. Nội dung và phương pháp, đánh giá:
5.1. Nội dung:
- Về kiến thức: mô tả được các kiến thức về lấy mẫu, xử lý số liệu
- Về kỹ năng: thành thạo thực hành lên phương án lấy mẫu, thành thạo kỹ năng lấy mẫu,
thành thạo tính tốn số liệu về sai số và đánh giá độ tin cậy của phép đo
- Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:
+ Có khả năng làm việc độc lập hoặc làm việc theo nhóm, giải quyết cơng việc, vấn
đề phức tạp trong điều kiện làm việc thay đổi;
+ Có khả năng chủ động lập kế hoạch và tổ chức thực hiện công việc;
+ Có đạo đức nghề nghiệp, tác phong cơng nghiệp và ý thức tổ chức kỷ luật, có trách
nhiệm với cơng việc, thích ứng với mơi trường lao động trong bối cảnh hội nhập Quốc tế;
+ Có tinh thần học hỏi, cầu thị, hợp tác và giúp đỡ đồng nghiệp, không ngừng học tập
trau dồi kiến thức nghề nghiệp;
+ Năng động, sáng tạo trong q trình làm việc, có tinh thần làm việc nhóm, tập thể,
linh hoạt áp dụng kiến thức đã học vào thực tế sản xuất;


+ Có khả năng hướng dẫn, giám sát những người khác thực hiện nhiệm vụ xác định;
chịu trách nhiệm cá nhân và trách nhiệm đối với nhóm;
+ Có khả năng đánh giá chất lượng cơng việc sau khi hồn thành và kết quả thực hiện
của các thành viên trong nhóm;
+ Chấp hành các quy định về bảo vệ môi trường ở nơi làm việc, chịu trách nhiệm về ô
nhiễm môi trường do cá nhân gây ra;
+ Chấp hành tốt các nội qui, qui định tại nơi làm việc về an tồn lao động, an tồn hóa
chất, phịng chống cháy nổ và vệ sinh công nghiệp.
5.2. Phương pháp kiểm tra, đánh giá
5.2.1. Đánh giá điểm quá trình:

Hình thức

Số lần

Trọng số

Ghi chú

Chuyên cần

12

10%

Điểm danh từng buổi học

Kiểm tra thường xuyên

1

10%

Thao tác lấy mẫu, đo lường

Kiểm tra định kỳ

1

20%


Xử lý số liệu thô, báo cáo
tổng hợp

5.2.2. Thi kết thúc học phần:
Hình thức
Thực hành

Thời lượng
90 phút

Trọng số

Ghi chú

60%

Được sử dụng tài liệu khi thi

Ghi chú: Hình thức thi: viết/vấn đáp/trắc nghiệm,...
6. Hướng dẫn thực hiện học phần:
6.1. Phạm vi áp dụng học phần: áp dụng cho các sinh viên chuyên ngành Công nghệ Kỹ
thuật Vật Liệu Xây Dựng
6.2. Hướng dẫn về phương pháp giảng dạy, học tập học phần:
- Đối với giáo viên, giảng viên: thực hành làm mẫu cho sinh viên theo dõi
- Đối với người học: theo dõi giảng viên và thực hành theo hướng dẫn của giảng viên
6.3. Những trọng tâm cần chú ý: cách tiến hành lấy mẫu, đo lường và tính tốn số liệu
6.4. Tài liệu giảng dạy và học tập:
6.4.1. Tài liệu bắt buộc:



- Bùi Nguyên Hùng, Phòng ngừa các khuyết tật trong sản xuất bằng các công cụ thống kê,
NXB Thống Kê, 2000;
6.4.2. Tài liệu tham khảo:
- Bùi Nguyên Hùng, Phòng ngừa các khuyết tật trong sản xuất bằng các công cụ thống kê,
NXB Thống Kê, 2000;
- Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 8243-2 : 2009 - Quy trình lấy mẫu để kiểm tra định lượng –
phần 2: quy định chung đối với phương án lấy mẫu một lần xác định theo giới hạn chất
lượng chấp nhận (aql) để kiểm tra từng lô có các đặc trưng chất lượng độc lập;
- Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia QCVN 16:2019/BXD Sản phẩm, hàng hóa vật liệu xây
dựng


CHƯƠNG 1
CÁC ĐƠN VỊ ĐO LƯỜNG TRONG HỆ SI
1. Mục tiêu: chương này nhằm mục đích cho các em sinh viên làm quen với hệ thống các
đơn vị đo lường khác nhau, giúp cho các em không bở ngỡ khi ra trường làm việc với các
máy móc, thiết bị hiển thị các đơn vị đo lường khác nhau và quy đổi các đơn vị này theo
mong muốn
- Chiều dài
- Khối lượng
- Thời gian
- Nhiệt độ
- Lượng chất
- Cường độ ánh sáng
- Dòng điện
Thực hành: sinh viên làm bài tập về chuyển đổi giữa các đơn vị đo lường, sử dụng các
thiết bị đo lường các đại lượng vật lý khác nhau như nhiệt độ, thời gian, khối lượng, chiều
dài
 GIỚI THIỆU CHƯƠNG 1
Chương 1 là chương giới thiệu các đơn vị đo lường trong hệ SI (System International)

thường hay sử dụng trong kỹ thuật nói chung và ngành CNKT Vật Liệu Xây Dựng nói riêng
đồng thời giúp cho sinh viên nắm vững các đơn vị đo lường trong hệ SI và thành thạo thực
hiện quy đổi đơn vị
 MỤC TIÊU CHƯƠNG 1
Sau khi học xong chương này, người học có khả năng:
 Về kiến thức:
- Trình bày và giải thích được khái niệm, phân loại các đơn vị đặc trưng cho các đại
lượng khác nhau.
- Trình bày và giải thích được khái niệm, vai trò, phạm vi ứng dụng và quy đổi của các
đơn vị
 Về kỹ năng:
- Nhận diện, phân biệt được các đơn vị đại diện cho các đơn vị đo lường khác nhau
- Có khả năng tính toán, quy đổi giữa các đơn vị khác nhau


 Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:
- Ý thức được tầm quan trọng và ý nghĩa thực tiễn của các đơn vị đo lường trong kỹ
thuật.
- Tuân thủ nội quy, quy định nơi làm việc.
 PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP CHƯƠNG 1
-

Đối với người dạy: sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng, vấn
đáp, dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học thực hiện câu hỏi thảo luận và bài tập
chương 1 (cá nhân hoặc nhóm).

-

Đối với người học: chủ động đọc trước giáo trình (chương 1) trước buổi học; hồn
thành đầy đủ câu hỏi thảo luận và bài tập tình huống chương 1 theo cá nhân hoặc

nhóm và nộp lại cho người dạy đúng thời gian quy định.

 ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN CHƯƠNG 1
-

Phịng học chun mơn hóa/nhà xưởng: xưởng thực hành

-

Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu và các thiết bị dạy học khác

-

Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình mơn học, giáo trình, tài liệu tham
khảo, giáo án, phim ảnh, và các tài liệu liên quan.

-

Các điều kiện khác: Khơng có

 KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ CHƯƠNG 1
-

Nội dung:

 Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức
 Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kĩ năng.
 Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần:
+ Nghiên cứu bài trước khi đến lớp
+ Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập.

+ Tham gia đầy đủ thời lượng mơn học.
+ Nghiêm túc trong q trình học tập.
-

Phương pháp:

 Điểm kiểm tra thường xuyên: 1 điểm kiểm tra (hình thức: bài tập thực hành)
 Kiểm tra định kỳ lý thuyết: khơng có
Nội dung chương1:


Khái niệm về đơn vị đo lường
- Đo lường là việc gán một số cho một đặc tính của một đối tượng hoặc sự kiện, có thể được
so sánh với các đối tượng hoặc sự kiện khác
- Đơn vị đo lường là đại lượng được chọn làm chuẩn dùng thống nhất trong cả nước theo
quy định của pháp luật để xác định vật chất về mặt lượng (trọng lượng, khối lượng, kích
thước... ).
- Hệ đo lường quốc tế được viết tắt là SI, tên bắt nguồn từ tiếng Pháp là Système
International d’unités. Đây là hệ thống đo lường thống nhất được sử dụng rộng rãi trên toàn
thế giới.
- Hệ đo lường quốc tế SI được sử dụng trong hoạt động kinh tế, thương mại, khoa học, giáo
dục và công nghệ,…
- Năm 1960, SI được chọn làm bộ tiêu chuẩn thu gọn của hệ đo lường mét – kilôgam – giây
hiện hành, hơn là của hệ thống đo lường cũ xentimét – gam – giây. Một số đơn vị đo lường
mới được bổ sung cùng với sự giới thiệu của SI cũng như vào sau đó.
- Có 7 đơn vị cơ bản và một số đơn vị dẫn xuất, cùng với 1 bộ các tiền tố. Các đơn vị đo
lường phi SI có thể chuyển đổi sang đơn vị đo lường của SI (hoặc ngược lại) phù hợp với
các hệ số chuyển đổi đơn vị đo lường. Hầu hết mọi đơn vị phi SI đã được định nghĩa lại
theo các đơn vị của SI.


Hình 1 - Bảy đơn vị cơ sở trong hệ thống SI. Mũi tên chỉ từ đơn vị đến những đơn vị phụ
thuộc vào nó.


Các đơn vị đo lường của SI được quyết định chọn lựa sau hàng loạt các hội nghị
quốc tế được tổ chức bởi tổ chức tiêu chuẩn là Văn phòng Cân đo Quốc tế (BIPM). SI được
đặt tên lần đầu tiên năm 1960 và sau đó được bổ sung năm 1971.
Nguồn gốc thực sự của SI, hay hệ mét, có thể tính từ những năm 1640. Nó được phát
minh bởi các nhà khoa học Pháp và nhận được sự quảng bá lớn bởi Cuộc cách mạng
Pháp năm 1789 để trở nên phổ biến hơn. Hệ mét được phát triển kể từ năm 1791 trở đi bởi
hội đồng Viện Hàn lâm Khoa học Pháp được ủy nhiệm bởi Palais Bourbon và Louis XVI để
tạo ra một hệ đo lường thống nhất và hợp lý.[1] Nhóm này bao gồm Antoine-Laurent
Lavoisier ("cha

đẻ

của hóa

học hiện

Laplace và Adrien-Marie Legendre,

[2]:89

đại")

và

các nhà


toán

học Pierre-Simon

đã sử dụng các nguyên tắc đo chiều dài, thể

tích và khối lượng được đề xuất bởi giáo sĩ Anh John Wilkins năm 1668[3][4] và khái niệm sử
dụng kinh tuyến gốc Trái Đất làm đơn vị độ dài định nghĩa cơ bản, ban đầu được một giáo
sĩ Pháp là Gabriel Mouton đề xuất năm 1670.[5][6] Hệ mét cố gắng lựa chọn các đơn vị đo
lường khơng mang tính tùy ý, trong khi gắn liền với tư tưởng chính thức của cuộc cách
mạng là "lý trí thuần túy"; nó là một sự cải thiện đáng kể đối với các đơn vị đo hiện hành
ngày ấy do giá trị của chúng thông thường phụ thuộc theo từng khu vực.
1.1 Chiều dài:
Đơn vị đo lường quan trọng nhất là đơn vị đo chiều dài: 1 mét đã từng được định
nghĩa là 1/10.000.000 của khoảng cách từ cực tới xích đạo dọc theo kinh tuyến đi qua Paris.
Nó dài hơn xấp xỉ 10% so với 1 thước Anh. Sau đó 1 chiếc thước platin với tiết diện hình
chữ X đã được sản xuất để phục vụ cho mục đích dễ dàng kiểm tra tiêu chuẩn chiều dài của
1 mét. Tuy nhiên, vì những khó khăn của việc đo đạc thực tế chiều dài của góc phần tư kinh
tuyến trong thế kỷ XVIII, chiếc thước mẫu platin đầu tiên đã ngắn hơn 0,2 milimét. Sau đó
các chiều dài bước sóng bức xạ khác nhau đã được giới thiệu để có thể định nghĩa một
cách trừu tượng chiều dài (không đổi) của đơn vị mét, và cuối cùng mét đã được định
nghĩa như là khoảng cách mà một tia sáng có thể đi được trong chân không trong 1
khoảng thời gian cụ thể.


Hình 2 - Thước platin với tiết diện hình chữ X dùng kiểm tra tiêu chuẩn chiều dài của 1 mét.
1.2 Khối lượng
Đơn vị đo cơ bản của khối lượng là gam, nhưng đã nhanh chóng bị chuyển
sang kilơgam, đã được định nghĩa như là khối lượng của nước nguyên chất tại điểm mà nó
nặng nhất (+3,98 0C) trong 1 khối lập phương có các cạnh bằng 1/10 của mét.

1 kilôgam bằng khoảng 2,2 pound. Khoảng không gian lập phương này cịn được gọi là
1 lít để thể tích của các chất lỏng khác nhau có thể dễ dàng so sánh. Năm 1799, một
ống hình trụ bằng platin đã được sản xuất để làm tiêu chuẩn cho kilơgam, vì thế tiêu chuẩn
dựa trên cơ sở nước chưa bao giờ được sử dụng như là tiêu chuẩn gốc khi mà hệ mét thực sự
được sử dụng. Năm 1890, nó được thay thế bằng ống hình trụ là hợp kim gồm 90% platin và
10% iridi. Nó được sử dụng làm kilơgam tiêu chuẩn từ đó đến nay và được lưu giữ
ở Paris. Kilôgam là đơn vị đo lường cơ bản duy nhất không được định nghĩa lại theo thuật
ngữ của các hiện tượng tự nhiên không đổi. Tuy nhiên, tại cuộc họp của Hội khoa học
Hồng gia tại Ln Đơn vào ngày 15/2/2005, các nhà khoa học đã lên tiếng kêu gọi thay
thế khối lượng của kilơgam tiêu chuẩn ở Paris vì định nghĩa chính thức chỉ rõ rằng "thuộc
tính khơng thay đổi của tự nhiên" cần được sử dụng (hơn là 1 vật cụ thể mà khối lượng của
nó có thể bị thay đổi). Ngày 16/11/2018, Hội nghị toàn thể về Cân đo (CGPM) tổ chức
tại Versailles tiến hành bỏ phiếu, thông qua việc bãi bỏ định nghĩa kilogram cũ và chào đón
định nghĩa đại lượng kilogram mới. Các nhà khoa học đề xuất: xác định khái niệm "một
kilogram" bằng hằng số Planck. Việc bỏ phiếu sau khi thông qua, định nghĩa kilogram mới
chính thức được áp dụng vào Ngày Đo lường Khoa học Thế giới - 20/5/2019.


Hình 1.3 – Quả khối lượng chuẩn 1kg
Năm 1793: Grave (tiền thân của kilôgam) được định nghĩa là khối lượng của
1 lít (dm³) nước.
1795: Gam (1/1.000 của một kg) đã được tạm định nghĩa là khối lượng của một
khối centimet của nước ở nhiệt độ nóng chảy của nước đá. [6]
1799: Kilogram des Archives được sản xuất dưới dạng nguyên mẫu
1875–1889: Công ước Mét được ký kết vào năm 1875, dẫn đến việc sản xuất Nguyên
mẫu Quốc tế của Kilôgam (IPK) vào năm 1879 và được thông qua vào năm 1889. Nó có
khối lượng bằng khối lượng của 1 dm 3 của nước dưới áp suất khí quyển và ở nhiệt độ của
khối lượng riêng lớn nhất của nó, xấp xỉ 4 ° C.
Năm 2019: Kilôgam hiện được xác định lại theo hằng số Planck theo phê duyệt
của Hội nghị chung về Cân nặng và Đo lường (CGPM) vào ngày 16 tháng 11 năm 2018.



Hình 1.4 - Nguyên mẫu Quốc tế của Kilogram được trưng bày tại Cité des Sciences et de
l'Industrie, có chng thủy tinh đôi bảo vệ
1.4 Nhiệt độ
Đơn vị đo nhiệt độ là độ bách phân hay độ Celsius (C), có nghĩa là thang thủy
ngân giữa điểm đóng băng và điểm sôi của nước nguyên chất được chia thành 100 phần
bằng nhau. Nước sơi vì thế là 100 độ Celsius và nước đóng băng có 0 độ Celsius. Đây
là đơn vị đo lường nhiệt độ của hệ mét trong sử dụng thông thường. Khoảng 100 năm sau,
các nhà khoa học phát hiện ra điểm 0 tuyệt đối. Điều này dẫn đến sự ra đời của thang
đo nhiệt độ mới, được gọi là thang độ tuyệt đối hay thang Kelvin, nó xác định lại điểm 0
nhưng vẫn sử dụng 100 kelvin bằng khoảng cách giữa điểm đóng băng và điểm sơi của
nước nguyên chất.
.

Đơn vị đo lường thời gian của hệ mét là giây, nguyên thủy được định nghĩa như là

1/86.400 của 1 ngày trung bình. Các hình thức định nghĩa giây đã thay đổi vài lần để đáp
ứng được các yêu cầu ngày càng tăng của khoa học (các quan sát thiên văn, đồng hồ âm
thoa, đồng hồ thạch anh và sau đó là đồng hồ nguyên tử xêri) nhưng những đồng hồ đeo
tay vẫn không chịu ảnh hưởng (một cách tương đối).
1.5 Lượng chất
Trong hóa học, lượng chất trong một mẫu vật chất nhất định được định nghĩa bằng
số lượng các hạt nguyên tử rời rạc trong đó chia cho hằng số Avogadro NA. Theo quan điểm
nguyên tử thực sự, lượng chất đơn giản là số lượng các hạt cấu thành chất. Các hạt hoặc
thực thể có thể là phân tử, nguyên tử, ion, electron hoặc khác, tùy thuộc vào ngữ cảnh. Giá
trị của hằng số Avogadro NA đã được xác định là 6,02214076×1023 mol. Theo quan điểm
nguyên tử thực sự, 1 mol = 6,02214076×1023 mol−1 hạt (số Avogadro) và do đó hằng số
chuyển đổi đơn giản là NA = 1. Lượng chất đơi khi được gọi là lượng hóa học.



Hình 1.5 - Ảnh minh hoạ Mol, số lượng phân tử trong 1 mol
Mol (ký hiệu: mol) là một đơn vị lượng chất trong Hệ đơn vị quốc tế, được xác định
(kể từ năm 2019) bằng cách cố định hằng số Avogadro ở giá trị đã cho. Trong lịch sử, số
mol được định nghĩa là lượng chất trong 12 gam của đồng vị cacbon-12.
Kết quả là, khối lượng của một mol hợp chất hóa học, tính bằng gam, bằng số (cho
mọi mục đích thực tế) với khối lượng của một phân tử hợp chất, tính bằng dalton và khối
lượng mol của một đồng vị tính bằng gam trên mol bằng số khối. Ví dụ, một phân tử nước
có khối lượng khoảng 18,015 trung bình dalton, trong khi một mol nước
(chứa 6,02214076×1023 phân tử nước) có tổng khối lượng khoảng 18,015 gam.
Trong hóa học, do quy luật về tỉ lệ thuận, nên việc tác dụng với lượng chất (tức là số
mol hoặc phân tử) thuận tiện hơn nhiều so với khối lượng (gam) hoặc thể tích (lít).
Ví dụ, thực tế hóa học "1 phân tử oxy (O2) sẽ phản ứng với 2 phân tử hydro (H2) để
tạo ra 2 phân tử nước (H2O) "cũng có thể được phát biểu là" 1 mol O2 sẽ phản ứng với
2 mol H2 để tạo thành 2 mol nước ".
Cùng một thực tế hóa học, được biểu thị theo khối lượng, sẽ là "32g oxy sẽ phản ứng
với khoảng 2,0156g hydro để tạo ra khoảng 18,0152g nước "(và các con số sẽ phụ thuộc
vào thành phần đồng vị của chất phản ứng). Về thể tích, các con số sẽ phụ thuộc vào áp suất
và nhiệt độ của thuốc thử và sản phẩm. Vì những lý do tương tự, nồng độ của thuốc thử và


sản phẩm trong dung dịch thường được quy định bằng mol trên lít, chứ khơng phải gam trên
lít.
Lịch sử phát triển của mol
Lịch sử đơn vị mol liên quan chặt chẽ với các khái niệm phân tử khối, đơn vị khối
lượng nguyên tử, hằng số Avogadro và các khái niệm có liên quan khác.
Tên gọi “mol” bắt nguồn từ tiếng Đức, do nhà hóa học Wilhelm Ostwald đặt ra vào
năm 1894 dựa theo từ molekül của tiếng Đức (nghĩa là “phân tử”).
1.5 Cường độ ánh sáng
a) Khái niệm

Cường độ ánh sáng là chỉ số kỹ thuật dùng để xác định năng lượng phát ra từ một nguồn
sáng theo một hướng nhất định.


Kí hiệu cường độ ánh sáng: I



Đơn vị đo cường độ ánh sáng: Candela viết tắt cd, 1cd=1lm/sr.



Bội số của cd là kilocandela: 1 kcd = 1000 cd.

Cường độ ánh sáng được xác định như sau: 1 candela là cường độ ánh sáng mà một nguồn
phát sáng ra 1 quang thơng lumen thẳng hướng trong 1 góc đặc. Với 1 candela sẽ phát ra 1
quang thông lumen trên diện tích 1m2 với khoảng cách 1m kể từ tâm nguồn sáng.

b) Cường độ sáng tiêu chuẩn
Để đưa ra một con số cụ thể về cường độ ánh sáng tiêu chuẩn thường rất khó. Bởi điều này
cịn dựa vào mục đích các không gian sử dụng để đưa ra tiêu chuẩn về cường độ ánh sáng.
Ở mỗi không gian khác nhau, cường độ sáng tiêu chuẩn sẽ khác nhau. Để tính tiêu chuẩn
này thông thường sử dụng độ sáng của ngọn nến để làm chuẩn.


Cường độ sáng dựa trên độ sáng cửa ngọn nến làm chuẩn
c) Cơng thức tính cường độ ánh sáng
Theo cường độ ánh sáng tiêu chuẩn dựa trên độ sáng của ngọn nến, ta thấy ngọn nến
phát ra 1lm trên 1m2 tính tâm nguồn sáng. Vậy cường độ ánh sáng của ngọn nến sẽ là 1
candela. Do đó cường độ sáng chúng ta cần tính theo cơng thức cường độ ánh sáng tiêu

chuẩn.
Công thức: I = Ф / ω (Cường độ ánh sáng = Quang thơng / diện tích chiếu sáng)
Trong đó: Ф là Lumen. Quang thơng của bóng đèn.
ω diện tích chiếu sáng của mỗi khơng gian khác nhau.
1.6 - Dòng điện
Dòng điện là một dòng các hạt mang điện, chẳng hạn như electron hoặc ion, di
chuyển qua một chất dẫn điện hoặc qua một khơng gian. Nó được đo bằng tốc độ rịng của
dịng điện tích qua một bề mặt hoặc vào một control volume.


Các hạt chuyển động được gọi là phần tử mang điện, có thể là một trong nhiều loại
hạt khác nhau, tùy thuộc vào chất dẫn điện. Trong mạch điện, hạt mang điện thường là
các electron chuyển động trong dây dẫn. Trong chất bán dẫn, chúng có thể là electron
hoặc lỗ trống. Trong chất điện li, các hạt mang điện là các ion, trong khi ở plasma, một chất
khí bị ion hóa, chúng là các ion và electron.
Đơn vị SI của dòng điện là ampe, hoặc amp (ký hiệu: A), là dịng điện tích chạy qua
một bề mặt với tốc độ một coulomb mỗi giây. Dòng điện được đo bằng dụng cụ gọi là ampe
kế.
Dòng điện tạo ra từ trường, được sử dụng trong động cơ, máy phát điện, cuộn
cảm và máy biến áp. Trong các dây dẫn thông thường, chúng gây ra Joule heating, tạo ra
ánh sáng trong bóng đèn sợi đốt. Dòng điện thay đổi theo thời gian phát ra sóng điện từ,
được sử dụng trong viễn thơng để phát thơng tin.
Cường độ dịng điện qua một tiết diện được định nghĩa là lượng điện tích di chuyển
qua tiết diện đó trong một đơn vị thời gian. Nó thường được ký hiệu bằng chữ I, từ
chữ tiếng Pháp Intensité, nghĩa là cường độ. Trong hệ SI, cường độ dòng điện có đơn
vị ampe.

Một mạch điện đơn giản, trong đó dòng điện được biểu thị bằng chữ i. Mối quan hệ giữa
điện áp (V), điện trở (R), và dòng điện (I) là V=IR; đây được gọi là định luật Ohm.
Ký hiệu thường gặp


I

Đơn vị SI

Ampe

Section 1.01 Các tác dụng của dịng điện
(a) Tác dụng nhiệt
Khi có dịng điện, hầu hết các vật dẫn điện đều nóng lên. Khi vật dẫn đủ nóng thì thiết bị sẽ
hoạt động