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LA MEDIDA Y EL SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES (SI) Prof: Ing. GRAZIANA COMPIANI S. COLEGIO BELLAS ARTES - MARACAIBO

¿PARA QUE SE USAN LAS MEDIDAS? •LA QUÍMICA es la ciencia experimental que estudia LA MATERIA y sus transformaciones, conjuntamente con sus propiedades.

•MATERIA es todo aquello que tiene masa y volumen (es decir todo aquello que ocupa un lugar en el espacio). Por consiguiente, LA MASA y EL VOLUMEN son propiedades generales de la materia.

Se usan LAS MEDIDAS para cuantificar las propiedades de la materia.

MATERIA Y MATERIALES LA MATERIA es todo lo que nos rodea. LOS MATERIALES son las diversas formas físicas en que la materia se presenta.

¿QUÉ ES MEDIR?  ES DETERMINAR LA CANTIDAD O VALOR DE UNA PROPIEDAD FÍSICA DE LA MATERIA, LLAMADA MAGNITUD.  SE COMPARA ESTE VALOR CON UNA UNIDAD DE MEDIDA ACEPTADA CONVENCIONALMENTE.

MAGNITUD ES TODO AQUELLO QUE PUEDE SER MEDIDO MEDIDA DE UNA MAGNITUD: CANTIDAD + UNIDAD 150

Km

MetrologĂ­a EtimologĂ­a de la palabra (griego): METRON = medida LOGOS = tratado

Ciencia que estudia las medidas

¿Desde cuándo existe la METROLOGÍA? Génesis 6:15 “.......y haz de fabricarla de esta suerte :

la longitud del arca será de trescientos codos, la anchura de cincuenta codos y de treinta codos su altura.”

Levítico 19, 35-36 “.........No cometáis injusticias en los

juicios, ni en las medidas de longitud, peso o de capacidad; usen balanza justa, peso, medidas y sextuáreo justo”

Nuestros antepasados medĂ­an el tiempo con el sol y la luna

PRIMEROS PATRONES DE MEDIDAS Y UNIDADES DE MEDICIÓN

Uso Común de medidas Rápido Lento

Cerca - lejos Pesado Liviano

Silencio - Ruido

Frío - caliente

TIPOS DE MAGNITUDES FUNDAMENTALES: Aquellas que se determinan directamente con un proceso de medici贸n.

DERIVADAS: Aquellas que se determinan a partir de otras medidas fundamentales.

UNIDADES •Las unidades son las referencias o patrones con respecto a los cuales se compara una medida •Están establecidas por convenio.

•Deben ser constantes: no han de cambiar según el individuo que haga la medida o a lo largo del tiempo.

•Deben ser universales: no han de cambiar de unos países a otros.

• Han de ser fáciles de reproducir, aunque esta facilidad vaya, a veces, en detrimento de la exactitud.

Sistema Internacional de Unidades SI Sistema coherente de unidades adoptado y recomendado a nivel mundial. Su abreviatura internacional es:

“ SI “

Antecedentes del SI libra/pie/seg

1901

1960

Sistema MĂŠtrico Decimal

1799

Sistema Cegesimal (CGS)

1874

Sistema MKS ( Sistema Giorgi)

Sistema Internacional de Unidades

Características del Sistema Internacional de Unidades SI El SI está basado en siete unidades bien definidas y denominadas “unidades básicas”:

Magnitud

Nombre de la unidad

Símbolo

metro

m

kilogramo

kg

tiempo

segundo

s

corriente eléctrica

ampère

A

temperatura termodinámica

kelvin

K

cantidad de sustancia

mole

mol

candela

cd

longitud masa

intensidad luminosa

Características del Sistema Internacional de Unidades SI Tiene múltiplos y submúltiplos para valores muy grandes o muy pequeños. Se amplía o se reduce la unidad multiplicando o dividiendo con una potencia exacta de diez. Se escriben en minúscula.

FACTOR

PREFIJO

SÍMBOLO

10³

kilo

k

10² 10¹

hecto deca

h da

10-¹

deci

d

10-² 10-³

centi mili

c m

MÚLTIPLOS tera

giga

mega

kilo

hecto

deca

10¹²

10⁹

10⁶

10³

10²

10¹

1000000

1000

100

10

1000000000000 1000000000

deci 10⁻¹

centi 10⁻²

mili 10⁻³

SUBMÚLTIPLOS micro nano 10⁻⁶ 10⁻⁹

0,1

0,01

0,001

0,000001

0,000000001

pico 10⁻¹² 0,000000000001

UNIDADES DE LONGITUD

Cada unidad de longitud es 10 veces mayor que la inmediata inferior, y 10 veces menor que la inmediata superior.

Otras unidades de longitud que se usan para medir longitudes muy pequeñas:

micrometro (μm) = 10-6 m nanometro (nm) = 10-9 m. Ångström (Ǻ) = 10-10 m. picometro (pm) = 10-12 m. femtometro (fm) = 10-15 m.

PROPIEDADES DE LA MATERIA  NO CARACTERÍSTICAS O EXTENSIVAS: Son aquellas que no dependen de la naturaleza del material sino de la cantidad de materia presente, por lo tanto no lo identifican.

(MASA, VOLUMEN)  CARACTERÍSTICAS O INTENSIVAS: Son aquellas que dependen de la naturaleza del material y por lo tanto lo identifican.

(DENSIDAD, PUNTO DE EBULLICIÓN Y PUNTO DE FUSIÓN)

MASA Es una propiedad general de la materia, que se define como la cantidad de materia que posee un cuerpo. Se mide con una BALANZA.

UNIDADES DE MASA kg

hg

dag

g

dg

cg

mg

Kilo Hecto Deca gramo Deci Centi Mili gramo gramo gramo gramo gramo gramo Otras unidades muy utilizadas en química son:

microgramo (μg), 1 μg =10-6 g. nanogramo (ng), 1 ng = 10⁻⁹ g.

¿CÓMO SE MIDE LA MASA?  SÓLIDO:  MASA DEL SÓLIDO = MASA (SÓLIDO + PAPEL DE FILTRO) – MASA DEL PAPEL DE FILTRO

 LIQUIDO:  MASA DEL LIQUIDO = MASA (LIQUIDO + ENVASE) – MASA DEL ENVASE

 GAS:  MASA DEL GAS = MASA (ENVASE + GAS) – MASA DEL ENVASE

VOLUMEN  Es una propiedad general de la materia, que se define como el lugar que ocupa un cuerpo en el espacio.  Medidas de volumen: 1.-Sólidos regulares 2.-Sólidos irregulares.

COMO SE MIDE EL VOLUMEN

 1.-SÓLIDOS REGULARES: Son aquellos que tienen una forma definida.  CUBO  V=L³

CILINDRO V=πr²h

 PARALELEPÍPEDO  V= axbxc c

ESFERA V=4/3 π r³

a b

2.-SÓLIDOS IRREGULARES: Son aquellos sólidos que no tienen una forma definida propia. Hay que emplear el método de inmersión o Principio de Arquímedes. a) Se toma la probeta y se llena de líquido hasta cierta altura. b) Se toma la lectura del volumen de agua alcanzado por el líquido; esto es lectura inicial. c) Se introduce cuidadosamente el sólido y se lee nuevamente el volumen de agua; esto es lectura final.

Volumen del objeto= lf - li

UNIDADES DE VOLUMEN Unidades de volumen

1km3 = 109 m3 1hm3 = 106 m3 1dam3=103 m3 1 m3= unidad 1dm3= 10-3 m3 1cm3= 10-6 m3 1mm3=10-9 m3

Relaci贸n entre volumen y capacidad

1 m3= 1000 L 1dm3= 1 L 1cm3= 10-3 L

Cada unidad de volumen es mil veces mayor que la inmediata inferior y 1000 veces menor que la inmediata superior

CAPACIDAD Es la máxima cantidad de material que puede contener un envase. Su unidad de medida es el LITRO.

UNIDADES DE CAPACIDAD

Cada unidad de capacidad es diez veces mayor que la inmediata inferior y 10 veces menor que la inmediata superior

1 litro = 1000 ml 1 litro = 100 cl 1 litro = 10 dl

1 litro = 1 dm³ 1 ml = 1 cm³

LA TEMPERATURA

La temperatura es el nivel de calor en un gas, líquido, o sólido. La temperatura es una magnitud referida a las nociones comunes de frío y calor.

EL CALOR

El calor es una forma de energía que está asociada al movimiento de los átomos y moléculas, además de otras partículas que forman la materia. El calor es una cantidad de energía.

DIFERENCIA ENTRE CALOR Y TEMPERATURA La temperatura no es energĂ­a sino una medida de ella.

El calor es lo que hace que la temperatura aumente o disminuya.

Cuando el calor entra en un cuerpo se produce calentamiento y cuando sale enfriamiento.

UNIDADES DE TEMPERATURA

CaracterĂ­sticas del Sistema Internacional de Unidades SI Las unidades del SI pueden ser representadas fĂ­sicamente por medio de instrumentos o medidas materializadas.

PatrĂłn de Masa

Caracter铆sticas del Sistema Internacional de Unidades SI Los valores de las unidades de medida del SI pueden ser transferidos por un patr贸n local conocido como Patr贸n Nacional de Medida a otros patrones locales que se les conocen como patrones secundarios o patrones de trabajo.

Estuche port谩til de un juego de masas

Características del Sistema Internacional de Unidades SI Algunas Unidades Derivadas Magnitud

Nombre de la unidad

Símbolo

superficie

metro cuadrado

m²

volumen

metro cúbico

m³

velocidad

metro por segundo

m/s

aceleración

metro por segundo cuadrado

m/s²

volumen específico

metro cúbico por kilogramo

m³/kg

luminancia

candela por metro cuadrado

cd/m²

DENSIDAD La densidad, relaciona la masa de la sustancia con el volumen que ocupa.

D= m/v  UNIDADES : Kg/m³

g/cm³

Densidades de algunas sustancias (g/cm3)

Aire

0,012

Cobre

8,9

Alcohol 0,8 Agua 1

Plata 10,5 Plomo 11,3

Aluminio 2,7

Mercurio 13,6

Hierro

Oro

7,8

19,3

DENSIDAD corcho 1000 cm3 de volumen

 Masa por unidad de volumen del corcho: 240 : 1000 = 0,24 g /cm³

 Masa por unidad de volumen del plomo: 11290 : 1000 = 11,29 g /cm³

plomo

PUNTO DE FUSIÓN Y PUNTO DE EBULLICIÓN. PUNTO DE FUSIÓN: Temperatura que permanece constante mientras el sistema cambia de estado SÓLIDO a estado LÍQUIDO. Depende de la presión del sistema. PUNTO DE EBULLICIÓN: Temperatura que permanece constante mientras el sistema cambia de estado LÍQUIDO a estado GASEOSO. Depende de la presión del sistema.

Algunas unidades de otros sistemas aceptados en el SI

NOMBRE área hectárea bar angstrom

SÍMBOLO a ha bar Å

Algunas unidades tradicionales aceptadas en el SI

NOMBRE

SÍMBOLO

minuto

min

hora

h

NOMBRE litro

día

d

tonelada

neper

grado minuto

'

segundo

"

SÍMBOLO l, L

t

Np

Algunas unidades antiguas de longitud y sus equivalencias

Unidades antiguas Pulgada Palmo o cuarta Pie Codo Vara

Equivalencia con el SI 2,5 cm 21 cm 30 cm 41,8 cm

0,839 m

Algunas unidades antiguas de longitud y sus equivalencias Unidades antiguas

Equivalencia con el SI

Legua corta

3,933 m Francia 4,800 m Suiza

Legua larga

7,409 m Alemania 8,335 m HungrĂ­a

Millas inglesa Milla castellana

Jornada

1,609 m 1,852 m

Distancia que un hombre puede recorrer desde la salida hasta la puesta del sol.

Reglas de escritura del SI Uso de la coma (,): escribir: 345,7 m

no escribir 345.7 m

Reglas de escritura del SI

Uso del espacio

ESCRIBIR

NO ESCRIBIR

5 678 200 m

5,678200 m

0,025 7 m

0.0257 m

Reglas de escritura del SI Escribir con caracteres regulares y homogĂŠneos

ESCRIBIR

NO ESCRIBIR

0,7 m $50,00

o,7 m $50,oo

Reglas de escritura del SI No combinar unidades del SI con unidades de otros sistemas cuando se expresan magnitudes.

ESCRIBIR km/l

NO ESCRIBIR km/gal

Reglas de escritura del SI Los símbolos de las unidades deben de escribirse con minúscula excepto las que se derivan de nombres propios.

UNIDAD metro

ESCRIBIR m

NO ESCRIBIR M ó Mtr.

segundo

s

S ó Seg.

ampère

A

Amp.

pascal

Pa

Pa ó Pas.

Reglas de escritura del SI Utilizar signos de puntuación solo en casos necesarios Entre la cantidad y el símbolo, dejar un espacio vacío, sin ningún gráfico

ESCRIBIR

NO ESCRIBIR

33,2 m

33,2-m

40,2 kg

40,2.kg

Reglas de escritura del SI No usar siglas o iniciales como símbolos de unidades ESCRIBIR 2 cm³

NO ESCRIBIR 2 cc

16 m/s

16 m.p.s

Reglas de escritura del SI Los sĂ­mbolos de las unidades se escriben en singular indistintamente del valor de la cantidad expresada

ESCRIBIR 0,06 m

NO ESCRIBIR 0,06 ms

66,5 g

66,5 gs

APRECIACIÓN O SENSIBILIDAD DE UN APARATO DE MEDICIÓN Mínima cantidad de materia que se puede determinar con un aparato de medición. En términos matemáticos: APRECIACION = _lectura mayor – lectura menor___ nº de divisiones entre las lecturas

En los líquidos, la CAPACIDAD de un instrumento de medición se define como la máxima cantidad de liquido que él puede medir.

Sensibilidad probeta:1ml Sensibilidad pipeta: 0,1 ml

Capacidad pipeta: 10 ml Capacidad probeta: 100 ml

EXACTITUD Capacidad de un aparato para acercarse al valor verdadero. Una medida puede ser muy exacta y poco sensible, o muy sensible pero poco exacta.

Ejemplo: valor verdadero=12.22mm Exactas no sensibles 12.2 12.2 12.2

Sensibles no exactas 12.18 12.25 12.16

Sensibles Exactas 12.22 12.21 12.22

ERRORES INDETERMINADOS O ACCIDENTALES: Son ocasionados por el operador u otros factores que afecten a la medida.

DETERMINADOS O SISTEMÁTICOS: Son aquellos debidos al aparato de medición y normalmente vienen de fabrica, al originarse durante su proceso de construcción.

ES IMPOSIBLE ENCONTRAR EL VERDADERO VALOR DE UNA MEDIDA , EL LIMITE LO IMPONE LA SENSIBILIDAD DEL APARATO.

ERRORES ERROR EXPERIMENTAL: Es la diferencia entre el valor verdadero y el valor medido. Este se relaciona directamente con la apreciación del instrumento de medición.

E= Valor verdadero - Valor medido

–Ejemplo: –Valor verdadero :12.22mm –Valor medido: 12.20mm –Error: 0.02 mm Para medir liquídos y temperatura, la expresión matématica del error experimental es: E = Apreciación 5

ERRORES ERROR PORCENTUAL: Es el error cometido en cada unidad de medida, toda vez que se hace una medición. Matemáticamente se expresa: E% = (E/medida realizada)x100 El error porcentual es indicativo de la PRECISIÓN de una medición.

PRECISIÓN: Es la medida de la concordancia existente entre un grupo de valores experimentales.

GCS / 2012