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LA MEDIDA Y EL SISTEMA INTERNACIONAL DE
UNIDADES (SI)
Prof: Ing. GRAZIANA COMPIANI S.
COLEGIO BELLAS ARTES - MARACAIBO
•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.
¿PARA QUE SE USAN LAS MEDIDAS?
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.
Metrología
Etimología 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”
TIPOS DE MAGNITUDES
FUNDAMENTALES: Aquellas que se determinan directamente con un proceso de medición. 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
Sistema Métrico Decimal
Sistema Cegesimal (CGS)
Sistema MKS ( Sistema Giorgi)
Sistema Internacional de Unidades
1799
1874
1901
1960
libra/pie/seg
Características del Sistema Internacional de Unidades SI
Magnitud Nombre de la unidad Símbolo
longitud metro m
masa kilogramo kg
tiempo segundo s
corriente eléctrica ampère A
temperatura termodinámica
kelvin K
cantidad de sustancia
mole mol
intensidad luminosa candela cd
El SI está basado en siete unidades bien definidas
y denominadas “unidades básicas”:
Características del Sistema Internacional de Unidades SI
FACTOR PREFIJO SÍMBOLO
10³ kilo k
10² hecto h
10¹ deca da
10-¹ deci d
10-² centi c
10-³ mili m
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.
MÚLTIPLOS
tera giga mega kilo hecto deca
10¹² 10⁹ 10⁶ 10³ 10² 10¹
1000000000000 1000000000 1000000 1000 100 10
SUBMÚLTIPLOS deci centi mili micro nano pico
10⁻¹ 10⁻² 10⁻³ 10⁻⁶ 10⁻⁹ 10⁻¹²
0,1
0,01
0,001
0,000001
0,000000001
0,000000000001
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.
UNIDADES DE LONGITUD
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)
kg hg dag g dg cg mg
Kilo gramo
Hecto gramo
Deca gramo
gramo Deci gramo
Centi gramo
Mili gramo
UNIDADES DE MASA
Otras unidades muy utilizadas en química son: microgramo (μg), 1 μg =10-6 g.
nanogramo (ng), 1 ng = 10⁻⁹ g.
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.
¿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 CILINDRO
V=L³ V=πr²h
PARALELEPÍPEDO ESFERA
V= axbxc V=4/3 π r³
b
a c
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
Cada unidad de volumen es mil veces mayor que la inmediata inferior y 1000 veces menor que la inmediata superior
Unidades de volumen
Relación entre volumen y capacidad
1km3 = 109 m3
1hm3 = 106 m3
1dam3=103 m3
1 m3= unidad
1dm3= 10-3 m3
1cm3= 10-6 m3
1mm3=10-9 m3
1 m3= 1000 L
1dm3= 1 L
1cm3= 10-3 L
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
UNIDADES DE CAPACIDAD
CAPACIDAD
Es la máxima cantidad de material que puede contener
un envase. Su unidad de medida es el LITRO.
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.
LA TEMPERATURA
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.
EL CALOR
DIFERENCIA ENTRE CALOR Y TEMPERATURA
La temperatura no es energía 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.
Características del Sistema Internacional de Unidades SI
Patrón de Masa
Las unidades del SI pueden ser representadas físicamente por medio de instrumentos o medidas materializadas.
Características del Sistema Internacional de Unidades SI
Los valores de las unidades de medida del SI pueden ser transferidos por un patrón local conocido como Patrón Nacional de Medida a otros patrones locales que se les conocen como patrones secundarios o patrones de trabajo.
Estuche portátil 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
Aire 0,012
Alcohol 0,8
Agua 1
Densidades de algunas sustancias (g/cm3)
Aluminio 2,7
Cobre 8,9
Plata 10,5
Plomo 11,3
Hierro 7,8
Mercurio 13,6
Oro 19,3
DENSIDAD
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
corcho plomo
1000 cm3 de volumen
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 SÍMBOLO
área a
hectárea ha
bar bar
angstrom Å
Algunas unidades tradicionales aceptadas en el
SI
NOMBRE SÍMBOLO
minuto min
hora h
día d
grado
minuto '
segundo "
NOMBRE SÍMBOLO
litro l, L
tonelada t
neper Np
Algunas unidades antiguas de longitud y sus equivalencias
Unidades antiguas
Equivalencia con el SI
Pulgada 2,5 cm
Palmo o cuarta 21 cm
Pie 30 cm
Codo 41,8 cm
Vara 0,839 m
Algunas unidades antiguas de longitud y sus equivalencias
Unidades antiguas Equivalencia con el SI
Legua corta
Legua larga
3,933 m Francia
4,800 m Suiza
7,409 m Alemania
8,335 m Hungría
Millas inglesa
Milla castellana
1,609 m
1,852 m
Jornada Distancia que un hombre puede recorrer desde la salida hasta la puesta del sol.
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 NO ESCRIBIR
0,7 m o,7 m
$50,00 $50,oo
Escribir con caracteres regulares y homogéneos
Reglas de escritura del SI
No combinar unidades del SI con unidades de otros sistemas cuando se expresan magnitudes.
ESCRIBIR NO ESCRIBIR
km/l 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 ESCRIBIR NO ESCRIBIR
metro m 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
ESCRIBIR NO ESCRIBIR
33,2 m 33,2-m
40,2 kg 40,2.kg
Entre la cantidad y el símbolo, dejar un espacio vacío, sin ningún gráfico
Reglas de escritura del SI
No usar siglas o iniciales como símbolos de unidades
ESCRIBIR NO ESCRIBIR
2 cm³
2 cc
16 m/s 16 m.p.s
Reglas de escritura del SI
Los símbolos de las unidades se escriben en singular indistintamente del valor de la cantidad expresada
ESCRIBIR NO ESCRIBIR
0,06 m 0,06 ms
66,5 g 66,5 gs
APRECIACIÓN O SENSIBILIDAD DE UN
APARATO DE MEDICIÓN
En los líquidos, la CAPACIDAD de un instrumento de medición se define como la máxima cantidad de liquido que él puede medir.
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
Capacidad pipeta: 10 ml Capacidad probeta: 100 ml
Sensibilidad probeta:1ml Sensibilidad pipeta: 0,1 ml
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 Sensibles Sensibles no sensibles no exactas Exactas 12.2 12.18 12.22 12.2 12.25 12.21 12.2 12.16 12.22
EXACTITUD
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.
ERRORES
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