UNIVERSIDAD CATLICA TECNOLGICA DEL CIBAO LA VEGA, R.D

TEMA:

Los sistemas de unidades de medidas y su importancia en el saber Cientfico.

Por:

Escarlin Dilone.Rafael Flix R.Jos Polanco C.

Trabajo presentado al Prof. Pedro Custodio en la asignatura Qumica Inorgnica I (CIQ 010 005) como requisito para segundo trabajo.

Fecha:

28- 09 - 2015

Introduccin.El objetivo general de este trabajo es que mediante su realizacin el estudiante adquiera conocimientos acerca de los sistemas de unidades de medidas, sus variantes, implicaciones y su importancia en el saber cientfico.

Todo ello se abordar a travs del anlisis de tres grandes bloques: Personas involucradas en su desarrollo. Aspectos histricos (fecha de creacin). Importancia de los sistemas de medidas.Este trabajo abarcara cada uno de los sistemas de unidades y sus respectivas fronteras respecto a los pases que los usan. Se presentaran de acuerdo a su uso e importancia. Los sistemas de medidas se utilizan para marcar referencias. Podemos decir que unsistema de unidadeses un conjunto deunidades de medidaconsistente, estndar y uniforme. En general definen unas pocas unidades de medida a partir de las cuales se deriva el resto. Existen varios sistemas de unidades. Presentes en este trabajo tenemos: Sistema Internacional de Unidades (SI): es el sistema ms usado. Sus unidades bsicas son: el metro, el kilogramo, el segundo, el amperio, el kelvin, la candela y el mol. Las dems unidades son derivadas del Sistema Internacional. Sistema Mtrico Decimal: primer sistema unificado de medidas. Sistema Cegesimal de Unidades (CGS): denominado as porque sus unidades bsicas son el centmetro, el gramo y el segundo. Fue creado como ampliacin del sistema mtrico para usos cientficos. Sistema Natural: en el cual las unidades se escogen de forma que ciertas constantes fsicas valgan exactamente la unidad. Sistema Tcnico de Unidades: derivado del sistema mtrico con unidades del anterior. Este sistema est en desuso. Sistema anglosajn de unidades: es el sistema anglosajn, con algunas diferencias, normalizado en el Reino Unido en 1824. An utilizado en algunos pases anglosajones. Muchos de ellos lo estn reemplazando por el Sistema Internacional de Unidades. Sistema MKS: es unsistema de unidadesque expresa las medidas, utilizando como unidades basada en metro, kilogramo y segundo (MKS)

Unidades de volumen.Unidades de masa.Unidades de medida de energa.Unidades de temperatura.Unidades atmicas.Unidades usadas en Astronoma.Unidades de longitud.Unidades de superficie.Unidades de densidad.Adems de stos, existen unidades prcticas usadas en diferentes campos y ciencias. Algunas de ellas son:

ElSistema Internacional de UnidadesElSistema Internacional de Unidades, abreviado SI, es elsistema de unidadesque se usa en todos los pases del mundo, a excepcin de tres que no lo han declarado prioritario o nico.Es el heredero del antiguoSistema Mtrico Decimaly por ello tambin se conoce como sistema mtrico.Se instaur en 1960, en laXI Conferencia General de Pesas y Medidas, durante la cual inicialmente se reconocieron seis unidades fsicas bsicas. En 1971 se aadi la sptima unidad bsica: elmol.Una de las caractersticas trascendentales, que constituye la gran ventaja del Sistema Internacional, es que sus unidades se basan en fenmenos fsicos fundamentales. Las unidades del SI constituyen referencia internacional de las indicaciones de los instrumentos de medicin, a las cuales estn referidas mediante una concatenacin ininterrumpida de calibraciones o comparaciones.Esto permite lograr equivalencia de las medidasrealizadas con instrumentos similares, utilizados y calibrados en lugares distantes y, por ende, asegurar, sin necesidad de duplicacin de ensayos y mediciones, el cumplimiento de las caractersticas de los productos que son objeto de transacciones en el comercio internacional, su intercambiabilidad.

Despus de laRevolucin Francesalos estudios para determinar un sistema de unidades nico y universal concluyeron con el establecimiento delSistema Mtrico Decimal. La adopcin universal de este sistema se hizo con el Tratado del Metro o la Convencin del Metro, que se firm en Francia el 20 de mayo de 1875, y en el cual se establece la creacin de una organizacin cientfica que tuviera, por una parte, una estructura permanente que permitiera a los pases miembros tener una accin comn sobre todas las cuestiones que se relacionen con las unidades de medida y que asegure la unificacin mundial de las mediciones fsicas.As, elSistema Internacional de Unidades, abreviadoSI, tambin denominadosistema internacional de medidas, es el sistema de unidades ms extensamente usado. Junto con el antiguo sistema mtrico decimal, que es su antecedente y que ha mejorado, el SI tambin es conocido comosistema mtrico, especialmente en las naciones en las que an no se ha implantado para su uso cotidiano. Fue creado en 1960 por la Conferencia General de Pesas y Medidas, que inicialmente defini seis unidades fsicas bsicas o fundamentales. El Sistema Internacional de Unidades est formado hoy por dos clases de unidades:unidades bsicas o fundamentalesyunidades derivadas.Unidades bsicasEl Sistema Internacional de Unidades consta de siete unidades bsicas, tambin denominadas unidades fundamentales. De la combinacin de las siete unidades fundamentales se obtienen todas las unidades derivadas.Magnitud fsica fundamentalUnidad bsica o fundamentalSmboloObservaciones

LongitudMetromSe define en funcin de la velocidad de la luz

MasaKilogramokgNo se define como 1.000 gramos

TiempoSegundosSe define en funcin del tiempo atmico

Intensidad de corriente elctricaamperio o ampereASe define a partir del campo elctrico

TemperaturaKelvinKSe define a partir de la temperatura termodinmica del punto triple del agua.

Cantidad de sustanciaMolmolVase tambinNmero de AvogadroVer: PSU: Qumica,Pregunta 01_2005

Intensidad luminosaCandelacd

Las unidades bsicas tienen mltiplos y submltiplos, que se expresan mediante prefijos. As, por ejemplo, la expresinkiloindica "mil" y, por lo tanto, 1 km son 1.000 m, del mismo modo quemiliindica "milsima" y, por ejemplo, 1 mA es 0,001 A.Definiciones para las unidades bsicasUnidad delongitud: metro (m)Elmetroes la longitud de trayecto recorrido en el vaco por la luz durante un tiempo de 1/299.792.458 de segundo.

Unidad demasaElkilogramo(kg) es igual a la masa del prototipo internacional del kilogramo

Unidad detiempoElsegundo(s) es la duracin de 9.192.631.770 periodos de la radiacin correspondiente a la transicin entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del tomo de cesio 133.

Unidad deintensidad de corriente elctricaElampere(A) es la intensidad de una corriente constante que mantenindose en dos conductores paralelos, rectilneos, de longitud infinita, de seccin circular despreciable y situados a una distancia de un metro uno de otro en el vaco, producira una fuerza igual a 2.10-7newton por metro de longitud.

Unidad detemperatura termodinmicaElkelvin(K), unidad de temperatura termodinmica, es la fraccin 1/273,16 de la temperatura termodinmica del punto triple del agua.Observacin: Adems de la temperatura termodinmica (smbolo T) expresada en kelvins, se utiliza tambin la temperatura Celsius (smbolo t) definida por la ecuacint = T - T0dondeT0= 273,15 K por definicin.

Unidad decantidad de sustanciaElmol(mol) es la cantidad de sustancia de un sistema que contiene tantas entidades elementales como tomos hay en 0,012 kilogramos de carbono 12.Cuando se emplee el mol, deben especificarse las unidades elementales, que pueden ser tomos, molculas, iones, electrones u otras partculas o grupos especificados de tales partculas.

Unidad deintensidad luminosaLacandela(cd) es la unidad luminosa, en una direccin dada, de una fuente que emite una radiacin monocromtica de frecuencia 540 1012hertz y cuya intensidad energtica en dicha direccin es 1/683 watt por estereorradin.

Unidades derivadas expresadas a partir de unidades bsicas Con esta denominacin se hace referencia a las unidades utilizadas para expresar magnitudes fsicas que son resultado de combinar magnitudes fsicas tomadas como fundamentales.MagnitudNombreSmbolo

Superficiemetro cuadradom2

Volumenmetro cbicom3

Velocidadmetro por segundom/s

Aceleracinmetro por segundo cuadradom/s2

Masa en volumenkilogramo por metro cbicokg/m3

Velocidad angularradin por segundorad/s

Aceleracin angularradin por segundo cuadradorad/s2

Definiciones para algunas unidades derivadas

Unidad develocidadUnmetro por segundo(m/s o m s-1) es la velocidad de un cuerpo que, con movimiento uniforme, recorre, una longitud de un metro en 1 segundo

Unidad deaceleracinUnmetro por segundo cuadrado(m/s2o m s-2) es la aceleracin de un cuerpo, animado de movimiento uniformemente variado, cuya velocidad vara cada segundo, 1 m/s.

Unidad develocidad angularUnradin por segundo(rad/s o rad s-1) es la velocidad de un cuerpo que, con una rotacin uniforme alrededor de un eje fijo, gira en 1 segundo, 1 radin.

Unidad deaceleracin angularUnradin por segundo cuadrado(rad/s2o rad s-2) es la aceleracin angular de un cuerpo animado de una rotacin uniformemente variada alrededor de un eje fijo, cuya velocidad angular, vara 1 radin por segundo, en 1 segundo.

Unidades SI derivadas con nombres y smbolos especialesMagnitudNombreSmboloExpresin en otras unidades SIExpresin en unidades SI bsicas

FrecuenciahertzHzs-1

FuerzanewtonNm kg s-2

PresinpascalPaN m-2m-1kgs-2

Energa, trabajo,cantidad de calorjouleJN mm2kg s-2

PotenciawattWJ s-1m2kg s-3

Cantidad de electricidadcarga elctricacoulombCs A

Potencial elctricofuerza electromotrizvoltVW A-1m2kg s-3A-1

Resistencia elctricaohmWV A-1m2kg s-3A-2

Capacidad elctricafaradFC V-1m-2kg-1s4A2

Flujo magnticoweberWbV sm2kg s-2A-1

Induccin magnticateslaTWb m2kg s-2A1

InductanciahenryHWb A-1m2kg s-2A-2

Definiciones para las unidades con nombres especialesUnidad defrecuenciaUnhertz(Hz) es la frecuencia de un fenmeno peridico cuyo periodo es 1 segundo.

Unidad defuerzaUnnewton(N) es la fuerza que, aplicada a un cuerpo que tiene una masa de 1 kilogramo, le comunica una aceleracin de 1 metro por segundo al cuadrado.

Unidad depresinUnpascal(Pa) es la presin uniforme que, actuando sobre una superficie plana de1 metro cuadrado, ejerce perpendicularmente a esta superficie una fuerza total de 1 newton.

Unidad deenerga, trabajo, cantidad de calorUnjoule(J) es el trabajo producido por una fuerza de 1 newton, cuyo punto de aplicacin se desplaza 1 metro en la direccin de la fuerza.

Unidad depotencia, flujo radianteUnwatt(W) es la potencia que da lugar a una produccin de energa igual a 1 joule por segundo.

Unidad de cantidad de electricidad, carga elctricaUncoulomb(C) es la cantidad de electricidad transportada en 1 segundo por una corriente de intensidad 1 ampere.

Unidad depotencial elctrico, fuerza electromotrizUnvolt(V) es la diferencia de potencial elctrico que existe entre dos puntos de un hilo conductor que transporta una corriente de intensidad constante de 1 ampere cuando la potencia disipada entre estos puntos es igual a 1 watt.

Unidad deresistencia elctricaUnohm(W) es la resistencia elctrica que existe entre dos puntos de un conductor cuando una diferencia de potencial constante de 1 volt aplicada entre estos dos puntos produce, en dicho conductor, una corriente de intensidad 1 ampere, cuando no haya fuerza electromotriz en el conductor.

Unidad decapacidad elctricaUnfarad(F) es la capacidad de un condensador elctrico que entre sus armaduras aparece una diferencia de potencial elctrico de 1 volt, cuando est cargado con una cantidad de electricidad igual a 1 coulomb.

Unidad deflujo magnticoUnweber(Wb) es el flujo magntico que, al atravesar un circuito de una sola espira produce en la misma una fuerza electromotriz de 1 volt si se anula dicho flujo en un segundo por decaimiento uniforme.

Unidad deinduccin magnticaUnatesla(T) es la induccin magntica uniforme que, repartida normalmente sobre una superficie de1 metro cuadrado, produce a travs de esta superficie un flujo magntico total de 1 weber.

Unidad deinductanciaUnhenry(H) es la inductancia elctrica de un circuito cerrado en el que se produce una fuerza electromotriz de 1 volt, cuando la corriente elctrica que recorre el circuito vara uniformemente a razn de un ampere por segundo.

Sistema de unidades de medidas: MKSAspecto histrico del sistema MKS:En el ao 1935 en el Congreso Internacional de los Electricistas celebrado en Bruselas, Blgica; el ingeniero italiano Giovanni Giorgi propone y logra que se acepte su sistema. Este sistema tambin recibe el nombre de MKS, cuyas iniciales corresponden al metro, al kilogramo y al segundo como unidades de longitud, masa y tiempo respectivamente.SISTEMA MKS (metro, kilogramo, segundo)El nombre del sistema est tomado de las iniciales de sus unidades fundamentales.La unidad de longitud del sistema M.K.S. es el metro: METRO: Es una longitud igual a la del metro patrn que se conserva en la Oficina Internacional de pesas y medidas.La unidad de masa es el kilogramo: KILOGRAMO: Es una masa igual a la del kilogramo patrn que se conserva en la Oficina Internacional de pesas y medidas. Un kilogramo (abreviado Kg.) es aproximadamente igual a la masa de un decmetro cbico de agua destilada a 4 C.La unidad de tiempo de todos los sistemas de unidades es el segundo. SEGUNDO: Se define como la 86,400 ava. Parte del da solar medio.Los das tienen diferente duracin segn las pocas del ao y la distancia de la Tierra al Sol. El da solar medio es el promedio de duracin de cada uno de los das del ao. Unidad/Sistema.Importancia del sistema MKS:El sistema MKS de unidades sent las bases para elSistema Internacional de Unidades, que ahora sirve como estndar internacional. El sistema MKS de unidades nunca ha tenido un organismo regulador, por lo que hay diferentes variantes que dependen de la poca y el lugar.Sistema Cegesimal de UnidadesEl Sistema Cegesimal de Unidades, tambin llamado sistema CGS, es un sistema de unidades basado en el centmetro, el gramo y el segundo. Su nombre es el acrnimo de estas tres unidades.Fue propuesto por Gauss en 1832, e implantado por la British Association for the Advancement of Science (BAAS, ahora BA) en 1874 incluyendo las reglas de formacin de un sistema formado por unidades bsicas y unidades derivadas.El sistema CGS ha sido casi totalmente reemplazado por el Sistema Internacional de Unidades. Sin embargo an perdura su utilizacin en algunos campos cientficos y tcnicos muy concretos, con resultados ventajosos en algunos contextos. As, muchas de las frmulas del electromagnetismo presentan una forma ms sencilla cuando se las expresa en unidades CGS, resultando ms simple la expansin de los trminos en v/c.La Oficina Internacional de Pesos y Medidas, reguladora del Sistema Internacional de Unidades, valora y reconoce estos hechos e incluye en sus boletines referencias y equivalencias de algunas unidades electromagnticas del sistema CGS gaussiano, aunque desaconseja su uso.Unidades electromagnticasA diferencia del SI, el sistema CGS no determina si debe haber una dimensin adicional para las magnitudes electromagnticas (en el SI es la corriente). De ah que haya varios sistemas cegesimales en funcin de cmo se tratan las constantes y . Las ecuaciones se ajustan segn el sistema concreto adoptado, aunque en la prctica apenas se usa ms que el de Gauss, donde ambas constantes se toman como 1 y a cambio aparece explcitamente c. Las dimensiones, as, pueden tener exponentes semienteros.En el SI la corriente elctrica se define mediante la intensidad de campo magntico que presenta, y la carga elctrica se define como corriente elctrica por unidad de tiempo. En una variedad del CGS, el es o unidades electrostticas, la carga se define como la fuerza que ejerce sobre otras cargas, y la corriente se define como carga por unidad de tiempo. Una consecuencia de este mtodo es que la Ley de Coulomb no contiene una constante de proporcionalidad.Por ltimo, al relacionar los fenmenos electromagnticos al tiempo, la longitud y la masa, dependen de las fuerzas observadas en las cargas. Hay dos leyes fundamentales en accin: la Ley de Coulomb, que describe la fuerza electrosttica entre cargas, y la ley de Ampere (tambin conocida como la ley de Biot-Savart), que describe la fuerza electrodinmica (o electromagntica) entre corrientes.Una caracterstica del sistema CGS gaussiano es que el campo elctrico y el campo magntico tienen las mismas unidades. Existe aproximadamente media docena de sistemas de unidades electromagnticas en uso, la mayora basados en el sistema CGS. Estos incluyen el uem o unidades electromagnticas (escogidas de tal manera que la Ley de Biot-Savart no tenga constante de proporcionalidad), Gausiano y unidades Heaviside-Lorentz. Para complicar ms el asunto, algunos fsicos e ingenieros utilizan para el campo elctrico unidades hbridas, como voltios por centmetro.En el antiguo sistema de unidades electromagnticas basado en el CGS que se us para estudiar la induccin magntica la unidad de corriente no es el estatamperio sino el abamperio = 10 amperio, lo que permite llegar a definir el gauss como unidad de densidad de flujo magntico. En la tabla siguiente se encontrar el estatamperio y el gauss como pertenecientes al moderno sistema CGS. Esto es inexacto. El gauss no es una magnitud CGS sino electromagntica.Unidades del sistema cegesimal o sistema CGSMagnitudNombreSmboloDefinicinEquivalencia

longitudcentmetrocmcm0,01 m

masagramogg0,001 kg

tiemposegundoss1 s

aceleracingalGalcm/s20,01 m/s2

fuerzadinadyng.cm/s210-5 N

energaergioergdyn cm10-7 J

potenciaergio por segundo erg s-110-7 W

presinbariabariadyn/cm20,1 Pa

viscosidad dinmicapoisePg (cm s)-10,1 Pa s

viscosidad cinemticastokesStcm2s-110-4 m2s-1

carga elctricafranklin o estatculombioFrdyncm3,336 641 10-10 C

potencial elctricoestatvoltiostatV 299,7925 V

campo elctricoestatvoltio por cm dyne Fr-1

flujo magnticomaxwellMxG cm210-8 Wb

densidad de flujo magnticogaussGs, GMx cm-210-4 T

intensidad de campo magnticooerstedOe (103/4) A/m

intensidad de corrienteestatamperiostatA 3.335 641 10-10 A

resistenciaestatohmiostat 8.987 552 1011

Capacidad elctricaestatfaradio o centmetrocm 1,113 10-12 F

inductanciaestathenriostatH; 8,988 1011 H

nmero de ondakayser 1 cm-1

Las unidades usadas en el Sistema Cegesimal para medir estas magnitudes fundamentales son las siguientes:Para la masa se usa el gramo (g).Para la longitud se usa el centmetro (cm).Para el tiempo el segundo (s).Sistema Anglosajn de UnidadesEs el conjunto de las unidades no mtricas que se utilizan actualmente en muchos territorios de habla inglesa, como Estados Unidos de Amrica, adems de otros territorios y pases con influencia anglosajona en Amrica, como Bahamas, Barbados, Jamaica, Puerto Rico o Panam. Pero existen discrepancias entre los sistemas de Estados Unidos e Inglaterra, e incluso sobre la diferencia de valores entre otros tiempos y ahora. Sus unidades de medida son guardadas en Londres, Inglaterra. Este sistema se deriva de la evolucin de las unidades locales a travs de los siglos, y de los intentos de estandarizacin en Inglaterra. Las unidades mismas tienen sus orgenes en la antigua Roma. Hoy en da, estas unidades estn siendo lentamente reemplazadas por el Sistema Internacional de Unidades, aunque en Estados Unidos la inercia del antiguo sistema y el alto costo de migracin ha impedido en gran medida el cambio.Las magnitudes ms utilizadas son:LongitudLas medidas de longitud las usamos para medir distancias, longitudes, talla etc. El sistema anglosajn de medidas, nos proporciona medidas bien diferentes en relacin al sistema mtrico decimal, para empezar por sus nombres.Fjate, las medidas son: Pulgadas Pies Yardas Millas

VolumenLas medidas de volumen las usamos para medir contenidos o capacidad de los recipientes. Por ejemplo, en el caso de las recetas de cocina son muy utilizadas, y constituye un verdadero dolor de cabeza cuando tenemos la receta en un sistema y el recipiente para medir viene graduado en otro.Las medidas en este caso son: Onzas Tazas Pintas Cuartas GalonesLas onzas son las unidades ms pequeas y es muy usual ver por ejemplo contenidos de frascos de perfumes graduados en esta unidad.rea o superficieAl igual que en el sistema mtrico decimal, las mismas unidades son utilizadas bsicamente, pero se expresan al cuadrado. Como bien sabes, el permetro de un polgono se expresa -por ejemplo- en cm, pero su superficie en cm2.Del mismo modo sucede con las unidades en el sistema anglosajn de medidas. Para el caso de las superficies, stas podrn ser expresadas en: Pulgada cuadrada Pie cuadrado Yarda cuadrada Acre Milla cuadradaLas equivalencias son algo complicadas si no conoces bien el sistema anglosajn de medidas; no obstante dedicaremos varios post a practicarlas, no slo entre las diferentes unidades entre s, sino con equivalencias con el sistema mtrico decimal, ya que de hecho estamos hablando de una utilidad que siempre es oportuno dominar; nunca se sabe cundo ser necesaria.

PesoEspecial atencin cuando hablamos de unidades de peso en el sistema anglosajn de medidas, porque el nombre de sus unidades coincide parcialmente con las unidades de medida de volumen, por lo que es importante ser cuidadosos.Las unidades de peso en este sistema son: Onzas Libras Toneladas cortasConclusin:Al finalizar este trabajo investigativo el equipo est en condiciones de responder interrogantes de cualquier tipo respecto a los diferentes tipos de sistemas de medidas, sus implicaciones y su importancia, adems de las unidades fundamentales y saber diferenciarlos, como convertir unidades de un sistema a otro de acuerdo a nuestras necesidades, esta investigacin tiene un gran valor educativo para los estudiantes de ciencias experimentales que requieren del uso constante de unidades y sistemas.Podemos decir para finalizar que los sistemas de unidades de medidas son de gran transcendencia e importancia en el trabajo de los seres humanos, en medicina, el transporte, la seguridad, la tecnologa, la salud, el medio ambiente, y la nutricin, pues gras a estos somos capaces de marcar referencias y trabajar con mayor precisin. En nuestra investigacin utilizamos las siguientes fuentes para recaudar informacin de gran relevancia e importancia: Blog sobre fsica y qumica: fisicaepo100.blogspot.com/2014/01/24-sistema-mks-y-cgs. Manuel online de introduccin a la fsica: genesis.uag.mx/edmedia/material/fisica/introduccion8. Documento en Wikipeda: es.wikipedia.org/wiki/Sistema_Internacional_de_Unidades. Presentacin en Prezi: prezi.com/oe0xxizwfpuk/sistema-mks-y-sistema-ingles.