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Magnitudes y unidades de medidas, Katherine Cardona Lucero Quinto…
Magnitudes y unidades de medidas
Las magnitudes físicas:
Rasgos que pueden ser medidos.
Magnitudes fundamentales:
Son aquellas no dependen de otra medida, expresan el número de veces que está la unidad patrón en lo que se desea medir; por ejemplo, la masa o la temperatura.
Magnitudes derivadas:
son las que se expresan como relación entre 2 o más magnitudes físicas; por ejemplo, la densidad.
El sistema Internacional de Unidad (S.I):
surge como solución a la diversidad de medir a mediados del siglo XIX, creado por la Academia de Ciencias de Francia.
Sus normas:
Las letras que designan las unidades se escriben con minúscula, salvo que se basen en el nombre de una persona, como Julio que se representa con J.
Los múltiplos y submúltiplos se escriben antes de la letra que designa la unidad , por ejemplo: km (kilometro), mg (miligramo).
Después del símbolo de una unidad no se escribe punto ni se añade s para indicar plural, ejemplo 8 m (ocho metros).
Magnitudes fundamentales del SI
Temperatura, Kelvin, K
Cantidad de sustancia, Mol, mol
Tiempo, Segundo, s
Corriente eléctrica, Amperio, A
Intensidad lumínica, Candela, Cd
Masa, Kilogramo, kg
Longitud, Metro, m
Magnitudes derivadas químicas
Concentración, Mol/metro cúbico, mol/m³
Velocidad de reacción, Moles formados/segundos, Mol/s
Densidad, Kilogramo/ metro cúbico, kg/m³
Volumen, Metro cúbico, m³
Área, Metro cuadrado, m².
Equivalencias de unidades:
no siempre se utiliza S.I con frecuencias y en especial en química, se emplean unidades muy pequeñas, por ejemplo la expresión de masa en gramos (g) o miligramos (ml). En estos casos deben transformar unas medidas de medida en otras equivalentes con el empleo de múltiplos y submúltiplos de los respectivas unidades.
Para transformar la unidad en que se expresa la medida de una magnitud fundamental en su correspondencia unidad S.I., basta conocer los múltiplos y submúltiplos de dicha unidad. Se pueden tener 3 tipos de transformaciones, de una unidad fundamental del S.I. a una deriva o al revés asimismo transformar deriva a otra derivada; usando una regla de 3 simple o compuesta según el caso.
Ejemplos de conversiones (regla de 3):
Masa y peso
Diferencia entre masa y peso: el peso depende de la masa en general a mayor masa mayor es el peso y de la distancia a la que se encuentre el cuerpo de la Tierra.
Peso o fuerza de gravedad: es la fuerza con que la Tierra atrae a un cuerpo hacia su centro (w = m*g); su unidad de medida es el newton (N), se mide con el instrumento dinamómetro.
Masa: la medida de la cantidad de materia que tiene un cuerpo; su medida de S.I. es el kilogramo (kg) este tipo de medida se defina en función de un objeto en particular, en química se usa una unidad más pequeña el gramo (g).
Para medir la masa de un cuerpo se utiliza una balanza existen dos tipos: -Balanzas granatarias, la masa se mide por comparación con otras masas, que se presentan en pesas de distintas cantidades. -Balanzas digitales, son electrónicas y las más utilizadas en los laboratorios por precisión.
se convierten con una regla de 3.
Volúmenes, densidad, calor y temperatura
La densidad: es la relación que existe entre la masa de un material y el espacio que ocupa dicha masa (su volumen), es una de las propiedades características de las sustancias, permite caracterizar, identificar y diferenciar un material de otro, depende de la sustancia y del estado físico en que se encuentra; asimismo una magnitud derivada de gran uso en la fabricación de algunos productos, ya que ayuda a los científicos a tomar decisiones en diferentes procesos químicos.
¿Cómo se mide la densidad?
Se puede calcular matemáticamente, siempre cuando la masa y el volumen ocupado por la masa y en algunas ocasiones se hace la conversión de medidas antes de la formula.
Por instrumentos:
Densímetro, usado para determinar la densidad de algunas sustancias líquidas sin conocerla masa y el volumen del líquido.
Picnómetro, herramienta utilizada para determinar la densidad de un fluido en los laboratorios, conociendo con anterioridad la masa del fluido se puede obtener la densidad de la sustancia.
Factores que afectan la densidad:
Depende en gran del estado físico en el que se encuentra el material, sólido, líquido o gas.
El ambiente para sólido, la densidad permanece constante
La temperatura es un factor que afecta a los fluidos líquidos y gases, ya que si se elevada la densidad disminuye del material.
La presión, determinada la densidad de los fluidos, por lo general los gases son más densos cuando la presión se eleva.
Volumen: la medida del espacio que ocupa un cuerpo, su unidad medida de medida es el metro cúbico (m³) sin embargo se usa el litro (L); la temperatura influye en el volumen de los sólidos, los líquidos y los gases (si esta aumenta, estos se dilatan ligeramente, si disminuye se contraen.
Midiendo volúmenes:
Para medir el volumen de un sólido se divide en clases:
Un sólido irregular, se utiliza el método por inmersión en agua. siendo el volumen del sólido será la diferencia entre el volumen final (v₂), que se mide cuando el objeto está dentro de la probeta, menos el volumen inicial (v₁).
Un sólido geométrico de forma regular, se aplican fórmulas matemáticas:
Para el volumen de un gas, usualmente se determina la capacidad del recipiente que lo contendrá; se utilizan las medidas de capacidad para expresar el volumen, principalmente el litro (L) y el mililitro (mL).
Para medir el volumen de un líquido, se usan deben utilizar instrumentos como probeta, pipeta, matraz de aforo o vasos de precipitado.
Calor y temperatura
Calor, forma de energía, que se transfiere de una sustancia a otra en virtud de una diferencia de temperatura, se puede determinar la cantidad calor midiendo el cambio de temperatura de una masa conocida que absorbe calor desde alguna fuente; según el S.I. el calor se mide en julios (J), unidad de energía, pero es común el uso de caloría (cantidad de calor necesaria para elevar temperatura de gramo de agua además frecuentemente se emplea su múltiplo kilocaloría = 100 calorías.
La temperatura de un cuerpo: magnitud que se mide la energía promedio de las moléculas que constituye tal cuerpo, es independiente de su masa, porque solo depende de la velocidad y la masa de cada una de sus moléculas.
¿Cómo se mide la temperatura? El termómetro
es un instrumento que se vale de la expansión
contratación de un liquido generalmente de mercurio
(Hg).
Escala de temperatura. Son cuatro las escalas
termométricas mas utilizadas
Escala Celsius o centígrada (°C), establece los puntos de referencia el de congelación y ebullición del agua se asigna valor 0 al primero y 100 al segundo aquí son posible las temperaturas negativas.
Escala Kelvin o absoluta (K), evita el empleo de valores negativos, el punto de inicio de un 0 absoluto que corresponde a una temperatura de -273 °C siendo la temperatura mas baja que se puede lograr.
Escala Fahrenheit (°F), el punto de congelación aquí se le asigna un valor de 32° y al de ebullición 212°, la diferencia entre estos dos puntos de referencia se compone de 180 partes o grados.
Escala Rankine (°R), tiene un intervalo igual a la escala Fahrenheit solo que aquí el punto de congelación es de 492°, mientras que el punto de ebullición 672 °, corresponde a la escala de kelvin esta es muy empleada en la ingeniería.
Katherine Cardona Lucero Quinto bachillerato.
