Magnitudes1

UNIVERSIDAD DE BOYACÁ

FACULTAD DE CIENCIAS E

INGENIERÍA PROGRAMA

INGENIERÍA INDUSTRIAL

CURSO QUÍMICA GENERAL

MODULO : MAGNITUDES Y

Magnitudes y sistemas de medidas

Implican la existencia de

Objeto para medir Patrones de medida

Que se compran con

Los sistemas de medidas actuales son

Sistema inglés Sistema métrico Sistema internacional ,SI

Se basan en

Patrones de medidas

Magnitudes básicas _{Magnitudes derivadas} como como Longitud tiempo masa Temperatura área Velocidad Densidad Volumen Calor Se expresan en

Unidades

Que son

Inter convertibles

Mediante

Lavoisier

La medición cuantitativa

Los sentidos _{Patrones de medidas}

Resultados

Resultados La medición

Destacó

Se puede hacer por medio de

Se obtienen

Que

Se obtienen

Resultados comparables Sistemas de medidas

De uso internacional Sistemas de medidas

Sistema internacional Sistema métrico Buena comunicación

Establecidos

Patrones

Magnitudes básicas Se derivan de otras

como

Sobre

Para

De donde

El sistema internacional



En los años 60 por convenio internacional

los científicos acordaron utilizar para el

trabajo científico unidades básicas y

derivadas llamadas unidades del sistema

internacional, SI.



Se establecen siete unidades

Unidades fundamentales del sistema

internacional



Longitud (magnitud);metro (nombre de la unidad

básica); m ( símbolo)



Masa, kilogramo, kg



Tiempo, segundo, s



Corriente eléctrica, amperio, A



Temperatura, kelvin, K



Luminosidad, candela, cd

Algunas unidades derivadas del

sistema internacional



Fuerza (magnitud),Newton (unidad), N (símbolo), kg*m

2

/s

2

=

J/m



Energía, Joule, J, kg*m

2

/s

2



Carga eléctrica, Culombio, C, A*s



Frecuencia, Hercio, Hz, s

-1



Área, metro cuadrado, m

2



Volumen, metro al cubo, m

3



_{Velocidad, metro sobre segundo, m/s}



_{Densidad, Kilogramo sobre metro al cubo, kg/m}

3



_{Presión, Newton sobre metro al cuadrado, N/m}

2

_{, que}

El método del factor unitario o análisis

dimensional

Unidad básica

Múltiplo de 10

Que es 1.000

( significa 1.000 veces la

unidad básica

Kilómetro

La base fundamental del método es el desarrollo de una relación

en forma de factor para expresar diferentes unidades que expresan

El método del factor unitario o análisis

dimensional

Unidad básica

Submúltiplo, 10

( significa 10

veces la unidad

básica

Prefijos que indican múltiplos y submúltiplos

Prefijo

Abreviatura

Múltiplo o submúltiplo

Ejemplo

Nombre

ato a 0.000000000000000001= 10-18 _{aJ = 10}-18 _{J atojulio}

femto f 0.000000000000001= 10-15 _{fm= 10}-15 _{m femtómetro}

pico p 0.000000000001= 10-12 _{pF= 10}-12 _{F picofaradio}

nano n 0.000000001= 10-9 _{nA= 10}-9 _{A nanoamperio}

micro μ 0.000001= 10-6

μW= 10-6 _W

microvatio

mili m 0.001= 10-3 _{mg= 10}-3 _{g miligramo}

centi c 0.01= 10-2 _{cm= 10}-2 _{m centímetro}

El método del factor unitario o análisis

dimensional



Veamos :

1m de hilo es igual a 100 cm de hilo

(1m= 100cm )

1 kg de café es igual a 1.000 g de

café (1kg = 1.000 g)

1 m = 100 cm

Y se puede leer como: 1

metro es igual a 100

centímetros, o 100

centímetros son iguales

El método del factor unitario o análisis

dimensional



Veamos :

1m de hilo es igual a 100 cm de hilo

(1m= 100cm )

1 kg de café es igual a 1.000 g de

café (1kg = 1.000 g)

1 kg = 1.000 g

Un kilogramo es igual a

1.000 gramos o 1.000

gramos son iguales a 1

kilogramo.

Las fracciones de los

recuadros reciben el nombre

Uso de los factores de conversión

Los factores de conversión así obtenidos se emplean para

expresar unas unidades en otras.

Calcule a cuántos metros equivale 200 cm.

Solución: las unidades que se requieren son metros (m) y las dadas son

centímetros (cm).

La igualdad que relaciona m y cm es 1 m = 100 cm. Por lo tanto, los

factores de conversión son:

1m = 100 cm

Para resolver el ejercicio, se multiplican las cantidades y unidades dadas, por el factor de

conversión apropiado, que es aquel cuyo numerador expresa las unidades requeridas en

Uso de los factores de conversión

m

m

cm

m

cm

2

100

200

100

1

200





Calcule a cuántos metros equivale 200 cm.

Este ejercicio, como muchos otros, se puede resolver así:

m

cm

m

cm

x

donde

cm

x

cm

m

Si

2

100

1

*

200

200

100

1









Prefijos que indican múltiplos y submúltiplos

Prefijo

Abreviatura

Múltiplo o submúltiplo

Ejemplo

Nombre

deca D 10 = 101 _{Dm= 10}1 _{m decámentro}

hecto h 100 = 102 _{hL= 10}2 _{L hectolitro}

kilo k 1.000 = 103 _{kN= 10}3 _{N kilonewton}

Unidades fundamentales

Las distancia entre dos puntos: unidades de

longitud.



Para medir la distancia entre dos puntos

Unidades fundamentales

LONGITUD

1 kilómetro ( km)

= 1,000 metros

(m) = 10

_m

1 Decámetro (Dm)

= 10 metros

(m) = 10

_m

1 metro (m)

= 1 metro

(m) = 10

_m

1 decímetro (dm)

= 0,1 metros

(m) = 10

_m

1 centímetro (cm)

= 0,01 metros

(m) = 10

_m

1 milímetro (m m)

= 0,001 metros

(m) = 10

_m

1 micrómetro (μm)

= 0,000001 metros

(m) = 10

_m

Unidades fundamentales

MASA

1 kilogramo ( kg)

= 1,000 gramos

(g) = 10

_g

1 decigramo (dg)

= 0,1 gramos

(g) = 10

_g

1 centigramo (cg)

= 0,01 gramos

(g) = 10

_g

1 miligramos (mg)

= 0,001 gramos

(g) = 10

_g

1 microgramos (μg)

= 0,000001 gramos

(g) = 10

_g

Cantidad de materia que tiene un

cuerpo unidades de masa



En química es muy importante medir la masa o

cantidad de materia que posee un cuerpo.



Se ha establecido un estándar de referencia el

kilogramo, kg.



La unidad de masa de mayor uso en química es

el gramo, que es equivalente a una milésima

parte del kg.



La masa de un cuerpo se puede determinar en

Cantidad de materia que tiene un

cuerpo unidades de masa



Es pertinente recordar que la masa de un

cuerpo es la cantidad de materia que

posee.



Mientras que el

peso

es una medida de la

Cantidad de materia que tiene un

cuerpo unidades de masa



Puesto que la fuerza de la gravedad varía con la

distancia al centro de la tierra, el peso de un

objeto varia según el lugar donde se determina.



De esta manera, un cuerpo pesa ligeramente

menos en la cima de una montaña que en el

fondo de un valle profundo.



Sin embargo aunque su masa es la misma en

Relaciones entre la masa y el peso del cuerpo

Un cuerpo

Masa

Cantidad

de materia

Constante

variable

Fuerza de atracción

por la gravedad

Peso

Tiene

o o

Que es

Temperatura



La materia está compuesta por diversas

partículas que se encuentran en constante

movimiento y, por tanto, poseen energía

cinética.



La energía cinética promedio de un grupo

Temperatura



La temperatura es una medida de la

intensidad o cantidad de calor que posee

un cuerpo, y determina la dirección en la

cual fluye el calor.



La energía calórica siempre fluye de zonas

Temperatura



Cuando se toca un objeto con la mano, se

puede sentir

caliente

o

frío



En el primer caso, el calor fluye del objeto a

la mano, porque su temperatura es mayor.



En el segundo, el calor se desplaza de la

Temperatura



La mayor o menor temperatura de un cuerpo

depende de la cantidad de energía cinética que

poseen las partículas que lo forman, átomos o

moléculas.



El termómetro es el instrumento que más se

utiliza para medir la temperatura.



Existen tres escalas para expresar la

Temperatura



Estas escalas se construyen asignando

valores arbitrarios a la temperatura de

congelación y ebullición del agua.



En la escala Celsius o centígrada,

el punto

Temperatura



En la escala Fahrenheit estos dos puntos

corresponden a 32

°

y 212

°



Se estableció la escala absoluta o Kelvin.

Temperatura



_{En la escala Celsius hay 100}

_°C,

_{entre el punto de congelación y el de}

ebullición del agua;



_{Entre estos dos mismos puntos en la escala Fahrenheit, 180}

°

_{F; por lo tanto, la}

razón entre el número de grados es 180/100 = 9/5 = 1,8. esto significa que, para

un determinado cambio de temperatura, hay

9

°F

por cada 5

°C.



_{Por otra parte, puesto que en la escala Fahrenheit el punto de congelación del agua}

es 32

°F

y en la centígrada 0

°

C, las dos escala están desfasada en 32

°.



Para convertir temperatura de una escala a la otra, no solamente se requiere tener

presente la razón de equivalencia del número de grados, sino también este desfase.

Estos dos hechos inducen a la siguiente expresión.

°F = (9/5) °C + 32

Temperatura



_{Para convertir}

_{°F a °C se emplea la expresión}

°C = ( 5/9)*(°F - 32 )



_{Que se obtiene despejando en la ecuación anterior los}

°C.



_{El tamaño de los grados en la escala kelvin y la centígrada es el mismo, pero el}

cero está desfasado en 273,16. Por lo tanto, para convertir unidades de °C a °K se

requiere el factor de corrección del cero, como se muestra en la siguiente

expresión

Comparación entre las escalas de Temperatura Fahrenheit,

Celsius y Kelvin

212

°F

100

°C

373.15

°K

273

°K

32

°F

0

°C

18

0

10

0

10

0

Unidades derivadas

El espacio ocupado por un cuerpo. Unidades de volumen



_{En el SI, la unidad patrón de medida del volumen es el m}

_{, que es el volumen de}

un cubo que tiene exactamente 1 m por cada lado.



_{en la práctica, el m}

_{, como unidad de volumen para trabajar con líquidos es}

demasiado grande y se continúa utilizando el litro, que es la unidad patrón de

volumen en el sistema métrico.



Un litro, L, se define como el volumen ocupado por un cubo que tiene exactamente

10 cm de lado



_{Volumen =10 cm*10cm* 10cm = 1.000 cm}

_{. esto significa que un 1L es igual a}

Relaciones entre la masa y el volumen: concepto de densidad



La densidad es una propiedad física de las sustancias

que relaciona su masa con el volumen y se representa

por d.



Para determinar la densidad, se necesita medir la masa

(m) y el volumen (v).



d = m/v = g/cm

3

= g /mL



Por tanto, las unidades son unidades de masa,

Calor



_{El calor es otra forma de energía, al igual que la energía cinética o la potencial,}

pero también puede considerarse como la manifestación en escala microscópica

de la energía cinética y potencial.



_{En el desplazamiento de calor se presenta transmisión de energía, es decir,}

movimiento por choque entre partículas. Cuando un cuerpo caliente choca con

otro de menor cantidad de calor, éste último gana velocidad en el movimiento de

sus partículas a tiempo que reduce la velocidad de movimiento del cuerpo

caliente.



_{Esto explica porque el calor se transmite de un cuerpo más caliente a uno de}

menor calor y no viceversa.



_{Tradicionalmente, la energía calórica se mide en calorías. En el sistema}