Unidades de Medidas e as Unidades do Sistema Internacional

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1 Unidades de Medidas e as Unidades do Sistema Internacional Metrologia é a ciência da medição, abrangendo todas as medições realizadas num nível conhecido de incerteza, em qualquer dominio da atividade humana. O sistema métrico decimal, que teve origem na época da Revolução Francesa, tinha por base o metro e o quilograma. O Bureau Internacional de Pesos e Medidas (BIPM) foi criado em maio de 1875, com a responsabilidade de estabelecer os fundamentos de um sistema de medições, único e coerente, com abrangência mundial. Pelos termos da Convenção do Metro, assinada em 1875, os novos protótipos internacionais do metro e do quilograma foram fabricados e formalmente adotados pela 1 a Conferência Geral de Pesos e Medidas (CGPM), em 1889.

2 Unidades de Medidas e as Unidades do Sistema Internacional Este sistema evoluiu ao longo do tempo, e em 1960, decidiu-se que este sistema deveria ser chamado de Sistema Internacional de Unidades, SI (Sistème Internationale d Unités). Vantagem É um sistema decimal, ou seja, todas as unidades são múltiplos de dez. Existem dois tipos de unidades: Unidades fundamentais (ou básicas) Existem 7 unidades básicas no sistema SI. Unidades derivadas Algumas unidades derivadas recebem nome especial, sendo este simplesmente uma forma compacta de expressão de combinações de unidades de base que são usadas freqüentemente.

3 Unidades do Básicas do Sistema Internacional (SI) As potências de dez são utilizadas por conveniência com menores ou maiores unidades no sistema SI.

4 As Unidades Básicas do SI Metro (m) : É o comprimento do trajeto percorrido pela luz no vácuo durante um intervalo de tempo de 1/ do segundo. A velocidade da luz no vácuo é exatamente igual a m/s. Quilograma (kg): É a unidade de massa, igual à massa do protótipo internacional do quilograma. Segundo (s): O segundo é a duração de períodos da radiação correspondente à transição entre os dois níveis hiperfinos do estado fundamental do átomo de césio 133, que é exatamente igual a Hz. Ampere (A): O ampere é a intensidade de uma corrente elétrica constante que, mantida em dois condutores paralelos, retilíneos, de comprimento infinito, de seção circular desprezível, e situados à distância de 1 metro entre si, no vácuo, produziria entre estes condutores uma força igual a 2 x 10-7 newton por metro de comprimento. Assim, a constante magnética, também conhecida como permeabilidade do vácuo, é exatamente igual a 4 x 10-7 H/m.

5 As Unidades Básicas do SI Kelvin (K): O kelvin, unidade de temperatura termodinâmica, é a fração 1/273,16 da temperatura termodinâmica no ponto tríplice da água, que é exatamente igual a 273,16 K. Mol (mol): O mol é a quantidade de substância de um sistema contendo tantas entidades elementares quantos átomos existem em 0,012 quilograma de carbono 12. Quando se utiliza o mol, as entidades elementares devem ser especificadas (átomos, moléculas, íons, elétrons), assim como outras partículas, ou agrupamentos especificados dessas partículas. A massa molar do carbono 12 é exatamente igual a 12 g/mol. Candela (cd): A candela é a intensidade luminosa, numa dada direção, de uma fonte que emite uma radiação monocromática de freqüência 540 x hertz e cuja intensidade energética nessa direção é 1/683 watt por esterradiano. A eficácia luminosa espectral da radiação monocromática de freqüência 540 x Hz é exatamente igual a 683 lm/w.

6 Grandezas Derivadas e suas Unidades (SI) Grandeza derivada Símbolo Unidade derivada Símbolo Área A metro quadrado m 2 Volume V metro cúbico m 3 Velocidade metro por segundo m/s Aceleração a metro por segundo ao quadrado m/s 2 Número de ondas, inverso do metro m -1 Massa específica quilograma por metro cúbico kg/m 3 Densidade superficial A quilograma por metro quadrado kg/m 2 Volume específico metro cúbico por quilograma m 3 /kg Densidade de corrente j ampere por metro quadrado A/m 2 Campo magnético H ampere por metro A/m Concentração c mol por metro cúbico mol/m 3 Concentração de massa, quilograma por metro cúbico kg/m 3 Luminância Lv candela por metro quadrado cd/m 2 Índice de refração n um 1 Permeabilidade relativa r um 1 O índice de refração e a permeabilidade relativa são exemplos de grandezas adimensionais, para as quais a unidade do SI é o número um (1), embora esta unidade não seja escrita.

7 Unidades do Sistema Internacional (SI)

8 Unidades do Sistema SI Temperatura Existem três escalas de temperatura: Escala Kelvin Usada em ciência. Mesmo incremento de temperatura como a escala Celsius. A menor temperatura possível (zero absoluto) é o zero Kelvin. Zero absoluto: 0 K = - 273,15 o C.

9 Escala Celsius Também utilizada em ciência. A água congela a 0 o C e entra em ebulição a 100 o C. Para converter: K = o C + 273,15. Escala Fahrenheit Geralmente não é utilizada em ciência. A água congela a 32 o F e entra em ebulição a 212 o F. Para converter: 5 9 C F - 32 F C

10 Unidades de Medidas Temperatura

11 Unidades de Medidas SI Volume As unidades de volume são dadas por unidades de comprimento (volume = comprimento x largura x altura). A unidade SI de volume é o m 3. Normalmente usamos 1 ml = 1cm 3. Outras unidades de volume: 1 L = 1 dm 3 = 1000 cm 3 = 1000mL.

12 Unidades de Medidas SI Volume

13 Unidades de Medidas Densidade Usada para caracterizar as substâncias. É definida como massa (g) dividida por volume (ml): Unidades: g/cm 3 ou g/ml. Originalmente baseada em massa (a densidade era definida como a massa de 1,00 g de água pura).

14 A Incerteza da Medida Todas as medidas científicas estão sujeitas a erro. Esses erros são refletidos no número de algarismos informados para a medida. Esses erros também são refletidos na observação de que duas medidas sucessivas da mesma quantidade são diferentes. Precisão e Exatidão As medidas que estão próximas do valor correto são exatas. As medidas que estão próximas entre si são precisas.

15 A Incerteza nas Medidas Precisão e Exatidão

16 Algarismos Significativos O número de dígitos informado em uma medida reflete a exatidão da medida e a precisão do aparelho de medição. Todos os algarismos conhecidos com certeza mais um algarismo extra são chamados de algarismos significativos. Em qualquer cálculo, os resultados são informados com o menor número de algarismos significativos (para multiplicação e divisão) ou com o menor número de casas decimais (adição e subtração).

17 Algarismos Significativos A Questão do Zero Números diferentes de zero são sempre significativos. Zeros entre números diferentes de zero são sempre significativos. Zeros antes do primeiro dígito diferente de zero não são significativos. Exemplo: 0,0003 tem um algarismo significativo (os zeros expressam a ordem de grandeza). Zeros no final do número depois de uma casa decimal são significativos. Zeros no final de um um número antes de uma casa decimal são ambíguos. Exemplo: 10,300 g.

18 Análise Dimensional Utilizando dois ou mais fatores de conversão Em análise dimensional, sempre faça três perguntas: Quais dados nos são fornecidos? Qual a quantidade que precisamos? Quais fatores de conversão estão disponíveis para nos levar a partir do que nos é fornecido ao que precisamos?

19 Massa (peso) 1g = 1.000mg 1g = 100cg 1g = 10dg 1kg = 1.000g Comprimento 1m = 1.000mm 1m = 100cm 1m = 10dm 1km = 1.000m Volume 1L = 1.000mL 1L = 100cL 1L = 10dL 1kL = 1.000L Conversões Métricas um grama = mil miligramas um grama = cem centigramas um grama = 10 decigramas um quilograma = mil gramas um metro = mil milímetros um metro = cem centímetros um metro = dez decímetros um quilômetro = mil metros um litro = mil mililitros um litro = cem centilitros um litro = dez decilitros um quilolitro = mil litros

20 Alguns Prefixos Usados no Sistema SI Prefixo Abreviação Expressão Expressão Decimal Exponencial Mega M Quilo k Hecto h Deca da Deci d 0, Centi c 0, Mili m 0, Micro (ou mc) 0, Nano n 0,