Unidad I Medición de Variables

SISTEMAS DE UNIDADES ¿Qué es medir? Medir es comparar algo con un patrón ya establecido.

SISTEMA DE UNIDADES DE MEDICIÓN Un sistema de unidades es un conjunto consistente de unidades de medida. Definen un conjunto básico de unidades de medida a partir del cual se derivan el resto. Existen varios sistemas de unidades:

Británico de Ingeniería Sistema de Unidades Absoluto cgs cm, g, s, dina fps ft, lb, s, poundal SI m, kg, s, Newton Gravitacional Británico de Ingeniería ft, lbm, s, lbw Americano de Ingeniería ft, lbm, s, lbf

Es importante destacar que conviene que las unidades cumplan las siguientes condiciones: La unidad debe ser constante, no debe de cambiar con el tiempo ni depender de quien realice la medida Debe ser universal; es decir, debe ser utilizada por todos. Debe ser fácil de reproducir, aunque a veces, esta facilidad vaya en detrimento de la exactitud.

SI El año de 1960 marcó el nacimiento del Sistema Internacional de unidades tal como se conoce en la actualidad; este suceso ocurrió en la XI Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM) bajo cuya autoridad funciona la Oficina Internacional de Pesas y Medidas (BIPM) en Sevres, Francia. Antes se llamaba Sistema MKS

Intensidad de corriente UNIDADES BASE DEL SI Nombre Símbolo Magnitud Física metro m Longitud kilogramo kg Masa segundo s Tiempo ampere A Intensidad de corriente kelvin K Temperatura mol Cantidad de sustancia candela cd Intensidad luminosa

Las unidades derivadas se expresan algebraicamente en términos de las unidades de base/fundamentales o de otras unidades derivadas. Los símbolos para unidades derivadas son obtenidos a través de operaciones de multiplicar y división.

Magnitudes derivadas más usadas Definición Magnitud Símbolo S=L2 Superficie m2 V=L3 Volumen m3 d=m/V Densidad kg/m3 v=S/t Velocidad m/s a=v/t Aceleración m/s2 F=ma Fuerza N=kgm/s2 p=F/S Presión Pa=kgms2 T=F/S Trabajo J=kgm2/s2 P=T/t Potencia W

Prefijos básicos utilizados en el SI Equivalencia tera 1012 deci 10-1 giga 109 centi 10-2 mega 106 mili 10-3 kilo 103 micro 10-6 hecto 102 nano 10-9 deca 10 pico 10-12

ENERGÍA Capacidad para efectuar trabajo o producir calor. La energía puede ser cinética o potencial. La unidad SI para la energía es el joule, en honor de James Prescott Joule, un científico británico que investigó el trabajo y el calor. 1 J = 1 kgm2/s2 1 cal = 4,184 J = 3,9683x10-3 BTU 1 kcal = 1000 cal energía cinética = energía de movimiento energía potencial = energía de un objeto en virtud de su posición relativa con otros objetos

CONVERSIÓN DE UNIDADES El análisis dimensional es una técnica a través de la cual se determinan todas las dimensiones que se encuentran en las mismas unidades, para tel efecto se multiplica el número que se desea transformar por un factor de conversión.

( )= Numero de la unidad original nuevo número en la nueva unidad ( )= Numero de la unidad original nuevo número en la nueva unidad nueva unidad unidad original Cantidad que se desea expresar en nuevas unidades Cantidad expresada ahora en las nuevas unidades Factor de conversión

DENSIDAD La ecuación para la densidad es: La densidad es una propiedad intensiva de la materia que no depende de la cantidad de masa presente, por lo que la proporción de masa sobre volumen permanece sin cambio para un material dado. Usualmente la densidad disminuye con la temperatura. Las unidades de densidad son: g/ml (líquidos), g/cm3 (sólidos), g/l (gases). Como regla general ρsolido >ρlíquido >ρgas

Problema En la planta productiva de una industria dedicada a la fabricación de shampoo se procesan 537 lb/h de producto con una densidad de 0,944g/cm3. Determine: La cantidad de galones procesados anualmente, considerando que la industria trabaja dos turnos de 8 horas por día, cinco días por semana, cuatro semanas por mes, 12 meses al año. ¿Cuántas botellas de 260 ml se requieren comprar cada seis meses? Considere que la botella se llena a un 90% de su capacidad. Si cada botella tiene un valor de $2,50, ¿cuál sería la inversión mensual, bimestral y anual por este concepto? a) 258 260,59 gal/año b) 2 119 061 botellas/6 meses c) $5 297 652,50 /mes $10 595 305 /bimestre $63 571 830,99 /año

Problema Una fábrica que produce pulpa de frutas tiene el siguiente plan de producción: El producto terminado se obtiene en un 75% respecto a la cantidad de materia prima utilizada y a una temperatura de 110ºC. Calcule: El producto elaborado en ton/h de piña y durazno. El producto elaborado en kg/año de piña y durazno. ¿Cuantos recipientes de pueden llenar de durazno en un año? La temperatura en ºF. Producto (Pulpa) Consumo Materia prima Funcionamiento Envases utilizados Piña 500 kg/h 95 días/año 1 turno de 8h/día Recipiente de vidrio de 750g Durazno densidad=1,8g/cm3 900 lb/min 250 días/año 1turno de 8h/día Recipientes de diámetro = 2,76in altura=0,39ft