MAGNITUDES Y UNIDADES DE MEDICIÓN

Presentación del tema: "MAGNITUDES Y UNIDADES DE MEDICIÓN"— Transcripción de la presentación:

1 MAGNITUDES Y UNIDADES DE MEDICIÓN
Unidades del Sistema Internacional (SI) Notación científica Conversión de unidades

2 HISTORIA Surgió de la necesidad de unificar y dar coherencia a una gran variedad de subsistemas de unidades que dificultaban la transferencia de resultados de mediciones en la comunidad internacional. Se adoptó el sistema métrico decimal en la I Conferencia General de Pesas y Medidas Se añade la séptima unidad básica: el mol Se reconocen 6 unidades básicas en la XI CGPM Se unificó con la norma ISO 31 para el SI

3 Unidades básicas del SI
Cantidad Básica Nombre de la unidad Símbolo Longitud metro m Masa kilogramo kg Tiempo segundo s Corriente eléctrica amperio A Temperatura kelvin K Cantidad de sustancia mol Intensidad luminosa candela cd Unidades derivadas del SI Volumen, densidad, fuerza, energía

4 Prefijos usados con las unidades del SI

5 Masa y Peso Masa: medición de la cantidad de materia de un objeto
Peso: fuerza que ejerce la gravedad sobre un objeto Ej: la masa de una manzana es la misma en la tierra que en la luna (no depende de la ubicación). El peso de la misma manzana en la luna sería igual a la sexta parte de lo que pesa en la tierra, ya que la gravedad de la luna (1.62 m/s2) equivale a 1/6 de la terrestre (9.81 m/s2) La unidad básica es el kilogramo (kg) 1 kg = 1000 g = 1x103 g

6 Volumen La unidad de longitud es el metro (m) y la unidad derivada del SI para el volumen es el metro cúbico (m3) En química se trabajan con volúmenes mas pequeños (mL, L, cm3, dm3) 1 cm3 = (1x10-2m)3= 1x10-6m3 1 dm3 = (1x10-1m)3= 1x10-3m3 Otra unidad de volumen es el litro (L). Un litro es el volumen que ocupa un decímetro cúbico: 1 L = 1000 mL = 1000 cm3 = 1 dm3 1 mL = 1 cm3

7 densidad = masa/volumen
Es una propiedad intensiva y no depende de la cantidad de masa presente densidad = masa/volumen La unidad derivada del SI es el kilogramo por metro cúbico (kg/m3) Esta unidad resulta demasiado grande para muchas aplicaciones químicas, por lo que frecuentemente se usa g/mL (líquidos y solidos) La densidad de los gases tiende a ser muy baja por lo que se utiliza g/L 1g/cm3 = 1g/mL = 1000kg/m3 1g/L = g/mL

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9 Ejemplos Un lingote de oro con una masa de 301 g tiene un volumen de 15,6 m3 . Calcule la densidad del oro La densidad del mercurio, el único metal liquido a temperatura ambiente, es de 13.6 g/mL. Calcule la masa de 5.50 mL del líquido. Una pieza de platino metálico con una densidad de 21.5 g/cm3 tiene un volumen de 4.49 cm3 . Cual es su masa? La densidad del ácido sulfúrico en cierto acumulador de automóvil es 1.41 g/mL. Calcule la masa de 242 mL del líquido.

10 Escalas de temperatura
La unidad básica del temperatura del SI es el kelvin; es una escala de temperatura absoluta. El 0 de la escala Kelvin, denotado como 0 K, es la mínima temperatura que en teoría se puede alcanzar.

11 Conversión entres escalas de temperatura
Para convertir de grados Fahrenheit a grados Celsius: ℃= ℉−32℉ × 5℃ 9℃ Para convertir de grados Celsius a grados Fahrenheit: ℉= 9℃ 5℃ × ℃ +32℉ Para convertir de grados Celsius a Kelvin: K= (℃ ℃) × 1𝐾 1℃

12 Ejemplos La soldadura es una aleación hecha de estaño y plomo que se usa en circuitos electrónicos. Cierta soldadura tiene un punto de fusión de 224C. cual es el punto de fusión en grados Fahrenheit? El helio tiene el punto de ebullición más bajo de todos los elementos, de -452F. Convierta ésta temperatura a grados Celsius El mercurio, el único metal líquido a temperatura ambiente, funde a -38.9C. Convierta su punto de fusión a kelvins.

13 Ejercicio para resolver en clase
Convertir: 327.5C (punto de fusión del plomo) a grados Fahrenheit 172.9F (punto de ebullición del etanol) a grados Celsius 77 K, el punto de ebullición del nitrógeno líquido, a grados Celsius.

14 NOTACIÓN CIENTÍFICA En química es frecuente trabajar con cifras muy grandes o muy pequeñas. En 1 g de hidrógeno elemental existen aproximadamente átomos de H, y cada átomo tiene una masa de: g Sin importar la magnitud, todos los números pueden expresarse de la forma: N x 10n Si el punto decimal debe moverse a la izquierda, n es un entero positivo, y si debe desplazarse a la derecha, n es un entero negativo.

15 Ejemplos Expresar en notación científica: 485.522 4.85522x102
8.1x10-6 5.768x10-3 2.3457x105 6.728x10-8 98.765 9.8x10

16 Adición y sustracción Se escribe primero cada cantidad con el mismo exponente n. Combinar N1 y N2 sin que cambien los exponentes: (8.3x103)(8.92x104)= (8.3x103)(0.892x103) = (9.192x103)

17 Multiplicación y división
Se multiplican de la manera usual N1 x N2 y los exponentes se suman En la división se realiza el mismo procedimiento, pero esta vez los exponentes se restan (3.0x108)x(8.0x103)= (24x1011) =2.4x1012 6.9x107  3.0x10-5 = 2.3x1012

18 Cifras significativas
Dígitos significativos de una cantidad calculada Lineamientos para usar las CS Todo dígito que no sea cero es significativo. 845 cm: 3 CS; 4.566: 4 CS Los ceros entre dígitos diferentes de cero son significativos: kg posee 5 CS Los ceros a la izquierda del primer dígito distinto de cero no son significativos : 5 CS; 0.07: 1 CS Si un numero es mayor que la unidad, todos los ceros escritos a la derecha del punto decimal son significativos mg: 6 CS; pm: 4 CS. Para números que no incluyen el punto decimal, por ejemplo: 7000 L, recurrimos a la notación científica: 7.000x103 (4CS), 7.00x103(3CS), 7.0x103(2CS), 7x103(1CS)

19 Manejo de CS en adición, sustracción multiplicación y división
En la adición y sustracción, la respuesta final no puede tener más dígitos a la derecha del punto decimal que los presentes en los números originales  1.1=  99.4 2.097 – 0.12=  1.98 Para redondear: si queremos redondear un número en cierto punto, se eliminan los dígitos que siguen a dicho punto si el primero de ellos es menor que 5. En el caso de que el primer dígito después del punto de redondeo sea igual o mayor que 5, se agrega uno al dígito precedente. Por ejemplo: a 8.73, y a 0.43. En multiplicación y división, el número de CS en el producto o cociente final se determina con base en el número original que tenga la menor cantidad de CS. Ej: 2.8 x = se redondea a 13 6.85 / = se redondea a

20 Conversión de unidades
Un adulto tiene en promedio 5.2 L de sangre. Cuál es su volumen de sangre expresado en m3? R: 5.2x10-3 m3 El volumen de una habitación es 1.08x108 dm3, cuál es su volumen en m3? R: 1.08x105 m3 El nitrógeno líquido se obtiene del aire licuado y se utiliza para preparar alimentos congelados y en la investigación a bajas temperaturas. La densidad del líquido a su punto de ebullición (- 196C) es g/cm3. Convierta la densidad a kg/m3 R: 808 kg/m3

21 Taller 2 Sistema Internacional de unidades
La densidad del etanol, líquido incoloro comúnmente llamado alcohol de grano, es de g/mL. Calcule la masa de 17.4 mL de este líquido. Normalmente, el cuerpo humano soporta temperaturas de 105F sólo durante breves periodos sin que ocurra daño permanente en el cerebro y otros órganos vitales. Cuál es la temperatura en grados Celsius? La temperatura de la superficie solar es de unos 6300C. Cuál es esa temperatura en grados Fahrenheit? Cuantos segundos tiene un año solar ( días)? El litio es el metal menos denso que se conoce (densidad: 0.53 g/cm3). Cuál es el volumen que ocupan g de litio? El osmio (Os) es el metal más denso que se conoce (d= g/cm3). Calcule la masa en kg de una esfera de Os de 15 cm de diámetro (Vesfera= 𝜋𝑟 3 ) En la determinación de la densidad de una barra metálica rectangular, un estudiante realiza las siguientes mediciones: 8.53 cm de longitud, 2.4 cm de anchura, 1.0 cm de altura y 52 g de masa. Calcule la densidad del metal El siguiente procedimiento se utiliza para determinar el volumen de un tubo de ensayo. Se pesa el tubo seco y luego se pesa lleno de agua. Si las masas del tubo vacío y lleno son y g, respectivamente, y la densidad del agua es g/cm3. calcule el volumen del tubo en cm3. Describa un procedimiento para calcular la densidad de un objeto amorfo (sin forma) y diga que herramientas o instrumentos de medición utilizaría para el cálculo.

22 La densidad del etanol, líquido incoloro comúnmente llamado alcohol de grano, es de g/mL. Calcule la masa de 17.4 mL de este líquido. Normalmente, el cuerpo humano soporta temperaturas de 105F sólo durante breves periodos sin que ocurra daño permanente en el cerebro y otros órganos vitales. Cuál es la temperatura en grados Celsius? La temperatura de la superficie solar es de unos 6300C. Cuál es esa temperatura en grados Fahrenheit? Cuantos segundos tiene un año solar ( días)? El litio es el metal menos denso que se conoce (densidad: 0.53 g/cm3). Cuál es el volumen que ocupan g de litio? El osmio (Os) es el metal más denso que se conoce (d= g/cm3). Calcule la masa en kg de una esfera de Os de 15 cm de diámetro (Vesfera= 𝜋𝑟 3 ) En la determinación de la densidad de una barra metálica rectangular, un estudiante realiza las siguientes mediciones: 8.53 cm de longitud, 2.4 cm de anchura, 1.0 cm de altura y 52 g de masa. Calcule la densidad del metal El siguiente procedimiento se utiliza para determinar el volumen de un tubo de ensayo. Se pesa el tubo seco y luego se pesa lleno de agua. Si las masas del tubo vacío y lleno son y g, respectivamente, y la densidad del agua es g/cm3. calcule el volumen del tubo en cm3. Describa un procedimiento para calcular la densidad de un objeto amorfo (sin forma) y diga que herramientas o instrumentos de medición utilizaría para el cálculo.

23 Exprese la respuesta a los cálculos siguientes en NC:
Taller 2 Notación científica y conversión de unidades Exprese la respuesta a los cálculos siguientes en NC: 0.0095(8.5x10-3) 653/(5.75x10-8) (90x105) (3.6x10-4)-(3.6x10-6) Cuántas CS incluye cada una de las siguientes cantidades: 0.006 L dm 60.5 mg 605.5 cm2 960x10-3 g Realice las siguientes conversiones: 185 nm a metros de años a segundos 71.2 cm3 a m3 88.6 m3 a litros