Capítulo 5. Sistema Internacional de Unidades. Pág. 1. Sistema Internacional de unidades (SI)

Transcripción

1 Capítulo 5 Sistema Internacional de Unidades Pág. 1

2 Introducción El Sistema Internacional de Unidades (SI), tiene sus propias reglas, como todo sistema armónico y coherente, cuya observancia es obligatoria a fin de preservar el espíritu de unificación universal. De esta manera se tiene un lenguaje que permite el buen entendimiento en materia de mediciones Objetivo El participante identificará las unidades base del Sistema Internacional de Unidades, las unidades derivadas, las reglas y recomendaciones más comunes, que le permitan utilizarlas adecuadamente, con la finalidad de expresar correctamente los resultados de mediciones. Pág. 2

3 Contenido 3.1 Reseña histórica del SI en México. 3.2 Definiciones. 3.3 Unidades de base. 3.4 Unidades derivadas. 3.5 Unidades que no son del SI. 3.6 La nomenclatura de la metrología. Pág. 3

4 3.1 Reseña Histórica del SI en México Pág. 4

5 Reseña histórica del SI en México La Academia de Ciencias de París define el sistema métrico decimal. Establecimiento del Sistema Métrico Decimal en México por decreto BIPM Pág. 5

6 3.2 Definiciones Pág. 6

7 Definiciones Unidad de medida Unidad Magnitud escalar real, definida y adoptada por convenio, con la que se puede comparar cualquier otra magnitud de la misma naturaleza para expresar la relación entre ambas mediante un número. Ejemplos: metro kilogramo newton litro pulgada libra kilopond galón Pág. 7

8 Definiciones Símbolo de la unidad Ejemplos: Símbolo designado en forma convencional para una unidad de medición. m kg A para metro para kilogramo para ampere El resultado de un mensurando se expresa por: a) Su valor (numérico). b) Su unidad. Ejemplos: Masa de una pesa: kg Longitud de un bloque: mm Pág. 8

9 Definiciones Sistema de unidades Conjunto de unidades de base y unidades derivadas, sus múltiplos y sub-múltiplos, definidos conforme a reglas dadas, para un sistema de magnitudes dado. Ejemplos: Sistema Internacional de unidades SI. Sistema imperial. Pág. 9

10 3.3 Unidades del SI de Base Pág. 10

11 Unidades del SI de base Magnitud Unidad Símbolo masa tiempo longitud corriente eléctrica kilogramo segundo metro ampere kg s m A temperatura termodinámica kelvin K intensidad luminosa candela cd cantidad de sustancia mol mol Pág. 11

12 Unidades del SI de base kilogramo Es la masa igual a la del prototipo internacional del kilogramo. (1 a y 3 a CGPM 1889 y 1901) Patrón nacional de masa, conservado en el CENAM. Pág. 12

13 Unidades del SI de base segundo Es la duración de períodos de la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio 133. (13a CGPM 1967) Reloj atómico para la realización del segundo. Pág. 13

14 Unidades del SI de base metro Es la longitud de la trayectoria recorrida por la luz en el vacío en un lapso de (1/ ) s. (17a CGPM de 1983) Láser de HeNe estabilizado en frecuencia al yodo a 633 nm para la realización del metro. Pág. 14

15 Unidades del SI de base kelvin Es la fracción 1/ de la temperatura termodinámica del punto triple del agua. (13a CGPM 1967) Celdas del punto triple del agua. Pág. 15

16 Unidades del SI de base Efecto Josephson para la realización del volt (unidad de la tensión eléctrica en c. c.). Patrón nacional de resistencia eléctrica en c. c. ampere Es la intensidad de una corriente constante que mantenida entre dos conductores paralelos, rectilíneos, de longitud infinita, de sección circular despreciable, colocados en el vacío separados 1 m uno del otro, producirá una fuerza de 2 X 10-7 N/m entre estos conductores. (9a CGPM 1948) Pág. 16

17 Unidades del SI de base candela Lámparas y detectores fotométricos utilizados para conservar la candela. Es la intensidad luminosa en una dirección dada, de una fuente de radiación monocromática de frecuencia 540 X Hz y cuya intensidad energética en esa dirección es de 1/683 W/sr. (16a CGPM 1979) Pág. 17

18 Unidades del SI de base mol Es la cantidad de sustancia de un sistema que contiene tantas entidades elementales como número de átomos existen en kg de 12 C. (14a CGPM) Sistema nacional primario de titulación coulombimétrica a corriente constante del CENAM. Pág. 18

19 3.4 Unidades Derivadas Pág. 19

20 Unidades derivadas Estas unidades se forman por combinaciones simples de las unidades del SI de base de acuerdo con las leyes de la física. Ejemplos: Magnitud Nombre Símbolo superficie metro cuadrado m 2 volumen metro cúbico m 3 velocidad metro por segundo m/s concentración kilogramo por metro cúbico kg/m 3 en masa contenido de mol por kilogramo mol/kg cantidad de sustancia Pág. 20

21 Unidades derivadas... con nombre y símbolo especial. Para facilitar la expresión de unidades derivadas formadas de combinaciones de unidades de base, se le ha dado a un cierto número de ellas un nombre y un símbolo especial. Ejemplos: Magnitud Nombre Símbolo energía joule J (m 2 kg s -2 ) frecuencia hertz Hz (s -1 ) fuerza newton N (m kg s -2 ) potencia watt W (m 2 kg s -3 ) presión pascal Pa (kg m -1 s -2 ) Pág. 21

22 3.5 Unidades que NO son del SI Pág. 22

23 Unidades que NO son del SI... pero que se conservan para utilizarse con el mismo. Ejemplos: Magnitud Nombre Símbolo tiempo minuto min = 60 s hora h = s día d = s ángulo grado º = p/180 rad minuto = p/ rad segundo = p/ rad volumen litro l, L = 10-3 m 3 masa tonelada t = kg Pág. 23

24 Unidades que NO son del SI... pero pueden utilizarse temporalmente. Ejemplos: Magnitud Nombre Símbolo superficie área a (10 2 m 2 ) hectárea ha (10 4 m 2 ) barn b (1x10-28 m 2 ) longitud ångström Å (1x10-10 m) milla marina (1 852 m) presión bar bar (10 5 Pa) velocidad nudo (1 852/3 600 m/s) etc. Pág. 24

25 Unidades que NO son del SI... y no deben utilizarse en conjunto con el SI. Ejemplos: Magnitud presión. fuerza.. Nombre psi atmósfera normal dyne kilopound libra fuerza viscosidad. Stokes Poise longitud micrón (micra) temperatura grados centígrados Pág. 25

26 3.6 La Nomenclatura de la Metrología Pág. 26

27 La nomenclatura de la metrología Prefijos del SI Estos son algunos de los prefijos y sus símbolos aprobados por la CGPM. Nombre tera giga Símbolo T G Valor Nombre pico nano Símbolo p n Valor mega M 10 6 micro µ 10-6 kilo k mili m hecto h 100 centi c 0.01 deca da 10 deci d 0.1 Pág. 27

28 La nomenclatura de la metrología Los símbolos de las unidades deben escribirse en caracteres romanos rectos, no en caracteres oblicuos ni con letras cursivas. m, kg m, kg. El símbolo de la unidades debe escribirse con minúscula a excepción hecha de las que se derivan de nombres propios. No utilizar abreviaturas. m, s, A, Pa seg, Amp. Pág. 28

29 La nomenclatura de la metrología En los símbolos de las unidades, no debe hacerse la sustitución de una mayúscula por una minúscula ya que puede cambiar el significado. 5 km 5 Km Los símbolos de las unidades se escriben sin punto final y no deben pluralizarse para no utilizar la letra s que por otra parte representa al segundo. 50 mm 50 mms. Pág. 29

30 La nomenclatura de la metrología Las unidades no se deben representar por sus símbolos cuando se escribe con letras su valor numérico. Cincuenta kilómetros cincuenta km Celsius es el único nombre de unidad que se escribe siempre con mayúscula, los demás siempre deben escribirse con minúscula, exceptuando cuando sea principio de una frase. Pág. 30

31 La nomenclatura de la metrología En la CGPM, octubre de 2003, se aceptó el uso del punto o la coma, de acuerdo con el uso de cada país. En México, oficialmente el signo decimal debe ser una coma sobre la línea (,) o un punto sobre la línea (.). Si la magnitud de un número es menor que la unidad, el signo decimal debe ser precedido por un cero. Los números pueden ser separados por un pequeño espacio (nunca comas o puntos) en grupos de tres, a izquierda y derecha del signo decimal ,022 5 ó , ó Pág. 31

32 La nomenclatura de la metrología Reglas y convenciones para expresar valores de magnitudes. NO se recomienda ppm, ppb, etc. Concentración de masa de Cu de 2 mg/l Concentración de masa de Cu de 2 ppm Desplazamiento de 1.1 nm/m... de 1.1 ppb Pág. 32

33 La nomenclatura de la metrología Los símbolos de magnitudes deben ser generalmente letras del alfabeto latino o griego, algunas veces con subíndices u otros signos. Estos símbolos deben estar escritos en caracteres itálicos (inclinados). masa: m m No utilizar los símbolos de las unidades, para describir los símbolos de las magnitudes. m, τ, V, n g, o C, m 3, mol Pág. 33

34 La nomenclatura de la metrología Reglas y convenciones para expresar valores de magnitudes. NO se recomienda acompañar al símbolo % de las unidades correspondientes entre paréntesis. Es preferible usar el termino de fracción de la magnitud requerida. Fracción masa 30 % de Cu 30 % (g/g) de Cu Pág. 34

35 La nomenclatura de la metrología Expresiones comunes, pero incorrectas: A menudo se dice... Vatio Voltio Voltaje Amperaje Wattaje Kilometraje grados centígrados... pero se debe decir... watt volt tensión eléctrica corriente eléctrica potencia distancia en kilómetros grados Celsius Pág. 35