Sistema de unidades
Magnitudes físicas fundamentales y derivadas.
Magnitud es toda propiedad física o química de los cuerpos que puede medirse, es decir, que puede establecerse de forma objetiva.
Las propiedades que no pueden establecerse de forma objetiva, o sea las subjetivas, no son magnitudes físicas.
Las magnitudes se pueden clasificar en magnitudes fundamentales y magnitudes derivadas.
1.1 Magnitudes fundamentales, son aquellas escogidas para describir todas las demás magnitudes. Básicamente son siete las magnitudes necesarias para la descripción de la mayoría de las propiedades físicas y químicas (Sistema Internacional de Unidades):
1.2 Magnitudes físicas derivadas son el resto de las magnitudes. Estas magnitudes se pueden expresar mediante fórmulas que relacionan magnitudes fundamentales.
La química se basa en la observación y experimentación, tratando de obtener una serie de resultados que en muchos casos se pueden expresar de forma numérica, permitiendo su comparación con los obtenidos en otras experiencias.
En toda observación y experimentación nos fijamos en aquellas propiedades que son susceptibles de comparación y que por tanto, podemos medir. Estas propiedades se denominan magnitudes.
Existe un pequeño grupo de magnitudes, llamadas fundamentales, a partir de las cuales se pueden obtener todas las demás. Estas magnitudes son: longitud, masa, tiempo, intensidad de corriente, temperatura, cantidad de sustancia e intensidad luminosa.
El sistema internacional de unidades asigna a cada magnitud una unidad. El metro es la unidad de la longitud. Si al medir una distancia, se obtienen 20m significa que la longitud es 20 veces la unidad del sistema internacional.
Las definiciones de las unidades fundamentales en el sistema internacional, de acuerdo con las correspondientes resoluciones de la Conferencia General de Pesas y Medidas (CGMP), son las siguientes:
1.- Unidad de longitud. El metro es la distancia que recorre la luz en el vacío en 1/299.792.486 segundos. Aproximadamente 39,37 pulgadas. Un metro se divide en 100 centímetros y en 1000 milimetros.
2.- Unidad de masa. El kilogramo es la masa de un cilindro e platino e iridio guardado en Sevres, cerca de París, Francia. La libra tiene una masa de 0,4536 kilogramos. El kilogramo se divide en 1000 gramos.
3.- Unidad de tiempo. El segundo es la duración de 9.192.631.770 veces el periodo de la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio 133.
4.- Unidad de intensidad de corriente eléctrica. El amperio es la intensidad de una corriente constante que, mantenida entre dos conductores paralelos, rectilíneos de longitud infinita, de sección circular despreciable y colocados a una distancia de un metro el uno del otro, en el vacío, produce entre estos conductores una fuerza de 2 10-7 newton por metro de longitud.
5.- Unidad de temperatura termodinámica. El kelvin es la fracción 1/273,16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua.
6.- Unidad de cantidad de sustancia. El mol es la cantidad de sustancia de un sistema que contiene tantas entidades elementales como átomos hay en 12 gramos de carbono 12.
7.- Unidad de intensidad luminosa. La candela es la intensidad luminosa, en la dirección perpendicular, de una superficie de 1/600.000 metros cuadrados de un cuerpo negro a la temperatura de congelación de platino bajo la presión de 101,325 newtons por metro cuadrado.
Algunas magnitudes como la intensidad eléctrica, intensidad luminosa, son poco utilizadas en química.
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Cinemática
Magnitud física
|
Símbolo
|
Unidad SI
|
tiempo
|
t
|
s
|
posición
|
x
|
m
|
velocidad
|
v
|
m s-1
|
aceleración
|
a
|
m s-2
|
ángulo plano
|
q
|
rad
|
velocidad angular
|
ω
|
rad/s
|
aceleración angular
|
α
|
rad·s-2
|
radio
|
r
|
m
|
longitud de arco
|
s
|
m
|
área
|
A, S
|
m2
|
volumen
|
V
|
m3
|
ángulo sólido
|
W
|
sr
|
frecuencia
|
f
|
Hz
|
frecuencia angular (=2pf)
|
w
|
s-1, rad s-1
|
Dinámica
Termodinámica
Magnitud física
|
Símbolo
|
Unidad SI
|
calor
|
Q
|
J
|
trabajo
|
W
|
J
|
temperatura termodinámica
|
T
|
K
|
temperatura Celsius
|
t
|
oC
|
energía interna
|
U
|
J
|
entropía
|
S
|
J K-1
|
capacidad calorífica
|
C
|
J K-1
|
razón Cp / Cv
|
g
|
1
|
Electromagnetismo
Magnitud física
|
Símbolo
|
Unidad SI
|
carga eléctrica
|
Q
|
C
|
densidad de carga
|
r
|
C m-3
|
corriente eléctrica
|
I, i
|
A
|
densidad de corriente eléctrica
|
j
|
A m-2
|
potencial eléctrico
|
V
|
V
|
diferencia de potencial, voltaje
|
DV
|
V
|
campo eléctrico
|
E
|
V m-1
|
capacidad
|
C
|
F
|
permitividad eléctrica
|
e
|
F m-1
|
permitividad relativa
|
er
|
1
|
momento dipolar eléctrico
|
p
|
C m
|
flujo magnético
|
F
|
Wb
|
campo magnético
|
B
|
T
|
permeabilidad
|
µ
|
H m-1, N A-2
|
permeabilidad relativa
|
µr
|
1
|
resistencia
|
R
|
W
|
resistividad
|
r
|
W m
|
autoinducción
|
L
|
H
|
inducción mutua
|
M
|
H
|
constante de tiempo
|
t
|
s
|
Constantes fundamentales
Constante Símbolo Valor Velocidad de la luz c 2.9979·108 m·s-1 Carga elemental e 1.6021·10-19 C Masa en reposo del electrón me 9.1091·10-31 kg Masa en reposo del protón 1.6725·10-27 kg Constante de Planck h 6.6256·10-34 J·s Constante de Avogadro NA 6.0225·1023 mol-1 Constante de Boltzmann k 1.3805·10-23 J·K-1 Constante de los gases R 8.3143 J·K-1·mol-1 Permitividad del vacío ε0 8.8544·10-12 N-1·m-2·C2 Permeabilidad del vacío μ0 1.2566·10-6 m·kg·C-2 Constante de gravitación G 6.670·10-11 N·m2·kg-2 Aceleración de la gravedad a nivel del mar 9.7805 m·s-2
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