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MAGNITUDES FUNDAMENTALES Y DERIVADAS Medir es comparar una magnitud cualquiera con otra de la misma naturaleza, tomando esta como unidad. Las magnitudes se utilizan para las medidas o mediciones en física, es decir, es uno de los elementos básicos de mayor prioridad en la misma. Se denominan magnitudes a ciertas propiedades o aspectos observables de un sistema físico que pueden ser expresados en forma numérica. En otros términos, las magnitudes son propiedades o atributos medibles. Las magnitudes pueden ser fundamentales y derivadas.

MAGNITUDES FUNDAMENTALES Las magnitudes fundamentales más importantes utilizadas en Química son: longitud, masa, tiempo, cantidad de sustancia, temperatura y corriente eléctrica. Cada una de estas magnitudes tiene su propia unidad irreductible.

MAGNITUDES DERIVADAS Son aquellas que se originan con la combinación de las magnitudes fundamentales y se establecen con el uso de otras. Así tenemos el volumen, que surge del producto de tres longitudes; la rapidez que se desplaza un cuerpo, se define como la relación de una longitud y un tiempo. En este ejemplo se aprecia que las magnitudes rapidez y volumen son derivadas, mientras que la longitud y el tiempo son fundamentales. UNIDADES: a) SISTEMAS DE UNIDADES: En Química, normalmente, se usan dos sistemas de unidades. El CGS (centímetro-gramosegundo), cuya unidad básica de longitud es el centímetro (cm), de masa el gramo (g) y la del tiempo el segundo (s); y el SI (Sistema Internacional de Unidades), en donde la unidad básica de longitud es el metro (m), la masa el kilogramo (kg) y la del tiempo es el segundo

(s). Ambos sistemas definen unidades básicas individuales para cada magnitud fundamental. b) PREFIJOS DE LAS UNIDADES: En ambos sistemas se usan prefijos para designar múltiplos decimales o fracciones decimales de las unidades básicas. Los prefijos comunes son: MÚLTIPLO 10 (1x101)

Deca

PREFIJO Da

ABREVIATURA

100 (1x102)

Hecto

h

1000 (1x103)

Kilo

k

1000000 (1x106)

Mega

M

1000000000 (1x109)

Giga

G

FRACCIÓN 0,1 (1x10–1)

PREFIJO

ABREVIATURA

Deci

d

0,01 (1x10–2)

Centi

c

0,001 (1x10–3)

Mili

m

0,000001 (1x10–6)

Micro



0,000000001 (1x10–9)

Nano

N

UNIDADES DERIVADAS: Las magnitudes físicas derivadas se miden en unidades derivadas. Aunque las unidades que se usan para medir magnitudes físicas derivadas provienen realmente de las unidades básicas, a menudo se les dan nombres especiales para mayor conveniencia. Por ejemplo, el VOLUMEN es una magnitud derivada, a la que se le asigna una unidad especial el LITRO, en el SI, el litro es igual a 1000 centímetros cúbicos (cm3).

La FUERZA y la ENERGIA son también magnitudes derivadas, la unidad derivada de la energía es el ERGIO (CGS) y el JOULE (SI). A continuación presentamos algunas unidades derivadas de fuerza y energía en los dos sistemas y la relación que hay entre ellas: UNIDAD Nombre de la unidad SI

FUERZA Newton

ENERGÍA Joule

-

N

J

- Unidades Básicas Nombre de la unidad CGS

kg.m.s–2 Dina

kg.m2.s–2 Ergio

- Unidades Básicas Factores de conversión

g.cm.s–2 1N = 1x105Dinas

g.cm2.s–2 1J = 1x107 Ergios

1Dina = 1x10–5N

1Ergio = 1x10–7J

Abreviatura

c) CONVERSIÓN DE UNIDADES: Hay otras relaciones útiles entre CGS, SI y otras unidades que es importante conocer; algunas se pueden deducir por los prefijos y otras hay que aprenderlas de memoria o buscarlas en los libros, en la siguiente tabla se tienen estos factores de conversión: UNIDAD LONGITUD

FACTOR 1 m = 100 cm; 1 Angstrom (Å) =1x10–8 cm

MASA

1 kg = 1000 g

VOLUMEN

1 m3 = 1000 litros

PRESIÓN

1 atm = 760; torr = 101325 Pa

TEMPERATURA

°K = °C + 273; °C = 5/9(°F – 32); °R = °F + 460

UNIDADES DE MASA:

UNIDA D

Sistema de unidades: Tonelad Internacio a nal o MKS kilogra MKS mo Gramo MKS Libra Libra

Inglés o Británico Inglés

1 Onza

Inglés

Equivalen Sistema cia: de unidades: = 1000 Kg Internacio nal o MKS = 1000 g MKS = 1000 mg = 454 g

MKS

= 16 onzas = 28,35 g

Inglés

MKS

MKS

UNIDADES DE VOLUMEN:

UNIDAD

Metro cúbico Litro Litro Mililitro Pie cúbico Pie

Sistema Equivalen Sistema de cia: de unidade unidade s: s: MKS = 1000 l MKS MKS MKS MKS Inglés Inglés

= 1000 cm3 = 1000 ml = cm3 = 0,0283 m3 = 28,3 l

MKS MKS MKS MKS MKS

cúbico Galón

Inglés

= 3,785 l

MKS

UNIDADES DE PRESIÓN:

UNIDAD

Equivale ncia: Pascal 1kg/ m s2 Pascal N/m2 Atmósfer 760 a mmHg Atmósfer 1,013 a x105 Pa

760 = torr 10,33 m

=

H20

1,0132 = 5 bares 14,7 = psi *

La DENSIDAD de una sustancia se define como la masa de una sustancia que ocupa la unidad de volumen: Densidad (d) 

Masa (m) Volumen (V)

En el Sistema Métrico Decimal, la densidad de los sólidos y líquidos se miden en g/cm 3 o g/ml; y la de los gases en g/litro. En el sistema SI, la densidad se expresa como kg/m3. Para la mayoría de las sustancias la densidad se mide a 20°C, la cual se considera como la temperatura ambiente. Para el agua sin embargo se expresa a 4°C, por ser la temperatura a la cual el agua tiene una densidad exacta de 1,00 g/ml.

La GRAVEDAD ESPECIFICA (peso específico) de una sustancia de la densidad relativa de una sustancia comparada con una estándar. En general para los líquidos se toma el agua a 4°C como el estándar y por lo tanto la gravedad específica expresa la densidad de una sustancia comparada con la del agua. Lo anterior se expresa así:

Gravedad Específica (Peso Específico ) 

Densidad de la sus tan cia Densidad del agua a 4C

El peso específico también se puede calcular utilizando la siguiente ecuación:

Peso Específico 

Masa (Peso ) de un sólido o líquido Masa (Peso ) de un volumen de agua a 4C

La gravedad específica no tiene unidades, es simplemente la relación de dos densidades. Para determinar la densidad de una sustancia a partir de la gravedad específica basta multiplicar la gravedad específica por la densidad del agua como sustancia de referencia. Puesto que el agua tiene una densidad de 1,00 g/ml, la densidad y la gravedad específica son numéricamente iguales si se han utilizado las unidades g/ml.

BIBLIOGRAFÍA -

Escobar, L. (2010). Fundamentos de Química General. http://www.enciclopediadetareas.net/2014/01/magnitudes-fundamentales-y-

-

derivadas.html https://sites.google.com/site/repasosfisica10/conversion-de-unidades