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Lic. José Luis Pabón Rodríguez

Magnitudes

Longitud

1. La medición Medir = comparar la magnitud física que se desea cuantificar con una cantidad patrón que se denomina unidad. El resultado de una medición indica el número de veces que la unidad está contenida en la magnitud que se mide. 2. Las magnitudes Fundamentales = No dependen de ninguna otra medida. Magnitud Longitud Masa Tiempo Temperatura Corriente eléctrica Cantidad de materia Intensidad lumínica

Unidad Metro Kilogramo Segundo Kelvin Amperio Mol Candela

Símbolo M Kg S K A Mol Cd

Magnitudes Derivadas: Se expresan como la relación de dos o más magnitudes fundamentales. Magnitudes Superficie Volumen Densidad Velocidad de reacción

Definición de la magnitud Unidad de longitud elevada al cuadrado Unidad de longitud elevada al cubo Cantidad de masa por unidad de volumen Cantidad de partículas formadas o desaparecidas por unidad de tiempo

Unidad m2 m3 Kg/m3 moles formadas . segundo. mol / s

3. El sistema internacional de unidades (S.I). Probablemente en el pasado no se tenían mediciones equivalentes, donde los involucrados en las transacciones realizadas no salieran perdiendo, según el lugar donde se estipulara el negocio. Para evitar lo anterior muchas regiones estandarizaron unidades para uso exclusivo. Pero a medida que el mundo se hacia más pequeño y al encontrarse de nuevo con el mismo inconveniente, la Academia de ciencias de Francia creo el Sistema Internacional de Unidades (S.I), según el cual existen siete magnitudes fundamentales, a partir de las cuales es posible expresar cualquier otra magnitud derivada. (Ver tabla de unidades fundamentales) 4. Sistema inglés de unidades En Colombia todavía se usan otras unidades que se conocen como el sistema inglés, de amplia utilización en ingeniería. Las unidades comunes se mencionan a continuación: Magnitud

Unidad

Equivalencia

Masa Volumen

Pulgada Pie Milla Libra americana Onza Galón galón Cuarto

.

2,540 cm 30,48 cm 1,609 Km 453,6 g 28,35 g 4 cuartos 3,786 L 946,4 ml

Se plantean a través de los talleres y actividades otras unidades que usted puede escribirlos a continuación: 5. Prefijos y factores que permiten obtener unidades más grandes o más pequeñas En nuestro trabajo necesitamos representar las unidades dadas en otras equivalentes y por ello utilizamos los múltiplos y submúltiplos correspondientes. (cómo leer la tabla = 1018 (10 exponente a la 18) (el 1 acompañado de 18 ceros). Prefijo Exa Penta Tera Giga Mega Kilo Hecto Deca

Múltiplos Símbolo E P T G M K H D

Factor 1018 1015 1012 109 106 103 102 101

Prefijo Deci Centi Mili Micro Nano Pico Femto Atto

Submúltiplos Símbolo Factor d 10-1 c 10-2 m 10-3 μ 10-6 n 10-9 p 10-12 f 10-15 a 10-18

6. Factores de conversión En la química y muchas veces en lo cotidiano necesitamos unificar las unidades para poder realizar los procedimientos en los diferentes ejercicios planteados y por ello debemos convertir los valores dados en los que necesitamos: La fórmula general para realizar dicha actividad es la siguiente Unidades dadas X

Unidades pedidas (-------------------------------) = Unidades dadas

unidades pedidas

Temperatura y calor La temperatura de un cuerpo define como una magnitud que mide la energía media de las moléculas que constituyen ese cuerpo. El calor corresponde a la medida de la energía que se transfiere de un cuerpo caliente a otro frío debido a la diferencia de temperatura que existe entre ellos. Unidades de cantidad de calor 1

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Se mide en caloría la cual es la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de un gramo de agua de 14,5ºC a 15,5ºC, Se emplea también la kilocaloría y el joules. El termómetro. Es un capilar terminado en un bulbo que contiene el líquido que se dilata; está cubierto por un tubo externo que contiene la escala numérica. Escalas termométricas. Existen varias escalas de temperatura como Celsius, Kelvin, Fahrenheit, Ranking. Cada una de estas escalas tiene su manera de convertir de una a otra.

Desarrolle los siguientes ejercicios aplicando el tema de los factores de conversión en las magnitudes:

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Taller 1.

Taller 2.

P1. Un témpano de hielo de 48 millas de longitud, 15 millas de ancho y 145 pies de espesor; si se fundiera este bloque de hielo, ¿cuántas piscinas convencionales se llenarían, si la capacidad de cada piscina es de 12.000 galones de agua? ¿Cuánta agua, en mililitros, tenía el bloque de hielo?

P1. Si la densidad de los sólidos y los líquidos se expresan en g/cm 3 y la de los gases es g/l, establece el procedimiento para hallar la densidad de: A1. Una piedra preciosa en forma de cubo que tiene de arista 0,20 cm y su masa es de 98,5 mg? A2. Una esfera de plomo cuyo diámetro es 4 cm y pesa 1,5 Kg. Volumen de la esfera: V = (4/3) π r3. A3. 3000 cm3 de aire que pesan 0,004 Kg.

P2. Si la densidad del hierro es 7,86 g/cm 3, ¿cuál es el volumen aproximado de cada átomo de hierro? Suponiendo que sean esféricos, ¿cuál es, aproximadamente, su radio? Volumen de la esfera: V = (4/3) π r3. 1 mol de hierro corresponde a 55,8 uma, equivalente a 55,8 g y en ella existen 6,023X1023 átomos de hierro. P 3. Indica en qué múltiplos o submúltiplos de unidades medirías las siguientes cantidades para evitar números demasiado grandes o pequeños: A1. El volumen de un vaso de agua. A2. La distancia entre dos estrellas. A3. La cantidad de agua contenida en un embalse. A4. El tamaño de un átomo. P 4. La temperatura producida por un arco eléctrico es de 25600 ºF, mientras que un soplete de acetileno alcanza una temperatura de 3500ºC ¿Cuál de los dos instrumentos reporta una temperatura mayor? P5. El ácido benzoico (C7H6O2) y sus sales, los benzoatos, son sustancias químicas que se agregan usualmente a los alimentos ácidos tales como encurtidos y jugos de frutas, para prevenir su descomposición por hongos (mohos) y levaduras. la concentración de benzoato no debe sobrepasar el 0,1%. Si se quiere adicionar benzoato de sodio a 100 Kg de jugo de guayaba, ¿cuánto sería lo máximo posible en gramos? P6. Volúmenes iguales de dos líquidos, A y B, se tienen por separado en sendos tubos de ensayo. A tiene una densidad de 2 g/ml, pero B apenas alcanza a 0,5 g/ml. Si botamos la mitad del volumen de cada líquido, de lo que queda en los tubos podemos decir que: A1. El peso de A es cuatro veces mayor que el peso de B. A2. El peso es igual en ambos tubos. A3. El peso de A es la mitad de B. A4. El peso de A es mayor que el de B, pero para saber cuántas veces, se necesita conocer el volumen inicial. Taller 3. P1. El nitrógeno líquido tiene un punto de ebullición de -196 ºC a una presión de 1 atm. ¿Cuál es el punto de ebullición en la escala K y ºF? P2. La densidad de los huesos humanos es de aproximadamente 1,8 g/cm3. Calcule el volumen en litros del esqueleto humano si su peso es de 2,7 kg. P3. El año luz es una unidad muy utilizada en astronomía y se define como la distancia que recorre la luz en un año. (Velocidad de la luz = 300000 km/s. ¿a cuántos metros recorridos corresponde un año luz?

P2. A un paciente le formularon una dosis diaria de 2 g de un medicamento. ¿Cuántas tabletas debe ingerir si cada una de ellas contiene 4X106 microgramos de medicina? P3. La hipotermia es una condición causada por pérdida de calor corporal. Cuando la temperatura del cuerpo desciende por debajo de 90ºF, puede ocurrir inconsistencia. Por debajo de los 85ºF, puede sobrevenir la muerte por fallas cardiacas. Convierta a grados centígrados y kelvin las temperaturas citadas. P4. Realice la conversión de las siguientes unidades: A1. 248 metros a kilómetros. A2. 0,00345 cm a micrómetros. A3. 34 hectómetros a millas. P5. Cual es mayor 2 Kg/m3 o 2,7 g/cm3 P6. Volúmenes iguales de dos líquidos, A y B, se tienen por separado en sendos tubos de ensayo. A tiene una densidad de 2 g/ml, pero B apenas alcanza a 0,5 g/ml. Si botamos ahora la mitad del peso de cada líquido. De los volúmenes que quedan en los tubos podemos decir que: A1. El volumen de B es el cuádruple del de A. A2. El volumen de A es el doble de B. A3. El volumen de A es la mitad de B. A4. El volumen de A es igual al de B. Taller 4. P1. Los habitantes del planeta Monk (muy similar a la Tierra) tienen doce dedos, por lo que utilizan un sistema numérico docenal en vez del decimal nuestro. En su escala de temperatura (llamada Escala Pashxis por el científico que primero preparó vino en Monk), el agua tiene como punto de congelación 12ºP y de ebullición 120ºP. derive una ecuación que relacione los ºP con los ºC. ¿A cuántos grados centígrados equivalen 72 ºP? P2. Si un tanque de gas contiene 160 galones en EE.UU. A cuántos litros equivale esa medida? P3. Un galón de gasolina en un motor de automóvil produce un promedio de 9,5 Kg de CO 2. Calcular la producción anual de este gas en Kg, si existen en el área metropolitana de Bucaramanga 2X10 5 autos aproximadamente y cada uno cubre 500 millas con una velocidad de consumo de 20 millas por Galón (Identifica los procesos y trabaje a partir de éstos).

P4. Si Julio Verne hubiera utilizado unidades del sistema internacional, S.I, ¿cuál título habría dado a su libro "veinte mil leguas de viaje submarino" (1 legua = 3,45 millas). Exprese la respuesta en números enteros, utilizando mínimo tres unidades del S.I.

P4. La velocidad rotacional dela Tierra en el ecuador es de 1039 millas/hora. ¿Cuál es esta velocidad en Km/s? Teniendo en cuenta que se requieren 24 horas para una revolución completa de la Tierra, ¿cuántos kilómetros mide el ecuador terrestre?

P5. ¿Cuál valor es mayor? 22,6 g/cm3 o 0,8 Kg/m3

P5. Para cierta reacción química se requieren exactamente 5000 g de alcohol puro. ¿Qué volumen debemos medir?. Densidad=0,785 g/cm 3.

P6. Volúmenes iguales de dos líquidos, A y B, se tienen por separado en sendos tubos de ensayo. A tiene una densidad de 2 g/ml, pero B apenas alcanza a 0,5 g/ml. Si botamos la mitad del volumen de cada líquido, de lo que queda en los tubos podemos decir que: A1. El peso de A es cuatro veces mayor que el peso de B. A2. El peso es igual en ambos tubos. A3. El peso de A es la mitad de B. A4. El peso de A es mayor que el de B, pero para saber cuántas veces, se necesita conocer el volumen inicial.

P6. Volúmenes iguales de dos líquidos, A y B, se tienen por separado en sendos tubos de ensayo. A tiene una densidad de 2 g/ml, pero B apenas alcanza a 0,5 g/ml. Si botamos la mitad del volumen de cada líquido, de lo que queda en los tubos podemos decir que: A1. El peso de A es cuatro veces mayor que el peso de B. A2. El peso es igual en ambos tubos. A3. El peso de A es la mitad de B. A4. El peso de A es mayor que el de B, pero para saber cuántas veces, se necesita conocer el volumen inicial.

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