Segundo periodo

Lic. Jos Luis Pabn Rodrguez .

Magnitudes

1. La medicin

Medir = comparar la magnitud fsica que se desea cuantificar con una cantidad patrn que se denomina unidad. El resultado de una medicin indica el nmero de veces que la unidad est contenida en la magnitud que se mide.

2. Las magnitudes

Fundamentales = No dependen de ninguna otra medida.

MagnitudUnidadSmbolo

Longitud MetroM

MasaKilogramoKg

TiempoSegundoS

TemperaturaKelvinK

Corriente elctricaAmperioA

Cantidad de materiaMolMol

Intensidad lumnicaCandelaCd

Magnitudes Derivadas: Se expresan como la relacin de dos o ms magnitudes fundamentales.

MagnitudesDefinicin de la magnitudUnidad

SuperficieUnidad de longitud elevada al cuadradom2

VolumenUnidad de longitud elevada al cubom3

DensidadCantidad de masa por unidad de volumenKg/m3

Velocidad de reaccinCantidad de partculas formadas o desaparecidas por unidad de tiempo moles formadas .

segundo.

mol / s

3. El sistema internacional de unidades (S.I).

Probablemente en el pasado no se tenan mediciones equivalentes, donde los involucrados en las transacciones realizadas no salieran perdiendo, segn 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 ms pequeo y al encontrarse de nuevo con el mismo inconveniente, la Academia de ciencias de Francia creo el Sistema Internacional de Unidades (S.I), segn 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 ingls de unidades

En Colombia todava se usan otras unidades que se conocen como el sistema ingls, de amplia utilizacin en ingeniera. Las unidades comunes se mencionan a continuacin:MagnitudUnidadEquivalencia

LongitudPulgada

Pie

Milla2,540 cm

30,48 cm

1,609 Km

MasaLibra americana

Onza453,6 g

28,35 g

VolumenGaln

galn

Cuarto4 cuartos

3,786 L

946,4 ml

Se plantean a travs de los talleres y actividades otras unidades que usted puede escribirlos a continuacin:

5. Prefijos y factores que permiten obtener unidades ms grandes o ms pequeas

En nuestro trabajo necesitamos representar las unidades dadas en otras equivalentes y por ello utilizamos los mltiplos y submltiplos correspondientes. (cmo leer la tabla = 1018 (10 exponente a la 18) (el 1 acompaado de 18 ceros).

MltiplosSubmltiplos

PrefijoSmboloFactorPrefijoSmboloFactor

ExaE1018Decid10-1

PentaP1015Centic10-2

TeraT1012Milim10-3

GigaG109Micro10-6

MegaM106Nanon10-9

KiloK103Picop10-12

HectoH102Femtof10-15

DecaD101Attoa10-18

6. Factores de conversin

En la qumica 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 frmula general para realizar dicha actividad es la siguiente

Unidadesdadas XUnidades pedidas

(-------------------------------) =Unidades dadasunidadespedidas

Temperatura y calor

La temperatura de un cuerpo define como una magnitud que mide la energa media de las molculas que constituyen ese cuerpo.

El calor corresponde a la medida de la energa que se transfiere de un cuerpo caliente a otro fro debido a la diferencia de temperatura que existe entre ellos.

Unidades de cantidad de calor

Se mide en calora la cual es la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de un gramo de agua de 14,5C a 15,5C, Se emplea tambin la kilocalora y el joules.

El termmetro. Es un capilar terminado en un bulbo que contiene el lquido que se dilata; est cubierto por un tubo externo que contiene la escala numrica.Escalas termomtricas. 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 conversin en las magnitudes:

Taller 1.

P1. Un tmpano de hielo de 48 millas de longitud, 15 millas de ancho y 145 pies de espesor; si se fundiera este bloque de hielo, cuntas piscinas convencionales se llenaran, si la capacidad de cada piscina es de 12.000 galones de agua? Cunta agua, en mililitros, tena el bloque de hielo?

P2. Si la densidad del hierro es 7,86 g/cm3, cul es el volumen aproximado de cada tomo de hierro? Suponiendo que sean esfricos, cul es, aproximadamente, su radio?Volumen de la esfera: V = (4/3) r3.

1 mol de hierro corresponde a 55,8 uma, equivalente a 55,8 g y en ella existen 6,023X1023 tomos de hierro.P 3. Indica en qu mltiplos o submltiplos de unidades mediras las siguientes cantidades para evitar nmeros demasiado grandes o pequeos:

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 tamao de un tomo.

P 4. La temperatura producida por un arco elctrico es de 25600 F, mientras que un soplete de acetileno alcanza una temperatura de 3500C Cul de los dos instrumentos reporta una temperatura mayor?

P5. El cido benzoico (C7H6O2) y sus sales, los benzoatos, son sustancias qumicas que se agregan usualmente a los alimentos cidos tales como encurtidos y jugos de frutas, para prevenir su descomposicin por hongos (mohos) y levaduras. la concentracin de benzoato no debe sobrepasar el 0,1%. Si se quiere adicionar benzoato de sodio a 100 Kg de jugo de guayaba, cunto sera lo mximo posible en gramos?

P6. Volmenes iguales de dos lquidos, 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 lquido, 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 cuntas veces, se necesita conocer el volumen inicial.

Taller 3.

P1. El nitrgeno lquido tiene un punto de ebullicin de -196 C a una presin de 1 atm. Cul es el punto de ebullicin en la escala K y F?

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 ao luz es una unidad muy utilizada en astronoma y se define como la distancia que recorre la luz en un ao. (Velocidad de la luz = 300000 km/s. a cuntos metros recorridos corresponde un ao luz?

P4. Si Julio Verne hubiera utilizado unidades del sistema internacional, S.I, cul ttulo habra dado a su libro "veinte mil leguas de viaje submarino"

(1 legua = 3,45 millas). Exprese la respuesta en nmeros enteros, utilizando mnimo tres unidades del S.I.

P5. Cul valor es mayor?

22,6 g/cm3 o 0,8 Kg/m3P6. Volmenes iguales de dos lquidos, 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 lquido, 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 cuntas veces, se necesita conocer el volumen inicial.Taller 2.

P1. Si la densidad de los slidos y los lquidos se expresan en g/cm3 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 dimetro es 4 cm y pesa 1,5 Kg. Volumen de la esfera: V = (4/3) r3.

A3. 3000 cm3 de aire que pesan 0,004 Kg.

P2. A un paciente le formularon una dosis diaria de 2 g de un medicamento. Cuntas tabletas debe ingerir si cada una de ellas contiene 4X106 microgramos de medicina?

P3. La hipotermia es una condicin causada por prdida de calor corporal. Cuando la temperatura del cuerpo desciende por debajo de 90F, puede ocurrir inconsistencia. Por debajo de los 85F, puede sobrevenir la muerte por fallas cardiacas. Convierta a grados centgrados y kelvin las temperaturas citadas.

P4. Realice la conversin de las siguientes unidades:

A1. 248 metros a kilmetros.

A2. 0,00345 cm a micrmetros.

A3. 34 hectmetros a millas.

P5. Cual es mayor

2 Kg/m3 o 2,7 g/cm3P6. Volmenes iguales de dos lquidos, 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 lquido. De los volmenes que quedan en los tubos podemos decir que:

A1. El volumen de B es el cudruple 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 numrico docenal en vez del decimal nuestro. En su escala de temperatura (llamada Escala Pashxis por el cientfico que primero prepar vino en Monk), el agua tiene como punto de congelacin 12P y de ebullicin 120P. derive una ecuacin que relacione los P con los C.A cuntos grados centgrados equivalen 72 P?P2. Si un tanque de gas contiene 160 galones en EE.UU. A cuntos litros equivale esa medida? P3. Un galn de gasolina en un motor de automvil produce un promedio de 9,5 Kg de CO2. Calcular la produccin anual de este gas en Kg, si existen en el rea metropolitana de Bucaramanga 2X105 autos aproximadamente y cada uno cubre 500 millas con una velocidad de consumo de 20 millas por Galn (Identifica los procesos y trabaje a partir de stos).

P4. La velocidad rotacional dela Tierra en el ecuador es de 1039 millas/hora. Cul es esta velocidad en Km/s? Teniendo en cuenta que se requieren 24 horas para una revolucin completa de la Tierra, cuntos kilmetros mide el ecuador terrestre?P5. Para cierta reaccin qumica se requieren exactamente 5000 g de alcohol puro. Qu volumen debemos medir?. Densidad=0,785 g/cm3.P6. Volmenes iguales de dos lquidos, 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 lquido, 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 cuntas veces, se necesita conocer el volumen inicial.

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