04 mayo, 2016

CONSTANTES Y UNIDADES DE REFERENCIA EN FÍSICA Y QUÍMICA



Constantes físicas

Constante de gravitación universalG6''67.10-11 N.m2.kg-2
Radio de la TierraRT6'37.106 m
Masa de la TierraMT5'98.1024 kg
Radio de la Luna1'74.106 m
Masa de la Luna7'47.1022 kg
Velocidad del sonido en el aire340 m /s
Velocidad de la luz en el vacíoc3.108 m/s
Constante de Coulombk9..109 N.m2.C-2
Unidad elemental de cargauec1'6021.10-19 C
Constante dieléctrica del vacíoeo8'854.10-12 C2.N-1.m-2
Permeabilidad magnética en el vacíomo4.p.10-7 T.m.A-1
Constante de Planckh6'625.10-34 J.s
Masa del electrónme9'1091.10-31 kg
Masa del protónmp1'6725.10-27 kg
Masa del neutrónmn1'6748.10-27 kg
Constante de Boltzmannk1'38.10-23 J /k
Constante de FaradayF9'65.104 C
Constante de Stefan-Boltzmanns5'67.10-8 W.m-2.K-4
Número de AvogadroN6'025.1023 mol-1
Constante de gases idealesR8'314 J /mol .K

Sistema Internacional de Unidades de medida

El Sistema Internacional de Unidades de medida (S.I.) es obligatorio en España y vigente en la Unión Europea (REAL DECRETO 1317/1989, de 27 de octubre de 1989 por el que se establecen las Unidades Legales de Medida)

Unidades básicas.

Magnitud
Nombre
Símbolo
Longitud
metro
m
Masa
kilogramo
kg
Tiempo
segundo
s
Intensidad de corriente eléctrica
ampere
A
Temperatura termodinámica
kelvin
K
Cantidad de sustancia
mol
mol
Intensidad luminosa
candela
cd


Unidad de longitud: metro (m)
El metro es la longitud de trayecto recorrido en el vacío por la luz durante un tiempo de 1/299 792 458 de segundo.

Unidad de masa
El kilogramo (kg) es igual a la masa del prototipo internacional del kilogramo

Unidad de tiempo
El segundo (s) es la duración de 9 192 631 770 periodos de la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio 133.

Unidad de intensidad de corriente eléctrica
El ampere (A) es la intensidad de una corriente constante que manteniéndose en dos conductores paralelos, rectilíneos, de longitud infinita, de sección circular despreciable y situados a una distancia de un metro uno de otro en el vacío, produciría una fuerza igual a 2·10-7 newton por metro de longitud.

Unidad de temperatura termodinámica
El kelvin (K), unidad de temperatura termodinámica, es la fracción 1/273,16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua.
Observación: Además de la temperatura termodinámica (símbolo T) expresada en kelvins, se utiliza también la temperatura Celsius (símbolo t) definida por la ecuación  t = T - T0 donde T0 = 273,15 K por definición.

Unidad de cantidad de sustancia
El mol (mol) es la cantidad de sustancia de un sistema que contiene tantas entidades elementales como átomos hay en 0,012 kilogramos de carbono 12.
Cuando se emplee el mol, deben especificarse las unidades elementales, que pueden ser átomos, moléculas, iones, electrones u otras partículas o grupos especificados de tales partículas.

Unidad de intensidad luminosa
La candela (cd) es la unidad luminosa, en una dirección dada, de una fuente que emite una radiación monocromática de frecuencia 540·1012 hertz y cuya intensidad energética en dicha dirección es 1/683 watt por estereorradián.
  

Unidades suplementarias.


Magnitud

Nombre

Símbolo
Expresión en unidades SI básicas
Ángulo plano
Radián
rad
mm-1= 1
Ángulo sólido
Estereorradián
sr
m2m-2= 1

Unidad de ángulo plano
El radián (rad) es el ángulo plano comprendido entre dos radios de un círculo que, sobre la circunferencia de dicho círculo, interceptan un arco de longitud igual a la del radio.

Unidad de ángulo sólido
El estereorradián (sr) es el ángulo sólido que, teniendo su vértice en el centro de una esfera, intercepta sobre la superficie de dicha esfera un área igual a la de un cuadrado que tenga por lado el radio de la esfera.


Unidades derivadas

Las unidades SI derivadas se definen de forma que sean coherentes con las unidades básicas y suplementarias, es decir, se definen por expresiones algebraicas bajo la forma de productos de potencias de las unidades SI básicas y/o suplementarias con un factor numérico igual 1.
Varias de estas unidades SI derivadas se expresan simplemente a partir de las unidades SI básicas y suplementarias. Otras han recibido un nombre especial y un símbolo particular.
Si una unidad SI derivada puede expresarse de varias formas equivalentes utilizando, bien nombres de unidades básicas y suplementarias, o bien nombres especiales de otras unidades SI derivadas, se admite el empleo preferencial de ciertas combinaciones o de ciertos nombres especiales, con el fin de facilitar la distinción entre magnitudes que tengan las mismas dimensiones. Por ejemplo, el hertz se emplea para la frecuencia, con preferencia al segundo a la potencia menos uno, y para el momento de fuerza, se prefiere el newton metro al joule.

Unidades  derivadas expresadas a partir de unidades básicas y suplementarias.

Magnitud
Nombre
Símbolo
Superficie
metro cuadrado
m2
Volumen
metro cúbico
m3
Velocidad
metro por segundo
m/s
Aceleración
metro por segundo cuadrado
m/s2
Número de ondas
metro a la potencia menos uno
m-1
Masa en volumen
kilogramo por metro cúbico
kg/m3
Velocidad angular
radián por segundo
rad/s
Aceleración angular
radián por segundo cuadrado
rad/s2

Unidad de velocidad
Un metro por segundo (m/s o m·s-1) es la velocidad de un cuerpo que, con movimiento uniforme, recorre, una longitud de un metro en 1 segundo

Unidad de aceleración
Un metro por segundo cuadrado (m/s2 o m·s-2) es la aceleración de un cuerpo, animado de movimiento uniformemente variado, cuya velocidad varía cada segundo, 1 m/s.

Unidad de número de ondas
Un metro a la potencia menos uno (m-1) es el número de ondas de una radiación monocromática cuya longitud de onda es igual a 1 metro.

Unidad de velocidad angular
Un radián por segundo (rad/s o rad·s-1) es la velocidad de un cuerpo que, con una rotación uniforme alrededor de un eje fijo, gira en 1 segundo, 1 radián.

Unidad de aceleración angular
Un radián por segundo cuadrado (rad/s2 o rad·s-2) es la aceleración angular de un cuerpo animado de una rotación uniformemente variada alrededor de un eje fijo, cuya velocidad angular, varía 1 radián por segundo, en 1 segundo.


Unidades derivadas con nombres y símbolos especiales.

Magnitud
Nombre
Símbolo
Expresión en otras unidades SI
Expresión en unidades SI básicas
Frecuencia
hertz
Hz

s-1
Fuerza
newton
N

m·kg·s-2
Presión
pascal
Pa
N·m-2
m-1·kg·s-2
Energía, trabajo,
cantidad de calor
joule
J
N·m
m2·kg·s-2
Potencia
watt
W
J·s-1
m2·kg·s-3
Cantidad de electricidad
carga eléctrica
coulomb
C

s·A
Potencial eléctrico
fuerza electromotriz
volt
V
W·A-1
m2·kg·s-3·A-1
Resistencia eléctrica
ohm
W
V·A-1
m2·kg·s-3·A-2
Capacidad eléctrica
farad
F
C·V-1
m-2·kg-1·s4·A2
Flujo magnético
weber
Wb
V·s
m2·kg·s-2·A-1
Inducción magnética
tesla
T
Wb·m2
kg·s-2·A1
Inductancia
henry
H
Wb·A-1
m2·kg s-2·A-2

Unidad de frecuencia
Un hertz (Hz) es la frecuencia de un fenómeno periódico cuyo periodo es 1 segundo.

Unidad de fuerza
Un newton (N) es la fuerza que, aplicada a un cuerpo que tiene una masa de 1 kilogramo, le comunica una aceleración de 1 metro por segundo cuadrado.

 Unidad de presión
Un pascal (Pa) es la presión uniforme que, actuando sobre una superficie plana de 1 metro cuadrado, ejerce perpendicularmente a esta superficie una fuerza total de 1 newton.

Unidad de energía, trabajo, cantidad de calor
Un joule (J) es el trabajo producido por una fuerza de 1 newton, cuyo punto de aplicación se desplaza 1 metro en la dirección de la fuerza.

Unidad de potencia, flujo radiante
Un watt (W) es la potencia que da lugar a una producción de energía igual a 1 joule por segundo.

Unidad de cantidad de electricidad, carga eléctrica
Un coulomb (C) es la cantidad de electricidad transportada en 1 segundo por una corriente de intensidad 1 ampere.

Unidad de potencial eléctrico, fuerza electromotriz
Un volt (V) es la diferencia de potencial eléctrico que existe entre dos puntos de un hilo conductor que transporta una corriente de intensidad constante de 1 ampere cuando la potencia disipada entre estos puntos es igual a 1 watt.

Unidad de resistencia eléctrica
Un ohm (W) es la resistencia eléctrica que existe entre dos puntos de un conductor cuando una diferencia de potencial constante de 1 volt aplicada entre estos dos puntos produce, en dicho conductor, una corriente de intensidad 1 ampere, cuando no haya fuerza electromotriz en el conductor.

Unidad de capacidad eléctrica
Un farad (F) es la capacidad de un condensador eléctrico que entre sus armaduras aparece una diferencia de potencial eléctrico de 1 volt, cuando está cargado con una cantidad de electricidad igual a 1 coulomb.

Unidad de flujo magnético
Un weber (Wb) es el flujo magnético que, al atravesar un circuito de una sola espira produce en la misma una fuerza electromotriz de 1 volt si se anula dicho flujo en un segundo por decaimiento uniforme.

Unidad de inducción magnética
Una tesla (T) es la inducción magnética uniforme que, repartida normalmente sobre una superficie de 1 metro cuadrado, produce a través de esta superficie un flujo magnético total de 1 weber.

Unidad de inductancia
Un henry (H) es la inductancia eléctrica de un circuito cerrado en el que se produce una fuerza electromotriz de 1 volt, cuando la corriente eléctrica que recorre el circuito varía uniformemente a razón de un ampere por segundo.
  

Unidades definidas a partir de las unidades, pero que no son múltiplos o submúltiplos decimales de dichas unidades.


Magnitud
Nombre
Símbolo
Relación
Ángulo plano
vuelta

1 vuelta= 2 p rad

grado
º
(p/180) rad

minuto de ángulo
'
(p /10800) rad

segundo de ángulo
"
(p /648000) rad
Tiempo
minuto
min
60 s

hora
h
3600 s

día
d
86400 s

Unidades en uso con el Sistema Internacional cuyo valor en unidades se ha obtenido experimentalmente.

Magnitud
Nombre
Símbolo
Valor en unidades SI
Masa
unidad de masa atómica
u
1,6605402 10-27 kg
Energía
electronvoltio
eV
1,60217733 10-19 J

Múltiplos y submúltiplos decimales

múltiplos

submúltiplos
Factor
Prefijo
Símbolo

Factor
Prefijo
Símbolo
1012
tera
T

10-1
deci
d
109
giga
G

10-2
centi
c
106
mega
M

10-3
mili
m
103
kilo
k

10-6
micro
μ
102
hecto
h

10-9
nano
n
101
deca
da

10-12
pico
p















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