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Unidades de medida: longitud, masa, tiempo y temperatura

Cada campo de la ciencia implica tomar medidas, comprenderlas y comunicarlas a los demás. En otras palabras, todos tenemos que hablar el mismo idioma básico. Ya sea que sea químico, físico, biólogo, ingeniero, médico o incluso un estudiante común y corriente como nosotros, necesitamos una forma coherente de comunicar longitud, masa, forma, temperatura, tiempo, cantidad, energía, potencia y velocidad, y para ello se crearon las unidades de medida. Siga leyendo para obtener más información acerca de ellas.

Considere la pantalla en la que está leyendo este texto en este momento. Podría ser una pantalla LCD, que está formada por cristales líquidos. El químico que desarrolla una formulación específica para un cristal líquido tiene que comunicar de manera significativa a un ingeniero para que este sepa cómo fabricarla. El ingeniero, a su vez, debe poder comunicarse con otros ingenieros, físicos y químicos para diseñar las placas de circuito, las pantallas de visualización y las interfaces electrónicas del resto de la computadora. Si todas estas personas no hablaran el mismo idioma (unidades de medida), la empresa nunca despegaría.

Unidades de medida: longitud, masa, tiempo y temperatura

1- Longitud

La longitud describe cuánto mide una cosa de un extremo al otro.

  • Milímetro (mm): Se utiliza para medir longitudes o espesores muy cortos. Ejemplo, longitud de la punta de un lápiz.
  • Centímetro (cm): Se utiliza para medir longitudes pequeñas. Ejemplo: longitud de un lápiz.
  • Metro (m): Se utiliza para medir grandes longitudes. Ejemplo: duración de un aula.
  • Kilómetro (km): Se utiliza para medir distancias o longitudes muy largas. Ejemplo: distancia entre dos lugares.

2- Masa

La cantidad de materia de la que consta una cosa es su peso.

  • Miligramo (mg): se utiliza para medir cosas muy ligeras. Ejemplo: medicamentos
  • Gramo (g): Se usa para medir cosas pequeñas. Ejemplo: papa
  • Kilogramo (kg): Se utiliza para medir objetos pesados. Ejemplo: peso corporal

3- Tiempo

La secuencia continua de eventos es el tiempo.

  • Segundos (s)
  • Minuto (min)
  • Hora (hr)
  • Día
  • Semana
  • Mes
  • Año

4- Temperatura

  • Kelvin
  • Grado Celsius (centígrado)

La unidad SI de temperatura es el kelvin. Desde 1967, el kelvin ha sido por definición la fracción 1 / 273.16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua. El punto triple del agua es la temperatura a la que el hielo, el agua y el vapor de agua pueden existir en equilibrio y su valor es + 0.01o Celsius.

El grado Celsius, la unidad de la escala de temperatura métrica común, no forma parte del SI, pero no se desaconseja su uso. Un intervalo de temperatura en grados Celsius es idéntico a un intervalo de temperatura en kelvin, aunque una temperatura en grados Celsius no es idéntica a una temperatura en kelvin.

El sistema Internacional de Unidades

El Sistema Internacional de Unidades (abreviado SI, del francés Système international d’unités) es el sistema métrico utilizado en la ciencia, la industria y la medicina. Dependiendo de su edad y ubicación geográfica, es posible que esté muy familiarizado con el sistema «imperial», que incluye unidades como galones, pies, millas y libras. El sistema imperial se utiliza para mediciones «cotidianas» en algunos lugares, como Estados Unidos. Pero en la mayor parte del mundo (incluida Europa) y en todos los círculos científicos, el sistema SI es de uso común.

Unidades del sistema SI

Hay siete unidades básicas en el sistema SI:

  • el kilogramo (kg), para masa
  • el segundo (s), para tiempo
  • el kelvin (K), para la temperatura
  • el amperio (A), para corriente eléctrica
  • el mol (mol), para la cantidad de una sustancia
  • la candela (cd), para intensidad luminosa
  • el metro (m), para la distancia

Debería ser evidente que el paso a los tiempos modernos ha refinado en gran medida las condiciones de medición para cada unidad básica en el sistema SI, haciendo que la medición de, por ejemplo, la intensidad luminosa de una fuente de luz sea una medida estándar en todos los laboratorios del mundo. Una fuente de luz fabricada para producir 20 cd será la misma independientemente de si se fabrica en los Estados Unidos, en el Reino Unido o en cualquier otro lugar. El uso del sistema SI proporciona a todos los científicos e ingenieros un lenguaje común de medición.

Historia del Sistema SI

Las unidades de medida del SI tienen una historia interesante. Con el tiempo, se han perfeccionado para lograr una mayor claridad y simplicidad.

  • El metro (m) se definió originalmente como 1 / 10,000,000 de la distancia desde el ecuador de la Tierra hasta el Polo Norte medido en la circunferencia a través de París. En términos modernos, se define como la distancia recorrida por la luz en el vacío durante un intervalo de tiempo de 1 / 299,792,458 de segundo.
  • El kilogramo (kg) se definió originalmente como la masa de un litro (es decir, una milésima parte de un metro cúbico). Actualmente se define como la masa de una muestra de kilogramos de platino-iridio mantenida por el Bureau International des Poids et Mesures en Sevres, Francia.
  • El segundo (s) se basó originalmente en un «día estándar» de 24 horas, con cada hora dividida en 60 minutos y cada minuto dividido en 60 segundos. Sin embargo, ahora sabemos que una rotación completa de la Tierra en realidad tarda 23 horas, 56 minutos y 4,1 segundos. Por lo tanto, un segundo se define ahora como la duración de 9.192.631.770 períodos de la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio-133.
  • El amperio (A) es una medida de la cantidad de carga eléctrica que pasa por un punto de un circuito eléctrico por unidad de tiempo. 6.241 × 1018 electrones, o un culombio, por segundo constituye un amperio.
  • El kelvin (K) es la unidad de la escala de temperatura termodinámica. Esta escala comienza en 0 K. El tamaño incremental del kelvin es el mismo que el del grado en la escala Celsius (también llamada centígrado). El kelvin es la fracción 1 / 273.16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua (exactamente 0.01 ° C o 32.018 ° F).
  • El mol (mol) es un número que relaciona la masa molecular o atómica con un número constante de partículas. Se define como la cantidad de una sustancia que contiene tantas entidades elementales como átomos hay en 0.012 kg de carbono-12.
  • La candela (cd) se llamó así para referirse a la «potencia de las velas» en los días en que las velas eran la fuente de iluminación más común (debido a que muchas personas usaban velas, sus propiedades estaban estandarizadas). Ahora, con la prevalencia de fuentes de luz incandescentes y fluorescentes, la candela se define como la intensidad luminosa en una dirección dada de una fuente que emite radiación monocromática de frecuencia 540 x (10^12) Hertz y que tiene una intensidad radiante en esa dirección de 1 / 683 vatios por estereorradián.