ITI. FRANCISCO JOSE DE CALDASDEPARTAMENTO DE CIENCIAS NATURALES Y

ED.AMBIENTALQuímica 10.Sem I. Profesor: Wilson Montana Preciado

MEDIDAS Y FACTORES DE CONVERSIONLa química comprende el estudio de las propiedades y transformaciones de la materia. Un gran número de estas propiedades se han podido medir cuantitativamente y solo unas pocas se han considerado como fundamentales.El sistema internacional de unidades se basa en 7 magnitudes físicas, cada una con su propia unidad básica que se expresa en la siguiente tabla (1).Tabla 1: unidades básicas del SI

Magnitud

Nombre de la

unidad

SI básica

Símbolo

Longitud metro m

Masa kilogramo kg

Tiempo segundo s

Intensidad de corriente eléctrica amperio A

Temperatura termodinámica kelvin K

Cantidad de sustancia mol mol

Intensidad luminosa candela cd

Escalas de temperatura:

Grado kelvin: (Temperatura absoluta) Es la unidad de temperatura termodinámica del punto triple del agua y es igual a 273,16 unidades.- En 1954 la escala Celsius fue redefinida en la Décima Conferencia de Pesos y Medidas en términos de un sólo punto fijo y de la temperatura absoluta del cero absoluto. El punto escogido fue el punto triple del agua que es el estado en el que las tres fases del agua coexisten en equilibrio, al cual se le asignó un valor de 0,01 °C. La magnitud del nuevo grado Celsius se define a partir del cero absoluto como la fracción 1/273,16 del intervalo de temperatura entre el punto triple del agua y el cero absoluto. Como en la nueva escala los puntos de fusión y ebullición del agua son 0,00 °C y 100,00 °C respectivamente, resulta idéntica a la escala de la definición anterior, con la ventaja de tener una definición termodinámica.

Grado Fahrenheit (°F). Toma divisiones entre el punto de congelación de una disolución de cloruro amónico (a la que le asigna valor cero) y la temperatura normal corporal humana (a la que le asigna valor 100). Es una unidad típicamente usada en los Estados Unidos; erróneamente, se asocia también a otros países anglosajones como el Reino Unido o Irlanda, que usan la escala Celsius.

Para convertir entre temperaturas debemos utilizar las siguientes expresiones, que son resultado de experiencias llevadas a cabo en el laboratorio y luego llevadas al lenguaje matemático para su aplicación:

Múltiplos y submúltiplas de las unidades SI; Tabla 2: prefijos decimalesEl Sistema Internacional de unidades emplea unidades básicas como el metro o el segundo. A dichas unidades se les pueden añadir prefijos correspondientes a la multiplicación o división por potencias de 10, lo que evita el uso de excesivas cifras decimales (por ejemplo, es más cómodo decir 3 centímetros que 0,03 metros).Prefijos decimales El Sistema Internacional de unidades emplea unidades básicas como el metro o el segundo. A dichas unidades se les pueden añadir prefijos correspondientes a la multiplicación o división por potencias de 10, lo que evita el uso de excesivas cifras decimales (por ejemplo, es más cómodo decir 3 centímetros que 0,03 metros).

PREFIJO SÍMBOLOAUMENTO O DISMINUCIÓN DE LA UNIDAD

exa E 1*10 18 (un trillón)

peta P 1*10 15 (mil billones)

tera T 1*10 12 (un billón)

giga G 1*10 9 (mil millones)

mega M 1*10 6 (un millón)

kilo k 1*10 3 ( mil)

hecto h 1*10 2 ( cien)

deca da 1*10 1 (diez)

deci d 1*10 -1 (un décimo)

centi c 1*10 -2 (un centésimo)

mili m 1*10 -3 (un milésimo)

micro µ 1*10 -6 (un millonésimo)

nano n 1*10 -9 (un milmillonésimo)

pico p 1*10 -12 (un billonésimo)

femto f 1*10 -15 (un milbillonésimo)

atto a 1*10 -18 (un trillonésimo)

El angstrom (A) es una unidad de longitud utilizada en dimensiones moleculares. 1 A = 1*10 -10

Con estos datos puedo obtener los múltiplos y submúltiplos más comunes:1 kilometro (km) = 1000m = 103 1 milímetro (mm) = 0,001m = 10-3

NOTACION CIENTIFICALos problemas en química frecuentemente trabajan números muy grandes o muy pequeños. La masa de una molécula de agua es:0,000 000 000 000 000 000 000 029 g. Este número es difícil de leer y de interpretar, es así como utilizamos potencias de 10 y los exponentes para escribirlo: 2.9 * 10-23

En la multiplicación de exponentes en base 10, se multiplican los números de forma normal y se deja la base(10) y se suman los exponentes:(5.0 * 104). (4.0 * 10-1). (2.0*103) = (5.0 * 4.0 * 2.0) = 40.0 Y los exponentes asi: (10 4 + (-1) + 3 ) = 106 entonces 40.0 * 106 = 4,0 * 107 Corrimos la coma…- En la división se restan los exponentes.FACTOR DE CONVERSIONUn factor de conversión permite apreciar los valores de una magnitud en otro sistema. Así por ejemplo ; 1L - 1000ml o 1L ---> 1000 ml Unidades de medida anglosajonas

NOMBRE SÍMBOLO VALOR

Longitud Pulgada in 25,4 mm

Pie ft 0,3048 m

Yarda yd 0,9144 m

Milla mile 1.609,344 m

Superficie Pulgada cuadrada in2 6,4516 cm2

Pie cuadrado ft2 0,09290306 m2

Yarda cuadrada yd2 0,836127 m2

Milla cuadrada mile2 2,589988 km2

Acre acre 4.046,856 m2

Masa Libra lb 453,59237 g

Onza oz 28,3495 g

Ejemplo: 1. Convertir 18,5 lb a g (gramos) 18,5 lb * 453,6 g = 8391g 1lb2. Expresar 3,5 A en picómetros 3,5 A * 1*10 -10 m * 1 p = 315 picómetros 1 A 1*10 -12 m3. Expresar la velocidad de un automóvil cuyo valor es 80,00 km/h en metros por segundo: 80 km * 1000m V= 1km = 80.000 m = 22.22 m/ s 1h * 3.600 s 3.600 s 1h

TALLER

1. Calcular el volumen en centímetros cúbicos de una caja de 0,5 metros de largo, 20 cm de ancho y 30mm de profundidad.

2. Indica en que múltiplos o submúltiplos de unidades medirías las siguientes cantidades para evitar números demasiado grandes o pequeños:_ El volumen de un vaso de agua_ La distancia entre dos estrellas_ La cantidad de agua contenida en un embalse_ El tamaño de un átomo3. Calcular el número de centímetros cúbicos en :a) kilolitros,b) 2 decímetros cúbicos c) 4 metros cúbicos.4. Al Unser Jr., calificó para la pole position en las 500 millas de Indianápolis, en 1994, con una velocidad de 229 mi/h. ¿Cuál fue su velocidad en kilómetros por segundo? 5. Completa la siguiente tabla, que indica las temperaturas registradas en un día para algunas ciudades del mundo

CIUDADT

OC T

OF T K

México D.F 25

Paris 32

Londres 273

L. Ángeles -10

Toronto 240

Madrid -6

Jerusalén 290

Atenas 4

Resuelve los siguientes problemas sobre conversiones de temperatura. No olvides indicar, datos, fórmula sustitución y resultado.

A. .- Los termómetros de mercurio no pueden medir temperaturas menores a -30ºC debido a que a esa temperatura el Hg se hace pastoso. ¿Podrías indicar a que temperatura Fahrenheit y Kelvin corresponde?B .- En un día de invierno la temperatura de un lago cerca de la cuidad de Montreal es de 20ºF. ¿El agua estará congelada?C. .- Al poner a hervir cierta cantidad de agua en la ciudad de México, esta empieza a hervir a 97ºC.¿A cuantos K y ºF corresponde?D .- Si la temperatura del cuerpo humano es de 37.5ºC aproximadamente estando en condiciones normales. ¿A cuántos ºF equivale?E. .- El antimonio es un metal que se funde a 630.5ºC. ¿Qué valores le corresponden en ºF y K?F. .- El punto de fusión del Au es de 1336.15K. ¿Qué valores le corresponde en las otras dos escalas?6. Un medico prescribe una dosis de 0,1 g de cierta medicina. ¿cuántas tabletas de 0,25 mg se deben tomar para completar la dosis? 7.Un automóvil A tiene un rendimiento de combustible de 12 km/litro, mientras que otro auto B rinde 25

millas/gal. ¿Cuál de los dos vehículos es más económico?