ALBUM DE SISTEMAS DE UNIDADES DE MEDIDAS

Unidades bsicas.

Magnitud Nombre Smbolo

Longitud Metro m

Masa Kilogramo kg

Tiempo Segundo s

Intensidad de corriente elctrica Amperio A

Temperatura termodinmica Kelvin K

Cantidad de sustancia Mol mol

Intensidad luminosa Candela cd

Tabla 1. Unidades SI bsicas

Unidad de longitud: metro (m)

El metro es la longitud de trayecto recorrido en el vaco 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,

adoptado por la tercera Conferencia General de Pesas y Medidas en 1901.

Unidad de tiempo

El segundo (s) es la duracin de 9 192 631 770 periodos de la radiacin

correspondiente a la transicin entre los dos niveles hiperfinos del estado

fundamental del tomo de cesio 133. Esta definicin se refiere al tomo de cesio en

reposo, a una tempartaura de 0 K.

Unidad de intensidad de corriente elctrica

El amperio (A) es la intensidad de una corriente constante que, mantenindose en

dos conductores paralelos, rectilneos, de longitud infinita, de seccin circular

despreciable y situados a una distancia de un metro uno de otro en el vaco,

producira entre estos conductores una fuerza igual a 210-7

newton por metro de

longitud.

De aqu resulta que la permeabilidad del vaco es 0=410-7

H/m (henrio por metro)

Unidad de temperatura termodinmica

El kelvin (K), unidad de temperatura termodinmica, es la fraccin 1/273,16 de la

temperatura termodinmica del punto triple del agua.

Esta definicin se refiere a un agua de una composicin isotpica definida por las

siguientes relaciones de cantidad de sustancia: 0,000 155 76 moles de 2H por mol de

1H, 0,000 379 9 moles de

17O por mol de

16O y 0,0002 005 2 moles de de

18O por

mol de 16

O.

De aqu resulta que la temperatura termodinmica del punto triple del agua es igual

a 273,16 kelvin exactamente Ttpw=273,16 K.

Unidad de cantidad de sustancia

El mol (mol) es la cantidad de sustancia de un sistema que contiene tantas entidades

elementales como tomos hay en 0,012 kilogramos de carbono 12. Esta definicin

se refiere a tomos de carbono 12 no ligados, en reposo y en su estado fundamental.

Cuando se emplee el mol, deben especificarse las unidades elementales, que pueden

ser tomos, molculas, iones, electrones u otras partculas o grupos especificados de

tales partculas.

De aqu resulta que la masa molar del carbono 12 es igual a 12 g por mol,

exactamente M(12

C)=12 g/mol

Unidad de intensidad luminosa

La candela (cd) es la unidad luminosa, en una direccin dada, de una fuente que

emite una radiacin monocromtica de frecuencia 5401012

hercios y cuya

intensidad energtica en dicha direccin es 1/683 vatios por estereorradin.

De aqu resulta que la eficacia luminosa espectral de la radiacin monocromtica de

frecuencia igual a 5401012

hercios es igual a 683 lmenes por vatio, exactamente

K=683 lm/W=683 cd sr/W.

Unidades SI derivadas

1. Las unidades derivadas se forman a partir de productos de potencias de unidades bsicas. Las unidades derivadas coherentes son productos de potencias de unidades

bsicas en las que no interviene ningn factor numrico ms que el 1. Las unidades

bsicas y las unidades derivadas coherentes del SI forman un conjunto coherente,

denominado conjunto de unidades SI coherentes.

2. El nmero de magnitudes utilizadas en el campo cientfico no tiene lmite; por tanto no es posible establecer una lista completa de magnitudes y unidades derivadas. Sin

embargo, la tabla 2 presenta algunos ejemplos de magnitudes derivadas y las

unidades derivadas coherentes correspondientes, expresadas directamente en

funcin de las

unidades bsicas.

Ejemplos de unidades SI derivadas coherentes expresadas a partir de las

unidades bsicas

Magnitud Nombre Smbolo

Area, superficie Metro cuadrado m2

Volumen Metro cbico m3

Velocidad Metro por segundo m/s

Aceleracin Metro por segundo cuadrado m/s2

Nmero de ondas Metro a la potencia menos uno m-1

Densidad, masa en volumen Kilogramo por metro cbico kg/m3

Densidad superficial Kilogramo por metro cuadrado kg/m2

Volumen especfico Metro cbico por kilogramo m3/kg

Densidad de corriente Amperio por metro cuadrado A/m2

Concentracin de cantidad de

sustancia, concentracin Mol por metro cbico. mol/m

3

Concentracin msica Kilogramo por metro cbico kg/m3

Luminancia Candela por metro cuadrado. cd/m2

Indice de refraccin Uno 1

Permeabilidad relativa Uno 1

Tabla 2. Ejemplos de unidades SI derivadas coherentes expresadas a partir de las unidades

bsicas

3. Por conveniencia, ciertas unidades derivadas coherentes han recibido nombres y smbolos especiales. Se recogen en la tabla 3. Estos nombres y smbolos especiales

pueden utilizarse con los nombres y los smbolos de las unidades bsicas o

derivadas para expresar las unidades de otras magnitudes derivadas.

Algunos ejemplos de ello figuran en la tabla 4. Los nombres y smbolos especiales

son una forma compacta de expresar combinaciones de unidades bsicas de uso

frecuente, pero en muchos casos sirven tambin para recordar la magnitud en

cuestin. Los prefijos SI pueden emplearse con cualquiera de los nombres y

smbolos especiales, pero al hacer esto la unidad resultante no ser una unidad

coherente. En la ltima columna de las tablas 3 y 4 se muestra cmo pueden

expresarse las unidades SI mencionadas en funcin de las unidades SI bsicas. En

esta columna, los factores de la forma m0, kg

0, etc., que son iguales a 1, no se

muestran explcitamente.

Unidades SI derivadas coherentes con nombres y smbolos especiales.

Magnitud Nombre Smbolo

Expresin en

otras unidades

SI

Expresin en

unidades SI bsicas

ngulo plano Radin rad 1 m/m= 1

ngulo slido Estereorradin sr 1 m2/m

2= 1

Frecuencia Hercio Hz s-1

Fuerza Newton N mkgs-2

Presin, tensin Pascal Pa N/m2 m

-1kgs

-2

Energa, trabajo,

cantidad de calor Julio J Nm m

2kgs

-2

Potencia, flujo

energtico Vatio W J/s m

2kgs

-3

Carga elctrica,

cantidad de electricidad Culombio C - sA

Diferencia de potencial

elctrico, fuerza

electromotriz

Voltio V W/A m2kgs

-3A

-1

Resistencia elctrica Ohmio W V/A m2kgs

-3A

-2

Conductancia elctrica Siemens S A/V m2kgs

-3A

-2

Capacidad elctrica Faradio F C/V m-2

kg-1

s4A

2

Flujo magntico Weber Wb Vs m2kgs

-2A

-1

Densidad de flujo

magntico Tesla T Wb/m

2 kgs

-2A

-1

Inductancia Henrio H Wb/A m2kg s

-2A

-2

Temperatura celsius Grado celsius C - K

Flujo luminoso Lumen lm cdsr cd

Iluminancia Lux lx lm/m2 m

-2cd

Actividad de un

radionucleido Becquerel Bq - s

-1

Dosis absorbida,

energa msica

(comunicada), kerma

Gray Gy J/kg m2s

-2

Dosis equivalente,

dosis equivalente

ambiental, dosis

equivalente direccional,

dosis equivalente

individual

Sievert Sy J/kg m2s

-2

Actividad cataltica Katal kat - s-1

mol

Tabla 4. Unidades SI derivadas coherentes con nombres y smbolos especiales.

Ejemplos de unidades SI derivadas coherentes cuyos nombres y smbolos

contienen unidades SI derivadas coherentes con nombres y smbolos

especiales.

Magnitud Nombre Smbolo Expresin en unidades SI

bsicas

Viscosidad dinmica Pascal segundo Pas m-1

kgs-1

Momento de una fuerza Newton metro Nm m2kgs

-2

Tensin superficial. Newton por metro. N/m kgs-2

Velocidad angular. Radin por segundo rad/s s-1

Aceleracin angular Radin por segundo

cuadrado. rad/s

2 s

-2

Densidad superficial de flujo

trmico, irradiancia Vatio por metro cuadrado W/m

2 kgs

-3

Capacidad trmica, entropa Julio por kelvin J/K m2kgs

-2K

-1

Capacidad trmica msica, Julio por kilogramo y J/(kgK) m2s

-2K

-1

entropa msica kelvin

Energa msica Julio por kilogramo J/kg m2s

-2

Conductividad trmica Vatio por metro y kelvin W/(mK) mkgs-3

K-1

Densidad de energa Julio por metro cbico J/m3 m

-1kgs

-2

Campo elctrico Voltio por metro V/m mkgs-3

A-1

Densidad de carga elctrica Culombio por metro

cbico C/m

3 m

-3sA

Densidad superficial de carga

elctrica

Culombio por metro

cuadrado C/m

2 m

-2sA

Densidad de flujo elctrico,

desplazamiento elctrico.

Culombio por metro

cuadrado C/m

2 m

-2sA

Permitividad. Faradio por metro F/m m-3

kg-1

s4A

2

Permeabilidad. Henrio por metro H/m mkgs-2

A-2

Energa molar. Julio por mol J/mol m2kgs

-2mol

-1

Entropa molar, capacidad

calorfica molar Julio por mol y kelvin J/(molK) m

2kgs

-2K

-1mol

-1

Exposicin (rayos x y ) Culombio por kilogramo C/kg kg-1

sA

Tasa de dosis absorbida Gray por segundo Gy/s m2s

-3

Intensidad radiante Vatio por estereorradin W/sr m2kgs

-3

Radiancia. Vatio por metro cuadrado

y estereorradin W/(m

2sr) kgs

-3

Concentracin de actividad

cataltica Katal por metro cbico. kat/m

3 m

-3s

-1mol

Tabla 4. Ejemplos de unidades SI derivadas coherentes cuyos nombres y smbolos

contienen unidades SI derivadas coherentes con nombres y smbolos especiales.

4. Los valores de varias magnitudes diferentes pueden expresarse mediante el mismo nombre y smbolo de unidad SI. De esta forma el julio por kelvin es el nombre de la

unidad SI para la magnitud capacidad trmica as como para la magnitud entropa.

Igualmente, el amperio es el nombre de la unidad SI tanto para la magnitud bsica

intensidad de corriente elctrica como para la magnitud derivada fuerza

magnetomotriz.

Por lo tanto no basta con utilizar el nombre de la unidad para especificar la

magnitud.

Esta regla es aplicable no slo a los textos cientficos y tcnicos sino tambin, por

ejemplo, a los instrumentos de medida (es decir, deben indicar tanto la unidad como

la magnitud medida).

5. Una unidad derivada puede expresarse de varias formas diferentes utilizando unidades bsicas y unidades derivadas con nombres especiales: el julio, por

ejemplo, puede escribirse newton metro o bien kilogramo metro cuadrado por

segundo cuadrado. Esta libertad algebraica queda en todo caso limitada por

consideraciones fsicas de sentido comn y, segn las circunstancias, ciertas formas

pueden resultar ms tiles que otras.

En la prctica, para facilitar la distincin entre magnitudes diferentes que tienen la

misma dimensin, se prefiere el uso de ciertos nombres especiales de unidades o

combinaciones de nombres. Usando esta libertad, se pueden elegir expresiones que

recuerden cmo est definida la magnitud. Por ejemplo, la magnitud momento de

una fuerza puede considerarse como el resultado del producto vectorial de una

fuerza por una distancia, lo que sugiere emplear la unidad newton metro, la energa

por unidad de ngulo aconseja emplear la unidad julio por radin, etc. La unidad SI

de frecuencia es el hercio, que implica ciclos por segundo, la unidad SI de velocidad

angular es el radin por segundo y la unidad SI de actividad es el becquerel, que

implica cuentas por segundo. Aunque sera formalmente correcto escribir estas tres

unidades como segundo a la potencia menos uno, el empleo de nombres diferentes

sirve para subrayar la diferente naturaleza de las magnitudes consideradas. El hecho

de utilizar la unidad radin por segundo para expresar la velocidad angular y el

hercio para la frecuencia, indica tambin que debe multiplicarse por 2 el valor

numrico de la frecuencia en hercio para obtener el valor numrico de la velocidad

angular correspondiente en radianes por segundo.

6. Ciertas magnitudes se definen por cociente de dos magnitudes de la misma naturaleza; son por tanto adimensionales, o bien su dimensin puede expresarse

mediante el nmero uno. La unidad SI coherente de todas las magnitudes

adimensionales o magnitudes de dimensin uno, es el nmero uno, dado que esta

unidad es el cociente de dos unidades

SI idnticas. El valor de estas magnitudes se expresa por nmeros y la unidad uno

no se menciona explcitamente. Como ejemplo de tales magnitudes, se pueden citar,

el ndice de refraccin, la permeabilidad relativa o el coeficiente de rozamiento. Hay

otras magnitudes definidas como un producto complejo y adimensional de

magnitudes ms simples. Por ejemplo, entre los nmeros caractersticos cabe citar

el nmero de Reynolds Re = vl/, en donde es la densidad, la viscosidad

dinmica, v la velocidad y l la longitud. En todos estos casos, la unidad puede

considerarse como el nmero uno, unidad derivada adimensional.

Otra clase de magnitudes adimensionales son los nmeros que representan una

cuenta, como el nmero de molculas, la degeneracin (nmero de niveles de

energa) o la funcin de particin en termodinmica estadstica (nmero de estados

accesibles trmicamente). Todas estas magnitudes de recuento se consideran

adimensionales o de dimensin uno y tienen por unidad la unidad SI uno, incluso si

la unidad de las magnitudes que se cuentan no puede describirse como una unidad

derivada expresable en unidades bsicas del SI. Para estas magnitudes, la unidad

uno podra considerarse como otra unidad bsica. En algunos casos, sin embargo, a

esta unidad se le asigna un nombre especial, a fin de facilitar la identificacin de la

magnitud en cuestin. Este es el caso del radin y del estereorradin. El radin y el

estereorradin han recibido de la CGPM un nombre especial para la unidad derivada

coherente uno, a fin de expresar los valores del ngulo plano y del ngulo slido,

respectivamente, y en consecuencia figuran en la tabla 3.

Unidades no pertenecientes al SI cuyo uso es aceptado por el Sistema y estn

autorizadas.

La tabla 5 incluye las unidades no pertenecientes al SI cuyo uso con el Sistema

Internacional est aceptado, dado que son ampliamente utilizadas en la vida cotidiana y

cada una de ellas tiene una definicin exacta en unidades SI. Incluye las unidades

tradicionales de tiempo y de ngulo. Contiene tambin la hectrea, el litro y la tonelada, que

son todas de uso corriente a nivel mundial, y que difieren de las unidades SI coherentes

correspondientes en un factor igual a una potencia entera de diez. Los prefijos SI se

emplean con varias de estas unidades, pero no con las unidades de tiempo.

Magnitud Nombre Smbolo Relacin

ngulo plano Grado (/180) rad

Minuto ' (/10800) rad

Segundo " (/648000) rad

Tiempo minuto min 60 s

hora h 3600 s

da d 86400 s

Volumen litro l o L 1 dm3=10

-3 m

3

Masa Tonelada t 103 kg

Area Hectrea ha 104 m

2

Tabla 5. Unidades no pertenecientes al SI cuyo uso es aceptado por el Sistema y estn

autorizadas