C.6.0 Dimensiones y unidades físicas

C.6.0 Dimensiones y unidades físicas
Actualmente existen en todo el mundo varios sistemas de unidades diferentes. El sistema SI
(Sistema Internacional) ha sido adoptado por la International Organization for
Standardization y recomendado por un gran numero de organizaciones nacionales de
metrología.
Magnitud
Longitud
Tiempo
Masa
Temperatura
Intensidad eléctrica
Intensidad luminosa
Cantidad de materia
Símbolo Dimensión SI Unidad
L, x
m
Metro
t
s
Segundo
M
Kg
Kilogramo
T
ºK
º Kelvin
A
Amperio
Cd
Candela
mol
Mol
Magnitudes físicas derivadas
En la formulación de ecuaciones suelen aparecer implicadas magnitudes físicas derivadas
de las dimensiones primarias. Para evitar errores se recomienda verificar que las
operaciones matemáticas, expresadas en las dimensiones primarias, sean coherentes y
compatibles con la magnitud física del resultado. A continuación se ofrece una tabla con las
magnitudes físicas mas utilizadas, con sus símbolos y dimensiones asociadas.
Magnitud
Símbolo Ecuación Dimensión. Dimensión SI
Superficie
S
x2
L2
m2
Volumen
V
x3
L3
m3
Velocidad
v
x/t
L/t
m/s
Aceleración
a
v/t
L/t2
m/s2
Fuerza
F
M·a
ML/t2
Kg·m/s2
2 2
Trabajo, energía ,Calor
E, q
F·x
ML /t
Kg·m2/s2
2 3
Potencia
W
E/t
ML /t
Kg·m2/s3
Flujo de calor
Q
W/S
M/t3
Kg /s3
2
Presión
P
F/S
M/t L
Kg /s2·m
3
Densidad
D
M/V
M/L
kg/m3
2 2
Calor especifico
L /t T
m2/s2·ºK
γ
E/M·∆t
3
Conductividad térmica
ML/t T
Kg·m/s3·ºK
λ
Conductancia térmica
k
M/t3T
kg/s3·ºK
λ/L
3
Resistencia térmica
R
Tt /ML
s3·ºK/kg
L/λ
Unidad
m2
m3
m/s
m/s2
Newton
Julio
Vatio
Vatio/m2
Pascal
kg/m3
J/Kg ºK
W/m ºK
W/m2 ºK
m2 ºK/W
Múltiplos y submúltiplos
Las unidades físicas se pueden expresar en Múltiplos para facilitar la expresión de medidas
muy grandes o pequeñas, mediante potencias de 10, y añadiendo un prefijo a la unidad, que
se corresponde con una letra antes del símbolo. Los mas utilizados son:
Múltiplos
1012 (billón)
109
106 (millón)
103 = 1000
102 = 100
101 = 10
Prefijo
TeraGigaMegaKiloHectoDeca-
Símbolo
TGMKHD-
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1
Submúltiplos
10-1 = 0.1
10-2 = 0.01
10-3 = 0.001
10-6
10-9
10-12
Prefijo
decicentimilimicronanopico-
Símbolo
dcmµηπ-
En la práctica no es recomendable utilizar los múltiplo de 10 (Deca-) y 1/10 (deci-), y en
menor medida los de 100 (Hecto-) y de 1/100 /Centi-).
Conversión de unidades
Se muestra una lista de factores de conversión entre el sistema SI y el sistema británico que
todavía se usa frecuentemente en los Estados Unidos, y a otros sistemas comúnmente
utilizados, que se resumen en la siguiente tabla:
Magnitud
Longitud
Unidad
Factor de conv.
Pulgada (Inch)
0.0254
Pié (Foot)
0.3048
Yarda (Yard)
0.9144
Milla (Mile)
1609.34
Volumen
Galón (Gallon)
0.003785
Masa
Onza (Ounce)
0.02834
Libra (Pound)
0.45359
Temperatura
ºKelvin
ºCelsius + 273.15º
ºFahrenheit
ºCelsius×1.8+ 32º
Velocidad
Km/hora
0.27777
Milla/hora = nudo
0.44704
Aceleración
g (gravedad)
9.80665
Fuerza
Kilogramo (peso)
9.80665
Dina
1.0×10-5
Energía, Calor
Kilocaloría
4184.00
W·h
3600.00
BTU
1054.35
Potencia
Kilocaloria/hora
1.16222 = 1/0.86
BTU/hora
0.29287
Caballo (HP)
746.000
Flujo de calor
Kcal/m2·hora
1.16222
BTU/Foot2·hora
3.15248
Presión
Atmosfera
1.01325×105
Milibar
100
mm Hg (Torr)
133.322
mm.c.a = Kg/m2
9.80665 ≈10
Psi (Lb/in2)
6894.75
3
Densidad
Lbm/Foot
16.0184
Calor especifico
Kcal/Kg·ºC
4186.81
BTU/Lbm·ºF
4.18681
2
Conductividad térmica BTU·inch/foot ·hour
0.144131
Conductancia térmica BTU /foot2·hour
5.674466
Unidad S.I.
metros
m3
Kilogramo
m/s
m/s2
Newton
Julio
Vatio
Vatio/m2
Vatio/m2
Pascal
Kg/m3
Julio/Kg·ºK
Julio/Kg·ºK
Vatio/m·ºK
Vatio/m2·ºK
Como ejemplo, una Potencia de 50 Kilocaloría/hora equivale a:
P = 50 Kcal/h = 50 x 1.16222 W = 58.14 Vatios
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