Este documento trata sobre diferentes sistemas de unidades y conceptos relacionados con la medición. Describe el Sistema Internacional de Unidades (SI) como el sistema más extendido y sus siete unidades básicas. También explica brevemente otros sistemas como el métrico decimal, el inglés y el estadounidense de ingeniería, así como conceptos como densidad, presión y temperatura.

1. Unidades y
Dimensiones
Profesora: Lorena Alvarez S.
1er Semestre del 2012

2. Sistemas de Unidades
Sistema Internacional de Unidades o SI: Es el sistema más usado. Sus
unidades básicas son: el metro, el kilogramo, el segundo, el ampere, el
kelvin, la candela y el mol.
Sistema Métrico Decimal: Primer sistema unificado de medidas.
Sistema Cegesimal o CGS.: Denominado así porque sus unidades
básicas son el centímetro, el gramo y el segundo.
Sistema Natural: En el cual las unidades se escogen de forma que ciertas
constantes físicas valgan exactamente 1.
Sistema Técnico de Unidades: Derivado del sistema métrico con
unidades del anterior, todavía utilizado en la técnica por ser unidades muy
intuitivas.
Sistema Inglés: Aún utilizado en los países anglosajones. Muchos de ellos
lo están intentando reemplazar por el Sistema Internacional de Unidades.
Conjunto consistente de unidades de medida. Definen un conjunto básico de
unidades de medida a partir del cual se derivan el resto. Existen varios
sistemas de unidades:

3. Sistema Internacional de Medida
El Sistema Internacional de Unidades, abreviado SI, es el sistema de
unidades más extensamente usado. Junto con el antiguo sistema métrico
decimal, que es su antecesor y que se ha mejorado, el SI también es
conocido como sistema métrico, especialmente en las naciones en las
que aún no se ha implantado para su uso cotidiano. Fue creado en 1960
por la Conferencia General de Pesas y Medidas, que inicialmente definió
seis unidades físicas básicas o fundamentales. En 1971, fue añadida la
séptima unidad básica, el mol.
Una de las principales características, que constituye la gran ventaja del SI,
es que sus unidades están basadas en fenómenos físicos fundamentales.
La única excepción es la unidad de la magnitud masa, el kilogramo, que
está definida como “la masa del prototipo internacional del kilogramo” o
aquel cilindro de platino e iridio almacenado en una caja fuerte de la Oficina
Internacional de Pesos y Medidas.
Las unidades del SI son la referencia internacional de las indicaciones de
los instrumentos de medida y a las que están referidas a través de una
cadena ininterrumpida de calibraciones o comparaciones. Esto permite
alcanzar la equivalencia de las medidas realizadas por instrumentos
similares, utilizados y calibrados en lugares apartados y por ende asegurar,
sin la necesidad de ensayos y mediciones duplicadas, el cumplimiento de
las características de los objetos que circulan en el comercio internacional y
su intercambiabilidad.

4. Dimensiones y Unidades fundamentales
DIMENSIONES: Conceptos Básicos de medición Ej: longitud
UNIDADES: Forma de Expresar las Dimnsiones

5. Sistema Internacional
Cantidad Física Nombre de la Unidad Símbolo Definición
Longitud Metro m
Masa Kilogramo kg
Tiempo Segundo s
Temperatura Kelvin K
Cantidad de sustancia Mol mol
Energía Joule J Kg*m2
/s2
Fuerza Newton N Kg*m/s2
→ J/m
Potencia Watt W Kg*m2
/s3
→ J/s
Densidad Kilogramo por metro cúbico Kg/m3
Velocidad Metro por segundo m/s
Aceleración Metro por segundo al cuadrado m/s2
Presión Pascal N/m2
Capacidad calorífica Joule por kilogramo Kelvin J/kg*K
Unidades Alternativas
Tiempo Minuto, hora, día, año min, h, d, a
Temperatura Grado Celsius ºC
Volumen Litro l
Masa Tonelada, gramo t, g

9. Prefijos y sufijos SI

10. Sistema Inglés de medidas
El sistema Inglés, o sistema imperial de unidades es el conjunto de
las unidades no métricas que se utilizan actualmente en los Estados
Unidos y en muchos territorios de habla inglesa (como en el Reino
Unido), pero existen discrepancias entre los sistemas de Estados
Unidos e Inglaterra, e incluso sobre la diferencia de valores entre
otros tiempos y ahora. Este sistema se deriva de la evolución de las
unidades locales a través de los siglos, y de los intentos de
estandarización en Inglaterra. Las unidades mismas tienen sus
orígenes en la antigua Roma. Hoy en día, estas unidades están
siendo lentamente reemplazadas por el Sistema Internacional de
Unidades, aunque en Estados Unidos la inercia del antiguo sistema
y el alto costo de migración ha impedido en gran medida el cambio.

11. Sistema Estadounidense de Ingeniería
Cantidad Física Nombre de la Unidad Símbolo
Longitud Pie ft
Masa Libra (masa) lbm
Fuerza Libra (fuerza) lbf
Tiempo Segundo, hora s, h
Temperatura Grado Rankine ºR
Energía Unidad térmica británica Btu
Potencia Caballo de fuerza Hp
Densidad Libra (masa) por pie cúbico lbm/ft3
Velocidad Pie por segundo ft/s
Aceleración Pie por segundo al cuadrado ft/s2
Presión Libra (fuerza) por pulgada cuadrada lbf/pulg2
Capacidad calorífica Btu por libra (masa) por grado Fahrenheit Btu/lbm ºF

12. Sistema Técnico de medidas
El sistema técnico de unidades es un sistema de unidades que
comprende diversas unidades del sistema métrico decimal, que se utilizan
todavía porque muchas de ellas son fáciles de comprender y usar.
Al definir las distintas unidades se tomaron aplicaciones directas sin
relación con las demás unidades, definiéndose así el primitivo sistema
métrico decimal. Así, por ejemplo, para la presión se crearon dos unidades
distintas; por un lado los que estudiaban las bombas para elevar el agua,
crearon el metro de columna de agua (m.c.a.), mientras que los que
estudiaban la atmósfera crearon el milímetro de columna de mercurio (mm
Hg), que luego fue llamado Torricelli.
Cuando se llegó al acuerdo de unificar todos los sistemas en uno solo, el
Sistema Internacional de Unidades, se vio la necesidad de evitar
trasformaciones extrañas de unas a otras unidades y éstas fueron
anuladas, pero se siguen utilizando en este Sistema Técnico.
En determinadas aplicaciones técnicas se utilizan unidades cómodas para
los cálculos; entre ellas:
Unidad de fuerza: kilogramo fuerza (kgf) o kilopondio (kp)
Unidad de presión: metro de columna de agua (m.c.a.)
Unidad de energía: caloría (cal)
Unidad de potencia: caballo de vapor (CV)

13. Densidad
El término densidad ( ρ) es una magnitud referida a la cantidad de masa
contenida en un determinado volumen, y puede utilizarse en términos
absolutos o relativos.
Densidad Absoluta
La densidad absoluta, también llamada densidad real, expresa la masa por
unidad de volumen. Cuando no se hace ninguna aclaración al respecto, el
término densidad suele entenderse en el sentido de densidad absoluta:
Volumen
Masa
Densidad =

14. Fórmula
V
m
=ρ
Agua Aire* Madera Ladrillos Acero Oro Plata
Densidad
[gr/cc]
1,00 0,0013 0,6-0,9 1,84 7,8 19,3 10,5
* = a una presión de 1 atm y temperatura de 0ºC
Unidades 33
;;;
m
Ton
pie
lb
lt
kg
cc
g
Ejemplos

15. Densidad Relativa
La densidad relativa, también denominada gravedad específica, es una
comparación de la densidad de una sustancia con la densidad del agua:
agua
ciasus
S
δ
δ tan
=
La gravedad específica es adimensional y numéricamente coincide con la
densidad.
Está definida como el peso unitario del material dividido por el peso unitario
del agua destilada a 4 ºC. Se representa la Gravedad Específica por S o Gs, y
también se puede calcular utilizando cualquier relación de peso de la
sustancia a peso del agua siempre y cuando se consideren volúmenes
iguales de material y agua.

16. Variación de la densidad con la
temperatura

17. Variación de la densidad con la
composición

18. ρ
ν
1
=
Volumen Específico
El volumen específico (v) es el volumen ocupado por unidad de masa de
un material. Es la inversa de la densidad.
Fórmula
Unidades
Ton
m
lb
pie
kg
lt
g
cc 3
;
3
;;

19. Peso específico
El peso específico (Pe) de una sustancia se define como el peso por unidad
de volumen. Se calcula al dividir el peso de la sustancia entre el volumen
que esta ocupa. En el sistema métrico decimal, se mide en kilopondios por
metro cúbico (kp/m³). En el Sistema Internacional de Unidades, en newton
por metro cúbico (N/m³).
V
W
Pe = o
Pe = peso especifico
W = es el peso de la sustancia
V = es el volumen que la sustancia ocupa
ρ= es la densidad de la sustancia
g = es la gravedad
c
e
g
g
P
*ρ
=

20. Viscosidad
Propiedad de un fluido que tiende a oponerse a su flujo cuando se
le aplica una fuerza. Los fluidos de alta viscosidad presentan una
cierta resistencia a fluir; los fluidos de baja viscosidad fluyen con
facilidad. La fuerza con la que una capa de fluido en movimiento
arrastra consigo a las capas adyacentes de fluido determina su
viscosidad.

21. Viscosidad absoluta: Representa la viscosidad dinámica del
líquido y es medida por el tiempo en que tarda en fluir a través de
un tubo capilar a una determinada temperatura. Sus unidades son
el poise o centipoise (gr/SegCm), siendo muy utilizada a fines
prácticos.
Viscosidad cinemática: Representa la característica propia del
líquido desechando las fuerzas que genera su movimiento,
obteniéndose a través del cociente entre la viscosidad absoluta y la
densidad del producto en cuestión. Su unidad es el stoke o
centistoke (cm2/seg).
Viscosidad Cinemática (CSt) = Viscosidad Absoluta / Densidad
Usualmente en refinería se utilizan varias unidades para referirse a
la viscosidad cinemática. Además de centistokes existen las
escalas (SSU) segundos Saybolt universal, (SSF) segundo Saybolt
Furol, (RI) Segundos Redwood I y (°E) grados Engler .

23. Temperatura
PUNTO DE EBULLICIÓN
DEL AGUA A 760 mm Hg
212 672 373 100
PUNTO DE CONGELAMIENTO
DEL AGUA
32 492
CelsiusFahrenheit Rankine Kelvin
CERO ABSOLUTO
0273
180
255 - 180
100
- 40
460
420 233
- 273
- 40
00- 460

24. Presión
En los procesos, se utilizan diversas unidades para medir
presión. Su elección dependerá de su magnitud y de los
elementos de medición disponibles en el mercado. En la
siguiente tabla, se muestra las equivalencias de las
distintas unidades de presión:
Pa KPa Bar Psi mm H2O in H2O mm Hg Pulg Hg
Pa 1 1.000 100.000 6.895 9.807 249,1 133,3 3.386
KPa 0,001 1 100 6,895 0,009807 0,2491 0,1333 3,386
Bar 0,00001 0,01 1 0,0689 0,000098
07
0,002491 0,001333 0,0339
Psi 0,0001451 0,14505 14,505 1 0,001422 0,0361 0,0193 0,4912
mm H2O 0,102 102 10.200 704,3 1 25,4 13,62 345,9
in H2O 0,004016 4,016 401,6 27,73 0,0394 1 0,5362 13,62
mm Hg 0,007501 7,501 750,1 51,71 0,0734 1,865 1 25,4
Pulg Hg 0,0002953 2953 29,35 2,036 0,002891 0,0734 0,0394 1

25. Presión Barométrica
En la vida cotidiana estamos sometidos a la presión
atmosférica o presión barómetrica. Esta presión se define
como la Fuerza que ejerce la atmósfera sobre los cuerpos
sumergidos en ella.
En un nivel determinado, la presión atmosférica es igual al
peso de la columna de aire existente encima de dicho nivel.
Al nivel del mar, su valor normal se considera de 760 mm Hg
(1.013 mbar), mientras que a una altura de 5.500 m este
valor se reduce a la mitad.

26. Presión Manométrica
La presión manométrica es la presión que ejerce un sistema en
comparación con la presión atmosférica
Un manoscopio o manómetro es un instrumento de medición que sirve para
medir la presión de fluidos contenidos en recipientes cerrados. Existen,
básicamente, dos tipos: los de líquidos y los metálicos.
Manométro

27. Presión Hidrostática
P 0
h
A
F
PP += 0
cg
gm
F
*
=
cgA
gm
PP
*
*
0 +=
V
m
=ρ hAV *=
y
y
cg
gh
PP
**
0
ρ
+=