Unidades de medida-SI

 As unidades de medir do Sistema Internacional de Unidades – SI dão conta de uma grande variedade grandezas físicas, que são as propriedades dos corpos. Existem algumas, porém, que são as mais usadas e servem de referência para que outras unidades sejam estabelecidas.  São elas: 

O metro, unidade de medir comprimento.  O metro é o comprimento do trajeto percorrido pela luz no vácuo, durante um intervalo de tempo de 1/299 792 458 de segundo. (Unidade de Base ratificada pela 17ª CGPM – 1983.) A partir dele são definidos os conceitos para área, volume, velocidade etc. Símbolo: m

O quilograma, unidade de medir massa, é definido como sendo a massa do protótipo internacional do quilograma. (Unidade de Base ratificada pela 3ª CGPM -1901.). Ainda não foi definido um conceito baseado nas leis da física que substitua essa definição. A partir dele são definidos conceitos para massa específica, força etc. Símbolo: kg

 

O segundo, unidade de medir tempo, é a duração de  9 192 631 770 períodos da radiação correspondente à transição entre os dois níveis hiperfinos do estado fundamental do átomo de césio 133. (Unidade de Base ratificada pela 13ª CGPM – 1967.). A partir dessa definição foram obtidas outras unidades, como a velocidade, a aceleração e, mesmo, o próprio metro. Símbolo: s

 

A temperatura termodinâmica, cuja unidade é o kelvin, é definida como sendo a fração 1/273,16 da temperatura termodinâmica do ponto tríplice da água. (Unidade de Base ratificada pela 13ª CGPM -1967). Nós estamos mais habituados a usar o Grau Celsius, mas este é definido a partir do kelvin. Símbolo: K

 

A candela é a unidade para medir intensidade luminosa. É a Intensidade luminosa, numa direção dada, de uma fonte que emite uma radiação monocromática de freqüência 540 x 1012 hertz e cuja intensidade energética naquela direção é 1/683 watt por esterradiano. (Unidade de Base ratificada pela 16ª CGPM – 1979). Símbolo: cd

O mol é a unidade de medir quantidade de matéria.  É definido como sendo a quantidade de matéria de um sistema que contém tantas entidades elementares quantos são os átomos contidos em 0,012 quilograma de carbono 12. (Unidade de Base ratificada pela 14ª CGPM -1971). Quando se utiliza o mol, as entidades elementares devem ser especificadas, podendo ser átomos, moléculas, íons, elétrons ou outras partículas, bem como agrupamentos especificados de tais partículas. Símbolo: mol

 O ampère é a unidade de medir corrente elétrica. Defini-se o ampère como a corrente elétrica invariável que, mantida em dois condutores retilíneos, paralelos, de comprimento infinito e de área de seção transversal desprezível, e situados no vácuo a 1 metro de distância um do outro, produz entre esses condutores uma força igual a 2 x 10-7 newton, por metro de comprimento desses condutores. (Unidade de Base ratificada pela 9ª CGPM – 1948). O ampère é também unidade de força magnetomotriz. Nesse caso, se houver possibilidade de confusão, poderá ser chamado de ampère-espira, porém sem alterar o símbolo. Símbolo: A

Algumas das definições acima não são muito fáceis de compreender, sobretudo para quem não é do ramo da física teórica. Entretanto, lidamos facilmente com o metro, o segundo e o quilograma. Embora não usemos o kelvin, compreendemos bastante bem o grau Celsius. O ampère também nos é familiar, a candela, nem tanto.  De todas essas unidades, apenas o mol não é referência corriqueira, mas isso não deve preocupar ninguém: Você dificilmente precisará contar moléculas no dia a dia… :)

Tags: ampére, candela, kelvin, metro, mol, quilograma, segundo

A definição do quilograma pela SI

De todas as unidades de medir do SI (Sistema Internacional de Unidades), talvez a mais popular, e mais problemática também, seja o quilograma.

O quilograma é unidade de medir massa (peso). Massa e peso não são exatamente a mesma coisa (veja a diferença clicando aqui), mas o problema é que, até hoje, não se conseguiu definir o quilograma como uma expressão da física, como acontece com as outras unidades. O quilograma continua sendo a massa do protótipo internacional que fica guardado, e muuuuito bem guardado, no Escritório Internacional de Pesos e Medidas, na França.

Cada unidade de medir está relacionada a uma grandeza física, e as grandezas físicas são as propriedades físicas dos corpos. Por exemplo, a temperatura, o comprimento, o volume são propriedades dos corpos e, portanto, são grandezas físicas.

 Não faz muito tempo, algumas unidades de medir tinham como referência mundial um objeto, ou seja, uma medida materializada. O metro, por exemplo, era representado por uma barra de platina e o mesmo ocorria com o padrão de massa, o quilograma.

 Hoje, das sete principais unidades do SI, apenas o quilograma continua sendo representado por um objeto sólido, palpável. As demais unidades são expressas em conceitos de física e podem ser reproduzidas sempre que necessário. Por exemplo, a definição de metro é “o comprimento do trajeto percorrido pela luz no vácuo, durante um intervalo de tempo de 1/299 792 458 de segundo”.

 

O protótipo internacional do quilograma é um cilindro de platina e irídio com 39 mm, tanto de altura quanto de diâmetro. É guardado em condições rigorosamente controladas, sem contato com o ar e dentro de um cofre no BIPM – Bureau International des Poids e Mesures (escritório internacional de pesos e medidas) na cidade de Sèvres, França. 

Esse cuidado todo é necessário, porque o protótipo não deve mudar de massa de jeito nenhum, já que ele é a única referência do quilograma no planeta. Mesmo assim, há indícios de que, com o passar do tempo, ele esteja perdendo massa. É que, às vezes, o protótipo precisa sair do ambiente controlado para calibrar outros protótipos semelhantes, usados como padrão em outros países. Além disso, a limpeza periódica do padrão também pode estar afetando a sua massa. 

Por essa razão os cientistas têm se esforçado para definir o padrão de massa como conceito de física. A primeira definição, a partir da qual se construiu o protótipo, era: “A massa de um decímetro cúbico de água na temperatura de maior massa específica, ou seja, a 4,44ºC”. Esse conceito, porém, é muito impreciso. A questão é tão importante que o descobridor de um conceito de física adequado para o quilograma pode se candidatar ao Nobel. Aliás, um dos candidatos a conceito é o seguinte: O quilograma seria a massa de um corpo em repouso cuja energia equivalente iguala-se à energia de uma coleção de fótons com freqüência total de 135 639 247 x 10⁴² hertz. Bonito, não é? Mas por enquanto essa definição ainda não foi adotada.