Sistema de Unidades, quadro resumo das principais propriedades e

Portfolio de:
Sistema de Unidades, quadro resumo das principais
propriedades e variáveis
dimensão: "é a medida pela qual uma variável física é expressa em
termos quantitativos" (White, p.4)
unidade:
é uma maneira particular de associar um número a uma
dimensão quantitativa (White, p.4)
Sistema Métrico – 1872, França – tratado da convenção métrica – 17 países
- base decimal
unidades:
força – dina=dyne=1 gcm/s2, N
massa – g, Kg
energia – cal, J
Sistema Internacional (SI) – Système Internacional d'Unités – 1960 (40
países) – generalização do sistema métrico
unidades fundamentais:
quantidade de substância - mol, kmol (alguns autores consideram ambas
as unidades, outros apenas mol e
outros kmol)
massa
- kg
(quilograma)
comprimento
- m
(metro)
tempo
- s
(segundo)
o
temperatura
- K(*), C (Kelvin,
graus
célsios
ou
centígrados – ambas são do SI,
alguns autores se referem apenas a
K como integrante do SI)
(*)
temperatura absoluta: T(oC)+273.15=T(K)
corrente elétrica
- A
(ampere)
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Apêndices
xviii
Portfolio de:
todas outras variáveis podem ser obtidas destas básicas:
área
volume
velocidade
velocidade angular
vazão mássica
vazão volumétrica
aceleração
força
torque
pressão/tensão
energia
entropia
potência ou taxa de energia
densidade
peso específico
viscosidade
viscosidade cinemática
calor específico
-
m2
m3
m/s
s-1
kg/s
m3/s
m/s2
kg m/s2=N
Nm
kg/(m s2) =N/m2=Pa
kg m2/s2=N m=J
J/K
J/s=W
kg/m3
kg/m2s2 = N/m3
kg/(ms) = Nsm2 = Pa s
m2/s
m2/(s2K) = J/(kg K)
(Newton)
(Pascal)
(Joule)
(Watt)
sufixos SI:
fator de multiplicação
1012
109
106
103
10-2
10-3
10-6
10-9
10-12
Observações:
prefixo
tera
giga
mega
quilo
centi
mili
micro
nano
pico
símbolo – SI
T
G
M
k
c
m
µ
n
p
uma unidade usual(não integrante do SI, embora seja uma unidade métrica) para
expressar a medida da viscosidade é o Poise ( P = g/cms), sendo a
viscosidade muitas vezes expressa em cP (centiPoise). A conversão é
feita como:
1cP = 10-3 Pa s
1cP = 10-2 P
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Apêndices
xix
Portfolio de:
Para a viscosidade cinemática ou difusividade uma medida bastante
comum é o Stoke (St=cm2/s) ou centiStoke (cSt). A conversão é feita
como:
1 cSt = 10-2 cm2/s
Uma medida de dimensão usada freqüentemente para expressar
o
quantidades pequenas é o Angstrom, a saber: 1A = 10−10 m .
Sistema de unidades gravitacional britânico (BG): massa: slug; força: lbf
(libraforça); comprimento: ft (feet=pé); temperatura: R (Rankine)
curiosidade – da origem da unidade slug: "I have ventured to give the name of 'slug'
to the British Engineer's unit of mass, i.e., to the mass in which an
acceleration of one foot-per-sec-per-sec is produced by a force of one
pound" (A.M. Worthington, Dynamic of Rotation, 1902 – extraído do
dicionário Oxford)
Sistema de unidades inglês Técnico ou de Engenharia: massa: lb
(pound=libra); força: lbf; comprimento: ft; temperatura: R (Rankine)
Outra unidade de dimensão comum é a polegada – in ou " .
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Apêndices
xx
Portfolio de:
Tabelas de conversão de unidades (extraído e adaptado de Himmelblau, 1984,
Geankoplis, 1993 e White, 1999)
equivalentes de volume
in3
ft3
1
1.728×103
2.31×102
61.03
6.102×104
5.787×10-4
1
0.1337
3.531×10-2
35.31
galões
americanos
4.329×10-3
7.481
1
0.2642
264.2
litros (l)
m3
1.639×10-2
28.32
3.785
1
1000
1.639×10-5
2.832×10-2
3.785×10-3
1.000×10-3
1
equivalentes de massa
libra (lb)
1
2.20×10-3
grama (g)
4.5359×102
1
14593.9
slug
1
outras unidades de massa:
1 ton = 1000 kg
1 lb = 16 oz (onça)
equivalentes de medida linear
metro (m)
1
2.54×10-2
0.3048
1.61×103
polegada (in)
39.37
1
12
6.336×104
pé (ft)
3.2808
8.333×102
1
5280
milha
6.214×10-4
1.58×10-5
1.8939×10-4
1
equivalentes de energia/(potência)
Btu (Btu/s)
9.484×10-4
1
3.97×10-3
cal (cal/s)
0.2390
2.52×102
1
J (W)
1
1.055×103
4.184
outras unidades de energia/potência:
1 erg = 107J
1 hp = 0.7457kW
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Apêndices
xxi
Portfolio de:
equivalentes de pressão
mmHg a
0oC (torr)
1
25.40
750.06
760.0
75.02
inHg
3.937×10-2
1
29.53
29.92
0.2954
psi=lbf/in2
14.7
bar
atm
kPa
1.333×10-3
3.387×101
1
1.01325
1.000×10-2
1.316×10-3
3.342×10-2
0.9869
1
9.872×10-3
0.1333
3.387
100.0
101.325
1
equivalentes de força
1lbf=4.448222N=16onças
1kgf=9.80665N
1dina=10-5N
1 tonamericana=2000lbf
equivalentes de viscosidade
1slug/fts = 47.88 kg/ms
1cP=10-3 kg/ms
equivalentes de viscosidade cinemática
1ft2/h = 0.000025806 m2/s
1St=10-4 m2/s
fatores de conversão de temperatura
o
F = 32 + 1.8( o C)
o
R = o F + 460
K = o C + 273.15
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Apêndices
xxii