Escalas de Temperatura

actualmente se usan tres escalas de temperatura. sus unidades son °F(grados Fahrenheit),°C (grados Celsius) y K kelvin. En la escala Fahrenheit, que es la más utilizada en Estados Unidos fuera del laboratorio, se definen los puntos de congelación y de ebullición normales del agua en 32 y 212°F, respectivamente. La escala Celsius divi­de en 100 grados el intervalo comprendido entre el punto de congelación (0°C) y el punto de ebullición del agua (100°C).  el kelvin es la unidad fundamental SI de la temperatura; es la escala de temperatura absoluta. El termino temperatura absoluta significa que el cero en la escala Kelvin, denotado por 0 K, es la temperatura teórica mas baja que puede obtenerse. Por otro lado, 0°C y 0°F se basan en el comportamiento de una sustancia elegida de manera arbitraria, el agua. A continuación se comparan las tres escalas de temperatura.

escala de temperatura

El tamaño de un grado en la escala Fahrenheit es de solo 100/180, o sea, 5/9 de un grado en la escala Celsius.

Para convertir grados Fahrenheit a grados Celsius, se escribe:

?°C = (°F – 32°F) x 5°C/9°F

Para convertir grados Celsius a grados Fahrenheit se utiliza la siguiente ecuación:

 ?°F = 9°F/5°C x (°C) + 32°F

Tanto la escala Celsius como la Kelvin tienen unidades de igual magnitud; es decir, un grado Celsius equivale a un grado kelvin. Los datos experimentales han demostrado que el cero absoluto en la escala Kelvin equivale a -273.15°C en la escala Celsius. Entonces, para convertir grados Celsius a grados kelvin se utiliza la siguiente ecuación:

?K = (°C + 273.15°C) 1K/1°C

A menudo será necesario hacer conversiones entre grados Celsius y grados Fahrenheit, y entre grados Celsius y kelvin.

Densidad

La ecuación para densidad es:

densidad= masa/volumen  <——–>    d=m/V

donde d,m y V significan densidad, masa y volumen, respectivamente. Como la densi­dad es una propiedad intensiva y no depende de la cantidad de masa presente, para un material dado, la relación de masa a volumen siempre es la misma; en otras palabras, V aumenta conforme aumenta m.

La unidad derivada del SI para la densidad es kilogramo por metro cubico (kg/m3). Esta unidad es demasiado grande para la mayoría de las aplicaciones en química; por lo que la unidad gramos por centímetro cubico (g/cm3) y su equivalente (g/mL), se utilizan más a menudo para expresar las densidades de solidos y líquidos. Como las densidades de los gases son muy bajas, para ello se emplea la unidad de gramos por litro (g/L):

1 g/cm3 = 1 g/mL = 1 000 kg/m3 1 g/L = 0.001 g/mL

densidad

Volumen Química

La unidad SI de longitud es el metro (m) y la unidad de volumen derivada del SI es el metro cúbico (m3). Sin embargo, es común que los químicos trabajen con volúmenes mucho menores, como son el centímetro cubico (cm3) y el decímetro cubico (dm3):

1 cm3 = (1 X 10"2 m)3 = 1 X 10~6 m3 1 dm3 = (1X 10"1 m)3 = 1 X 10~3 m3

Otra unidad común de volumen es el litro (L). Un litro se define como el volumen que ocupa un decímetro cubico. El volumen de un litro es igual a 1 000 mililitros (mL) o 1 000 cm3:

1L = l.000 mL = 1000 cm2 = 1dm3 y un mililitro es igual a un centímetro cubico: 1 mL = 1 cm3

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Masa y Peso

Los términos "masa" y "peso" a menudo se usan en forma equivalente, sin embargo, estrictamente hablando, son cantidades distintas. La masa es una medida de la cantidad de materiamasa y peso en un objeto, mientras que el peso, desde el punto de vista técnico, es la fuerza que ejerce la gravedad sobre el objeto. Una manzana que cae de un árbol es atraída por la gravedad de la Tierra. La masa de la manzana es constante y no depende de su posición, lo que si sucede con su peso. Por ejemplo, en la superficie de la Luna, la manzana pesaría solo una sexta parte de lo que pesa en la Tierra; esto se debe a que la gravedad en la Luna es de solo un sexta parte de la gravedad de la Tierra. La menor gravedad de la Luna permite que los astronautas salten sin dificultad en su superficie a pesar del voluminoso traje y equipo. Los químicos están interesados principalmente en la masa, que puede determinarse con una balanza; extrañamente, al proceso de medición de la masa se le denomina pesada.

La unidad SI fundamental de masa es el kilogramo (kg), pero en la química, es mas conveniente usar una unidad mas pequeña, el gramo (g):

1 kg = 1 000 g = 1 X 103 g

Unidades del SI

Durante muchos años los científicos expresaron las mediciones en unidades métricas, relacionadas entre si decimalmente; es decir, en potencias de 10. Sin embargo, en 1960, la Conferencia General de Pesas y Medidas, que es la autoridad internacional del sistema de unidades, propuso un sistema métrico revisado y actualizado, al que denomino Sistema Internacional de Unidades (abreviado SI, del francés Système Internationale d’Unites). a continuación se muestran las siete unidades SI fundamentales; las demás unidades de medición se pueden derivar de estas unidades. Como las unidades métricas, las unidades SI cambian en forma decimal por medio de una serie de prefijos. Las mediciones que se utilizan con frecuencia en el estudio de la química son tiempo, masa, volumen, densidad y temperatura.

Cantidad fundamental

Nombre de la unidad

Símbolo

Longitud

metro

m

Masa

kilogramo

kg

Tiempo

segundo

s

Corriente eléctrica

ampere

A

Temperatura

kelvin

k

Cantidad de sustancia

mol

mol

Intensidad luminosa

candela

cd