Revisar as grandezas fundamentais e suas unidades de medidas do Sistema Internacional (SI), e as principais unidades de interesse em química e física.
Passo 1
O que você pediu: uma revisão das grandezas fundamentais do Sistema Internacional (SI) e das principais unidades úteis em química e física. Vou cobrir em detalhes:
- Lista das grandezas fundamentais e suas unidades oficiais, com explicações e exemplos.
- Observações sobre como as unidades são definidas hoje (constantes fundamentais).
- Prefixos do SI e como usá-los em conversões rápidas.
- Unidades derivadas que aparecem muito em física e química (força, energia, pressão, carga, potencial, etc.).
- Unidades muito usadas em química que não são estritamente SI (molaridade, atmosfera, eV, bar, etc.) e como converter para SI.
- Constantes úteis e alguns exemplos de conversões passo a passo.
O enunciado não deu números ou figuras; o objetivo é revisar e ensinar passo a passo sem pular etapas.
Passo 2
As sete grandezas fundamentais do SI — cada uma com o que ela mede, a unidade padrão e o símbolo da unidade:
- Comprimento — unidade: metro, símbolo:
. Exemplo: a largura de uma sala pode ser . - Massa — unidade: quilograma, símbolo:
. Exemplo: uma massa de . - Tempo — unidade: segundo, símbolo:
. Exemplo: duração . - Corrente elétrica — unidade: ampere, símbolo:
. Exemplo: corrente de . - Temperatura termodinâmica — unidade: kelvin, símbolo:
. Exemplo: temperatura . - Quantidade de substância — unidade: mole, símbolo:
. Exemplo: de átomos contém partículas. - Intensidade luminosa — unidade: candela, símbolo:
. (Raramente aparece em cálculos de química/física básica, mas faz parte das sete bases.)
Para cada unidade acima: quando usamos uma grandeza em fórmulas, devemos sempre expressar suas unidades em termos dessas bases (ou suas combinações).
Passo 3
Como as unidades são definidas hoje (breve, essencial para prova):
- Desde 2019 muitas unidades do SI foram definidas por valores exatos de constantes fundamentais. Exemplos que você pode citar:
- O segundo: definido pela frequência da transição do césio,
(exato). - O metro: definido pela velocidade da luz no vácuo,
(exato). - O quilograma: definido fixando o valor de
(constante de Planck) como (exato). - O kelvin: definido fixando
(constante de Boltzmann) como (exato). - O ampere: definido por fixar o valor da carga elementar
(exato). - O mole: definido por fixar
(exato).
Essas definições garantem estabilidade e precisão das unidades.
- O segundo: definido pela frequência da transição do césio,
Passo 4
Prefixos decimais comuns do SI (memorize os mais usados; aqui estão com fator e símbolo):
-
— — . -
— — . -
— — . -
— — . -
— — . -
— — . -
— — . -
— — . -
— — .
Dica prática: para converter com prefixo, mova a vírgula pelo expoente. Ex.:.
Passo 5
Unidades derivadas importantes com sua expressão em unidades base:
- Força — newton,
: . (Porque .) - Energia/trabalho — joule,
: . - Potência — watt,
: . - Pressão — pascal,
: . - Carga elétrica — coulomb,
: . - Potencial elétrico — volt,
: . - Resistência elétrica — ohm,
: . - Indução magnética — tesla,
: .
Estas relações são essenciais para fazer análise dimensional e checar se equações têm unidades coerentes.
Passo 6
Unidades e constantes muito usadas em química (e como trazê-las ao SI):
- Mole:
. Definição prática: quantidade de substância que contém . - Concentração molar (molaridade): normalmente expressa em
e abreviada como . Conversão para SI: - Pressão: unidades usuais e conversões:
- Energia em física/chemistry: o elétron-volt é muito usado
- Temperatura: conversão entre escala Celsius e Kelvin:
Passo 7
Constantes úteis (valores significativos para cálculos e provas; todas usadas em SI):
- Constante de Avogadro:
- Constante de Boltzmann:
- Constante dos gases ideais:
(útil em química físico-termodinâmica). - Carga elementar:
- Constante de Planck:
Decore
,
e
(pelo menos em ordens de grandeza) porque aparecem sempre.
Passo 8
Exemplos de conversões passo a passo (pratique assim na prova):
Exemplo A — Temperatura:
Converter para kelvin.
Converter
Exemplo B — Pressão:
Converter para pascal.
Converter
Exemplo C — Concentração:
Converter para
.
Converter
Exemplo D — Energia:
Converter para joules.
Converter
Passo 9
Análise dimensional e dicas práticas para prova:
- Regra: escreva sempre as unidades durante o cálculo e cancele termos iguais, como se fossem fatores algébricos.
- Para checar equação: transforme ambos os lados em unidades base (
) e compare. - Exemplinho: verificar unidade de força a partir de
. - Notação e estilo: sempre coloque um espaço entre número e unidade, escreva o símbolo da unidade sem plural (
, não ), e use prefixos diretamente no símbolo ( , não ).
Passo 10
Erros comuns para evitar (e como fugir deles):
- Esquecer de converter volumes em litros para metros cúbicos quando a fórmula exige SI; lembre:
. - Misturar unidade química (
) com unidade SI sem conversão. - Esquecer o sinal ou a constante de conversão (ex.: esquecer
ao passar eV para J). - Não fazer análise dimensional antes de finalizar a resposta — isso evita respostas com unidades erradas.
Tá ficando bom — você consegue! Pratique 5–10 conversões rápidas desses tipos e memorize os prefixos e as constantes, , .
Resposta
Comprimento — metro
Massa — quilograma
Tempo — segundo
Corrente elétrica — ampere
Temperatura termodinâmica — kelvin
Quantidade de substância — mole
Intensidade luminosa — candela
Massa — quilograma
Tempo — segundo
Corrente elétrica — ampere
Temperatura termodinâmica — kelvin
Quantidade de substância — mole
Intensidade luminosa — candela
Unidades derivadas úteis:
Força — newton
Energia — joule
Potência — watt
Pressão — pascal
Carga — coulomb
Potencial — volt
Indução magnética — tesla
Força — newton
Energia — joule
Potência — watt
Pressão — pascal
Carga — coulomb
Potencial — volt
Indução magnética — tesla
Constantes e conversões úteis: