Ingenieria

CAPÍTULO 1

Sistemas y
Conversión de
Unidades

Objetivo
El alumno, al estudiar este capítulo, conocerá los diferentes sistemas de unidades, con lo cual podrá convertir todo valor de estas unidades de un sistema a otro.

Sistemas de Unidades

Para realizar mediciones se utilizan unidades, las que a su vez pertenecen a un sistema de unidades.
Los sistemas de unidades se dividen en:Sistema Ingenieril, Sistema Absoluto y Sistema Gravitacional.

Sistema Ingenieril

Se divide en:
Sistema Métrico:
Unidad de masa: kilogramo-masa, M[kgm]
Unidad de longitud: Metro, L[m]
Unidad de tiempo: Segundo, [pic][Seg,s]
Unidad de fuerza: kilogramo-fuerza, F[kgf]
Aceleración de la gravedad: [pic]
Sistema Inglés:
Unidad de masa: libra-masa, M[lbm]
Unidad de longitud: Pie, L[pie,ft]Unidad de tiempo: Segundo, [pic][Seg,s]
Unidad de fuerza: Libra-fuerza, F[lbf]
Aceleración de la gravedad: [pic]

Sistema Absoluto
Se divide en:
Sistema Métrico Absoluto, C.G.S.:
Unidad de masa: Gramo, M[gr]
Unidad de longitud: Centímetro, L[cm]
Unidad de tiempo: Segundo, [pic][Seg,s]
Unidad de fuerza: Dina, F[dina]; 1 dina = [pic]
Aceleración de la gravedad: [pic]
Sistema MétricoAbsoluto, M.K.S.:
Unidad de masa: Kilogramo, M[kg]
Unidad de longitud: Metro, L[m]
Unidad de tiempo: Segundo, [pic][Seg,s]
Unidad de fuerza: Newton, F[Nw]; 1 Nw = [pic]
Sistema Inglés Absoluto:
Unidad de masa: Libra-masa, M[lbm]
Unidad de longitud: Pie, L[pie]
Unidad de tiempo: Segundo, [pic][Seg,s]
Unidad de fuerza: Poundal, F[Poundal]; 1 Poundal = [pic]

Sistema Gravitacional

Sedivide en:
Gravitacional Métrico:
Unidad de masa: Unidad Técnica, M[Unidad Técnica]
Unidad de longitud: Metro, L[m]
Unidad de tiempo: Segundo, [pic][Seg,s]
Unidad de fuerza: Kilogramo-fuerza, F[Kgf]; 1 Unidad Técnica [pic]
[pic]
Aceleración de la gravedad: [pic]
Gravitacional Inglés:
Unidad de masa: Slug, M[Slug]
Unidad de longitud: Pie, L[pie]
Unidad de tiempo: Segundo, [pic][Seg,s]Unidad de fuerza: Libra-fuerza, F[lbf]; 1 Slug = [pic]
Aceleración de la gravedad: [pic]

Conversión de Unidades

Cuando se trabaja en la resolución de problemas, frecuentemente surge la necesidad de convertir valores numéricos de un sistema de unidades a otro.
Estas conversiones se facilitan con el conocimiento de los diferentes sistemas de unidades y cuando se dispone de todos losfactores de conversión de una unidad a otra. El Apéndice 1.1 presenta estos factores de conversión según la variable considerada.
La destreza aritmética o algebraica, es indispensable para obtener resultados numéricos correctos en los cálculos.

Procedimientos metodológicos para la resolución de problemas de conversión de unidades
La manera más simple, que se propone en este libro, para laresolución de problemas de conversión de unidades es multiplicar el valor dado (VD) por los respectivos factores o relaciones de conversión (FC) hasta obtener el valor buscado (VB) en las unidades deseadas.
Este procedimiento se resume en la siguiente expresión:
VB = VD x FC

Problemas resueltos

Problema 1.1.
La constante universal R de los gases ideales tiene un valor de [pic]. Convertir estevalor a [pic].

Planteamiento:
El problema consiste en hallar el nuevo valor de R por el cambio de sus unidades.

Procedimiento:
Aplicar la expresión VB = VD x FC utilizando los siguientes factores de conversión del Apéndice 1.1.
1 atm.lt = 24,2 Cal
1 BTU = 252 Cal
1 lbmol = 454 gmol
1 °K = (9/5)°R = 1,8 °R (una variación de grados en la escala Kelvin es igual a 1,8 variaciones de gradosen la escala Rankin).
Cálculos:
[pic]
Resultado:
El valor de R en [pic] es 1,986

Problema 1.2.
La capacidad calorífica se define como la cantidad de calor necesaria para incrementar la temperatura de un cuerpo un grado. Para el amoníaco líquido, [pic], a una temperatura de –40°C esta tiene un valor de [pic]. Se desea convertir este valor en unidades de [pic].

Planteamiento:

Se...