UNIVERSIDAD INTERNACIONAL SEK

FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA

INFORME DE LABORATORIO DE TRANSFERENCIA DE CALORTtulo de la Prctica: TEMA: SISTEMA DE UNIDADESRealizado por:DANIEL CHAVEZ, STEVEN DE LA TORRE, PABLO CORREA, ANDRES ALMEIDA, ANGELES RE Y GEOVANY ECHEVERRIAProfesor:CESAR AYABACASemestre acadmicoMARZO 2013-JUNIO 2013Fecha de Coloquio:__________________Fecha de Prctica: 28 de marzo de 2013Fecha de Defensa: 04 de abril de 2013

ContenidoObjetivo general3Objetivos especficos:3Captulo I. Introduccin3 Cules son los Sistemas de Unidades existentes?3Como se realiza el anlisis dimensional de una variable dependiente e independiente.6 Como se calcula el error absoluto y el error relativo de una medida.6Captulo II. Mtodo7 Cules son los patrones internacionales para medir: Longitud, masa, tiempo temperatura, Energa?7 Cules son los Factores de Conversin ms importantes?10Captulo III. Resultados15 Realizar un resumen (a mano) de las equivalencias y factores de conversin ms utilizados.15 Que herramientas estadsticas tiene el Microsoft Excel para el clculo de errores y funciones estadsticas.15Captulo IV. Discusin16 Conclusiones de la prctica realizada.16 Por qu razones se pueden dar errores en las conversiones de unidades?.17 Qu sistema de unidades es el ms utilizado en Ecuador - Explique?17Recomendaciones:18Anexos19Anexo 1.1 Factores de conversin Giovanni Echeverra19Anexo 2.1 Factores de conversin Daniel Chvez21Anexo 3.1 Factores de conversin Andrs Almeida23Anexo 4.1 factores de conversin Steven De la Torre25Anexo 5.1 factores de conversin Pablo Correa27Bibliografa29

Objetivo generalRealizar la investigacin de los sistemas de unidades existentes con la finalidad de aprender a diferenciar los sistemas de unidades bsicos y los sistemas de unidades suplementarios.Objetivos especficos: Diferenciar los diferentes sistemas de unidades existentes. Entender la importancia de tener un sistema internacional de medidas. Aplicar el anlisis dimensional en el despeje de frmulas y en la obtencin correcta de unidades. Utilizar correctamente la notacin cientfica en la solucin de problemas.Captulo I. Introduccin

Cules son los Sistemas de Unidades existentes?Las unidades bsicas del sistema internacional son las que aparecen en la tabla siguiente:Unidades bsicas del sistema internacional (SI)

MagnitudUnidad

NombreSmbolo

Longitudmetrom

Masakilogramokg

Tiemposegundos

Intensidad elctricaampereA

Intensidad luminosacandelacd

TemperaturakelvinK

Cantidad de sustanciamolmol

Tabla 1.1 (metrologia, 2006)Adems de las unidades bsicas hay dos unidades suplementarias:Unidades suplementarias del sistema internacional (SI)

MagnitudUnidad

NombreSmbolo

ngulo planoradinrad

ngulo slidoestereorradinsr

Tabla 1.2 (metrologia, 2006)A partir de las unidades bsicas y suplementarias pueden derivarse otras; algunas de estas tienen nombre propio, como se muestra en la tabla siguiente.MagnitudUnidad

NombreSmboloExpresin

Actividad de un radionucleidobecquerelBqs-1

Carga elctrica, cantidad de electricidadcoulombCsA

Capacidad elctricafaradFm-2kg-1s4A2

ndice de dosis absorbidagrayGym2s-2

InductanciahenryHm2kgs-2A-2

FrecuenciahertzHzs-1

Energa, trabajojouleJm2kgs-2

Flujo luminosolumenlmcdsr

Iluminancialuxlxm-2cdsr

FuerzanewtonNmkgs-2

Resistencia elctricaohmm2kgs-3A-2

PresinpascalPam-1kgs-2

Conductancia elctricasiemensSm-2kg-1s3A2

Dosis equivalentesievertSvm2s-2

Densidad de flujo magnticoteslaTkgs-2A-1

Potencial elctrico, fuerza electromotrizvoltVm2kgs-3A-1

Potencia, flujo radiantewattWm2kgs-3

Flujo magnticoweberWbm2kgs-2A-1

Tabla 1.3 (metrologia, 2006)Los smbolos de las unidades pueden verse afectados de prefijos que actan como mltiplos y submltiplos decimales. Estos prefijos se colocan delante del smbolo de la unidad correspondiente sin espacio intermedio. El conjunto del smbolo ms el prefijo equivale a una nueva unidad que puede combinarse con otras unidades y elevarse a cualquier exponente (positivo o negativo). Los prefijos decimales se muestran en las tablas siguientes.Mltiplos decimales

Prefijo SmboloFactor

decada101

hectoh102

kilok103

megaM106

gigaG109

teraT1012

petaP1015

exaE1018

zettaZ1021

yottaY1024

Submltiplos decimales

Prefijo SmboloFactor

decid10-1

centic10-2

milim10-3

micro10-6

nanon10-9

picop10-12

femtof10-15

attoa10-18

zeptoz10-21

yoctoy10-24

Tabla 1.4 (metrologia, 2006)

Como se realiza el anlisis dimensional de una variable dependiente e independiente.El anlisis dimensional de una variable dependiente se realiza gracias a las variables independientes, como son: longitud, masa, tiempo, etc.

p = M / Vp = M / L^3

p = densidad M = masa V = L^3 = volumenLas variables independientes son aquellas que no dependen o varan por la unin de otras variables. Es decir que siempre se mantienen constantes. (Amf, 2005)

Como se calcula el error absoluto y el error relativo de una medida.Cuando se tienen diferentes medidas, el procedimiento en este caso es sacar un valor promedio, que se obtiene sumando todos los valores obtenidos y dividiendo este valor para el numero de muestras.Una vez calculado el valor promedio, necesitaremos dicho valor para calcular el Error Absoluto y el Error Relativo. Donde tenemos que:El Error absoluto es la diferencia entre la medicin realizada y el valor promedio.Error absoluto= Medicin-Valor promedio.

Error Relativo es el cociente entre el error absoluto y el valor promedio.Error Relativo = (Educamix, 2006)Captulo II. Mtodo Cules son los patrones internacionales para medir: Longitud, masa, tiempo temperatura, Energa?LongitudLa longitud es una de las magnitudes fsicas fundamentales, en tanto que no puede ser definida en trminos de otras magnitudes que se pueden medir. En muchos sistemas de medida, la longitud es una unidad fundamental, de la cual derivan otras. (Enciclopedias en linea, 2012)La longitud es una medida de una dimensin (lineal; por ejemplo m), mientras que el rea es una medida de dos dimensiones (al cuadrado; por ejemplo m2), y el volumen es una medida de tres dimensiones (cbica; por ejemplo m3).Unidades de longitudExisten diferentes unidades de medida que son utilizadas para medir la longitud, y otras que lo fueron en el pasado. Las unidades de medida se pueden basar en la longitud de diferentes partes del cuerpo humano, en la distancia recorrida en nmero de pasos, en la distancia entre puntos de referencia o puntos conocidos de la Tierra, o arbitrariamente en la longitud de un determinado objeto.En el Sistema Internacional (SI), la unidad bsica de longitud es el metro, y hoy en da se significa en trminos de la velocidad de la luz. El centmetro y el kilmetro derivan del metro, y son unidades utilizadas habitualmente.Las unidades que se utilizan para expresar distancias en la inmensidad del espacio (astronoma) son mucho ms grandes que las que se utilizan habitualmente en la Tierra, y son (entre otras): la unidad astronmica, el ao luz y el prsec.Por otra parte, las unidades que se utilizan para medir distancias muy pequeas, como en el campo de la qumica o el tomo, incluyen el micrmetro, el ngstrm, el radio de Bohr y la longitud de Planck.Sin embargo, recientes debates entre expertos de diversos pases defienden la utilidad del soto para trabajar con longitudes del orden de los radios atmicos. Un soto se define como la mitad de la distancia entre dos ncleos de carbono diamante a 25 C y 1 atm, el equivalente a 1,54 pm (1,54x1012 m). La utilidad del soto radica en que al igual que la unidad de masa atmica (uma) toma como modelo el tomo de carbono, buscando la unificacin de criterios y ofreciendo a los qumicos la posibilidad de hacerse una idea de las longitudes de radios y enlaces al poder compararlas con las del diamante.

MasaLa masa, en fsica, es la cantidad de materia de un cuerpo. Es una propiedad intrnseca de los cuerpos que determina la medida de la masa inercial y de la masa gravitacional. La unidad utilizada para medir la masa en el Sistema Internacional de Unidades es el kilogramo (kg). Es una cantidad escalar y no debe confundirse con el peso, que es una cantidad vectorial que representa una fuerza.La masa es la magnitud fsica que permite expresar la cantidad de materia que contiene un cuerpo. En el Sistema Internacional, su unidad es el kilogramo (kg.). El concepto, que deriva del trmino latino masa, tambin permite referirse a la mezcla que proviene de la incorporacin de un lquido a una materia pulverizada, de la cual resulta un todo espeso, blando y consistente. (Enciclopedias en linea, 2012)TiempoEl tiempo es la magnitud fsica con la que medimos la duracin o separacin de acontecimientos, sujetos a cambio, de los sistemas sujetos a observacin; esto es, el perodo que transcurre entre el estado del sistema cuando ste aparentaba un estado X y el instante en el que X registra una variacin perceptible para un observador (o aparato de medida). El tiempo ha sido frecuentemente concebido como un flujo sucesivo de micro sucesos.El tiempo permite ordenar los sucesos en secuencias, estableciendo un pasado, un futuro y un tercer conjunto de eventos ni pasados ni futuros respecto a otro. En mecnica clsica esta tercera clase se llama "presente" y est formada por eventos simultneos a uno dado.En mecnica relativista el concepto de tiempo es ms complejo: los hechos simultneos ("presente") son relativos. No existe una nocin de simultaneidad independiente del observador.Su unidad bsica en el Sistema Internacional es el segundo, cuyo smbolo es s (debido a que es un smbolo y no una abreviatura, no se debe escribir con mayscula, ni como "seg", ni agregando un punto posterior). (Enciclopedias en linea, 2012)TemperaturaLa temperatura es el calor promedio que tiene un cuerpo, su unidad patrn es el kelvin (K). La escala Kelvin tiene dos puntos fijos que son el cero absoluto (0K), que es la temperatura ms baja posible y el punto triple del agua (273.16K y 4.6 mm Hg) en el cual se presenta en sus tres estados: solido, lquido y gaseoso Por lo tanto un kelvin (K) es igual a del intervalo comprendido entre el cero absoluto y el punto triple del agua. (Enciclopedias en linea, 2012)EnergaLa unidad de corriente elctrica es el amperio, que se define como la corriente que al circular por dos hilos largos paralelos, y separados por un metro en el espacio libre, produciendo una fuerza entre los mismos, debida a sus campos magnticos de N/m. La intensidad luminosa o candela que mide el flujo luminoso que emite cualquier fuente de luz, se define como la intensidad luminosa de 1/600 000 de un cuerpo a la temperatura de solidificacin del platino (2 045 K). (Enciclopedias en linea, 2012) (fastonline, 2007)

Donde: K= grados kelvin

Cules son los Factores de Conversin ms importantes?Las unidades de medicin principalmente son unidades del SI, ya que son las ms difundidas. Para que la informacion sea igualmente til para aquellos lectores, que estn menos enterados de las unidades mtricas, en las siguientes tablas se dan algunos de los ms importantes factores de conversin.UNIDAD IMPERIALFACTORES DE CONVERSIONMETRICO/UNIDADES SI

Longitud1 in = 25.4 mmUnidades: milmetro (mm)

Unidades: Pulgada (in)0.39 in = 1 cmcentmetro (cm)

Pies(ft)1 ft = 30.48 cmmetro(m)

Yarda(yd)39.37 in = 1 mkilometro(km)

Milla (mile)Iyd = 91.44 cm

0.6214 mile = 1 km10 mm = 1 cm

12 in = 1 ft1 mile = 1.6093 km100 cm = 1 m

3 ft = 1 yd1000 m = 1 km

1760 yd = 1 mile

AreaUnidades:

Unidades:1 in = 6.4516 cmmm cuadrado (mm)

in cuadrado (sqin;in)10.76 ft = 1 mcm cuadrado *cm)

ft cuadrado (sqft;ft)1 ft = 0.0929 mm cuadrado (m)

yd cuadrado (sqyd;yd)1.196 yd = 1 mhectrea(ha)

mile cuadrado (sqmile)1 yd = 0.8361 mkm cuadrado (km)

1 acre = 4046.86 m

2.471 acre = 1 ha100 mm = 1 cm

144 in = 1 ft0.3861 mile = 1 km10000 cm = 1 m

9 ft = 1 yd1 mile = 2.59 km10000 m = 1 ha

4840 yd = 1 acre100 ha = 1 km

640 acre = 1 sq mile

Volumen

Unidades:Unidades

in cbico (cu in;in)1 in= 16.3871 cmcm cbico (cm)

ft cbico (cu ft;ft)1 ft= 28.3 dmdecmetro cbico (dm)

yd cbico (cu yd;yd)35.31 ft= 1 mm cbico (m)

1.308 yd= 1 m

1728 in = 1 ft1 yd= 0.7646 m

27 ft = 1 yd1000 cm= 1 dm

100 ft = 1 tonel1000 dm= 1 m

Capacidad/Volumen deLquidos y Gases

Unidades:Unidades:

onza lquida (floz)1 fl oz (UK) = 28.4 mlmililitro (mi)

galn(UK gill, US gill)0.035 fl oz = 1 mlcentimetro cbico

octavo galn (UK pt, US pt)1 gill (UK) = 142 ml(cm, ccm, cc)

cuarto galn (UKqt, USqt)1 gill (US) = 118.3 mllitro (I)

galn (UK gal, US gal)1 pt (UK) = 568 mldm cbico (dm)

1 pt (US) = 454 mlkilo litro (kl)

5 fl oz = 1 UK gill1 qt (UK) =1136 mlmetro cbico (m)

4 fl oz = 1 US gill1 qt (US) = 909 ml

4 gils = 1 pt (UK, US)1 gal (UK) = 4.5461 l1 ml = 1 cm

2 pt = 1 qt (UK, US)1 gal(US) =3.7851 l1000 ml = 1 l

4 qt = 1 gal (UK,US)0.22 gal (UK)= 1 l1 l = 1 dm

1 UK gal = 1.2 US gal0.26 gal (US) = 1 l1000 l = 1 kl = 1 m

Masa

Unidades: onza(oz)1 oz = 28.3 gUnidades: miligramo (mg)

libra (lb)0.035 oz= 1 ggramo (g)

14 libras (stone)1 Ib= 0.454 kgkilogramo (kg)

quintal (cwt)2.205 Ib= 1 kgtonelada (t)

tonelada (ton)1 stone= 6.35 kg

1 UK cwt = 50.8 kg1000 mg = 1 g

16 oz = 1 lb0.98 long ton= 1 t1000 g = 1 kg

14 lb = 1 stone1 long ton= 1.016 t1000 kg = 1 t

8 stone = 1 UK cwt (long)1.1 short ton = 1 t

112 lb = 1 UK ton (long)1 short ton = 0.907 t

100 lb = 1 US ton (short)

Densidad

Unidades:Unidades:

lb/ cu ft ( lb/ft)1 lb/ft = 16.02 kg/mkg/m

lb/UK gal1 lb/UK gal = 100 kg/m

Ib/US gal1 lb/US gal = 120 kg/m

FuerzaUnidades:

Unidades: lbf1 Ibf = 4.448 Nnewton (N)

tonf1 tonf = 9.964 kNkilonewton (kN)

Presin

Unidades:Unidades:

Ibf/in (psi)1 lbf/in = 6895 Papascal (Pa)

tonf/ft145 lbf/in = 1 MPamegapascal (MPa)

1 UK tonf/ft = 0.107 MPanewton/mm (N/mm)

9.32 UK tonf/ft = 1 MPabarra(bar)

1 Pa = 1 N/m

1 MPa= 1 N/mm

1 bar = 0.1 N/mm

Energa, Trabajo, CalorUnidades:

Unidades: Unidad Trmica1 Btu = 1055 Jjoule(J)

Britnica (Btu)0.948 Btu = 1 kJkilojoule (kJ)

1 Btu =0.000293 kWhculona (cal)

3413 Btu= 1 kWhkilovatio hora (kWh)

vatio segundo (Ws)

newton metro (Nm)

metro cbico pascal (Pam)

1 J = 1 Nm = 1 Ws = 1 Pam

1 J = 0.239 cal

1 kWh = 3600 kJ

Poder, Velocidad delFlujo de Energa

Unidades:Unidades:

Btu/h1 Btu/h = 0.293 Wvatio(W)

ftlbf/s3.412 Btu/h = 1 Wjuoles/segundo (J/s)

caballo de fuerza (hp)1 ftlbf/s = 1.356 Whp mtrico

0.74 ftlbf/s = 1 W

1 hp= 550 ftibf/s1 hp =745.7 W1 W = 1 J/s

1 hp = 2545 Btu/h1 hp mtrico = 735.5 W

Conductivilidad Termica

Unidad:1 BtufthdegF = 0.144 WmdegCUnidades:

Btu/fthdeg F6.94 Btu/fthdegF = 1 W/mdegCW/mdegC

1 Btu/fthdegF = 0.124 kcal/mhdegCkcal/mhdegC

8.06 Btu/fthdegF = 1 kcal/mhdegC1 W/mdegC = 0.861 kcal/mhdegC

1 kcal/mhdegC = 1.163

W/mdegC

Velocidad

Unidades:Unidades:

ft/s1 ft/s = 0 305 m/sm/s

millas por hora (mph)3.28 ft/s= 1 m/skm/h

1 mph = 1.609 km/h

0.62 mph = 1 km/h

Tabla 2.1 (fastonline, 2007)

Unidad imperialTemperaturaDiferencia de Temperatura1 grado en la escala Centgrado o Celsius (degC) = 1.8 grados en la escala Fahrenheit (degF).Lectura de la Temperatura del Termmetro0C = 32F (punto de congelacin del agua)100C = 212F (punto de ebullicin del agua)Clculo de la Diferencia de Temperatura1 C = 9/5F1 F = 5/9CClculo del Nivel de TemperaturaC = 5/9 x (F - 32)F = 9/5 x (C+ 32)(fastonline, 2007) (office.microsoft, 2012)Donde:C: grados Celcius o CentgradoF: grados Fahrenheit

Captulo III. Resultados Realizar un resumen (a mano) de las equivalencias y factores de conversin ms utilizados.Se adjuntan como anexos. Que herramientas estadsticas tiene el Microsoft Excel para el clculo de errores y funciones estadsticas.Microsoft Excel proporciona un conjunto de herramientas de anlisis de datos, denominadas Herramientas para anlisis, que puede utilizar para ahorrar pasos a la hora de desarrollar anlisis complejo de ingeniera o estadstico. Usted proporciona los datos y los parmetros para cada anlisis; la herramienta utiliza las funciones de macros de ingeniera o estadsticas apropiadas y, a continuacin, muestra los resultados en una tabla. Algunas herramientas generan grficos adems de las tablas de resultados.Funciones relacionadas de la hoja de clculo Excel proporciona muchas otras funciones estadsticas, financieras y de ingeniera de la hoja de clculo. Algunas de las funciones estadsticas estn integradas y otras estn disponibles cuando se instalan las Herramientas para anlisis.Acceso a las herramientas de anlisis de datos Las Herramientas para anlisis incluyen las herramientas que se describen ms abajo. Para tener acceso a estas herramientas, haga clic en Anlisis de datos en el men Herramientas. Si el comando Anlisis de datos no est disponible, es necesario cargar el complemento (complemento: programa suplementario que agrega funciones o comandos personalizados a Microsoft Office.) Herramientas para anlisis. (office.microsoft, 2012) Varianza Correlacin Covarianza Estadstica descriptiva Suavizacin exponencial Prueba F para varianzas de dos muestras Anlisis de Fourier Histograma Media mvil Generacin de nmeros aleatorios Jerarqua y percentil Regresin Muestreo Prueba t Prueba z

Captulo IV. Discusin Conclusiones de la prctica realizada. Debido a la experiencia adquirida a lo largo de la carrera y la presente investigacin, nos es ms fcil diferenciar el Sistema Internacional de Medidas y el Sistema Ingles. Gracias al Sistema Internacional de medidas (SI) podemos establecer y distinguir las magnitudes bsicas y las derivadas utilizadas en todo el mundo, estableciendo as un lenguaje de comunicacin. Hemos aprendido que el sistema ingls es muy importante en la vida diaria debido a que existen productos que emplean escalas en el sistema ingles y es importante conocer este sistema, diferenciarlo y aplicar correctamente los factores de conversin. El buen manejo de las dimensiones de las cantidades fsicas en una ecuacin o frmula fsica, nos permite comprobar si son correctas y si se trabajaron debidamente. Por qu razones se pueden dar errores en las conversiones de unidades?.Los errores ms comunes ocurren cuando no se tiene claro el concepto de la variable que est en estudio, cuando no se ha realizado una investigacin adecuada sobre los sistemas de unidades y no se escriben bien los factores de conversin, hay que tener cuidado con las variables que son compuestas de otras como la entalpia, cuando la variable es demasiado grande o demasiado pequea y hay que tener en cuenta la notacin cientfica. Qu sistema de unidades es el ms utilizado en Ecuador - Explique?El sistema de unidades ms utilizado en Ecuador es el Sistema Internacional de Unidades (SI). (Normalizacion, 2006)El SI fue desarrollado por el Comit internacional de pesas y medidas (comit Internacional des Poids et Mesures CIPM) y fue adoptado en 1960 por la Conferencia General de pesas y medidas CGPM.La Organizacin Internacional de normalizacin ISO ha publicado las normas tcnicas: ISO 31, magnitudes y unidades e ISO 1000, Unidades del SI y recomendaciones para el uso de sus mltiplos y de ciertas otras unidades, las cuales han sido incorporadas como las Normas Tcnicas ecuatorianas NTE INEN 1, 2, 47, 48, 52 y 53.(INEC, 2012)

Recomendaciones: Para aplicar una ecuacin debemos tomar en cuenta que las dimensiones de las cantidades fsicas a ambos lados del signo de igualdad, deben ser las mismas. Tambin debemos considerar que las dimensiones de las cantidades fsicas a ambos lados del signo de igualdad, deben ser las mismas. Por ltimo si conocemos las dimensiones de una cantidad fsica podemos trabajar las unidades correspondientes segn el sistema de unidades.

AnexosAnexo 1.1 Factores de conversin Giovanni Echeverra

Anexo 1.2

Anexo 2.1 Factores de conversin Daniel Chvez

Anexo 2.2

Anexo 3.1 Factores de conversin Andrs Almeida

Anexo 3.2

Anexo 4.1 factores de conversin Steven De la Torre

Anexo 4.2

Anexo 5.1 factores de conversin Pablo Correa

Anexo 5.2

Bibliografa

Amf. (21 de Nobiembre de 2005). Amf. Recuperado el 3 de Abril de 2013, de Amf: http://www.amf.uji.es/Teoria_Tema5_910.pdfEducamix. (16 de Junio de 2006). Educamix. Recuperado el 3 de Abril de 2013, de Educamix: http://platea.pntic.mec.esEnciclopedias en linea. (21 de Enero de 2012). Enciclopedias en linea. Recuperado el 3 de Abril de 2013, de Enciclopedias en linea: http://www.enciclopediadetareas.net/fastonline. (16 de Julio de 2007). fastonline. Recuperado el 3 de Abril de 2013, de fastonline: www.fastonline.orgINEC. (14 de Marzo de 2012). INEC. Recuperado el 3 de Abril de 2013, de INEC: www.inec.gob.ecmetrologia, C. e. (12 de Mayo de 2006). Centro espanol de metrologia. Recuperado el 3 de Abril de 2013, de Centro espanol de metrologia: http://edison.upc.edu/units/cem.PDFoffice.microsoft. (3 de Abril de 2012). office.microsoft. Recuperado el 3 de Abril de 2012, de Office: http://office.microsoft.com

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