sistema-internacional-unidades.pdf0
93 pág.

sistema-internacional-unidades.pdf0


DisciplinaIntrodução à Engenharia1.741 materiais11.467 seguidores
Pré-visualização33 páginas
CGS coerentes nos campos da eletricidade e magnetismo
se mostraram inadequados, de modo que, por volta de 1880, a BAAS e o Congresso
Internacional de Eletricidade, antecessor da Comissão Eletrotécnica Internacional
(IEC), aprovaram um sistema mutuamente coerente de unidades práticas. Dentre
elas, figuravam o ohm para a resistência elétrica, o volt para a força eletromotriz
e o ampere para a corrente elétrica.
\u2022 Após a assinatura da Convenção do Metro, em 20 de maio de 1875, que criou
o BIPM e estabeleceu o CIPM e a CGPM, começou o trabalho da construção de
novos protótipos internacionais do metro e do kilograma, aprovados pela primeira
CGPM em 1889. Junto com o segundo, dos astrônomos, como unidade de tempo,
essas unidades constituíram um sistema de unidades mecânicas com três dimensões,
similar ao CGS, cujas unidades de base eram metro, o kilograma e segundo, o
sistema MKS.
22
\u2022 Em 1901, Giorgi demonstrou que era possível associar as unidades mecânicas
desse sistema, metro-kilograma-segundo, ao sistema prático de unidades elétricas,
para formar um único sistema coerente com quatro dimensões, juntando a essas
três unidades de base uma quarta unidade, de natureza elétrica, tal como o
ampere ou o ohm, e ainda racionalizando as equações utilizadas no
eletromagnetismo. A proposta de Giorgi abriu caminho para outras extensões.
\u2022 Após a revisão da Convenção do Metro pela 6ª CGPM, em 1921, que estendeu
as atribuições e as responsabilidades do BIPM a outros domínios da física e a
criação do CCE pela 7ª CGPM, em 1927, a proposta de Giorgi foi discutida
detalhadamente pela IEC, a IUPAP e outros organismos internacionais. Essas
discussões levaram o CCE a propor, em 1939, a adoção de um sistema com
quatro dimensões baseado no metro, kilograma, segundo e ampere (sistema
MKSA). A proposta foi aprovada pelo CIPM, em 1946.
\u2022 Como resultado de uma consulta internacional realizada pelo BIPM, a partir de
1948, a 10ª CGPM, em 1954, aprovou a introdução do ampere, do kelvin e da
candela como unidades de base para corrente elétrica, temperatura termodinâmica
e intensidade luminosa, respectivamente. Em 1960, a 11ª CGPM denominou esse
sistema como Sistema Internacional de Unidades (SI). Na 14ª CGPM, em 1971,
após longas discussões entre físicos e químicos para encontrar uma definição
que satisfizesse as duas comunidades, o mol foi incorporado ao SI como unidade
de base para quantidade de substância, sendo a sétima das unidades de base do
SI, tal como conhecemos hoje.
23
2.1 Unidades de base do SI2.1 Unidades de base do SI2.1 Unidades de base do SI2.1 Unidades de base do SI2.1 Unidades de base do SI
As definições oficiais de todas as unidades de base do SI foram
aprovadas pela CGPM. As duas primeiras definições foram aprovadas em 1889,
e a mais recente, em 1983. Estas definições são modificadas periodicamente a
fim de acompanhar a evolução da ciência.
2.1.1 Definições2.1.1 Definições2.1.1 Definições2.1.1 Definições2.1.1 Definições
As definições atuais de cada unidade de base, extraídas do Comptes Rendus
(CR) das respectivas CGPM em que foram aprovadas, aparece no texto na fonte
sem serifa em negrito. As decisões de caráter explicativo que não integram as
definições, extraídas dos Comptes Rendus da respectiva CGPM ou dos Procès-
Verbaux (PV) dos CIPM, também estão no texto na fonte sem serifa normal. O
texto explicativo fornece notas históricas e explicações, mas não são partes das
definições.
É importante se fazer a distinção entre a definição de uma unidade e a realização
prática dessa definição. A definição de cada unidade de base do SI é redigida
cuidadosamente, de maneira que ela seja única e que forneça um fundamento
teórico sólido que permita realizar medições mais exatas e mais reprodutivas. A
realização da definição de uma unidade é o procedimento segundo o qual a
definição da unidade pode ser utilizada a fim de estabelecer o valor e a incerteza
associada de uma grandeza de mesmo tipo que a unidade. Uma descrição da
maneira como as definições de algumas unidades importantes são realizadas na
prática é dada na página da internet do BIPM, nos seguintes endereços:
www.bipm.org/en/si/si_brochure/ (em inglês) ou www.bipm.org/fr/si/si_brochure/
(em frânces).
As unidades SI derivadas coerentes são definidas de maneira unívoca somente
em função das unidades de base do SI. Por exemplo, a unidade coerente derivada
SI de resistência, o ohm, símbolo \u2126, é definida univocamente pela relação
\u2126 = m2 kg s-3 A-2, que resulta da definição da grandeza resistência elétrica.
Todavia, é possível se utilizar qualquer método consistente com as leis da física
para realizar qualquer unidade SI. Por exemplo, a unidade ohm pode ser realizada
com uma exatidão elevada por meio do efeito Hall quântico e do valor da
constante de von Klitzing, recomendado pelo Comitê Internacional de Pesos e
Medidas (ver págs. 75 e 78 do anexo 1).
Finalmente, é necessário reconhecer-se que mesmo sendo as sete grandezas
de base \u2013 comprimento, massa, tempo, corrente elétrica, temperatura
termodinâmica, quantidade de substância e intensidade luminosa - consideradas
como independentes por convenção, as unidades de base \u2013 metro, kilograma,
segundo, ampere, kelvin, mol e candela - não o são. Assim, a definição do
metro incorpora o segundo; a definição do ampere incorpora o metro, o kilograma
e o segundo; a definição do mol incorpora o kilograma; e a definição da candela
incorpora o metro, o kilograma e o segundo.
2 - Unidades SI2 - Unidades SI2 - Unidades SI2 - Unidades SI2 - Unidades SI
24
2.1.1.1 2.1.1.1 2.1.1.1 2.1.1.1 2.1.1.1 UUUUUnidade de comprimento (metro)nidade de comprimento (metro)nidade de comprimento (metro)nidade de comprimento (metro)nidade de comprimento (metro)
A definição do metro, dada em 1889, baseada no protótipo internacional de
platina iridiada, foi substituída na 11ª CGPM (1960) por outra definição baseada
no comprimento de onda de uma radiação do criptônio 86. Esta mudança teve a
finalidade de aumentar a exatidão com a qual a realização do metro poderia ser
realizada, realização esta conseguida com um interferômetro e um miscroscópio
deslizante para medir a diferença do caminho óptico à medida que as franjas
eram contadas. Por sua vez, esta definição foi substituída em 1983 pela 17ª
CGPM (1983, Resolução 1; CR 97 e Metrologia, 1984, 2020202020, 25) pela definição atual
seguinte:
O metro é o comprimento do trajeto percorrido pela luz no vácuo durante um
intervalo de tempo de 1/299 792 458 de segundo.
Essa definição tem o efeito de fixar a velocidade da luz no vácuo em 299 792
458 metros por segundo exatamente, c = 299 792 458 m/s .
O protótipo internacional original do metro, que foi sancionado pela 1ª CGPM
em 1889 (CR, 34-38), ainda é conservado no BIPM nas mesmas condições que
foram especificadas em 1889.
2.1.1.2 - U2.1.1.2 - U2.1.1.2 - U2.1.1.2 - U2.1.1.2 - Unidade de massa (kilograma)nidade de massa (kilograma)nidade de massa (kilograma)nidade de massa (kilograma)nidade de massa (kilograma)
O protótipo internacional do kilograma, um artefato feito especialmente de
platina iridiada, é conservado no BIPM na condições especificadas pela 1ª CGPM
em 1889 (CR, 34-38) que sancionou o protótipo e declarou:
Este protótipo será considerado doravante como a unidade de massa.
A 3ª CGPM (1901; CR,70), numa declaração para acabar com a ambiguidade
existente no uso corrente da palavra \u201cpeso\u201d, confirmou que:
O kilograma é a unidade de massa; ele é igual à massa do protótipo internacional do
kilograma.
A declaração completa é apresentada na pág. 55
Conclui-se que a massa do protótipo internacional é sempre igual a 1 kilograma
exatamente, m (K ) = 1 kg. Entretanto, em virtude do acúmulo inevitável de
contaminantes nas superfícies, o protótipo internacional sofre uma contaminação
reversível da superfície de, aproximadamente, 1 µg