mecanica dos fluidos

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Unidades de medidas
Disciplina: Mecânica dos Fluidos
Prof.: Msc. Endi Pricila Alves
Unidade de medida
Unidade de medida  é uma quantidade específica de determinada grandeza física e que serve de padrão para eventuais comparações, e que serve de padrão para outras medidas.
Para realizarmos qualquer experimento em Química é preciso conhecer algumas unidades de medida. A medida de uma grandeza é um número que expressa uma quantidade, comparada com um padrão previamente estabelecido. O volume, a massa, a temperatura, a densidade e a pressão são unidades de medida, vejamos cada uma em particular:
Unidade de medida
Volume 
O volume de um corpo é a extensão que ele ocupa no espaço. A fórmula para se calcular o volume de um objeto é: 
Volume = comprimento x altura x largura
A unidade-padrão usada pelo Sistema Internacional (SI) para representar o volume é o metro cúbico (m3). Em nosso cotidiano e nos laboratórios, a unidade mais usada para se medir o volume é o litro (L).
Unidade de medida
Massa 
A quantidade de matéria que existe num corpo é definida como massa. Ela é determinada pela comparação da massa desconhecida com outra massa conhecida: o padrão. 
A unidade padrão de massa dada pelo Sistema Internacional é o quilograma (Kg). Para medir a massa de um objeto, usa-se uma balança.
Unidade de medida
Temperatura
É a relação da capacidade que um corpo tem de transmitir ou receber calor, está relacionada também com o estado de agitação das partículas que formam o corpo.
O termômetro é o aparelho usado para determinar os valores de temperatura. A graduação do termômetro permite visualizar a variação de temperatura, essa graduação é denominada escala termométrica do aparelho.
A escala de graduação mais usada é a escala Celsius. Para elaborar esta escala foi preciso dois pontos de referência: a ebulição da água e seu congelamento ao nível do mar, que corresponde a 100°C e 0° C, respectivamente. A escala Kelvin é recomendada pelo Sistema Internacional e conhecida como escala absoluta, mas não é muito usada em trabalhos científicos.
Unidade de medida
Pressão 
A pressão é uma grandeza física, não vetorial, que relaciona a força exercida sobre uma dada superfície e a área dessa superfície, de acordo com a fórmula:
P = F 
      S 
Onde: P = pressão
	F = força
	S = área
	
	Podemos perceber pela equação, que para uma dada força, quanto menor a área, maior a pressão.
Unidade de medida
Densidade 
É a razão que relaciona a massa de um material e o volume por ele ocupado. A expressão seguinte permite calcular a densidade de um determinado material:
d = massa 
      volume 
A densidade para sólidos e líquidos é expressa em gramas por centímetro cúbico (g/cm3), para gases é expressa em gramas por litro (g/L).
Você já observou que em regiões polares é comum ver grandes blocos de gelo (icebergs), flutuando na água do mar? É devido à densidade do gelo (0,92 g/cm3) que é menor que a densidade da água do mar (1,03 g/cm3).
Sistema internacional de medidas (si)
Sistema internacional de unidades (SI): Por longo tempo, cada região, país teve um sistema de medidas diferente, criando muitos problemas para o comércio devido à falta de padronização de tais medidas. Para resolver o problema foi criado o Sistema Métrico Decimal que adotou inicialmente adotou três unidades básicas: metro, litro e quilograma.
Entretanto, o desenvolvimento tecnológico e científico exigiu um sistema padrão de unidades que tivesse maior precisão nas medidas. Foi então que em 1960, foi criado o Sistema Internacional de unidades(SI). Hoje, o SI é o sistema de medidas mais utilizado em todo o mundo.
Sistema internacional de medidas (si)
Existem sete unidades básicas do SI que estão na tabela abaixo:
Derivadas
Todas as unidades existentes podem ser derivadas das unidades básicas do SI. Entretanto, consideram-se unidades derivadas do SI apenas aquelas que podem ser expressas através das unidades básicas do SI e sinais de multiplicação e divisão, ou seja, sem qualquer fator multiplicativo ou prefixo com a mesma função.
Desse modo, há apenas uma unidade do SI para cada grandeza. Contudo, para cada unidade do SI pode haver várias grandezas. Às vezes, dão-se nomes especiais para as unidades derivadas.
Sistema internacional de medidas (si)
Outros sistemas de medidas
Sistema CGS de unidades: Sistema centímetro-grama-segundo  ainda é bastante usado em várias áreas e há algumas razões de ordem lógica, outras de fundo histórico, outras ainda de respaldo tradicional. Eis algumas dessas razões:
muitas fórmulas do eletromagnetismo são mais simples em unidades CGS;
em alguns contextos, elas ainda parecem ser mais convenientes;
boa parte da antiga literatura de física ainda usa essas unidades;
as unidades CGS ainda são largamente empregadas em astronomia.
Outros sistemas de medidas
Unidade inglesa ou unidade imperial é a denominação dada a qualquer unidade em vários sistemas de unidades de medida obsoletos em medidas estabelecidas pelos reis ingleses, sendo algumas delas com base em medições no corpo dos reis.
Em 2007, os únicos países do mundo que ainda adotam este sistema são Libéria, Birmânia e Estados Unidos. A Colômbia utiliza este tipo de medida somente para volumes
Conversão de unidades
Conversão de unidades
Definição: 
Converter uma unidade de medida significa determinar o valor de uma primeira medida que equivale a uma segunda medida.
Sistemas de medidas são uniformes. Não faz sentido querer converter quilograma (massa) em graus Celsius (temperatura). Só se pode fazer a conversão entre medidas de mesma natureza.
Prefixos do SI
Os prefixos adotados pelo SI são uma forma prática de se evitar a notação científica e facilitar a compreensão das grandezas.
É mais fácil compreender 1 km, do que 1.10³ m.
Conversão sem Prefixos
No caso de conversão para unidade sem prefixo (como metro ou grama), a conversão é direta. Basta pegar o valor do prefixo e substituir.
1 km = 1.10³ m
1 cm = 1.10-² m 
1 mm = 1.10-³ m 
E assim por diante…
Unidades de comprimento
A unidade principal de comprimento é o metro, entretanto para medir grandes extensões, o metro é muito pequeno, e para medir pequenas extensões ele é muito grande. Para isso, existem os múltiplos e submúltiplos do metro. Observe a tabela abaixo:
Quilômetro
km
Hectômetro
hm
Decâmetro
dam
Metro
m
Decímetro
dm
Centímetro
cm
Milímetro
mm
1000 m
100 m
10 m
1 m
0,1 m
0,01 m
0,001 m
Divide 10 
Multiplica 10 
Unidades de comprimento
Regras Práticas :
Para converter a unidade da esquerda para a direita, deve se multiplicar o valor por 10 a cada casa “andada”, até chega à casa da unidade que se quer a conversão.
Ex : 1 m = 100 cm
2 km = 2000 m
Para converter a unidade da direita para esquerda, deve se dividir o valor por 10 a cada casa “andada”, até chegar à casa da unidade que se quer a conversão.
Ex: 1 cm = 0,001 dam
2 m = 0,002 Km
Unidades de massa
As regras práticas para conversão de unidades de grama são as mesmas das unidades de comprimento.
Ex: 7,2g em mg = 7200 mg ou 7,2x10² mg
0,43 cg em g = 0,0043 g ou 0,43x10-2 g
0,071 hg em cg = 710 cg
0,825 mg em kg = 0,000000825 kg ou 0,825x10-6 kg
Quilograma
kg
Hectograma
hg
Decagrama
dag
Grama
g
Decigrama
dg
Centigrama
cg
Miligrama
mg
1000g
100g
10g
1g
0,1g
0,01g
0,001g
Unidades de área
Regras Práticas :
Para converter a unidade da esquerda para a direita, deve se multiplicar o valor por 100 (pois 10² =100) a cada casa “andada”, até chega à casa da unidade que se quer a conversão.
Ex : 1 m2 = 100 dm2
2 km2 = 2000000 m2 ou 2 x 106 m2
 
Para converter a unidade da direita para esquerda, deve se dividir o valor por 100 (pois 10² =100) a cada casa “andada”, até chegar à casa da unidade que se quer a conversão.
Ex: 1 dam² = 0,001 km²
1 m² = 0,01 dam²
Quilômetro
quadrado
km²
Hectômetro
quadrado
hm²
Decâmetro
quadrado
dam²Metro
quadrado
m²
Decímetro
quadrado
dm²
Centímetro
quadrado
cm²
Milímetro
quadrado
mm²
1x106m²
1x104m²
1x102m²
1m²
1x10-2m²
1x10-4m²
1x10-6m²
Unidades de volume (metro cúbico)
Quilômetro
Cúbico
km³
Hectômetro
Cúbico
hm³
Decâmetro
Cúbico
dam³
Metro
Cúbico
m³
Decímetro
Cúbico
dm³
Centímetro
Cúbico
cm³
Milímetro
Cúbico
mm³
1x109m³
1x106m³
1x103m³
1m³
1x10-3m³
1x10-6m³
1x10-9m³
Regras Práticas :
Para converter a unidade da esquerda para a direita, deve se multiplicar o valor por 1000 (pois 10³ =1000) a cada casa “andada”, até chega à casa da unidade que se quer a conversão.
Ex : 1 m3 = 1000 dm3
2 hm3 = 2000000 m3 ou 2 x 106
Para converter a unidade da direita para esquerda, deve se dividir o valor por 1000 ( pois 10³ =1000) a cada casa “andada”, até chegar à casa da unidade que se quer a conversão.
Ex : 1 m3 = 0,001 dam3
1 mm3 = 0,001 cm3
Unidade de volume (litro)
Quilolitro
kL
Hectolitro
hL
Decalitro
daL
Litro
L
Decilitro
dL
Centilitro
cL
Mililitro
mL
1000L
100L
10L
1L
0,1L
0,01L
0,001L
As regras práticas para conversão de unidades de litro são as mesmas das unidades de comprimento.
Ex: 5700 mL em L =
0,18 L em cL = 
0,06 kL em mL = 
 5,7 L
 18 cL
60000 mL ou 0,06x106 mL
Conversão entre unidades de volume (m³) e unidades de volume (litro)
Ex: 5600 L em m³ = 
6500 mL em dam³ =
7,6 hm³ em L = 
6,13 m³ em mL =
5600 dm³ = 5,6 m³
6500 cm³ = 0,0000065 dam³
7600000000 dm³ = 7600000000 L
6130 L = 6130000 mL
Material de apoio: Conversões
https://www.youtube.com/watch?v=yB8HjRq2pUo
https://www.youtube.com/watch?v=Z30NTYTELm8
https://www.youtube.com/watch?v=pkxqqDoKJ1U
https://www.youtube.com/watch?v=3UcBUztGDAs
https://www.youtube.com/watch?v=W7imdrh9ekM
https://www.youtube.com/watch?v=vFILWusxARI
https://www.youtube.com/watch?v=-ns3P7jdkRw
Conversão entre escalas termométricas
Calor e Temperatura
O Calor é a energia transferida de um corpo para o outro quando existe diferença de temperatura. Já temperatura é a medida de agitação das moléculas.  Por exemplo: ao colocarmos gelo no suco, as moléculas do suco estão mais agitadas do que as do gelo. Por isso dizemos que a temperatura do suco é maior que a do gelo ou que o suco é mais quente que o gelo. Quando colocamos eles em contato ocorre transferência de energia. Consequentemente, o gelo esquenta e o suco esfria.
Como medir a temperatura
Quando dois ou mais corpos atingem a mesma temperatura dizemos que eles estão em equilíbrio térmico. Podemos então comparar estes objetos para fazer medidas. É assim que funciona o termômetro. O líquido dentro dele (geralmente mercúrio) entra em equilíbrio térmico com o que queremos medir e se dilata. Mas, quais serão as unidades de medida?
Conversão entre escalas termométricas
A Escala Celsius
A água é o elemento mais importante para a vida na terra. A escala Celsius possui o ponto zero na temperatura que a água congela e 100 na temperatura que a água ferve. As medidas então são feitas em graus Celsius (°C).
A Escala Fahrenheit
Daniel Gabriel Fahrenheit escolheu como ponto zero, a temperatura de congelamento de uma mistura de água e sal e o ponto máximo (96) a temperatura de um homem sadio. Desta forma o congelamento da água pura ocorre em 32° Fahrenheit (F) e a ebulição em 212°F.
A Escala Kelvin
William Tomson (conhecido como Lord Kelvin) estudando o comportamento do gases, descobriu a menor temperatura que um corpo poderia atingir, que seria equivalente a -273°C. A partir daí determinou o ponto zero de sua escala. Criou assim o que chamamos de escala absoluta, pois utiliza um fenômeno universal como referência. Nela a água congela em 273 Kelvin (K) e ferve a 373 K - repare que não utilizamos graus, pois esta é a escala absoluta e não uma comparação entre fenômenos como as outras escalas.
Celsius para Kelvin, Kelvin para Celsius
A diferença entre as escalas Celsius (C) e Kelvin (K) é simplesmente o ponto 0. Assim para fazermos a conversão basta somar 273,15:
K = C + 273,15
Ex: Converta 37°C para a escala Kelvin.
K = C + 273,15
C = 37 °C
K = 37 + 273,15
K = 310,15 K
Celsius para Fahrenheit, Fahrenheit para Celsius
Observando a figura vemos que a diferença entre os pontos de fusão e de ebulição da água representam a mesma variação de temperatura. Logo: 
(C - 0) / (100 - 0)  =  (F - 32) / (212 - 32) 
(C / 100) = (F - 32)/180
Simplificando, temos: 
C / 5 = (F - 32) / 9
Ex: Converta 37°C para a escala Farenheit.
C/ 5 = (F - 32) / 9
C = 37°C
37 / 5= (F - 32) / 9
7,4 = (F - 32) / 9
9  .  7,4 =  F - 32
F - 32 = 66,6
F = 66,6 + 32
F = 98,6°F
Kelvin para Fahrenheit, Fahrenheit para Kelvin
Para converter da escala Kelvin para Fahrenheit, podemos converter de Celsius para Kelvin e então para Farenheit ou usar a fórmula:
C / 5 = (F - 32) / 9
C = K – 273
(K - 273) / 5 = (F - 32) / 9
De rankine para Kelvin
Baseado nas definições da escala Fahrenheit e das provas experimentais de que o zero absoluto é -459,67ºF
K = [(°R - 491,67) / 1800] + 273,15
Fatores de conversão de temperatura
Equivalentes estão na mesma linha
Exemplo
Transforme 400 in³/dia em cm³/min
Caderno de dados ou outra fonte