Principais unidades de medida utilizadas em química (de massa, volume, temperatura e pressão) e conversão de unidades.ppt

Aula de unidades

1. QUÍMICA -1°Ano
Unidades de medida e conversão de unidades
Área 2 -Química
Ensino Médio -1ºAno
PRINCIPAIS UNIDADES DE MEDIDA UTILIZADAS EM
QUÍMICA (MASSA, VOLUME, TEMPERATURA E
PRESSÃO) E CONVERSÃO DE UNIDADES

2. QUÍMICA -1°Ano
Unidades de medida e conversão de unidades
Conceitos iniciais
•Semnosdarmosconta,
usamosconstantementeas
unidadesdemedidasno
nossocotidiano.
Quando você está
procurandoacasadeum
amigoparapoderchegar
numafesta,porexemplo.
Perdido,decidepedir
informação.Apessoaque
respondediz:“Ficaa3
quarteirõesdedistância”e
vaiembora.
Vocêanda3quarteirõese
selembradequedeviater
perguntado:“Paraque
lado?”
•Entãoparaeperguntaa
outrapessoa,queresponde
(apontandoumadireção):
“Ficaa200metrospralá”.
•Percebeu?Nessasduas
situações,foramusados
diferentestiposdeunidades
pararepresentardistância
(1).

3. QUÍMICA -1°Ano
Unidades de medida e conversão de unidades
Conceitos iniciais
•Outroexemploéquando
vocêquerprepararuma
pizzaevaiàpadariacomprar
200gramasdequeijo.
•Ouentãoquandovai
comprarumaTVde21
polegadas.
•Ouaindaquandofaltam5
minutosparachegaràaulae
vocêestáa10quilômetros
daescolasobumsolde38
graus(Celsius).
•Podemosdarmilhõesde
outrosexemplos.
•Agoraimagineummundo
semunidadesdemedida.
•Vocêvaiàpadariaepede
oquê?200coisinhasde
queijo?Nãodá,nãoé?(2)

4. QUÍMICA -1°Ano
Unidades de medida e conversão de unidades
Conceitos iniciais
•Poisbem.Pararealizarmos
qualquerexperimentoem
Química,éprecisoconhecer
algumasunidadesde
medida.
•Amedidadeumagrandeza
éumnúmeroqueexpressa
uma quantidade,
comparadacomumpadrão
previamenteestabelecido.
•Ovolume,amassa,a
temperatura,adensidadee
apressãosãounidadesde
medidabastanteusadas(3).
Imagem: Cruccone /Creative
Commons Attribution 3.0
Unported
Imagem: Stefan-Xp/GNU Free
Documentation License

5. QUÍMICA -1°Ano
Unidades de medida e conversão de unidades
Massa
•Não.“Massa”nãoésóde
macarrãooupizza.
•Massaédefinidacomoa
quantidadedematéria
existenteemumcorpo.
•Paramediramassadeum
objeto,usa-seumaparelho
chamadobalança(4).
•Aunidadepadrãopelo
SistemaInternacional(SI)é
oquilograma(Kg).
Imagem:
百楽兎
/
Creative Commons
Attribution
-
Share Alike 3.0 Unported
Imagem: Karelj /Public Domain

6. QUÍMICA -1°Ano
Unidades de medida e conversão de unidades
Massa
•Opadrãodemassaéoúnico
quepermanecedefinidoporum
protótipo;trata-seumcilindro
deplatinaeirídio,chamado
QuilogramaProtótipoPadrão,
mantido(desde1889)no
BureauInternacionaldePesose
Medidas,emSèvres,naFrança.
Então1kgéigualàmassadesse
cilindro(videfigura).
•Cópiasdoquilogramapadrão
foram enviadas para
laboratóriosemváriospaíses
comopadrõessecundáriospara
padronizaçãoecalibração.
•Acópiabrasileira,denominada
QuilogramaProtótipoNº66,é
mantidanoLaboratóriode
Massa(LAMAS)doInmetro,
órgãoresponsávelpela
padronizaçãoecalibraçãodo
padrãodemassaemnossopaís
(5).
Imagem: National Bureau of
Standards/ Public Domain

7. QUÍMICA -1°Ano
Unidades de medida e conversão de unidades
Volume
•Desliguemorádio!
•Tudobem!Tudobem!
Desliguemomp3player!
Não!Nãoestamosfalando
desomalto.
•Ovolumedeumcorpoéa
extensãoqueeleocupano
espaço.
•Afórmulasimplificadapara
cálculodevolumeé:
V = comprimento x altura x largura
Imagem: Mietitor17 / Creative
Commons CC0 1.0 Universal
Public Domain Dedication
Imagem: M.Romero Schmidtke / GNU Free
Documentation License
Imagem: User:Salgueiro /
Public Domain

8. QUÍMICA -1°Ano
Unidades de medida e conversão de unidades
Volume
•Aunidadepadrãode
volumenoSIéo
metrocúbico(m
3
).
•Emnossocotidianoenos
laboratórios,aunidademais
usadaéolitro(L)esuas
subunidades(mL,L,...).
•Váriosinstrumentosservem
paramedirvolumeno
laboratório: balão
volumétrico(direitaacima),
pipeta(direitaabaixo),
bureta,proveta,etc.
Imagem: Dr. Eugen Lehle / GNU Free Documentation License

9. QUÍMICA -1°Ano
Unidades de medida e conversão de unidades
Conversão de unidades (massa e volume)
•Relações de massa:
1 kg = 1.000 g = 10
6
mg;
1 g = 1.000 mg = 0,001 kg;
1 ton = 1.000 kg = 10
6
g.
•Relações volumétricas:
1 L (dm
3
) = 1.000 mL (cm
3
);
1 m
3
= 1.000 L.

10. QUÍMICA -1°Ano
Unidades de medida e conversão de unidades
Temperatura
•Agoraonegóciovai
esquentar!!!Enemestamos
napraia.
•Temperaturaéarelaçãoda
capacidadequeumcorpo
temdetransmitiroude
recebercalor.Tambémestá
relacionadaaoestadode
agitaçãodaspartículasque
formamocorpo(6).
Imagem: Original uploader was Michiel1972 at nl.wikipedia / GNU Free Documentation License

11. QUÍMICA -1°Ano
Unidades de medida e conversão de unidades
Temperatura
•Otermômetroéoaparelho
usadoparadeterminaros
valoresdetemperatura.
•Agraduaçãodotermômetro
permitevisualizaravariação
detemperatura.
•Essa graduação é
denominada escala
termométricadoaparelho
(7).
Imagem: Menchi / Medical mercury-in-glass thermometer / GNU Free
Documentation License
Imagem: Berthold Werner / Electronic medical thermometer / GNU Free
Documentation License

12. QUÍMICA -1°Ano
Unidades de medida e conversão de unidades
Escalas de temperatura: Celsius
•AescalaCelsiusfoicriadapelo
suecoAndersCelsius(1701-
1744),tomandocomobasea
ideiadequeaágua(H
2O)muda
deestadofísicodeagregação
semprenamesmatemperatura
paraumadadapressão.
•Assim,eleatribuiuovalor0°C
aopontodefusãoe100°Cao
pontodeebuliçãodaáguaao
níveldomar,dividindoaescala
emcempartesiguais.
•EssaéaescalausadanoBrasil.
Imagens: SEE-PE

13. QUÍMICA -1°Ano
Unidades de medida e conversão de unidades
Um pouco de história da escala Celsius
•Otermooriginalparaeste
sistemafoicentígrado(100
partes)oucentésimos.
•Em1948,onomefoioficialmente
modificadoparaCelsius,como
reconhecimentoaoseucriadore
paraeliminaraconfusãocausada
peloconflitodeusodoprefixo
centidoSI(8).
•Em1954,aescalafoiredefinida
emtermosdopontotriploda
água(estadoemqueasfases
sólida,líquidaegasosacoexistem
emequilíbrio)edaescalade
temperaturadogásperfeito.
•Osaspectosimportantesdessa
novaescalasãooúnicoponto
fixo(opontotriplodaágua)ea
definiçãodamagnitudedograu
(9).
Imagem: SEE-PE.

14. QUÍMICA -1°Ano
Unidades de medida e conversão de unidades
Escalas de temperatura: Fahrenheit
•AescalaFahrenheitfoiumacriação
doalemãoDanielGrabriel
Fahrenheit(1686-1736),quese
baseouemoutraideia.
•Eletomoucomobasea
temperaturamédiaaproximadado
corpohumano(~37,8°C)ea
associouaovalor100emsuaescala
(100°F).
•Nestaescalarelativa,avaporização
daáguaocorreem212°F(=100°C)e
afusãodogeloem32°F(=0°C).
•Entreessesdoispontosfixos,
temos180partesiguais.
Imagem: Pearson Scott Foresman / Wikimedia Foundation /Public Domain

15. QUÍMICA -1°Ano
Unidades de medida e conversão de unidades
Escalas de temperatura: Kelvin
•Porfim,temosaescalaKelvin,
criadapeloinglêsWilliamThomson
(1824-1907),maisconhecidocomo
LordeKelvin.
•Elaéopadrãomundialde
temperaturaepertenceaoSI.
•Tambéméconhecidacomoescalade
temperaturaabsoluta,poisoseu
zero(0K=-273,15°C),chamadode
zeroabsoluto,correspondeàmenor
temperaturapossívelnoUniverso
(10).
•Nafiguraaolado,podemosvisualizar
aconversãodegeloemáguaeem
vapor,acompanhandoavariaçãode
temperaturaemcadaescala.
Imagem: SEE-PE

16. QUÍMICA -1°Ano
Unidades de medida e conversão de unidades
Conversão entre unidades de temperatura
•AsescalasCelsius,Fahrenheite
Kelvinserelacionampelaequação
aolado.
•Quantovale,porexemplo,25,2°C
(temperaturamédiaanualdeRecife)
nasescalas:
(a)Kelvine
(b)Fahrenheit?
a) Tc/5 = (Tk-273)/5 Tc = Tk-273
Tk = Tc+273 = 25,2+273 = 298,2 K
b) Tc/5 = (Tf-32)/9 Tf = (9xTc/5)-32
Tf = (9x25,2/5)-32 = 13,4°F
Imagens: SEE-PE

17. QUÍMICA -1°Ano
Unidades de medida e conversão de unidades
Pressão
•Não,nãosetratadapressão
dochefeparaterminarum
trabalhooudapressão
quandoestáterminandoo
horáriodaprova.
•Apressãodequeestamos
falandoéaquelapercebida
nosbalõesdear,napanela
depressãoenosangue.
Imagem: Rsabbatini /Public DomainImagem: Pressure cooker /GNU
Free Documentation License
Imagem: Kropsoq / 2006 Ojiya Balloon Festival /
GNU Free Documentation License

18. QUÍMICA -1°Ano
Unidades de medida e conversão de unidades
Pressão
•Apressãoéagrandezaque
relacionaaforçaexercida
sobreumadadasuperfície
(área).
•Podemosperceberpela
equaçãoque,parauma
dadaforça,quantomenora
área,maiorapressão(11).
•Oquechamamosde
pressãoatmosféricaéa
pressãoexercidapela
camadadearquenos
envolveemtodasas
direções.
Imagem: Tecnòlegs de l'IES Bisbal /
Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0 Generic.

19. QUÍMICA -1°Ano
Unidades de medida e conversão de unidades
Pressão
•Apressãoatmosféricaé
medidacomumbarômetro,
inventadopeloitaliano
EvangelistaTorricelli(1608-
1647)–videfiguraaolado.
•Sãoasdiferençasdepressão
naatmosferaquecausamos
ventos(aremmovimento).
•Dependendodadiferençade
pressão(queestáassociadaà
velocidadedosventos),
podemosterciclonesou
anticiclones.
Imagem: S. L. Pelaco / Evangelista Torricelli / 17th century /United States Public Domain
Imagens: SEE
-
PE.

20. QUÍMICA -1°Ano
Unidades de medida e conversão de unidades
Unidades de pressão
•AunidadenoSIparamedirpressão
éoPascal(PaouN/m
2
).
•Apressãoatmosférica,aoníveldo
mar,mede101.325Pa(=1atm).
•Outrasunidadesmaisusadas:
–Atmosferaéapressão
correspondentea760mmdeHg
(lembradeTorricelli?);
–Baréaunidadedepressãono
sistemacgsevaleumadyn/cm²;
–PSI(poundpersquareinch,libra
porpolegadaquadrada)éa
unidadedepressãonosistema
inglês/americano:
1bar=14,5psi.
•Ummanômetroservepara
medirapressãodefluidos
contidosem recipientes
fechados.
•Acima,temosummanômetro
quemedeempsi(escala
vermelha)eemkPa(escala
preta).
Imagem: OSH FPaD / Creative Commons CC0 1.0 Universal Public Domain Dedication.

21. QUÍMICA -1°Ano
Unidades de medida e conversão de unidades
Comparação entre unidades de pressão
Pa bar atm psi
1 Pa ≡ 1 N/m² = 10
−5
bar
≈ 9,87 ×10
−6
atm
≈ 145 ×10
−6
psi
1 bar
= 100.000
Pa
≡ 1 bar ≈ 0,987 atm ≈ 14,504 psi
1 atm
= 101.325
Pa
= 1,01325 bar ≡ 1 atm ≈ 14,696 psi
1 psi
≈ 6894,757
Pa
≈ 68,948×10
−3
bar
≈ 68,046×10
−3
atm
≡ 1 lbf/in²

22. QUÍMICA -1°Ano
Unidades de medida e conversão de unidades
Densidade
•Não,nãoestamosfalandode
densidadepopulacional.Issoé
assuntodeGeografia.Eestamos
numaauladeQuímica.
•Densidadepodeserdefinidacomo
arazãoentreamassadeumcorpo
eseuvolume.
D=m/V
•Quantomaisdensoforumcorpo,
maiorseráaquantidadedemassa
nummesmovolume:
Sólido>Líquido>Gasoso
•Adensidadeparasólidoselíquidos
énormalmenteexpressaemg/cm
3
(=g/mL)eparagasesemg/L.
Imagem: SEE-PE

23. QUÍMICA -1°Ano
Unidades de medida e conversão de unidades
Densidade
•Vocêjáobservouque,emregiões
polares,écomumvergrandesblocos
degelo(icebergs)flutuandonaágua
domar?Issoocorredevidoà
densidadedogelo(0,92g/cm
3
)ser
menorqueadaáguadomar(1,03
g/cm
3
)(12).
•Analogamente,materiaisimiscíveis
(quenãosemisturam)comdensidade
maiorafundamnosdemenor
densidade.Comoocorrecomoóleo
flutuandonaágua.
Imagem:
Created by
Uwe
Kils
(iceberg) and
User:Wiska
Bodo
(sky) / A photomontage of what a
whole iceberg might look like / GNU Free Documentation License
Imagem: Victor
Blacus
/
Two phases
(water and oil) in the same state of aggregation (liquid) / GNU Free Documentation License

24. QUÍMICA -1°Ano
Unidades de medida e conversão de unidades
Medindo a densidade de sólidos
Receita:
1.determineamassa(emg)do
sólidoemumabalança(m);
2.adicioneumvolume(emmL)
conhecidodeáguaauma
proveta(V
i);
3.mergulheosólidonaproveta;
4.meçaovolumefinal(V
f);
5.calculeovolumeocupadopelo
sólido(V
f–V
i);
6.calculeadensidadedosólido:
d = m / (V
f–V
i).
Fácil, não é?
Imagem: SEE-PE

25. QUÍMICA -1°Ano
Unidades de medida e conversão de unidades
Exercícios
1.Um caminhãocom
capacidademáximade
cargaiguala10tonpode
transportarquantossacos
decimentode50kg?
10 ton = 10.000 kg
N = 10.000/50
N = 200 sacos de cimento
Imagem: GNU Free Documentation License
Imagem: KVDP / A pallet of Portland cement bags used
for construction / Public Domain

26. QUÍMICA -1°Ano
Unidades de medida e conversão de unidades
Exercícios
2.Coloca-se,em um
recipiente,trêsdiferentes
quantidadesdeágua:10L,
500mLe47cm
3
.Qualserá
aquantidadefinal(emL)?
V
1= 10 L
V
2= 500 mL = 0,5 L
V
3= 47 cm3 = 0,047 L
V
f= V1 + V2 + V3
V
f= 10 + 0,5 + 0,047 = 10,547 L
Imagem: JJ Harrison(http://www.noodlesnacks.com) / GBU Free
Documentation License.

27. QUÍMICA -1°Ano
Unidades de medida e conversão de unidades
Exercícios
3.Umaquáriotem7/8desua
capacidadecheiodeágua.
Sesuasdimensõessão:
1,00m(altura)x
0,80m(largura)x
0,40m(profundidade),
determineovolumede
águaemlitrosexistenteno
aquário.
V
total= 1,00 x 0,80 x 0,40
V
total= 0,32 m
3
= 320 L
V
(água)= 320 x 7/8
V
(água)= 280 L
Imagem: GNU Free Documentation License.

28. QUÍMICA -1°Ano
Unidades de medida e conversão de unidades
Exercícios
4.(MackenzieSP)Umapessoa
mediuatemperaturadeseu
corpo, usando um
termômetrograduadona
escalaFahrenheite
encontrouovalor97,7°F.Na
escalaCelsius,essa
temperaturacorrespondea...
a) 36,5°C
b) 37,0°C
c) 37,5°C
d) 38,0°C
e)38,5°C
Imagem:
R. A. Millikan and H. G. Gale /
Public Domain.

29. QUÍMICA -1°Ano
Unidades de medida e conversão de unidades
Exercícios
5.Converta os seguintes valores de pressão:
a)80 kPa _____ atm, _____ psi, _____bar
b) 5,2 atm _____ psi, _____ bar, _____kPa
c) 15,0 psi _____ kPa, ____ atm, _____bar
0,79 11,6 0,80
76,4 5,27 526,9
103,4 1,02 1,03

30. QUÍMICA -1°Ano
Unidades de medida e conversão de unidades
Exercícios
6.Emumlaboratório,foram
selecionadascincoamostras
metálicas,contudo,otécnico
acabou misturando-as.
Paraidentificá-las,eleresolveu
usaradensidadedecadauma.
Paracadaamostra,foicolocada
determinadaquantidadedeágua
destiladaemumaproveta,
verificandoamedida(V
inicial).
Colocou-se,então,aamostrana
provetaeobservou-se,novamente,
amedida(V
final).
Confiraosdadosnatabelaaolado.
Amostra
Massa
(g)
V
inicial
(mL)
V
final
(mL)
1 7,81 25,0 26,1
2 8,06 28,1 29,0
3 10,29 26,2 27,1
4 5,91 27,1 29,3
5 15,04 26,2 28,1
Agora,responda:Sabendoadensidade
teóricadecadametal(abaixo),ajude-o
aidentificarcadaamostra(13):
–Alumínio (2,7 g/cm
3
)
–Zinco (7,1 cm
3
)
–Ferro (7,9 cm
3
)
–Cobre (8,96 g/cm
3
)
–Chumbo (11,4 g/cm
3
)
4
1
5
2
3

31. QUÍMICA -1°Ano
Unidades de medida e conversão de unidades
Até a próxima aula!

32. QUÍMICA -1°Ano
Unidades de medida e conversão de unidades
Slide Autoria / Licença Link da Fonte Data do
Acesso
4aCruccone / Creative Commons Attribution 3.0
Unported
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ther
mometer_from_france.jpg
09/03/2012
4bStefan-Xp / GNU Free Documentation Licensehttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:WMF
_Schnelldrucktopf_4,5_Liter_Perfect_Ultra.jpg
09/03/2012
5aKarelj / Public Domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Balan
ce_Mettler_AJ100.jpg
09/03/2012
5b百楽兎/ Creative Commons Attribution-Share
Alike 3.0 Unported
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Balan
ce_icon.svg
09/03/2012
6National Bureau of Standards/ Public Domainhttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Stand
ard_kilogram,_2.jpg
09/03/2012
7aUser:Salgueiro / Public Domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cone.
png
09/03/2012
7bMietitor17 / Creative Commons CC0 1.0
Universal Public Domain Dedication
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:3x3x5
-magic-cube.jpg
09/03/2012
7cM.Romero Schmidtke / GNU Free
Documentation License
http://enciclopedia.us.es/index.php/Archivo:Es
fera.png
09/03/2012
8Dr. Eugen Lehle / GNU Free Documentation
License
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Mess
kolben.jpg
09/03/2012
10Original uploader was Michiel1972 at
nl.wikipedia / GNU Free Documentation
License
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ther
mometer.jpg
09/03/2012
Tabela de Imagens

33. QUÍMICA -1°Ano
Unidades de medida e conversão de unidades
Slide Autoria / Licença Link da Fonte Data do
Acesso
11aBerthold Werner / Electronic medical
thermometer / GNU Free Documentation
License
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Fieber
thermometer_BW_2.JPG
09/03/2012
11bMenchi / Medical mercury-in-glass
thermometer / GNU Free Documentation
License
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Clinic
al_thermometer_38.7.JPG
09/03/2012
12SEE-PE Acervo SEE-PE 12/03/2012
13SEE-PE Acervo SEE-PE 12/03/2012
14Pearson Scott Foresman / Wikimedia
Foundation /Public Domain
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ther
mometer_(PSF)_de.svg
12/03/2012
15SEE-PE Acervo SEE-PE 13/03/2012
16SEE-PE Acervo SEE-PE 13/03/2012
17aPressure cooker / GNU Free Documentation
License
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Press
ure_cooker.jpg
09/03/2012
17bRsabbatini / Public Domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sphyg
momanometer.jpg
09/03/2012
17cKropsoq / 2006 Ojiya Balloon Festival / GNU
Free Documentation License
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:2006_
Ojiya_balloon_festival_011.jpg
09/03/2012
18Tecnòlegs de l'IES Bisbal / Creative Commons
Attribution-Share Alike 2.0 Generic.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Mete
otek08_atmosfera06.jpg
13/03/2012
19aS. L. Pelaco / Evangelista Torricelli / 17th
century /United States Public Domain
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Evang
elista_Torricelli2.jpg
09/03/2012
Tabela de Imagens

34. QUÍMICA -1°Ano
Unidades de medida e conversão de unidades
Slide Autoria / Licença Link da Fonte Data do
Acesso
19bSEE-PE Acervo SEE-PE 12/03/2012
19cSEE-PE Acervo SEE-PE 12/03/2012
20OSH FPaD / Creative Commons CC0 1.0
Universal Public Domain Dedication.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Man%
C3%B3metro_de_la_c%C3%A1mara.jpg
13/03/2012
22SEE-PE Acervo SEE-PE 12/03/2012
23aVictor Blacus / Two phases (water and oil) in
the same state of aggregation (liquid) / GNU
Free Documentation License
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Water
_and_oil.jpg
13/03/2012
23bCreated by Uwe Kils (iceberg) and User:Wiska
Bodo (sky) / A photomontage of what a whole
iceberg might look like / GNU Free
Documentation License
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Iceber
g.jpg
09/03/2012
24SEE-PE Acervo SEE-PE 12/03/2012
25aGNU Free Documentation License http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Iveco
_7-5tonner_mit_Kofferaufbau.jpg
13/03/2012
25bKVDP / A pallet of Portland cement bags used
for construction / Public Domain
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Portla
nd_Cement_Bags.jpg
13/03/2012
26JJ Harrison(http://www.noodlesnacks.com) /
GBU Free Documentation License.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Water
_Dolphin.jpg?uselang=pt-br
13/03/2012
27GNU Free Documentation License. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Aquar
iumsimple.jpg
13/03/2012
28R. A. Millikan and H. G. Gale / Public Domain. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Fahre
nheit_Celsius_scales.jpg
13/03/2012
Tabela de Imagens