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Mecânica

Veja o que muda no Sistema Internacional de Unidades

Redação do Site Inovação Tecnológica - 17/05/2019

Entenda as mudanças no Sistema Internacional de Unidades
As mudanças no Sistema Internacional de Unidades entram em vigor no Dia Mundial da Metrologia.
[Imagem: BIPM]

Novas definições das unidades

Neste dia 20 de maio, nomeado como "Dia Mundial da Metrologia", entram em vigor novas definições de várias unidades de medição, incluindo o quilograma, ampere, kelvin e mol, que passam a ser definidos de forma exata em termos de constantes naturais.

Após anos de pesquisa nos principais institutos de metrologia ao redor do mundo, a comunidade mundial finalmente concordou com essa revisão do Sistema Internacional de Unidades, o SI.

A ideia de fundamentar melhor as unidades de medidas surgiu há mais de 50 anos, e começou com a redefinição do metro com a ajuda da velocidade da luz. Desta vez, quatro outras constantes vão passar a servir como referencial para outras unidades de medida: a constante de Planck (h), a constante de Avogadro (NA), a constante de Boltzmann (k) e a carga do elétron (e).

Isso foi possível depois de uma campanha de medições realizadas nos principais institutos de metrologia do mundo - incluindo o PTB (Alemanha), NIST (EUA), NMIJ (Japão) e NRC (Canadá) - ter conseguido diminuir as incertezas das medições em experimentos totalmente independentemente uns dos outros, atingindo um nível de precisão adequado para os valores atribuídos a todas essas constantes fundamentais.

Com isto, o quilograma e todas as outras unidades passam a ter uma base estável, uma vez que, ao menos de acordo com o conhecimento moderno, as constantes naturais nas quais elas serão baseadas são imutáveis.

Entenda as mudanças no Sistema Internacional de Unidades
Chip que permite a contagem de elétrons individuais, usado para medir a corrente em Amperes.
[Imagem: NIST]

Mudanças perceptíveis e imperceptíveis

As modificações não deverão ter impacto na vida diária - de fato, elas foram pensadas levando isso em conta. Um quilograma de laranjas no mercado continuará pesando o mesmo quilograma a partir da próxima semana, embora o referencial não seja mais o famoso cilindro de platina e irídio, conhecido como Le Gran K, adotado como padrão do quilograma em 1875 e que está guardado no Bureau Internacional de Pesos e Medidas, na cidade de Sèvres, na França.

Mesmo os cientistas não deverão ter problemas, já que as imprecisões das constantes fundamentais aparecem em casas decimais que a maioria deles nunca atinge em seus experimentos. Mas haverá alguns efeitos perceptíveis, como medidas relacionadas com a gravidade, experimentos de mecânica quântica e síntese de moléculas para fármacos.

O quilograma passa agora a estar relacionado à constante de Planck, o parâmetro fundamental que define a escala da mecânica quântica. Nas últimas décadas, os pesquisadores desenvolveram dois experimentos de interligação quilograma-Planck: A balança de Watt, que contrabalança a força descendente da gravidade em um pedaço de metal com uma força magnética para cima em uma bobina mantida em um campo magnético, e o Projeto Avogadro, que envolveu a fabricação de uma esfera quase perfeita de silício.

Esses dois métodos retornaram valores da constante de Planck com uma precisão de 10 partes por bilhão (ppb), que permitiram que o h fosse estabelecido como uma constante, não dependendo mais de medições. Por outro lado, ainda que não tenha efeitos práticos imediatos, isso significa que o quilograma passa a herdar a incerteza que apareceu nessas medições da constante de Planck, mostrando que poderemos voltar ao assunto no futuro.

Outras unidades, como os do volt e do ohm, também terão uma pequena mudança em seus valores devido à nova definição do ampere.

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Uma esfera de silício similar a esta foi usada para definir o número de Avogadro.
[Imagem: NIST]

Alterações nas unidades SI

Veja as unidades que passam a ter novas definições e seus valores da partir do dia 20 de Maio:

Quilograma: O quilograma é definido estabelecendo-se a constante de Planck (h) exatamente em 6,62607015 × 10-34 J·s (J = kg·m2·s-2), dadas as definições do metro e do segundo.

Ampere: O fluxo de 1/1,602176634 × 10-19 vezes a carga do elétron por segundo.

kelvin: O kelvin é definido estabelecendo-se o valor numérico fixo da constante de Boltzmann (k) em 1,380649 × 10-23 J·K-1, (J = kg·m2·s-2), dadas as definições do quilograma, do metro e do segundo.

mol: A quantidade de substância de exatamente 6,02214076 × 1023 entidades elementares. Este número é o valor numérico fixo da constante de Avogadro (NA) quando expressa na unidade mol-1 e é chamado de número de Avogadro.







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