Mais conversões de unidade: chuva, vento e temperatura. Algumas informações sobre o S.I.



Lembram quando mostrei aqui  uma dica sobre conversão de temperatura? Mas temperatura não é a única grandeza que possui unidades de medidas diferentes. No Brasil, utilizamos o Sistema Internacional de Unidades (S.I.U ou apenas S.I.), também conhecido como uma forma moderna do Sistema Métrico.

O S.I. utiliza as seguintes unidades básicas:

 

Grandeza Unidade Símbolo
Comprimento metro m
Massa quilograma kg
Tempo segundo s
Corrente elétrica ampère A
Temperatura termodinâmica kelvin K
Quantidade de matéria mol mol
Intensidade luminosa candela cd

 

Reparem que para temperatura, é utilizada a unidade K (kelvin), enquanto no Brasil utilizamos Celsius (°C) e nos E.U.A. utilizam o Farenheit (°F). A conversão de Kelvin para °C é muito simples:

°C =  K – 273,15

Na escala Kelvin, 0K (ou -273,15°C) é a temperatura em que o movimento térmico das moléculas é nulo, de acordo com a descrição da termodinâmica clássica. Não é uma unidade muito prática de ser utilizada cotidianamente em meteorologia, pois o valor sempre vai ter 3 dígitos, o que pode não ser muito prático para ser divulgado nos meios de comunicação.

Além disso, a escala Celsius possui um dois pontos de referência muito fácil de serem lembrados: 0°C é o ponto de congelamento da água e 100°C é o ponto de ebulição da água[1], o que torna sua compreensão comparativamente mais fácil.

Mas voltando às demais unidades do S.I., as utilizamos cotidianamente. Para expressar distância, por exemplo, sempre utilizamos m (ou seu múltiplo, o km). Se a distância for muito pequena, usamos o cm (que é a centésima parte do m). E se as distâncias forem menores ainda, podemos utilizar o mm ou outras subdivisões ainda menores. As unidades do S.I. que expressei na tabela acima são usadas com muita freqencia e até nos acostumamos com elas. As demais grandezas físicas são derivadas dessa tabela com unidades básicas. Alguns exemplos:

Grandeza Unidade Símbolo Dimensional analítica Dimensional sintética
Ângulo plano radiano rad 1 m/m
Ângulo sólido esferorradiano1 sr 1 m²/m²
Atividade catalítica katal kat mol/s
Atividade radioativa becquerel Bq 1/s
Capacitância farad F A²·s²·s²/(kg·m²) A·s/V
Carga elétrica coulomb C A·s
Condutância siemens S A²·s³/(kg·m²) A/V
Densidade de fluxo magnético tesla T kg/(s²·A) Wb/m²
Dose absorvida gray Gy m²/s² J/kg
Dose equivalente sievert Sv m²/s² J/kg
Energia joule J kg·m²/s² N·m
Fluxo luminoso lúmen lm cd cd·sr
Fluxo magnético weber Wb kg·m²/(s²·A) V·s
Força newton N kg·m/s²
Freqüência hertz Hz 1/s
Indutância henry H kg·m²/(s²·A²) Wb/A
Luminosidade lux lx cd/m² lm/m²
Potência watt W kg·m²/s³ J/s
Pressão pascal Pa kg/(m·s²) N/m²
Resistência elétrica ohm Ω kg·m²/(s³·A²) V/A
Temperatura em Celsius grau Celsius °C
Tensão elétrica volt V kg·m²/(s³·A) W/A

 

Ou seja, as grandezas físicas que muitas vezes possuem nomes diferentes em homenagem a grandes cientistas do passado, podem ser decompostas em unidades básicas (da primeira tabela). Então todas as unidades do S.I. seguem o mesmo padrão.

Seria muito bom se todos os países seguissem o S.I. Se fosse assim, não precisaríamos nos preocupar com conversão de temperatura. Mas infelizmente, nem todos os países seguem o sistema métrico. Enquanto realizava uma pesquisa para este post, descobri o seguinte mapa na Wikipedia[2]:

Países que não adotam o S.I. Fonte: Wikimedia Commons

Apenas 3 países não adotam o S.I oficialmente: Estatos Unidos, Mianmar e Libéria. Não pude acreditar, mas é verdade mesmo [3]. Aliás, os norte-americanos sempre tem problemas com o S.I. Já vi esse fato sendo mencionado como piada em diversos filmes.

Como os E.U.A. são um país bem avançado em meteorologia (possuem supercomputadores, radares meteorológicos, muitas estações meteorológicas, dominam a tecnologia de satélites meteorológicos, etc), nós meteorologistas vez ou outra acabamos esbarrando com problemas nas unidades. E não é apenas temperatura. A quantidade de chuva, que por nós é expressa em mm, por eles é expressa em in (polegadas). A velocidade do vento, que por nós é expressa em m/s (ou em km/h), por eles é expressa em mi/h (milhas por hora) ou em knots (nós). É uma confusão terrível! Sempre que vou escrever um post para vocês e busco bibliografia em fontes americanas (como foi o caso desse post), preciso utilizar relações para converter as variáveis. Algumas dessas relações eu até já decorei. Por exemplo, 1 knot = 0,514 m/s. Para tornar as coisas mais rápidas e mais ágeis, uso alguns sites que realizam essa conversão. Alguns exemplos abaixo:

1) Aquele da NOAA que converte temperatura;

2) Esse da Rothamsted que converte temperatura, velocidade do vento e precipitação;

3) Esse aqui que converte várias unidades. Converte inclusive moeda!

4)  Como sou muito desconfiada, acabo pesquisando as próprias relações de conversão. Estas tabelas possuem a maioria dessas relações.

Bom pessoal, acho que era isso que eu gostaria de dizer! Se vocês tiverem alguma dúvida, falem através dos comentários 🙂

Notas

[1] Apesar de 0°C ser considerado o ponto de congelamento da água e 100°C ser considerado o ponto de ebulição da água, algumas coisas precisam ficar claras.  Com relação ao ponto de ebulição, 100°C é a temperatura em que a água começa a se agitar numa panela no fogo, formando aquelas bolhas. Entretanto, o processo de evaporação inicia-se antes do ponto de ebulição (vimos isso aqui). E com relação ao ponto de congelamento, na realidade a água  não passa instantaneamente do estado líquido para o sólido, assim que atinge o 0°C. A partir do 0°C, é quando processo inicia-se. Aos professores que desejarem tratar esses temas em sala de aula, recomendo muito esse material do Centro de Divulgação Científica e Cultural  (CDCC – USP).

[2] http://pt.wikipedia.org/wiki/Sistema_Internacional_de_Unidades

[3] https://www.cia.gov/library/publications/the-world-factbook/appendix/appendix-g.html