Unités du système international
publicité
Les unités du système international, grandeurs physicochimiques et constantes universelles Les unités de mesure légales en France ont été définies par le décret numéro 61-501 du 3 mai 1961 qui a caractérisé le système international d’unités (SI). Ce décret a dès lors été mis à jour par un certain nombre de décrets plus récents. Ce document s’efforce de vous présenter les directives actuelles. Cours-Pharmacie.com © 2010 Les préfixes des unités SI Yocto- Zepto- Atto- Femto- Pico- Nano- Micro- Milli- Centi- Déci- Y -24 10 z -21 10 A -18 10 f -15 10 p -12 10 n -9 10 µ -6 10 m -3 10 c -2 10 d -1 10 Déca- Hecto- Kilo- Méga- Giga- Téra- Péta- Exa- Zetta- Yotta- Da -24 10 h -21 10 K -18 10 M -15 10 G -12 10 T -9 10 P -6 10 E -3 10 Z -2 10 Y -1 10 Les unités de base du système international Le système international compte sept unités de base : le mètre (m), le kilogramme (kg), la seconde (s), l’ampère (A), le kelvin (K), la mole (mol) et la candela (cd). Ces unités correspondent aux grandeurs physiques indépendantes. Unités Symboles Mètre m Kilogramme kg Seconde s Ampère A Kelvin K Mole mol Candela cd Définitions Le mètre est une unité de longueur qui est calibrée par « la longueur du trajet parcouru dans le vide par la lumière pendant une durée de 1/299792458 secondes ». Le kilogramme est une unité de masse qui est calibré par « la masse du prototype international en platine iridié, sanctionné par la conférence générale des poids et mesures en 1889 et déposé au bureau international des poids et mesures ». La seconde est une unité de temps qui est calibrée par « la durée de 9 192 631 770 périodes de la radiation correspondant à la transition entre les deux niveaux hyperfins de l’état fondamental de l’atome de césium 133 ». L’ampère est une unité d’intensité de courant qui est calibrée par « un courant constant -7 qui produit une force de 2.10 newton par mètre de longueur ». Ce courant doit être « maintenu dans deux conducteurs parallèles, rectilignes, de longueur infinie, de section circulaire négligeable et placés à une distance de 1 mètre l’un de l’autre dans le vide ». Le kelvin est une unité de température thermodynamique qui est calibré par « la fraction 1/273,16 de la température thermodynamique du point triple de l’eau ». La mole est une unité de quantité de matière d’une entité élémentaire donnée (atome, ion, molécule, électron, …, ou des groupements spécifiés de telles particules.) qui est calibrée par « la quantité de matière d’un système contenant autant d’entités élémentaires qu’il y a d’atomes dans 0,012 kilogramme de carbone 12 ». La candela est une unité d’intensité lumineuse qui est calibrée par « l’intensité lumineuse, dans une direction donnée, d’une source qui émet un rayonnement 12 monochromatique de fréquence 540.10 hertz et dont l’intensité énergique dans cette direction est 1/683 watt par stéradian ». Selon le décret n° 75-1200 du 4 décembre 1975, article 1er Cours-Pharmacie.com © 2010 Page | 2 Les unités dérivées du système international présentant des dénominations particulières Le système international compte différents groupe d’unités dérivées, qui présente des dénominations et des symboles spéciaux : les unités géométriques, les unités de masse, les unités de temps, les unités mécaniques, les unités électriques et les unités des rayonnements ionisants. Unités Expressions en unités de base Symboles Grandeurs rad sr Hz N Pa J W C Angle plan Angle solide Fréquence Force Pression et contrainte Energie, travail, quantité de chaleur Puissance, flux énergétique Quantité d’électricité, charge électrique Tension électrique, potentiel électrique, force électromotrice Résistance électrique Conductance électrique Capacité électrique Flux d’induction magnétique Induction magnétique Inductance Flux lumineux Eclairement lumineux Activité (rayonnements ionisants) Dose absorbée, énergie communiquée massique, kerma, indice de dose absorbée Equivalent de dose Activité catalytique Radian Stéradian Hertz Newton Pascal Joule Watt Coulomb Volt Ohm Siemens Farad Weber Tesla Henri Lumen Lux Becquerel Gray Sievert Katal V Ω S F Wb T H lm lx Bq Gy Sv kat Expressions en unités dérivées -1 m.m 2 -2 m .m -1 s -2 m.kg.s -1 -2 m .kg.s 2 -2 m .kg.s 2 -3 m .kg.s rad sr Hz N -2 N.m N.m -1 J.s s.A C 2 -3 -1 2 -3 -2 m .kg.s .A m .kg.s .A -2 -1 3 2 m .kg .s .A -2 -1 4 2 m .kg .s .A 2 -2 -1 m .kg.s .A -2 -1 kg.s .A 2 -2 -2 m .kg.s .A -2 m .cd -1 s -1 W.A -1 V.A -1 A.V -1 C.V V.s -2 Wb.m -1 Wb.A cd.sr -2 lm.m Bq m .s 2 -2 J.kg 2 -2 J.kg kat m .s -1 mol.s -1 -1 Selon la directive 2009/3/CE du parlement européen et du conseil Les autres unités autorisées ne faisant pas parti du système international Unités Symboles Grandeurs Correspondances avec le SI min h d ° ‘ ‘’ L ou l t Temps Temps Temps Angle plan Angle plan Angle plan Volume Masse u Masse Electronvolt eV Energie 1 min = 60 s 1 h = 60 min = 3600 s 1 d = 24 h = 1440 min = 86 400 s 1° = (π/180) rad 1’ = (1/60)° = (π/10 800) rad 1’’ = (1/60)’ = (π/648 000) rad 3 -3 3 1 L = 1 cm = 10 m 3 1 t = 10 kg -27 Valeur obtenue expérimentalement : 1 u = 1,660 54.10 kg 1/12 de la masse d’un atome de carbone 12 -19 Valeur obtenue expérimentalement : 1 eV =1,602 18.10 J Energie acquise par un électron accéléré sous une différence de potentiel de 1 volt dans le vide. Unité astronomique ua Longueur Minute Heure Jour Degré Minute d’angle Seconde d’angle Litre Tonne Unité de masse atomique Mille Longueur Nœud Vitesse Angström Å Longueur Are a Surface Bar bar Pression 11 Valeur obtenue expérimentalement : 1 ua = 1,495 978 706.10 m 1 mille = 1852 m ; emploi autorisé uniquement pour exprimer des distances en navigation maritime ou aérienne. 1 nœud = 1 mille/h = 1852/3600 m/s ; emploi autorisé uniquement pour exprimer des distances en navigation maritime ou aérienne. -10 1 Å = 10 m ; emploi autorisé uniquement pour exprimer des distances interatomique. 2 2 1 a = 10 m ; emploi autorisé uniquement pour exprimer des superficies agraires. 5 1 bar = 10 Pa Il est important de préciser que certaines unités sont encore usitées afin de permettre de transcrire d’anciens ouvrages ; ces unités ne sont cependant plus légales. Parmi elles on compte le curie, le röntgen, la calorie, le micron. Cours-Pharmacie.com © 2010 Page | 3 Gradeurs physicochimiques utilisant les unités du système international Grandeurs géométriques, cinétiques et mécaniques Grandeurs physicochimiques Distance Temps Vitesse Surface Volume Masse Masse volumique Densité Débit massique Débit volumique Viscosité dynamique Viscosité cinématique Vitesse de réaction Vitesse angulaire Accélération Force Pression Angle plan Moment de force Moment d’inertie Moment angulaire Energie mécanique Energie cinétique Energie potentiel Quantité de mouvement Tension de surface Accélération angulaire Pulsation d’une onde Fréquence Période Longueur d’onde Symboles Unités de bases d t v S V m ρ d qm qv η ν v ω a F P α M I L E Ec Ep p γ α w f T λ m s m.s-1 m2 m3 kg kg.m-3 Ø kg.s-1 m3.s-1 Unités dérivées et autre unités autorisées g.L-1 Ø Pa.s m2.s-2 mol.L-1.s-1 rad.s-1 m.s-2 N m2.kg.s-2 kg.m-2 kg.m2.s-1 Pa rad J ≡ N.m J ≡ N.m J ≡ N.m J ≡ N.m N.s-1 J.m-2 rad.s-2 rad.s-1 Hz S m Grandeurs électriques et électromagnétiques Grandeurs physicochimiques Courant électrique Différence de potentiel / Tension Résistance électrique Inductance Conductance électrique Densité de courant Puissance Energie Quantité d’électricité Charge électrique Champ électrique Champ magnétique Induction magnétique Flux magnétique Moment dipolaire Capacité électrique Perméabilité magnétique relative Susceptibilité magnétique Permittivité relative Symboles I U R L G J P W Q q E H B F µ C µr c er Unités de bases A 2 m .kg.s-3.A-2 m2.kg.s-2.A-2 m-2.kg-1.s3.A2 A.m-2 A.m-1 m2.kg.s-2.A-1 m-2.kg-1.s4.A2 Ø F.m-1 Cours-Pharmacie.com © 2010 Unités dérivées et autre unités autorisées V ≡ W.A-1 Ω ≡ V.A-1 H ≡ Wb.A-1 S ≡ A.V-1 W ≡ J.s-1 J ≡ N.m C ≡ A.s C ≡ A.s V.m-1 T ≡ Wb.m2 Wb ≡ V.s C.m F ≡ C.V-1 H.m-1 Ø Page | 4 Grandeurs thermodynamiques Grandeurs physicochimiques Enthalpie libre Enthalpie interne Quantité de chaleur Entropie Energie interne Conductivité thermique Diffusivité thermique Capacité thermique massique Emissivité directionnelle spectrale Emissivité normale spectrale Emissivité totale hémisphérique Chaleur latente de fusion Chaleur latente de vaporisation Symboles Unités de bases G H Q S U λ a Cp ελ ελ ελ Lf Lv m2.s-1 Symboles Unités de bases Vm N n M C C x ou ξ T Pf Teb Tf Ø mol kg.mol mol.m-3 g.m-3 mol K K K K Unités dérivées et autre unités autorisées J J J J.K-1 J W.m-1.K-1 J.kg-1.K-1 Ø Ø Ø J.kg-1 J.kg-1 Ø Ø Ø Grandeurs chimiques Grandeurs physicochimiques Volume molaire Nombre de particules Nombre de moles Masse molaire Molarité (Concentration molaire) Concentration massique Avancement d’une réaction Température Point de fusion Température d’ébullition Température de fusion Unités dérivées et autre unités autorisées L.mol-1 Ø mol.L-1 g.L-1 °C °C °C °C Grandeurs photométriques, grandeurs de radioactivité et grandeurs quantiques Grandeurs physicochimiques Intensité lumineuse Flux lumineux Eclairement lumineux Luminance lumineuse Sensibilité spectrale Flux énergétique Luminance énergétique Eclairement énergétique Puissance Energie Activité Activité massique Activité volumique Flux d’émission de particules Débit de fluence neutronique Nombre quantique principal Symboles Unités de bases I φ E L S(λ) φe Le Ee P Q A Am Av Ṅ φ n cd m-2.cd s-1 Ø Cours-Pharmacie.com © 2010 Unités dérivées et autre unités autorisées lm ≡ cd.sr lx ≡ lm.m-2 cd.m-2 A.W-1 W W.m-2.sr-1 W.m-2 W ≡ J.s-1 J ≡ N.m Bq Bq.kg-1 Bq.m-3 m-2.s-1 Ø Page | 5 Constantes universelles Nom Vitesse de la lumière dans le vide Charge élémentaire Constante de Faraday Constante de Boltzmann Constante universelle de gravitation Constante de Planck Masse de l’électron Masse du proton Masse du neutron Nombre d’Avogadro Constante des gaz parfaits Constante de Rydberg Rayon de l’atome de Bohr Unité de masse atomique Permittivité absolue du vide Perméabilité magnétique du vide Magnéton de Bohr Symbole c e F k G h me mp mn NA R R¥ r0 u e0 µ0 µB Valeur 8 -1 2,997 925.10 m.s -19 1,602 177.10 C -1 96 485,309 C.mol -23 -1 1,380 658.10 J.K -11 3 -1 -2 6,672 59.10 m .kg .s -34 6,626 076.10 J.s -31 9,109 390.10 kg -27 1,672 623.10 kg -27 1,674 929.10 kg 23 -1 6,022 137.10 mol -1 -1 8,314 510 J.mol .K 7 -1 1,097 373.10 m -11 5,291 772.10 m -27 1,660 540.10 kg -12 -1 8,854 187.10 F.m -7 -1 4p.10 H.m -24 -1 9,274 015.10 J.T Pour plus d’informations http://www.bipm.org/ http://www.bnm.fr/ http://www.metrologie-francaise.fr/ http://physics.nist.gov/ http://www.utc.fr/ Cours-Pharmacie.com © 2010 Page | 6
