Sistema Internacional de Unidades (SI)

A necessidade de medição, por partes das sociedades, sempre esteve ligada à vida diária, em que é necessário vender e comprar bens e serviços, e por isso contabilizá-los, medi-los. Diferentes povos usaram diferentes medidas, variando, por vezes, dentro de regiões próximas, dificultando a regulação e comparação entre todas essas unidades.

O Bureau International des Poids et Mesures (BIPM) foi criado a 20 de maio de 1875 com o propósito de criar um sistema único de medidas, o Tratado do Metro, do qual Portugal foi um dos signatários iniciais.

O Sistema Internacional de Unidades (SI), estabelecido em 1960, pode ser considerado a versão atual do Sistema Métrico Decimal criado em 1789, com a revolução francesa (1789–1799).

Em Portugal o SI apenas foi legalmente reconhecido em 1983. Atualmente é o Decreto-Lei n.º 76/2020, de 25 de setembro, que em Portugal atualiza o sistema de unidades de medida legais.

O Sistema Internacional de Unidades (SI) é constituído por:

• Unidades base;
• Unidades derivadas;
• Prefixos.

Ao longo do tempo as definições do sistema foram sendo atualizadas de acordo com os avanços científicos. Na recente revisão de 2018, que entrou em vigor a 20 de maio de 2019, foi decidido basear o sistema SI a partir de sete valores constantes:

• Frequência de transição hiperfina do átomo de césio: \(\Delta \nu_{Cs}\) = 9 192 631 770 Hz
• Velocidade da luz: \(c\) = 299 792 458 m/s
• Constante de Planck: \(h\) = 6,626 070 15 × 10^-34 J s
• Carga elementar: \(e\) = 1,602 176 634 × 10^-19 C
• Constante de Boltzmann: \(k\) = 1,380 649 × 10^-23 J/K
• Constante de Avogadro: \(N_{A}\) = 6,022 140 76 × 10²³ mol^-1
• Eficácia luminosa da radiação monocromática de frequência 540 × 10¹² Hz: \(K_{cd}\) = 683 lm/W

Unidades base do SI

segundo (s) – Duração de 9 192 631 770 períodos da radiação correspondente à transição entre dois níveis superfinos do estado fundamental do átomo de césio-133.

metro (m) – Distância percorrida pela luz, no vácuo, durante 1/299 792 458 s.

quilograma (kg) – Esta unidade é definida em função da constante de Planck (\(h\) = 6,626 070 15 × 10^-34) expressa na unidade J s, equivalente a kg m² s^-1, usando as definições das unidades metro e segundo.

ampere (A) – É a corrente elétrica correspondente ao fluxo de 1/1,602 176 634 x 10^-19 cargas elementares por segundo.

kelvin (K) – É a variação da temperatura termodinâmica, \(T\), que resulta na variação da energia térmica, \(kT\), de 1,380 649 x 10²³ J.

mole (mol) – É a quantidade de matéria de um sistema que contém 6,022 140 76 x 10²³ entidades elementares.

candela (cd) – É a intensidade luminosa, em determinada direção, de uma fonte que emite radiação monocromática com frequência 540 × 10¹² Hz e que tem uma intensidade energética, na mesma direção, de 1/683 W sr^-1.

Unidades derivadas do SI 

Prefixos

Os prefixos dos submúltiplos têm origem em palavras latinas e os dos múltiplos em palavras gregas.

A unidade Ângström (1 Å = 10^-10 m) não faz parte do Sistema Internacional mas é usada em diversos contextos (espetroscopia, medição de comprimentos de ligação química...). O seu nome foi atribuído em honra a Ângström.

Sistema Internacional de Unidades (SI)
Prefixos
Conversão de unidades
Bureau International des Poids et Mesures (BIPM) 
Materiais Didáticos [© Instituto Português da Qualidade]
O Sistema Internacional de Unidades [© Revista de Ciência elementar]

Bibliografia
J. Vasconcelos, "A energia em Portugal", Fundação Francisco Manuel dos Santos, Lisboa, 2019.
O. Pellegrino, "O metro ou a metrologia baseada na Natureza, universal e invariável", Gazeta de Física Vol. 42 - N.º 3, Sociedade Portuguesa de Física, Lisboa, 2019.
Decreto-Lei n.º 76/2020, de 25 de setembro, acedida em 21/10/2020.