Sistema internazionale di unità di misura
Il Sistema internazionale di unità di misura (in francese Système international d'unités), abbreviato in SI e pronunciato esse i[1], è il più diffuso sistema di unità di misura. Assieme al Sistema CGS viene spesso indicato come sistema metrico decimale, soprattutto nei paesi anglosassoni.
Indice |
Storia [modifica]
Unità, terminologia e raccomandazioni del SI sono fissate dalla Conférence générale des poids et mesures (CGPM), "Conferenza generale dei pesi e delle misure", organismo collegato con il Bureau international des poids et mesures (BIPM), "Ufficio internazionale dei pesi e delle misure", organismi creati alla Convenzione del Metro del 1875.
Il sistema nacque nel 1889 con la 1ª CGPM: allora si chiamava "Sistema MKS" perché comprendeva solo le unità fondamentali di lunghezza (metro), massa (kilogrammo) e tempo (secondo). Nel 1935, su proposta del fisico italiano Giovanni Giorgi, il sistema fu denominato "Sistema MKSΩ" e adottato dalla Commissione Elettrotecnica Internazionale, perché la quarta unità fondamentale introdotta era stato l'ohm, unità di misura della resistenza elettrica. Nel 1946, su proposta di Giovanni Giorgi, la CGPM approvò l'entrata dell'ampere come unità di misura fondamentale della corrente elettrica, in luogo della resistenza elettrica. Nacque così il "Sistema MKSA", anche chiamato "Sistema Giorgi" in onore del fisico. Nel 1954 la 10ª CGPM aggiunse il kelvin e la candela come unità di misura fondamentali. Nel 1961 la 11ª CGPM sancì la nascita del Sistema internazionale (SI). Nel 1971 la 14ª CGPM aggiunse la mole fra le unità fondamentali. In Italia è il sistema legale di misura da adoperarsi obbligatoriamente a partire dal 1982 (DPR n. 802/1982).
Oggi, quindi, l'SI è basato su sette grandezze fisiche fondamentali e sulle corrispondenti unità di misura, con le quali vengono definite le grandezze fisiche derivate e le corrispondenti unità di misura). Il SI, inoltre, definisce i prefissi da aggiungere alle unità di misura per identificare multipli e sottomultipli.
Il Sistema internazionale è un sistema coerente, in quanto le sue grandezze fisiche derivate si ricavano come prodotto e rapporto di grandezze fisiche fondamentali.
Norme di scrittura [modifica]
Per uniformare la grafia ed evitare errori di interpretazione, il SI prevede alcune norme per la scrittura delle unità di misura e dei relativi simboli.
Scrittura delle unità [modifica]
Le unità di misura dovrebbero essere scritte per esteso se inserite in un testo discorsivo; la scrittura deve essere in carattere tondo minuscolo e si devono evitare segni grafici come accenti o segni diacritici. Ad esempio si deve scrivere ampere, e non ampère o Ampere.
Scrittura dei simboli [modifica]
I simboli devono essere indicati con l'iniziale minuscola, ad eccezione di quelli in cui l'unità di misura è eponima, ossia deriva dal nome di uno scienziato. Ad esempio il kilogrammo si scrive kg e non Kg, mentre il simbolo dell'unità di misura della pressione, dedicato a Blaise Pascal, è Pa, mentre l'unità di misura viene scritta per esteso in minuscolo pascal. Il secondo è s e non sec, il grammo g e non gr. L'unica eccezione è per il litro, il cui simbolo può essere sia l che L.[2]
A differenza delle abbreviazioni, i simboli del SI non devono essere seguiti dal punto (per il metro: m e non m.); essi devono inoltre stare dopo il valore numerico (ad es. si scrive 20 cm e non cm 20) con uno spazio tra il numero e il simbolo: 2,21 kg, 7,3 × 102 m². Nelle unità di misura composte (ad es. il newton metro: N m) i simboli delle unità devono essere separati da uno spazio o da un punto a mezza altezza (detto anche punto mediano) ·;[3] Non è ammesso l'uso di altri caratteri, come ad es. il trattino: ad es. si può scrivere N m o N·m, ma non N-m. In caso di divisione fra unità di misura, si può usare il carattere / , o la barra orizzontale o un esponente negativo: ad esempio J/kg o J kg−1 o J·kg−1.
Qualora necessario, gruppi di unità di misura possono essere messi tra parentesi: J/K mol o J/K·mol o J·K-1·mol-1 o J (K·mol)-1.
Per i simboli è opportuno evitare il corsivo e il grassetto, allo scopo di differenziarli dalle variabili matematiche e fisiche (ad es. m per la massa e l per la lunghezza.
Scrittura delle cifre [modifica]
Per raggruppare le cifre della parte intera di un valore a tre a tre bisogna utilizzare lo spazio. Ad es. 100 000 o 342 142 (in altri sistemi si scrive 1,000,000 o 1.000.000). Come separatore tra parte intera e parte decimale si usa la virgola, ad es. 24,51. Nel 2003 il CGPM concesse di usare il punto nei testi in inglese.[4]
Disposizioni di legge [modifica]
Il SI è un riferimento per molti Stati, come l'Italia, dove l'uso è stato adottato per legge, nel DPR n. 802/1982[5] ai sensi della Direttiva del Consiglio CEE del 18 ottobre 1971 (71/1354/CEE), modificata il 27 luglio 1976 (76/770/CEE). Il suo uso è obbligatorio nella stesura di atti e documenti con valore legale, tant'è che in difetto gli atti potrebbero essere invalidati.
Le unità di misura del SI [modifica]
Unità fondamentali [modifica]
Ogni grandezza fisica e la relativa unità di misura è combinazione di due o più grandezze fisiche e la relativa unità di misura di base, o il reciproco di una di esse. Ad eccezione del chilogrammo, tutte le unità sono definibili misurando fenomeni naturali. Inoltre il chilogrammo è l'unica unità di misura di base contenente un prefisso: il grammo è un'unità di misura troppo "piccola" per la maggior parte delle applicazioni pratiche.
| Grandezza fisica | Simbolo della grandezza fisica |
Nome dell'unità SI | Simbolo dell'unità SI |
|---|---|---|---|
| Intensità di corrente elettrica | I, i | ampere | A |
| Intensità luminosa | Iv | candela | cd |
| Lunghezza | l | metro | m |
| Massa | m | chilogrammo | kg |
| Quantità di sostanza | n | mole | mol |
| Temperatura termodinamica | T | kelvin | K |
| Intervallo di tempo | t | secondo | s |
Unità derivate [modifica]
La maggior parte delle grandezze fisiche derivate sono una combinazione per moltiplicazione o divisione delle grandezze fisiche fondamentali. Alcune hanno nomi particolari. In questo modo non solo si vede la relazione esistente tra due grandezze fisiche ma, con un controllo dimensionale, si può verificare la correttezza.
| Grandezza fisica | Simbolo della grandezza fisica |
Nome dell'unità SI | Simbolo dell'unità SI | Equivalenza in termini di unità fondamentali SI | |
|---|---|---|---|---|---|
|
|
|||||
| frequenza | f, ν | hertz | Hz | s−1 | |
| forza | F | newton | N | kg · m · s−2 | |
| pressione, sollecitazione, pressione di vapore | p | pascal | Pa | N · m−2 | = kg · m−1 · s−2 |
| energia, lavoro, calore | E, Q | joule | J | N · m | = kg · m2 · s−2 |
| potenza, flusso radiante | P, W | watt | W | J · s−1 | = kg · m2 · s−3 |
| carica elettrica | q | coulomb | C | A · s | |
| potenziale elettrico, forza elettromotrice, tensione elettrica | V, E, U | volt | V | J · C−1 | = m2 · kg · s−3 · A−1 |
| resistenza elettrica | R | ohm | Ω | V · A−1 | = m2 · kg · s−3 · A−2 |
| conduttanza elettrica | G | siemens | S | A · V−1 | = s3 · A2 · m−2 · kg−1 |
| capacità elettrica | C | farad | F | C · V−1 | = s4 · A2 · m−2 · kg−1 |
| densità flusso magnetico | B | tesla | T | V · s · m−2 | = kg · s−2 · A−1 |
| flusso magnetico | Φ(B) | weber | Wb | V · s | = m2 · kg · s−2 · A−1 |
| induttanza | L | henry | H | V · s · A−1 | = m2 · kg · s−2 · A−2 |
| temperatura | T | grado Celsius | °C | K[6] | |
| angolo piano[7] | φ, θ | radiante | rad | 1 | = m · m−1 |
| angolo solido[7] | Ω | steradiante | sr | 1 | = m2 · m−2 |
| flusso luminoso | lumen | lm | cd · sr | ||
| illuminamento | lux | lx | cd · sr · m−2 | ||
| rifrazione | D | diottria | D | m−1 | |
| attività di un radionuclide[8] | A | becquerel | Bq | s−1 | |
| dose assorbita | D | gray | Gy | J · kg−1 | = m2 · s−2 |
| dose equivalente | H | sievert | Sv | J · kg−1 | = m2 · s−2 |
| dose efficace | E | sievert | Sv | J · kg−1 | = m2 · s−2 |
| attività catalitica | katal | kat | mol · s−1 | ||
|
|
|||||
| area | A | metro quadro | m² | m2 | |
| volume | V | metro cubo | m³ | m3 | |
| velocità | v | metro al secondo | m/s | m · s−1 | |
| velocità angolare | ω | s−1 rad · s−1 |
|||
| accelerazione | a | m/s2 | m · s−2 | ||
| momento torcente | N · m | = m2 · kg · s−2 | |||
| numero d'onda | n | m−1 | |||
| densità | ρ | chilogrammo al metro cubo | kg/m³ | kg · m−3 | |
| volume specifico | m3 · kg−1 | ||||
| molarità SI[9] | mol · dm−3 | ||||
| volume molare | Vm | m3 · mol−1 | |||
| capacità termica, entropia | C, S | J · K−1 | = m2 · kg · s−2 · K−1 | ||
| calore molare, entropia molare | Cm, Sm | J · K−1 · mol−1 | = m2 · kg · s−2 · K−1 · mol−1 | ||
| calore specifico, entropia specifica | c, s | J · K−1 · kg−1 | = m2 · s−2 · K−1 | ||
| energia molare | Em | J · mol−1 | = m2 · kg · s−2 · mol−1 | ||
| energia specifica | e | J · kg−1 | = m2 · s−2 | ||
| densità di energia | U | J · m−3 | = m−1 · kg · s−2 | ||
| tensione superficiale | σ | N · m−1 | = J · m−2 = kg · s−2 |
||
| densità di flusso calorico, irradianza | σ | W · m−2 | = kg · s−3 | ||
| conduttività termica | W · m−1 · K−1 | = m · kg · s−3 · K−1 | |||
| viscosità cinematica, coefficiente di diffusione | ν, η | m2 · s−1 | |||
| viscosità dinamica | μ | N · s · m−2 | = Pa · s = m−1 · kg · s−1 |
||
| densità di carica elettrica | C · m−3 | = m−3 · s · A | |||
| densità di corrente elettrica | j | A · m−2 | |||
| conduttività elettrica | ρ | S · m−1 | = m−3 · kg−1 · s3 · A2 | ||
| conduttività molare | ρ | S · m2 · mol−1 | = kg−1 · mol−1 · s3 · A2 | ||
| permittività elettrica | ε | F · m−1 | = m−3 · kg−1 · s4 · A2 | ||
| permeabilità magnetica | μ | H · m−1 | = m · kg · s−2 · A−2 | ||
| (intensità) di campo elettrico | F, E | V · m−1 | = m · kg · s−3 · A−1 | ||
| (intensità) di campo magnetico | H | A · m−1 | |||
| magnetizzazione | M | A · m−1 | |||
| luminanza | [10] | cd · m−2 | |||
| esposizione (raggi X e gamma) | C · kg−1 | = kg−1 · s · A | |||
| tasso di dose assorbita | Gy · s−1 | = m2 · s−3 | |||
Prefissi [modifica]
 |
Per approfondire, vedi Prefissi del Sistema internazionale di unità di misura. |
Le unità SI possono avere prefissi per rendere i valori né troppo grandi, né troppo piccoli. Ad es. la radiazione E.M. nel campo del visibile ha lunghezze d'onda pari ca. a 0,000 0005 m, che, più comodamente, è possibile scrivere 500 nm.
Si noti, ad evitare ambiguità, l'importanza di utilizzare correttamente i simboli maiuscoli e minuscoli. Non è permesso utilizzare più prefissi in cascata: ad es. non si può scrivere 10 000 m = 1 dakm.
| 10n | Prefisso | Simbolo | Nome | Equivalente decimale |
|---|---|---|---|---|
| 1024 | yotta | Y | Quadrilione | 1 000 000 000 000 000 000 000 000 |
| 1021 | zetta | Z | Triliardo | 1 000 000 000 000 000 000 000 |
| 1018 | exa | E | Trilione | 1 000 000 000 000 000 000 |
| 1015 | peta | P | Biliardo | 1 000 000 000 000 000 |
| 1012 | tera | T | Bilione | 1 000 000 000 000 |
| 109 | giga | G | Miliardo | 1 000 000 000 |
| 106 | mega | M | Milione | 1 000 000 |
| 103 | kilo | k | Mille | 1 000 |
| 102 | hecto | h | Cento | 100 |
| 101 | deca | da | Dieci | 10 |
| 100 | Uno | 1 | ||
| 10−1 | deci | d | Decimo | 0,1 |
| 10−2 | centi | c | Centesimo | 0,01 |
| 10−3 | milli | m | Millesimo | 0,001 |
| 10−6 | micro | µ | Milionesimo | 0,000 001 |
| 10−9 | nano | n | Miliardesimo | 0,000 000 001 |
| 10−12 | pico | p | Bilionesimo | 0,000 000 000 001 |
| 10−15 | femto | f | Biliardesimo | 0,000 000 000 000 001 |
| 10−18 | atto | a | Trilionesimo | 0,000 000 000 000 000 001 |
| 10−21 | zepto | z | Triliardesimo | 0,000 000 000 000 000 000 001 |
| 10−24 | yocto | y | Quadrilionesimo | 0,000 000 000 000 000 000 000 001 |
Nel 1998 il SI ha introdotto i prefissi per multipli binari per evitare che i prefissi standard, relativi a multipli decimali, vengano usati per i multipli binari. Ad es. soprattutto nel mondo informatico si intende erroneamente che 1 kB sia uguale a 1 024 B.
I prefissi per i multipli binari hanno lo scopo di operare secondo le potenze di 2 piuttosto che secondo le potenze di 10. Il simbolo è quello standard con l'aggiunta di "i".
Così, 1 kB equivale a 1 000 B, mentre 1 kiB equivale a 1 024 B. Un hard-disk da 2 TB ha capacità pari a 2 000 000 000 000 B o di ~1,819 TiB, un computer con memoria da 4 GiB ha una capacità di 4 294 967 296 B o di ~4,295 GB.
Unità non SI [modifica]
Unità non SI accettate dal Sistema Internazionale[11] [modifica]
Queste unità vengono accettate accanto a quelle ufficiali del SI in quanto il loro uso è tutt'oggi molto diffuso in tutta la popolazione anche non di ambiente scientifico. Il loro uso è tollerato per permettere agli studiosi di far capire le loro ricerche a un pubblico molto ampio, anche di non esperti nel settore. Questa categoria contiene soprattutto unità di tempo e di angoli. In teoria anche i simboli ° ' " andrebbero scritti distanziati dal valore numerico, per esempio «25 °C» è la forma corretta, mentre «25°C» è la forma errata.
| Nome | Simbolo | Equivalenza in termini di unità fondamentali SI |
|---|---|---|
| minuto | min | 1 min = 60 s |
| ora | h | 1 h = 60 min = 3 600 s |
| giorno | d | 1 d = 24 h = 86 400 s |
| grado | ° | 1º = (π/180) rad |
| minuto primo | ′ | 1′ = (1/60)° = (π/10 800) rad |
| minuto secondo | ″ | 1″ = (1/60)′ = (π/648 000) rad |
| ettaro | ha | 1 ha = 1 hm2 = 104 m2 |
| litro | l, L[2] | 1 L = 1 dm3 = 10−3 m3 |
| tonnellata | t | 1 t = 103 kg = 106 g |
Unità non SI accettate perché più precise[12] [modifica]
Queste unità sono accettate perché quelle previste dal SI sono ricavate mediante relazioni fisiche che includono costanti non conosciute con precisione sufficiente. In questo caso si tollera l'uso di unità non ufficiali per la maggiore precisione.
| Nome | Simbolo | Equivalenza in termini di unità fondamentali SI |
|---|---|---|
| elettronvolt | eV | 1 eV = 1,602 176 53(14) × 10−19 J |
| unità di massa atomica | u | 1 u = 1,660 538 86(28) × 10−27 kg |
| unità astronomica | ua | 1 ua = 1,495 978 706 91(6) × 1011 m |
Altre unità non SI attualmente accettate[13] [modifica]
Queste unità sono usate in ambiti commerciali e legali e nella navigazione. Queste unità dovrebbero essere definite in relazione al SI in ogni documento in cui vengono usate. Il loro uso è però scoraggiato.
| Nome | Simbolo | Equivalenza in termini di unità fondamentali SI |
|---|---|---|
| angstrom | Å | 1 Å = 0,1 nm = 10−10 m |
| miglio nautico | nm | 1 miglio nautico = 1 852 m |
| nodo | kn | 1 nodo = 1 miglio nautico all'ora = (1 852/3 600) m/s |
| barn | b | 1 b = 100 fm2 = 10−28 m2 |
| bar | bar | 1 bar = 0,1 MPa = 100 kPa = 1 000 hPa = 105 Pa |
| millimetro di mercurio | mmHg | 1 mmHg ≈ 133,322 Pa |
| neper[14] | Np | 1 Np = e qualsiasi unità fondamentale del SI |
| bel[14] | B | 1 B = (ln 10)/2 Np = 10 qualsiasi unità fondamentale del SI |
Note [modifica]
- ^ nota dell'Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica
- ^ a b Il simbolo l fu adottato dalla CIPM nel 1879, la possibilità di usare in alternativa provvisoria L fu stabilita nella 16ª CGPM per evitare ambiguità tra il numero 1 e la lettera l.
- ^ (Al computer il punto a mezza altezza (·) può essere scritto: in ambiente Linux, premendo contemporaneamente "Alt Gr" e ".", in ambiente Microsoft Windows premendo la sequenza numerica 250 mentre si tiene premuto "Alt")
- ^ BIPM. (EN) The International System of Units (SI) (PDF), p. 133. 2006. URL consultato in data 8 dicembre 2011.
- ^ Decreto del presidente della Repubblica 12 agosto 1982, n. 802, in materia di Attuazione della direttiva (CEE) n. 80/181 relativa alle unità di misura
- ^ Una data temperatura differisce nelle due scale di 273,15 (scala Celsius = scala Kelvin - 273,15), ma la differenza di temperatura di 1 grado Celsius = 1 kelvin
- ^ a b Inizialmente queste unità stavano in una categoria a parte chiamata Unità supplementari. La categoria è stata abrogata nel 1995 dalla 20ª Conferenza generale dei pesi e delle misure (CGPM) e il radiante e lo steradiante sono ora considerate unità derivate.
- ^ Talvolta erroneamente chiamata radioattività (radioattività è il fenomeno fisico, mentre attività è la grandezza fisica derivata corrispondente).
- ^ Nella pratica la molarità si continua a misurare in mol/L
- ^ Usato il nome non SI di Nit
- ^ SI brochure - Tabella 6
- ^ SI brochure - Tabella 7
- ^ SI brochure - Tabella 8
- ^ a b Queste unità sono usate per esprimere il valore logaritmico della misura. Molto usato nella tecnica è il sottomultiplo del bel, il decibel: dB. Sia per il neper che per il bel è particolarmente importante che sia specificata la quantità misurata, ad es. dBV nella misura di tensione. Per maggiori informazioni consultare lo standard ISO 31.
Bibliografia [modifica]
- Michelangelo Fazio, SI, MKSA, CGS & Co. dizionario e manuale delle unità di misura, Bologna, Zanichelli Editore, 1995. ISBN 88-08-08962-2
- Robert Perry; Dow.W.Green, Perry's Chemical Engineers' Handbook, 8a ed. (in inglese), McGraw-Hill, 2007. ISBN 0-07-142294-3
- IUPAC Quantities, Units and Symbols in Physical Chemistry; Ian Mills, Tomislav Cvitas, Klaus Homann, Nicola Kallay, Kozo Kuchitsu, 1993, 2a ed. (in inglese), Blackwell Science. ISBN 0-632-03583-8
Voci correlate [modifica]
Altri progetti [modifica]
Wikizionario contiene il lemma di dizionario «Sistema Internazionale»
Commons contiene immagini o altri file su Sistema internazionale di unità di misura
Collegamenti esterni [modifica]
- (EN, FR) Sito web del BIPM, l'Ufficio internazionale dei pesi e delle misure
- (EN, FR) SI brochure, 8ª Ed. 2006 (PDF, 3,88 MB)
- (EN) Sito dell'istituto nazionale degli Stati Uniti per gli standard e le tecnologie, NIST
- (EN) Il Sistema internazionale di unità di misura, pubblicazione speciale 330, NIST 2008
- (EN) Guida per l'uso del Sistema internazionale di unità di misura, pubblicazione speciale 811, NIST 2008
- Sito dell'istituto nazionale di ricerca metrologica
- La grammatica del linguaggio delle misure dal sito dell'INRIM
- Premere qui per sincronizzarvi con il campione nazionale del tempo
- Sistema internazionale di unità di misura nel Tesauro della BNCF
