Ogni dato quantitativo ha significato solo se accompagnato dalla corretta unità di misura: un valore pari, ad esempio, a 7,2 g non è sovrapponibile a 7,2 kg. L’unità specifica lo standard con cui si quantificano grandezze fisiche come massa, volume, tempo o lunghezza; in assenza di un’unità adeguata, il numero non descrive alcuna proprietà misurabile. Il sistema metrico decimale organizza le unità in modo che i multipli e i sottomultipli di una stessa grandezza siano ottenuti tramite potenze di 10, semplificando i passaggi da una scala all’altra.

Per la lunghezza, la relazione tra unità può essere scritta come catena di equivalenze:

\[ 1\ \text{m} = 10\ \text{dm} = 100\ \text{cm} = 1\,000\ \text{mm}. \]

Il sistema metrico nasce in Francia alla fine del XVIII secolo; la sua evoluzione moderna è il Sistema Internazionale di unità (Système International, SI), formalizzato dal CGPM nel 1960 e aggiornato periodicamente. L’adozione del SI è oggi molto estesa, pur non essendo assoluta in tutti i contesti: in alcuni settori persistono unità non SI per ragioni storiche o di praticità (si pensi, per la pressione, a bar o mmHg, affiancati al pascal).

Nel SI le unità base per lunghezza, massa e tempo sono rispettivamente metro (m), chilogrammo (kg) e secondo (s); in ambito chimico e di laboratorio sono d’uso corrente anche il grammo (g), che è un sottomultiplo del chilogrammo, e il litro (L), unità accettata per il volume. I multipli e i sottomultipli si ottengono anteponendo prefissi che indicano potenze di dieci e che si applicano in modo uniforme a tutte le grandezze (massa, volume, lunghezza, tempo, energia, ecc.). I prefissi più diffusi sono riportati nella (Tabella 01.04-01).

Alcuni esempi di sottomultipli (prefisso micro-, \(10^{-6}\)) sono:

• Micrometro (µm), pari a \(10^{-6}\) metri;
• Microgrammo (µg), pari a \(10^{-6}\) grammi;
• Microlitro (µL), pari a \(10^{-6}\) litri;
• Microsecondo (µs), pari a \(10^{-6}\) secondi.

Con prefissi per i multipli si ottengono, a titolo di esempio:

• Chilometro (km), pari a \(10^{3}\) metri;
• Kilopascal (kPa), pari a \(10^{3}\) pascal;
• Megajoule (MJ), pari a \(10^{6}\) joule;
• Gigahertz (GHz), pari a \(10^{9}\) hertz.

I fattori di conversione consentono di passare da un’unità a un’altra moltiplicando per rapporti uguali a 1, costruiti dalle equivalenze tra unità. Il metodo dell’analisi dimensionale garantisce coerenza delle unità e riduce gli errori. Ad esempio, per convertire 2,75 h in secondi:

\[ \begin{aligned} 2{,}75\ \text{h} &\times \frac{60\ \text{min}}{1\ \text{h}} \times \frac{60\ \text{s}}{1\ \text{min}} = 2{,}75 \times 60 \times 60\ \text{s} = 9\,900\ \text{s}. \end{aligned} \]

Lo stesso approccio vale per ogni grandezza. Se occorre convertire un volume espresso in millilitri in metri cubi, si combinano i fattori per i prefissi e per le unità derivate: poiché \(1\ \text{mL} = 1\ \text{cm}^3\) e \(1\ \text{m} = 100\ \text{cm}\), allora \(1\ \text{cm}^3 = (10^{-2}\ \text{m})^3 = 10^{-6}\ \text{m}^3\), da cui \(1\ \text{mL} = 10^{-6}\ \text{m}^3\). La corretta gestione delle unità, insieme all’uso coerente dei prefissi, è fondamentale per comunicare misure affidabili e per eseguire calcoli senza ambiguità.