Kilogram

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Kilogram
Kilogram standard, 2.jpg
1 kg masă de eșantion depozitat la Institutul Național de Standarde și Tehnologie , SUA . Cilindrul drept are un diametru și o înălțime de 39 mm și este fabricat dintr-un aliaj de platină (90%) și iridiu (10%).
Informații generale
Sistem DA
mărimea masa
Simbol kg
Eponim kilogram și gram
Conversii
1 kg în ... ...echivalentă cu...
Unitate CGS 1 000 g
Unitate MTS 0,001 t
Unitate SUA / Imp2.20462 lb
35.274 oz
Unitate ST0,10197 UTM
Unitatea Troia32.1507 oz t
Unitatea Planck4.595 × 10 7 m P.
Unități atomice1,0978 × 10 30 m și
Unitate SA5,02785 × 10 −31 M

Kilogramul (ortografie alternativă: kilogram) [1] [2] , folosind kilogramul vorbit în mod obișnuit [3] [4] (simbol: kg [N 1] ), este „ unitatea de măsură a bazei masei la nivel internațional Sistem de unități de măsură (SI) [5] corespunzătoare masei lui ≈ 4,595 × 10 7 mP , (relație cu masa unitară Planck).

Cea de-a 26-a Conferință Generală a Măsurilor și Măsurilor desfășurată la Versailles în perioada 13-16 noiembrie 2018 a introdus o nouă definiție conform căreia și kilogramul, ca și pentru celelalte unități de bază ale SI, din 20 mai 2019 se referă la o constantă fizică , [6 ] în special la constanta Planck printr-o măsurare prin intermediul balanței de wați . [7] [8]

Din punct de vedere istoric, a provenit ca masa a unui litru (decimetru cub) de apă distilată la o temperatură de aproximativ 4 ° C. Până la 20 mai 2019, a fost definită ca masa unui anumit cilindru de aproximativ înălțime și diametru 4 cm dintr-un aliaj de platină - iridiu depus la Oficiul Internațional de Greutăți și Măsuri din Sèvres , Franța , denumit și prototipul internațional. [9] [10]

Kilogramul este egal cu o mie de grame (simbol: g ).

Definiție

Kilogramul este singura unitate de măsură SI care, până la 20 mai 2019, rămăsese definită în raport cu un artefact și nu printr-o proprietate fizică. Adică, a urmat în continuare abordarea tipică a unui sistem tehnic .

Gramul a intrat în sistemul metric francez la 1 august 1793 , definit [11] ca masa unui centimetru cub ( 10-6 ) de apă la o temperatură de 3,98 ° C la presiunea atmosferică standard . Această temperatură specială a fost aleasă, deoarece pentru aceasta apa are densitatea maximă. La 7 aprilie 1795, kilogramul a apărut ca multiplu (1 kg = 1 000 g).

Această definiție a fost dificil de realizat cu precizie, de asemenea, deoarece densitatea apei este parțial legată de presiune, iar unitatea de presiune include masa printre factori, introducând o dependență circulară în definiția kilogramului.

Pentru a evita această problemă, kilogramul a fost redefinit ca masa precisă a unei anumite mase standard, creată pentru a aproxima definiția inițială și realizată în 1875 . Prototipul internațional al kilogramului „Le Grand Kilo”, un cilindru drept cu o bază circulară de 39 mm înălțime și diametru, realizat dintr-un aliaj de platină și iridiu , este păstrat la Bureau International des Poids et Mesures ( Biroul internațional al Greutăți și măsurători ) la Pavillon de Breteuil din Sèvres , Franța .

Din 1889 , SI definește unitatea de măsură ca fiind egală cu masa acestui prototip. Copiile oficiale ale prototipului sunt puse la dispoziție ca prototipuri naționale, care au fost comparate periodic cu prototipul de la Paris, în anii 1889, 1946-1948 și 1988-1992; s-a făcut o comparație extraordinară în 2014. [12]

Când, în 1889 , eșantionul kilogramului construit în 1875 a fost comparat cu eșantionul anterior definit de masa de apă, s-a realizat că acestea nu au fost de acord, fiind artefactul echivalent cu 1.000 027 dm³ de apă. Alegând schimbarea eșantionului de kilograme cu un artefact mai precis, tehnicienii au preferat să păstreze eșantionul deja utilizat timp de paisprezece ani, abandonând definiția legată de masa de apă. Mai mult, considerând important volumul legat de definiția menținută, litrul a fost introdus ca un volum de apă la o temperatură de 3,98 ° C la presiunea atmosferică standard de masă egală cu un kilogram (o definiție înlocuită în 1964 când s-a decis să se facă litrul exact egal cu un decimetru cub).

Prin definiție, eroarea în replicabilitatea prototipului a fost zero; de fapt, a fost evaluat la ordinul a 2 micrograme. Acest lucru rezultă din compararea prototipului cu copiile sale oficiale, care sunt, pe cât posibil, realizate din același material și stocate în aceleași condiții. Nu există motive să credem că prototipul este mai mult sau mai puțin stabil decât exemplarele oficiale. Se pare că kilogramul inițial a pierdut aproximativ 50 micrograme în ultimii 100 de ani din motive încă necunoscute (probabil din cauza sublimării metalului, de fapt și ele „se evaporă” în timp), din acest motiv s-a decis definirea kilogram prin legile fizice și nu mai printr-un eșantion de referință. [13]

Conservarea vechiului prototip internațional a fost efectuată cu cele mai riguroase criterii: se folosește un subsol blindat, pentru deschiderea căruia este necesară utilizarea simultană a trei chei diferite, păzită de trei personalități ale Bureau international des poids et mesures . Deschiderea are loc cu autorizarea Comitetului internațional pentru greutăți și măsuri .

Condițiile de temperatură, presiune și umiditate sunt constante și contactul cu praful este evitat prin ținerea prototipului sub trei clopote de sticlă. Acest prototip a fost utilizat pentru comparații (aproximativ la fiecare 40 de ani). [12] Alte eșantioane ale unității de masă, făcute pentru statele care aderă la Convenția Metro, diferă de progenitor cu ± 0,3 mg. Șase dintre aceste eșantioane au fost folosite pentru a reconstrui prototipul internațional în cazul nefericit, care ar trebui să devină inutil [14] .

Inconvenientul legat de accesibilitatea eșantioanelor combinat cu acuratețea lor dubioasă i-au convins pe tehnicieni și oameni de știință să caute o definiție mai satisfăcătoare a kilogramului.

În Italia, eșantionul de kilograme este păstrat la Roma la Ministerul Dezvoltării Economice .

Pentru a evita conflictele cu o unitate veche de măsurare a greutății, numită și kilogram, și cu utilizarea prefixului „kilo” în nume, în 1954 , Comisia italiană de metrologie a propus denumirea „bes” (simbolul b ) pentru „ unitatea de bază de măsurare a masei ; dar propunerea nu a primit suficient consens internațional și, prin urmare, a fost retrasă. În 1988 a venit rândul Comisiei suedeze de metrologie să propună înlocuirea termenului „kilogram” cu „GIO”, pentru a-l cinsti pe metrologul italian Giovanni Giorgi , dar și această propunere nu a avut succes [15] .

Decretul Președintelui Republicii nr. 802 din 12 august 1982 a transpus Directiva 80/181 / CEE privind unitățile de măsură prin stabilirea „unităților legale de măsură care trebuie utilizate pentru exprimarea cantităților”; în anexă, kilogramul este indicat pentru masa, definită ca „egală cu masa prototipului internațional al kilogramului (al 3-lea CGPM, 1901, pagina 70 din raport)”.

Definiție nouă

Din 2010 până în 2018, s-au făcut eforturi pentru a introduce o nouă definiție a kilogramului, prin intermediul constantelor fundamentale sau atomice. Acest lucru pentru ao face mai precis și mai realizabil în orice laborator specializat. [16]

Propunerile făcute au fost:

Sfera campioană a proiectului Avogadro
  • Legați definiția kilogramului de constanta lui Avogadro . Valoarea acestei constante universale este egală cu numărul de particule conținute într-un mol de orice substanță. Dificultatea tehnică a acestei abordări este legată de necesitatea de a număra cu precizie numărul de atomi din substanța aleasă și, prin urmare, de a face incertitudinea cu care este cunoscută constanta Avogadro mai mică decât cea legată de kilogramul eșantion actual. [17]
  • Abordarea prin acumulare de ioni implică acumularea ionilor de aur și măsurarea curentului electric necesar pentru neutralizarea acestora.
  • Utilizarea balanței Watt (un aparat electromecanic utilizat pentru definirea amperului ) pentru a raporta kilogramul la constanta Planck și folosind definițiile de volți și ohmi .
  • Utilizarea levitației unui superconductor , care leagă kilogramul de cantitățile electrice prin levitația unui corp supraconductor într-un câmp magnetic generat de o bobină supraconductoare și prin măsurarea curentului electric care circulă în bobină.
  • Deoarece valoarea constantei Josephson (CIPM (1988) Recomandarea 1, PV 56; 19) și a constantei Von Klitzing (CIPM (1988), Recomandarea 2, PV 56; 20) au fost cunoscute cu suficientă precizie (KJ ≡ 4.835 979 × 1014 Hz / V și RK ≡ 2.581 280 7 × 104 Ω), s-a propus redefinirea kilogramului ca:

"Kilogramul este acea masă care suferă o accelerație de 2 × 10 −8 m / s² dacă este supusă forței care se dezvoltă între doi conductori drepți, paraleli, cu lungime infinită și secțiune circulară neglijabilă, plasate în vid la o distanță de un metru , prin care curge un curent electric constant de 6.241 509 629 152 65 × 10 18 încărcări elementare (sau 1 coulomb ) pe secundă. "

Prin votul din 16 noiembrie 2018, Bureau international des poids et mesures a stabilit că, după 20 mai 2019, kilogramul este definit printr-o proprietate fizică legată de o constantă fundamentală [7] [8] , adică cantitatea de masă necesară pentru a compensa o forță de într-un echilibru Watt . Pentru ca acesta din urmă să fie în echilibru, trebuie să treacă o anumită cantitate de curent și, datorită definițiilor de volți și ohmi , măsurarea kilogramului este legată de constanta Planck (6.626 070 15 × 10 −34 J s) [18] prin următoarea relație [19] :

Unde este este tocmai constanta lui Planck.

Multiple și submultiple

Prefixele SI sunt utilizate pentru multipli și submultipli ai kilogramului. Trebuie remarcat faptul că, spre deosebire de celelalte unități de măsură, kilogramul este singura unitate de bază care conține deja un prefix („kilogram”, destinat să fie de 10 de 3 ori unitatea de măsură), de fapt multiplii și submultiplii se aplică gramului.

Mai mult, în utilizarea obișnuită, sunt raportate unele particularități: megagrama (10 6 grame) se numește tonă , 100 de kilograme (sau 10 5 g), care nu includ un prefix SI, sunt numite chintale . Miriagrama este utilizată pentru a indica 10 kg, dar acum nu mai este folosită. Aceste unități de măsură, chiar dacă nu aparțin SI, sunt recunoscute de acesta în virtutea utilizării lor largi. Întotdeauna în uz obișnuit, care nu se află într-un context strict științific sau tehnic, kilogramul și hectograma sunt uneori denumite pur și simplu „kilograme” și „hectograme”, luând unitatea de măsură ca atare.

  • 1 000 (10 3 ) grame se numesc kilograme (kg)
  • 100 (10 2 ) grame se numesc hectograme (hg)
  • 10 (10 1 ) grame se numesc decagrame (dag)
  • grame (g)
  • 0,1 (10 -1 grame) se numesc decigrame (dg)
  • 0,01 (10 −2 ) grame se numesc centigrame (cg)
  • 0,001 ( 10-3 grame) se numesc miligrame (mg)
  • 0,000001 (10 −6 ) grame se numesc micrograme (µg)
  • 0,000000001 (10 −9 ) grame se numesc nanograme (ng)

Microgram

Micrograma (simbol: µg , uneori denumită mcg) este utilizată, împreună cu miligramul (mg), pentru a indica doza terapeutică de medicamente sau oligoelemente . De exemplu, necesarul zilnic de acid folic ( vitamina B9 ) la o femeie este de 200 µg (0,2 mg), dar în timpul sarcinii este dublu (400 µg = 0,4 mg).

Masa unei celule de ou uman este de aproximativ 1 µg.

În unele contexte, de exemplu în medicină, micrograma este denumită gamma ( γ ): 1 µg = 1 γ. [20]

Nanograma

Această unitate de măsură foarte mică, legată de un volum (de exemplu ng / ml ), este utilizată pentru a indica concentrații foarte mici de anumite substanțe, de exemplu: dozarea terapeutică a unor medicamente , concentrațiile de enzime , concentrațiile de poluanți, impuritățile, dopajul , etc.

Notă

  1. ^ Uneori indicat incorect cu Kg ; vezi Prefixele Sistemului Internațional de Unități .

Referințe

  1. ^ Unitățile de măsură , pe inrim.it . Adus pe 27 decembrie 2017 .
  2. ^ Atât forma kilogramului , cât și forma kilogramului sunt atestate în dicționare, deși aceasta din urmă a intrat în uz abia mai târziu. În ceea ce privește ortografia care este oficială sau preferabilă în limba italiană, trebuie remarcat faptul că directiva europeană și legislația elvețiană cu privire la acest subiect utilizează doar kilogramul de ortografie, în timp ce legislația italiană admite ambele forme. Mai exact, în noiembrie 1982, la data publicării legii italiene, se folosea doar kilogramul de ortografie dar deja în februarie 1983 textul a fost corectat pentru a înlocui aparițiile cuvântului kilogram cu kilograme ; ortografia dublă a fost definitiv consacrată în aprilie 2020, când textul a fost modificat astfel încât unitatea de măsură să apară ca kilogram sau kilogram . În acest sens, a se vedea:
  3. ^ kilo , în Treccani.it - ​​Treccani Vocabulary online , Institute of the Italian Encyclopedia. Adus la 22 august 2017 .
  4. ^ kilo , pe Dizionario Garzanti . Adus la 22 august 2017 .
  5. ^(RO) IUPAC Gold Book, „kilogram”
  6. ^ (EN) BIPM - Rezoluția 1 a 26-a CGPM , pe www.bipm.org. Adus la 22 martie 2019 (arhivat din original la 4 februarie 2021) .
  7. ^ a b Pallab Ghosh, Kilogram primește o nouă definiție , BBC, 16 noiembrie 2018.
  8. ^ a b The Latest: Landmark Change to Kilogram Approved , în New York Times , 16 noiembrie 2018.
  9. ^ Spre noile unități de măsură, kilogramul , pe ansa.it , ANSA , 19 mai 2019. Accesat la 20 mai 2019 .
  10. ^ «Le kilogram est l'unité de masse; il est égal à la masse du prototype international du kilogram ". Comptes rendus de la 3e Conférence Générale des Poids et Mesures (GFCM), 1901, p. 70
  11. ^ De Antoine Lavoisier și René Just Haüy pentru Comisia de greutăți și măsuri a Academiei Franceze de Științe .
  12. ^ A b (EN) IPK , pe bipm.org, BIPM. Adus la 13 iulie 2017 .
  13. ^ "Kilogramul" schimbă greutatea, nou sistem de măsurare , în La Repubblica , 2005.
  14. ^ E. Arri și et alii, Măsurătorile mărimilor fizice , Torino, Paravia, 1984.
  15. ^ Unități de măsură SI și recomandări pentru utilizarea multiplelor lor și a altor unități , în standardul italian UNI CEI ISO 1000: 2004 , Milano, UNI-CEI, 2004.
  16. ^ (RO) Revizuirea viitoare a SI , pe www.bipm.org, BIPM. Adus la 13 iulie 2017 .
  17. ^ În căutarea kilogramului perfect , în Il Corriere della Sera , 1 iulie 2018.
  18. ^ ( RO ) 26 CGPM - Rezoluții adoptate ( PDF ), pe bipm.org . Adus la 22 noiembrie 2018 (Arhivat din original la 19 noiembrie 2018) .
  19. ^ Kilogram - kg , pe www.youmath.it . Adus la 4 aprilie 2021 .
  20. ^ (EN) HG Jerrard, A Dictionary of Scientific Units, ed. A V-a, Springer, 1986, p. 52, DOI : 10.1007 / 978-94-017-0571-4 , ISBN 978-0-412-28100-6 .

Elemente conexe

Alte proiecte

linkuri externe

Controlul autorității LCCN (EN) sh2007003156 · GND (DE) 4163779-3