Kilogram | |||
---|---|---|---|
Prøvemasse på1 kg lagret ved National Institute of Standards and Technology , USA . Den rette sylinderen har en diameter og en høyde på 39 mm, og er laget av en legering av platina (90%) og iridium (10%). | |||
Generell informasjon | |||
System | JA | ||
Størrelse | masse | ||
Symbol | kg | ||
Eponymous | kilo og gram | ||
Konverteringer
| |||
CGS enhet | 1 000 g | ||
MTS enhet | 0,001 t | ||
amerikansk enhet / Imp | ≈2,20462 lb ≈35 274 oz | ||
ST enhet | ≈0,10197 UTM | ||
Troy enhet | ≈32 1507 oz t | ||
Planck enhet | ≈4.595 × 10 7 m P | ||
Atomenheter | ≈1,0978 × 10 30 m og | ||
SA enhet | ≈5,02785 × 10 −31 M ☉ | ||
Kilogrammet ( alternativ stavemåte: kilogram ) [1] [2] , i vanlig bruk kilo [3] [4] (symbol: kg [5] ), er den grunnleggende enheten for masse i det internasjonale systemet for måleenhet ( SI) [6] tilsvarende massen på ≈4.595 × 10 7 mP , (forhold til den enhetlige Planck-massen).
Den 26. generalkonferansen for vekter og mål holdt i Versailles fra 13. til 16. november 2018 introduserte en ny definisjon, ifølge hvilken også kilogram, som for de andre grunnleggende enhetene i SI, fra 20. mai 2019 refererer til en fysisk konstant , [7 ] spesielt til Planck-konstanten gjennom en måling ved hjelp av Watt-balansen . [8] [9]
Historisk sett oppsto det som massen av en liter (kubikkdesimeter) destillert vann ved en temperatur på ca.4 ° C. Fram til 20. mai 2019 ble det definert som massen til en bestemt sylinder med omtrent høyde og diameter4 cm av en platina - iridium-legering deponert ved International Office of Weights and Measures i Sèvres , Frankrike , også kalt den internasjonale prototypen. [10] [11]
Kilogrammet er lik tusen gram (symbol: g ).
Kilogrammet er den eneste SI -måleenheten som frem til 20. mai 2019 var definert i forhold til en artefakt, og ikke av en fysisk egenskap. Det vil si at det fortsatt fulgte den typiske tilnærmingen til et teknisk system .
Grammet kom inn i det franske metriske systemet 1. august 1793 , definert [12] som massen av én kubikkcentimeter (10 −6 m³ ) vann ved temperaturen på3,98 °C ved standard atmosfærisk trykk . Denne spesielle temperaturen ble valgt fordi vann har sin maksimale tetthet for dette . Den 7. april 1795 dukket kilogrammet opp som dets multiplum (1 kg =1 000 g ).
Denne definisjonen var vanskelig å oppnå nøyaktig, også fordi tettheten til vann er delvis relatert til trykk, og trykkenheten inkluderer masse blant faktorene, og introduserer en sirkulær avhengighet i definisjonen av kilogram.
For å unngå dette problemet ble kilogrammet omdefinert som den nøyaktige massen til en bestemt standardmasse, opprettet for å tilnærme den opprinnelige definisjonen og laget i 1875 . Den internasjonale prototypen på kilogram "Le Grand Kilo", en rett sylinder med en sirkulær base som måler39 mm i høyde og diameter, sammensatt av en legering av platina og iridium , den oppbevares ved Bureau International des Poids et Mesures ( International Office of Weights and Measures ) ved Pavillon de Breteuil i Sèvres , Frankrike .
Siden 1889 har SI defineret måleenheten som lik massen til denne prototypen. Offisielle kopier av prototypen gjøres tilgjengelig som nasjonale prototyper, som med jevne mellomrom ble sammenlignet med Paris-prototypen, i årene 1889, 1946-1948 og 1988-1992; ytterligere ekstraordinær sammenligning ble gjort i 2014. [13]
Da, i 1889 , prøven av kiloet bygget i 1875 ble sammenlignet med den forrige prøven definert av vannmassen , ble det innsett at de ikke var enige, og var artefakten tilsvarende1,000027 dm³ vann. Ved å velge å endre kilogramprøven med en mer presis artefakt, foretrakk teknikerne å beholde prøven allerede i bruk i fjorten år, og forlot definisjonen knyttet til vannmassen. Videre, med tanke på volumet knyttet til definisjonen holdt viktig, ble literen introdusert som volumet vann ved temperaturen på3,98 ° C ved standard atmosfærisk trykk med masse lik ett kilo (en definisjon erstattet i 1964 da det ble besluttet å gjøre literen nøyaktig lik en kubikkdesimeter).
Per definisjon var feilen i prototype replikerbarhet null; faktisk ble det vurdert i størrelsesorden 2 mikrogram. Dette er et resultat av sammenligningen av prototypen med dens offisielle kopier, som så langt det er mulig er laget av samme materiale og lagret under samme forhold. Det er ingen grunn til å tro at prototypen er mer eller mindre stabil enn de offisielle kopiene. Det ser ut til at den opprinnelige kiloen har mistet omtrent 50 mikrogram de siste 100 årene av fortsatt ukjente årsaker (sannsynligvis på grunn av sublimeringen av metallet, faktisk over tid "fordamper de også"), av denne grunn ble det besluttet å definere kilogram gjennom fysiske lover , og ikke lenger gjennom en referanseprøve. [14]
Bevaringen av den gamle internasjonale prototypen ble utført med de strengeste kriteriene: det brukes en pansret kjeller, for åpningen som kreves samtidig bruk av tre forskjellige nøkler, bevoktet av tre personligheter fra Bureau international des poids et mesures . Åpningen skjer med autorisasjon fra International Committee of Weights and Measures .
Forholdene temperatur, trykk og fuktighet er konstante og kontakt med støv unngås ved å holde prototypen under tre glassbjeller. Denne prototypen ble brukt til sammenligninger (omtrent hvert 40. år). [13] Andre prøver av masseenheten, laget for statene som følger metrokonvensjonen, skiller seg fra stamfaderen med ± 0,3 mg. Seks av disse prøvene ble brukt til å rekonstruere den internasjonale prototypen i det uheldige tilfellet at denne skulle bli ubrukelig [15] .
Uleiligheten knyttet til tilgjengeligheten til prøvene kombinert med deres tvilsomme nøyaktighet har overbevist teknikere og forskere til å søke en mer tilfredsstillende definisjon av kilogram.
I Italia oppbevares kiloprøven i Roma i departementet for økonomisk utvikling .
For å unngå konflikter med en gammel vektenhet, også kalt kilogram, og med bruken av prefikset "kilo" i navnet, foreslo den italienske metrologikommisjonen i 1954 navnet "bes" (symbol b ) for ' grunnenheten av måling av masse ; men forslaget fikk ikke tilstrekkelig internasjonal konsensus og ble derfor trukket tilbake. I 1988 var det den svenske metrologikommisjonens tur til å foreslå å erstatte begrepet "kilogram" med "GIO", for å hedre den italienske metrologen Giovanni Giorgi , men også dette forslaget var mislykket [16] .
Dekretet fra presidenten for republikken n. 802 av 12. august 1982 innførte direktiv 80/181/EØF om måleenheter ved å fastsette "de lovlige måleenheter som skal brukes til å uttrykke mengder"; i vedlegget er kilogrammet angitt for massen, definert som "lik massen til den internasjonale prototypen av kilogrammet (3. CGPM, 1901, side 70 i rapporten)".
Fra 2010 til 2018 ble det forsøkt å innføre en ny definisjon av kilogram, ved hjelp av fundamentale eller atomkonstanter. Dette for å gjøre det mer presist og oppnåelig i ethvert spesialisert laboratorium. [17]
Forslagene som ble fremmet var:
«Kilogrammet er den massen som gjennomgår en akselerasjon på2 × 10 −8 m / s² hvis utsatt for kraften som utvikles mellom to rette, parallelle ledere med uendelig lengde og ubetydelig sirkulær tverrsnitt, plassert i vakuumet i en avstand på en meter, gjennom hvilken en konstant elektrisk strøm på6,24150962915265 × 10 18 elementære ladninger (eller 1 coulomb ) per sekund." |
Ved å stemme 16. november 2018 fastslo Bureau international des poids et mesures at kilogram etter 20. mai 2019 er definert gjennom en fysisk egenskap knyttet til en fundamental konstant [8] [9] , det vil si som mengden masse som kreves for å kompensere for en kraft på6,62607015 × 10 −34 J⋅s i en watt-balanse . For at sistnevnte skal være i likevekt, må en viss mengde strøm føres gjennom, og på grunn av definisjonene av volt og ohm , er målingen av kilogram relatert til Planck-konstanten (6,62607015 × 10 −34 J⋅s ) [19] gjennom følgende relasjon [20] :
Hvor er Planck-konstanten.
SI-prefikser brukes for multipler og submultipler av kilogram. Det skal bemerkes at, i motsetning til de andre måleenhetene, er kilogram den eneste basisenheten som allerede inneholder et prefiks ("kilo", ment som 10 3 ganger måleenheten), faktisk gjelder multipler og submultipler for gram.
Videre, i vanlig bruk, rapporteres noen særegenheter: megagrammet (10 6 gram) kalles tonn , 100 kilo (eller 10 5 g), som ikke inkluderer et SI-prefiks, kalles quintal . Å påpeke10 kg er myriagrammet brukt , men det er nå ute av bruk. Disse måleenhetene, selv om de ikke tilhører SI, gjenkjennes av den på grunn av deres brede bruk. Alltid i vanlig bruk, det vil si ikke i en strengt vitenskapelig eller teknisk sammenheng, blir kilogram og hektogram noen ganger referert til som "kilo" og "hektogram", og tar måleenheten for gitt.
Mikrogrammet (symbol: µg , noen ganger referert til som mcg) brukes sammen med milligrammet (mg), for å indikere den terapeutiske dosen av medikamenter eller sporstoffer . For eksempel er det daglige behovet for folsyre ( vitamin B9 ) hos en kvinne200 μg (0,2 mg ), men dobbelt så mye i svangerskapet (400 μg =0,4 mg ).
Massen til en menneskelig eggcelle er ca1 μg .
I noen sammenhenger, for eksempel i medisin, blir mikrogrammet referert til som gamma ( γ ):1 μg =1 γ . [21]
Denne svært lille måleenheten , relatert til et volum (for eksempel ng/ ml ), brukes til å indikere svært lave konsentrasjoner av visse stoffer, for eksempel: terapeutisk dosering av noen medikamenter , konsentrasjoner av enzymer , konsentrasjoner av forurensninger, urenheter, doping , etc.