Quilograma

De la Viquipèdia, l'enciclopèdia lliure.
Saltar a la navegació Saltar a la cerca
Quilograma
Quilograma estàndard, 2.jpg
1 kg de massa de mostra emmagatzemada a l' Institut Nacional d'Estàndards i Tecnologia , EUA . El cilindre recte té un diàmetre i una alçada de 39 mm i està format per un aliatge de platí (90%) i iridi (10%).
Informació general
Sistema
Mida massa
Símbol kg
Eponímic quilo i gram
Conversions
1 kg a ... ...equivalent a...
Unitat CGS 1 000 g
Unitat MTS 0,001 t
Unitat dels EUA / Imp2,20462 lliures
35.274 oz
Unitat ST0,10197 UTM
Unitat de Troia32.1507 oz t
Unitat de Planck4.595 × 10 7 m P.
Unitats atòmiques1.0978 × 10 30 m i
Unitat SA5,02785 × 10 −31 M

El quilogram (ortografia alternativa: quilogram) [1] [2] , usant quilo parlat habitualment [3] [4] (símbol: kg [N 1] ), és la ' unitat de mesura de la base de la massa a la Internacional Sistema d'unitats de mesura (SI) [5] corresponent a la massa de ≈ 4.595 × 10 7 mP , (relació amb la massa unitària de Planck).

La 26a Conferència General de Pesos i Mesures celebrada a Versalles del 13 al 16 de novembre de 2018 va introduir una nova definició segons la qual també el quilogram, pel que fa a les altres unitats bàsiques del SI, a partir del 20 de maig de 2019 fa referència a una constant física , [6 ] en particular a la constant de Planck mitjançant una mesura mitjançant el balanç de watts . [7] [8]

Històricament, es va originar com la massa d’un litre (decímetre cúbic) d’ aigua destil·lada a una temperatura aproximada 4 ° C. Fins al 20 de maig del 2019 es definia com la massa d’un cilindre concret d’alçada i diàmetre aproximadament 4 cm d'un aliatge de platí i iridi dipositat a l' Oficina Internacional de Pesos i Mesures de Sèvres , França , també anomenat prototip internacional. [9] [10]

El quilogram és igual a mil grams (símbol: g ).

Definició

El quilogram és l’única unitat de mesura del SI que, fins al 20 de maig de 2019, s’havia mantingut definida en relació amb un artefacte i no per una propietat física. És a dir, seguia l’enfocament típic d’un sistema tècnic .

El gram va entrar al sistema mètric francès l'1 d'agost de 1793 , definit [11] com la massa d'un centímetre cúbic (10 −6 ) d' aigua a una temperatura de 3,98 ° C a pressió atmosfèrica estàndard . Es va triar aquesta temperatura en particular perquè, per a això, l'aigua té la seva densitat màxima. El 7 d'abril de 1795, el quilogram apareixia com a múltiple (1 kg = 1 000 g).

Aquesta definició va ser difícil d’aconseguir amb precisió, també perquè la densitat de l’aigua està en part relacionada amb la pressió, i la unitat de pressió inclou la massa entre els factors, introduint una dependència circular en la definició del quilogram.

Per evitar aquest problema, el quilogram es va redefinir com la massa precisa d'una massa estàndard concreta, creada per aproximar-se a la definició original i feta el 1875 . El prototip internacional del quilogram "Le Grand Kilo", un cilindre recte amb una base circular de 39 mm d'alçada i diàmetre, fabricat amb un aliatge de platí i iridi , es conserva a l' Oficina Internacional dels Poids i Mesures ( International Bureau of Pesos i mesures ) al Pavillon de Breteuil a Sèvres , França .

Des de 1889 , el SI defineix la unitat de mesura com a igual a la massa d’aquest prototip. Les còpies oficials del prototip es posen a disposició com a prototips nacionals, que es comparaven periòdicament amb el prototipus de París els anys 1889, 1946-1948 i 1988-1992; es va fer una altra comparació extraordinària el 2014. [12]

Quan, el 1889 , es va comparar la mostra del quilogram construït el 1875 amb la mostra anterior definida per la massa d’aigua, es va adonar que no estaven d’acord, sent l’artefacte equivalent a 1.000 027 dm³ d’aigua. Optant per canviar la mostra de quilograms amb un artefacte més precís, els tècnics van preferir mantenir la mostra ja en ús durant catorze anys, abandonant la definició lligada a la massa d’aigua. A més, considerant important el volum relacionat amb la definició mantinguda, el litre es va introduir com a volum d’aigua a una temperatura de 3,98 ° C a una pressió atmosfèrica estàndard de massa igual a un quilogram (definició substituïda el 1964 quan es va decidir fer el litre exactament igual a un decímetre cúbic).

Per definició, l'error en la replicabilitat del prototip va ser nul; de fet, es va classificar de l’ordre de 2 micrograms. Això resulta de la comparació del prototip amb les seves còpies oficials, que són, en la mesura del possible, fetes del mateix material i emmagatzemades en les mateixes condicions. No hi ha raons per creure que el prototip sigui més o menys estable que les còpies oficials. Sembla que el quilogram original ha perdut uns 50 micrograms en els darrers 100 anys per motius encara desconeguts (probablement a causa de la sublimació del metall, de fet també "s'evaporen" amb el pas del temps), per aquest motiu es va decidir definir el quilograms mitjançant lleis físiques i ja no mitjançant una mostra de referència. [13]

La conservació de l’antic prototip internacional es va dur a terme amb els criteris més rigorosos: s’utilitza un soterrani blindat, per a l’obertura del qual es requereix l’ús simultani de tres claus diferents, custodiat per tres personalitats de l’ Office international des poids et mesures . L'obertura es fa amb l'autorització del Comitè Internacional de Pesos i Mesures .

Les condicions de temperatura, pressió i humitat són constants i s’evita el contacte amb la pols mantenint el prototip sota tres campanes de vidre. Aquest prototip es va utilitzar per fer comparacions (aproximadament cada 40 anys). [12] Altres mostres de la unitat de massa, fetes per als estats adherits al Conveni de Metro, difereixen del progenitor en ± 0,3 mg. Sis d'aquestes mostres es van utilitzar per reconstruir el prototip internacional en el cas lamentable que hauria de ser inútil [14] .

Les molèsties relacionades amb l'accessibilitat de les mostres combinades amb la seva dubtosa precisió han convençut tècnics i científics a buscar una definició més satisfactòria del quilogram.

A Itàlia, la mostra de quilograms es conserva a Roma al Ministeri de Desenvolupament Econòmic .

Per evitar conflictes amb una antiga unitat de mesura de pes, també anomenada quilogram, i amb l'ús del prefix "quilo" al nom, el 1954 la Comissió italiana de metrologia va proposar el nom "bes" (símbol b ) per a la " unitat bàsica" de mesura de massa ; però la proposta no va rebre suficient consens internacional i, per tant, es va retirar. El 1988 va ser el torn de la Comissió de Metrologia de Suècia proposar substituir el terme "quilogram" per "GIO", en honor al metròleg italià Giovanni Giorgi , però aquesta proposta tampoc va tenir èxit [15] .

El Decret del president de la República n. 802, de 12 d'agost de 1982, va transposar la Directiva 80/181 / CEE relativa a les unitats de mesura establint "les unitats legals de mesura que s'utilitzaran per expressar quantitats"; a l'annex, s'indica el quilogram per a la massa, definida com "igual a la massa del prototip internacional del quilogram (3r CGPM, 1901, pàgina 70 de l'informe)".

Nova definició

Des del 2010 fins al 2018, es van fer esforços per introduir una nova definició del quilogram, mitjançant constants fonamentals o atòmiques. Això per fer-lo més precís i assolible en qualsevol laboratori especialitzat. [16]

Les propostes realitzades van ser:

Esfera campiona del projecte Avogadro
  • Uniu la definició de quilogram a la constant d’ Avogadro . El valor d’aquesta constant universal és igual al nombre de partícules contingudes en un mol de qualsevol substància. La dificultat tècnica d’aquest enfocament està relacionada amb la necessitat de comptar amb precisió el nombre d’àtoms de la substància escollida i, per tant, de fer que la incertesa amb què es coneix la constant d’Avogadro sigui inferior a la relacionada amb el quilogram de mostra actual. [17]
  • L’enfocament d’acumulació d’ions implica l’acumulació d’ions d’ or i la mesura del corrent elèctric necessari per neutralitzar-los.
  • L’ús de la balança de Watts (un aparell electromecànic utilitzat per a la definició de l’ amper ) per relacionar el quilogram amb la constant de Planck i utilitzar les definicions de volts i ohms .
  • L’ús de la levitació d’un superconductor , que relaciona el quilogram amb les magnituds elèctriques mitjançant la levitació d’un cos superconductor en un camp magnètic generat per una bobina superconductora i mesurant el corrent elèctric que circula per la bobina.
  • Atès que el valor de la constant de Josephson (CIPM (1988) Recomanació 1, PV 56; 19) i de la constant de Von Klitzing (CIPM (1988), Recomanació 2, PV 56; 20) s’ha conegut amb suficient precisió (KJ ≡ 4.835 979 × 1014 Hz / V i RK ≡ 2.581 280 7 × 104 Ω), es va proposar redefinir el quilogram com:

"El quilogram és aquella massa que experimenta una acceleració de 2 × 10 −8 m / s² si està sotmesa a la força que es desenvolupa entre dos conductors rectes i paral·lels de longitud infinita i de secció circular insignificant, col·locats al buit a una distància d'un metre , a través del qual circula un corrent elèctric constant de 6.241 509 629 152 65 × 10 18 càrregues elementals (o 1 coulomb ) per segon. "

En votar el 16 de novembre de 2018, l' Oficina internacional de pes i mesures va establir que, després del 20 de maig de 2019, el quilogram es defineix a través d'una propietat física relacionada amb una constant fonamental [7] [8] , és a dir, com la quantitat de massa necessària per compensar una força de en un balanç de watts . Perquè aquest últim estigui en equilibri, s’ha de passar una certa quantitat de corrent i, a causa de les definicions de volts i ohms , la mesura del quilogram es relaciona amb la constant de Planck (6.626 070 15 × 10 −34 J s) [18] a través de la següent relació [19] :

On és és precisament la constant de Planck.

Múltiples i submúltiples

Els prefixos SI s’utilitzen per a múltiples i submúltiples del quilogram. Cal tenir en compte que, a diferència de les altres unitats de mesura, el quilogram és l’única unitat base que ja conté un prefix ("quilo", destinat a 10 3 vegades la unitat de mesura), de fet s’apliquen al gram múltiples i submúltiples.

A més, en un ús comú, hi ha algunes peculiaritats: el megagrama (10 6 grams) s'anomena tona , 100 quilos (o 10 5 g), que no inclouen un prefix SI, s'anomenen quintals . El miriagrama s’utilitza per indicar 10 kg, però ara està fora d’ús. Aquestes unitats de mesura, encara que no pertanyin al SI, són reconegudes per ell en virtut del seu ampli ús. Sempre d’ús comú, que no es troba en un context estrictament científic o tècnic, el quilo i l’hectograma de vegades es denominen simplement "quilo" i "hectograma", donant per suposada la unitat de mesura.

  • 1.000 (10 3 ) grams s’anomenen quilograms (kg)
  • 100 (10 2 ) grams es diuen hectograms (hg)
  • 10 (10 1 ) grams s’anomenen decagrames (dag)
  • grams (g)
  • 0,1 (10 −1 ) grams s’anomenen decigrames (dg)
  • 0,01 (10 −2 ) grams s’anomenen centigrames (cg)
  • 0,001 (10 −3 ) grams s’anomenen mil·ligrams (mg)
  • 0,000001 (10 −6 ) grams s’anomenen micrograms (µg)
  • 0,000000001 (10 −9 ) grams s’anomenen nanograms (ng)

Micrograma

El microgram (símbol: µg , de vegades anomenat mcg) s’utilitza, juntament amb el mil·ligram (mg), per indicar la dosi terapèutica de medicaments o oligoelements . Per exemple, el requeriment diari d’ àcid fòlic ( vitamina B9 ) en una dona és de 200 µg (0,2 mg), però en l’ embaràs és doble (400 µg = 0,4 mg).

La massa d'un òvul humà és d'aproximadament 1 µg.

En alguns contextos, per exemple en medicina, el microgram es coneix com gamma ( γ ): 1 µg = 1 γ. [20]

Nanograma

Aquesta unitat de mesura molt petita, relacionada amb un volum (per exemple ng / ml ), s’utilitza per indicar concentracions molt baixes de determinades substàncies, per exemple: dosificació terapèutica d’alguns medicaments , concentracions d’ enzims , concentracions de contaminants, impureses, dopatge , etc.

Nota

  1. ^ De vegades s'indica incorrectament amb Kg ; vegeu Prefixos del sistema internacional d’unitats .

Referències

  1. ^ Les unitats de mesura , a inrim.it . Consultat el 27 de desembre de 2017 .
  2. ^ Tant la forma del quilogram com la forma del quilogram es testifiquen en els diccionaris, tot i que aquest darrer va entrar en ús només més tard. Pel que fa a la grafia oficial o preferible en italià, cal tenir en compte que la directiva europea i la legislació suïssa sobre el tema només utilitzen l'ortografia quilogram mentre que la legislació italiana admet ambdues formes. Més exactament, el novembre de 1982, en el moment de la publicació de la llei italiana, només s'utilitzava l'ortografia quilogram però el febrer de 1983 es ​​va corregir el text per substituir les aparicions de la paraula quilogram per quilograms ; la doble grafia es va consagrar definitivament l’abril de 2020, quan es va modificar el text perquè la unitat de mesura aparegués com a quilogram o quilogram . En aquest sentit, vegeu:
  3. ^ kilo , a Treccani.it - ​​Treccani Vocabulary en línia , Institut de l'Enciclopèdia Italiana. Consultat el 22 d'agost de 2017 .
  4. ^ kilo , al Diccionari Garzanti . Consultat el 22 d'agost de 2017 .
  5. ^ (EN) IUPAC Gold Book, "quilogram"
  6. ^ (EN) BIPM: Resolució 1 del 26è CGPM , a www.bipm.org. Consultat el 22 de març de 2019 (arxivat de l' original el 4 de febrer de 2021) .
  7. ^ a b Pallab Ghosh, Kilogram obté una nova definició , BBC, 16 de novembre de 2018.
  8. ^ a b The Latest: Landmark Change to Kilogram Approved , al New York Times , el 16 de novembre de 2018.
  9. ^ Cap a les noves unitats de mesura, el quilogram , a ansa.it , ANSA , 19 de maig de 2019. Obtingut el 20 de maig de 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. Per Antoine Lavoisier i René Just Haüy per a la Comissió de Pesos i Mesures de l'Acadèmia Francesa de Ciències .
  12. ^ A b (EN) IPK , a bipm.org, BIPM. Consultat el 13 de juliol de 2017 .
  13. ^ El "quilogram" canvia de pes, Nou sistema de mesura , a La Repubblica , 2005.
  14. ^ E. Arri i et alii, Les mesures de quantitats físiques , Torí, Paravia, 1984.
  15. ^ Unitats de mesura SI i recomanacions per a l'ús dels seus múltiples i algunes altres unitats , a la norma italiana UNI CEI ISO 1000: 2004 , Milà, UNI-CEI, 2004.
  16. ^ (EN) Revisió futura del SI , a www.bipm.org, BIPM. Consultat el 13 de juliol de 2017 .
  17. ^ A la recerca del quilo perfecte , a Il Corriere della Sera , 1 de juliol de 2018.
  18. ^ ( EN ) 26 CGPM - Resolutions Adopted ( PDF ), a bipm.org . Consultat el 22 de novembre de 2018 (arxivat de l' original el 19 de novembre de 2018) .
  19. ^ Kilogram - kg , a www.youmath.it . Recuperat el 4 d'abril de 2021 .
  20. ^ (EN) HG Jerrard, A Dictionary of Scientific Units, 5th ed., Springer, 1986, pàg. 52, DOI : 10.1007 / 978-94-017-0571-4 , ISBN 978-0-412-28100-6 .

Articles relacionats

Altres projectes

Enllaços externs

Control de l'autoritat LCCN (EN) sh2007003156 · GND (DE) 4163779-3