Килограм

Из Википедије, слободне енциклопедије
Међународни прототип, направљен од платине-иридијума, који се чува у BIPM-у под условима одређеним на првој CGPM 1889. године

Килограм (симбол: kg) је СИ основна јединица за масу. Грам се дефинише као једна хиљадитнина килограма.

Умношци[уреди]

СИ префикси се користе за називе умножака килограма. Најчешће коришћени су:

тона 
1.000 килограма (стриктно говорећи, треба да буде названа мегаграм, али то име се ређе користи) (не треба мешати са не-метричком тоном)
грам 
1/1.000 = 0,001 = 10-3 килограма
милиграм 
хиљадити део грама = милионити део килограма
микрограм 
милионити део грама = 1/109 килограма

Дефиниција[уреди]

Килограм је једина СИ јединица која се и даље дефинише у вези са артефактом, а не основним физичким особинама. Такође је једина основна јединица која користи један од префикса.

Килограм је првобитно дефинисан као маса једног литра чисте воде на температури од 4 степена Целзијуса и стандардном атмосферском притиску. Ову дефиницију је било тешко реализовати са тачношћу, делом због тога што густина воде благо зависи од притиска, а јединице за притисак укључују масу као чиниоца, уводећи тиме кружну зависност у дефиницији килограма.

Како би се избегли ови проблеми, килограм је редефинисан као тачно маса одређене стандардне масе направљене да буде приближна оригиналној дефиницији. Од 1889, СИ систем дефинише јединицу тако да је једнака маси међународног прототипа килограма, који је сачињен од легуре платине и иридијума висине и пречника 39 mm, која је чувана у Међународном бироу за тежине и мере. Званичне копије прототипа килограма су доступне као национални прототипови, који се упоређују са париским прототипом ("Le Grand Kilo") отприлике сваких 10 година. Међународни прототип килограма је направљен 1880их.

По дефиницији, грешка у могућности понављања садашње дефиниције је тачно нула; међутим, у пракси, може да се каже да је грешка 2 микрограма. Ово се може видети упоређивањем званичног стандарда са званичним копијама, које се праве од отприлике истих материјала и које се држе под истим условима. Нема разлога да се не верује да је званични стандард мање или више стабилнији од својих званичних копија, што даје начин процењивања његове стабилности. Ова процедура се изводи отприлике сваке четврте године.

Међународни прототип килограма изгледа да је изгубио око 50 микрограма у последњих 100 година, а разлог губитка је и даље непознат. Посматрана варијанта прототипа је поспешила потрагу за новом дефиницијом килограма. Тачно је рећи да се било који предмет у свемиру (осим споменутог метала у Француској) који је имао масу од 1 килограма пре 100 година и који се није мењао од тада, сада може сматрати да има масу од 50 микрограма више од килограма. Ова перспектива је контраинтуитивна и елиминише сврху стандардне јединице за масу, пошто стандард не треба да се мења током времена.

Грам[уреди]

Грам (симбол: g) је јединица за масу, и дефинисана је у СИ систему јединица као један хиљадити део килограма (т. ј., 1 × 10−3 kg). Једна унца износи 28,34952 грама.

Иако грам није СИ основна јединица, она је подумножак килограма, који јесте основна јединица. У СИ-ју, грам је такође корен на који се додају СИ префикси. Међутим, грам је основна јединица старијег cgs система мерења, система који није више у широкој употреби. Грам је есенцијална мерна јединица у научним напорима широм света.

Грам је првобитно дефинисан као тежина једног кубног центиметра воде на својој највећој густини. Ово се дешава на температури од близу 4 степени Целзијуса. Међутим, дефиниција је промењена на масу металног артефакта у осамнаестом веку.

Предлагане будуће дефиниције[уреди]

Тренутно постоје напори да се уведе нова дефиниција за килограм преко фундаменталних или атомских константи. Предлози на којима се ради су:

Прилази бројањем атома[уреди]

  • Авогадров прилаз је покушај да се дефинише килограм пребројавањем фиксног броја атома силицијума. Практично би се ово реализовало као сфера, а величина би се мерила интерферометријом.
  • Прилаз акумулацијом јона укључује акумулацију атома злата и мерење електричне струје која је потребна да их неутралише.

Прилази основним константама[уреди]

  • Равнотежа вата користи струјну равнотежу која се пре користила да дефинише ампер како би повезала килограм са вредношћу Планкове константе, базирано на дефиницији волта и ома.
  • Прилаз подигнутим суперпроводником повезује килограм са електричним квантитетима подижући суперпроводничко тело у магнетском пољу, генерисаном од стране суперпроводног вртлога, и мерењем електричне струје која је потребна за вртлог.
  • Од како су Џозефсоновој (CIPM (1988) Предлог 1, PV 56; 19) и фон Клицинговој (CIPM (1988) Предлог 2, PV 56; 20) константи дате конвенционалне вредности, могуће је комбиновати ове вредности (KJ ≡ 4,835 979×1014 Hz/V и RK ≡ 2.581 280 7×104 Ω) са дефиницијом ампера да би се дефинисао килограм. Па тако:
Килограм је маса која би се убрзала на тачно 2×10-7 m/s² када би била подвргнута сили по једном метру између два права паралелна проводника бесконачне дужине, занемарљивих кружних пресека, постављених на један метар удаљености у вакууму, кроз које тече константна струја од тачно 6,241.509.629.152.65 × 1018 елементарних наелектрисања у секунди.

Веза са тежином[уреди]

Када се тежина предмета да у килограмима, намењена особина је скоро увек маса. Повремено се гравитациона сила предмета даје у „килограмима“, али јединица која се користи није заправо прави килограм: то је застарела килограм-снага (kgf), такође позната као килопонд (kp). Предмет масе 1 kg на површини Земље је подвргнут гравитационој сили од отприлике 9,80665 њутна (СИ јединица за силу). Приметите да је фактор од 980.665 cm/s² (као што га је CGPM дефинисао) само договорена конвенционална вредност (3. CGPM (1901), CR 70) чија сврха је била да дефинише грам силу. Локално гравитационо убрзање g варира са географском ширином, надморском висином и местом на Земљи, тако да је, пре него што се усагласила ова вредност, грам-снага била лоше дефинисана јединица.

Ред величина[уреди]

  • Јотаграм (симбол: Yg) је 1024 g
  • Зетаграм (симбол: Zg) је 1021 g. Ово је једнако 1000 трилиона килограма
  • Ексаграм (симбол: Eg) је једнак са 1018 грама
  • Петаграм (симбол: Pg) је 1015 g
  • Тераграм (симбол: Tg) је 1012 g
  • Гигаграм, са симболом Gg, је једнак са 1.000.000 kg, или 1000 t. Ретко има практичну примену.
  • Центиграм (симбол cg) је 1/100 грама
  • Милиграм (симбол mg) се дефинише као 10−6 kg. Користи се да изрази масе малих предмета. Зрно песка је масе близу једног милиграма. Лабораторијски научници често мере масе у милиграмима. Супстанце нађене у малим количинама, као што су натријум у храни, или дозе лекова, као што је аспирин, се генерално мере у милиграмима.
    • Један милиграм је тежина 1 mm3 воде (коцке величине 1 mm × 1 mm × 1 mm)
  • Микрограм (симбол µg, понекад mcg) се дефинише као 1 µg = 10−9 kg
  • Нанограм (симбол ng) се дефинише као 1 × 10−12 kg
  • Пикограм (симбол pg) се дефинише као 1 × 10−15 kg
  • Фемтограм (симбол fg) се дефинише као 1 × 10−18 kg
  • Атограм (симбол ag) је 10−18 грама. 2004. године, истраживачки тим из Корнел Универзитета је направио детектор користећи NEMS подупираче са осетљивошћу испод једног атограма.
  • Зептограм (симбол zg) је 10−24 килограма
  • Јоктограм (симбол yg) је једнак са 1 × 10−24 грама. Може да се користи за масе протона, електрона, атома и молекула. Превелики је за лаке честице, али јокто- је последњи званични префикс у низу.

Спољашње везе[уреди]

Викиостава
Викимедијина остава има још мултимедијалних датотека везаних за: Килограм