Anar al contingut

Quilogram

De L'Enciclopèdia, la wikipedia en valencià
Quilogram
«Kg» redirigix ací. Para atres acepcions, vore Kg (desambiguació).

El quilogram[nota 1] (símbol: kg)[nota 2] és l'unitat bàsica de massa del Sistema Internacional d'Unitats (SI). És una mida àmpliament utilisada en la ciència, l'ingenieria i el comerç en tot lo món, i a sovint simplement se li crida quilo en el parla quotidiana.

És l'única unitat bàsica que ampra un prefix i l'última unitat de el SI que va seguir definint-se per un objecte patró i no per una característica física fonamental.[3] El 20 de maig de 2019, el seu definició va passar a estar lligada en la constant de Planck, una constant natural que descriu els paquets d'energia emesos en forma de radiació. Açò permet realisar l'unitat de massa a partir d'un experiment físic. Actualment (2023), els experiments més desenrollats realisen el quilogram utilisant una balança de Kibble.[4][5]

Definició del quilogram

[editar | editar còdic]

La definició oficial del quilogram, d'acort en la Conferència General de Peses i Mides, és:

«El quilogram, símbol kg, és l'unitat SI de massa. Es definix en fixar el valor numèric de la constant de Planck, h, com 6.626 070 15 × 10−34 expressat en J·s (juliol segon), unitat igual a kg·m²·s−1, a on el metro i el segon es definixen en funció de c (velocitat de la llum en el buit) i ΔνCs (duració del segon atòmic).»[6]

De la relació exacta h=6.626 070 15·10−34 kg·m²·s-1 s'obté l'unitat kg·m²·s−1 (l'unitat de les magnituts físiques acció i moment angular) i d'esta l'expressió per al quilogram en funció del valor de la constant de Planck, h:

1kg=(h6.62607015×10−34)m−2s

D'ací, junt en les definicions del segon i el metro, s'obté la definició de l'unitat de massa en funció de les tres constants h, ΔνCs i c:

1kg=(299792458)2(6.62607015×10−34)(9192631770)hΔνCsc2≈1.4755214×1040hΔνCsc2

Història de les definicions anteriors

[editar | editar còdic]

La primera definició, decidida en 1795 durant la Revolució francesa, especificava que el gram era la massa d'un centímetro cúbic d'aigua pura en el punt de fusió del gèl (aproximadament a 4 °C). Esta definició era complicada de realisar en exactitut, perque la densitat de l'aigua depén lleument de la pressió, en lo que el punt de fusió del gèl no tenia un valor exacte.

En 1875, es firma la Convenció del Metro, lo que du a la producció del Prototip Internacional del Quilogram en 1879 i la seua adopció en 1889. Este prototip estava fabricat en una aleació de platí i iridi —en proporció de 90-10 %, respectivament, mida pel pes— en forma de cilindre circular recte, en una altura igual al diàmetro de 39 milímetros. Tenia una massa igual a la massa de 1 dm³ d'aigua a pressió atmosfèrica i a la temperatura de la seua densitat màxima, que és d'aproximadament 4 °C. Dit prototip es guarda en l'Oficina Internacional de Peses i Mides, ubicada en Sèvres, en les rodalies de París (França).[7] Este prototip internacional és un de tres cilindres fets originalment en 1879. En 1883 el prototip va demostrar ser indistinguible de la massa del quilogram normalisat en eixe llavors, i es va ratificar formalment com el quilogram en la primera Conferència General de Peses i Mides en 1889.

Per definició, l'error en la medició de la massa del Prototip Internacional del Quilogram era exactament zero, puix el Prototip Internacional del Quilogram era el quilogram. No obstant, a lo llarc del temps s'han pogut detectar canvis menuts comparant el model original front a les seues còpies oficials. Comparant les masses relatives entre els estàndarts en un cert determini s'estima l'estabilitat de l'estàndart. El prototip internacional del quilogram semblava haver perdut prop de 50 micrograms en els últims 100 anys, i la raó de la pèrdua seguix sent desconeguda.[8][9][10]

Redefinició del patró

[editar | editar còdic]
Archiu:Caps block 15 Kibble balance.jpg
La balança de Watt NIST-4, que va començar a funcionar a principis de 2015 en l'Institut Nacional d'Estàndarts i Tecnologia nortamericana en Gaithersburg (Maryland), que va medir la constant de Planck en una precisió de 13 parts per millardo en 2017, la qual cosa va ser lo suficientment precís per a ajudar en la redefinició del quilogram.

130 anys despuix de la seua implantació, es varen iniciar gestions per a definir el patró de quilogram per mig de propietats físiques que no variaren en el temps. Es varen establir dos vies principals d'investigació. La primera consistia en basar la definició en la massa atòmica del silici. Per a això era necessari fixar el valor del número de Avogadro i contar el número exacte d'àtoms presents en una esfera de silici, casi perfecta en la seua geometria i composició isotòpica, les característiques dimensionals de la qual es poden conéixer en gran exactitut. Específicament, es determinaria el volum ocupat per l'esfera i cada u dels seus àtoms, i finalment, en el número de Avogadro, es determinaria la massa.

L'atra alternativa consistia en fixar el valor de la càrrega de l'electró o el de la constant de Planck, que relaciona l'energia i la freqüència d'una ona electromagnètica per mig de l'expressió E=hν i es pot descriure com l'unitat d'energia emesa en interaccions electromagnètiques. La relació entre l'energia i la massa ve donada per l'equació determinada per Einstein E=mc2. Per a obtindre una definició precisa del quilogram, el valor de h devia determinar-se per mig de vàries medicions en equips diferents; els valors obtinguts devien tindre una desviació estàndar que no superara cinc parts en cent millons i coincidir entre ells en un valor de confiança del 95 %.[11] Con este fin, varis instituts nacionals de metrologia varen treballar en la posada a punt d'un dispositiu desenrollat per Bryan Kibble del National Physical Laboratory britànic, denominat balança de Kibble, també cridada balança de Watt o de vats, degut a que el vat (watt en anglés) és l'unitat de la magnitut en la qual es compara una potència mecànica en una elèctrica. La balança de Kibble establix la relació entre una massa, l'acceleració de la gravetat, una velocitat, dos freqüèncias, i la constant de Planck.

A principis de 2011, poc abans de la celebració de la 24.ª Conferència General de Peses i Mides, es va trobar consens en que el método que s'utilisaria seria el de la constant de Planck.[12] En 2017 varis laboratoris varen obtindre mides de la constant que varen satisfer els requisits de l'Oficina Internacional de Peses i Mides.[11] El 16 de novembre de 2018, la 26.ª Conferència General de Pesos i Mides va anunciar que la definició del quilogram passaria a estar lligada en la constant de Planck.[5] D'esta manera, es poden calibrar els distints patrons del quilogram repartits pel món amprant una balança de Kibble i el nou valor de la constant.[4] La nova definició va entrar en vigor el 20 de maig de 2019,[4] quedant el «Grand Quilo» —el patró parisenc— com un estàndart de massa secundari.[3] La constant de Planck va passar a ser definida com 6.62607015×10−34 kg⋅m²⋅s−1, quedant el quilogram definit a partir d'esta i, conseqüentment, a partir d'atres dos unitats bàsiques de el SI, el segon i el metro.[5]

En l'anterior definició es fixava el valor de la massa del prototip internacional del quilogram com exactament igual a un quilogram, i el valor de la constant de Planck h es determinava experimentalment, tenint una incertitut associada. La definició actual fixa el valor numèric exacte de h i és la massa del prototip la que hereta la seua incertitut (1 x 10−8), devent determinar-se a partir d'ara experimentalment. Açò mateixa ocorre per al restant de les unitats.

Nom i terminologia

[editar | editar còdic]
Prototip Internacional del Quilogram

El quilogram és l'única unitat bàsica de el SI en un prefix SI (quilo) com a part del seu nom. La paraula kilogramme o kilogram deriva del francés kilogramme,[13] que a la seua volta va ser un acunyament cult, en prefixar la raïl grega khilioi de χίλιοι khilioi ‘mil’ a gramma, un terme llatí tardà per a ‘un pes menut’, a la seua volta procedent del grec γράμμα gramma.[14] La paraula quilogram es va introduir en la llegislació francesa en 1795, en el Decret del 18 de Germinal,[15] que revisava el sistema provisional d'unitats introduït per la Convenció Nacional Francesa dos anys abans, en el que el gravet s'havia definit com el pes d'un centímetro cúbic d'aigua, equivalent a 1/1000 d'un greu.[16]

La grafia francesa es va adoptar en Gran Bretanya quan la paraula es va utilisar per primera volta en anglés en 1795,[13][17] i la grafia quilogram es va adoptar en Estats Units. En el Regne Unit s'utilisen abdós grafies, sent «quilogram» la més comuna en diferència.[18] La llegislació britànica que regula les unitats a utilisar en el comerç per pes o mida no impedix l'us de cap de les dos grafies.[19]

En el XIX, la paraula francesa quilo, una abreviatura de kilogramme, es va importar a la llengua anglesa, a on s'ha utilisat per a significar tant quilogram[20] com a quilómetro.[21] Mentres que quilo com a alternativa és acceptable, para The Economist, per eixemple,[22] el sistema Termium Plus del govern canadenc establix que «l'us de el SI (Sistema Internacional d'Unitats), seguit en l'escritura científica i tècnica» no permet el seu us i es descriu com «un nom informal comú» en el Diccionari d'Unitats de Mida de Russ Rowlett.[23][24] Quan el Congrés dels Estats Units va otorgar al sistema mètric un estatus llegal en 1866, va permetre l'us de la paraula quilo com a alternativa a la paraula quilogram,[25] pero en 1990 va revocar l'estatus de la paraula quilo.[26]

El sistema SI es va introduir en 1960, i en 1970 l'Oficina Internacional de Peses i Mides (BIPM) va començar a publicar el Fullet del SI, que conté totes les decisions i recomanacions pertinents de la Conferència General de Peses i Mides (CGPM) relatives a les unitats. El fullet de el SI establix que «no està permés utilisar abreviatures per als símbols de les unitats o els noms de les unitats…», per lo que no és correcte usar l'abreviatura «quilo» per a referir-se al quilogram.

Referències

[editar | editar còdic]
  1. ↑ Diccionario de la lengua española
  2. ↑ Plantilla:Cita OLE
  3. ↑ 3,0 3,1 «Metric system overhaul will dethrone the one, true kilogram» (en en) (html). Science Mag. Archivat des d'el original, el 7 de novembre de 2018. Consultat el 10 de novembre de 2018. «Like an aging monarch, Li Grand K is about to bow to modernity. For 130 years, this gleaming cylinder of platinum-iridium alloy has served as the world’s standard for mass. Kept in a bell jar and locked away at the International Bureau of Weights and Measures (BIPM) in Sèvres, France, the weight has been taken out every 40 years or baix to calibrate similar weights around the world.»
  4. ↑ 4,0 4,1 4,2 «[1]», El País.
  5. ↑ 5,0 5,1 5,2 Bureau International dones Poids et Mesures.Consultat el 16 de novembre de 2018.
  6. ↑ Oficina Internacional de Peses i Mides. «Mass and related quantities: Unit of mass (kilogram)». Archivat des d'el original, el 24 d'octubre de 2020. Consultat el 10 de decembre de 2019.
  7. ↑ «A Turning Point for Humanity: Redefining the World’s Measurement System» (en en) (html). Institut Nacional d'Estàndarts i Tecnologia. Archivat des d'el original, el 30 de setembre de 2018. Consultat el 10 de novembre de 2018. «The kilogram was the mass of one liter of water. The ficar was defined as one tingues-millionth of the distance from the North Pole to the equator. But those units had to be embodied in physical objects, such as the ficar bar and a piece of metal that serves as the kilogram: objects that could wear out, and were certainly not available “for all claves, for all people.” […] This cylinder of platinum-iridium — about the size of a votive candle — is still kept in a vault at the BIPM. The International Prototype Kilogram (IPK) is baix precious that it is only used to calibrate the rest of the planet’s mass standards about onze every 40 years. But even with this careful treatment, the mass of Li Grand K — its informal name — seems to be changing over clave.»
  8. ↑ (2003).#26.
  9. ↑ «a-siemp-1830275331 La semana que ve es decidix si abandonem per a sempre la definició actual de quilogram» (html). Gizmodo. Archivat des d'el a-siemp-1830275331 original, el 7 de novembre de 2018. Consultat el 10 de novembre de 2018. «Lo més greu és que les últimes medicions d'alta precisió del cilindre i les seues còpies revelen que la seua massa no és exactament la mateixa. Potser el metal haja absorbit molècules de l'aire. Potser el canvi es dega a les neteges periòdiques a les que se somet. Siga com siga, el cas és que el quilo original ya no pesa exactament un quilo.»
  10. ↑ «This Kilogram Has A Weight-Loss Problem» (en en) (html). NPR Set Station. Archivat des d'el original, el 21 d'agost de 2009. Consultat el 10 de novembre de 2018. «As it stands, the entire world's system of measurement hinges on the cylinder. If it is dropped, scratched or otherwise defaced, it would cause a global problem. "If somebody sneezed on that kilogram standard, all the weights in the world would be instantly wrong," says Richard Steiner, a physicist at the National Institute of Standards and Technology (NIST) in Gaithersburg, Md.»
  11. ↑ 11,0 11,1 «Kilogram: Mass and Planck's Constant» (en en). NIST. Consultat el 29 de juny de 2020.
  12. ↑ «El quilo pert pes». Consultat el 24 de giner de 2011.
  13. ↑ 13,0 13,1 «Kilogram». Oxford English Dictionary. Oxford University Press. Consultat el 3 de novembre de 2011.
  14. ↑ Fowlers, HW; Fowler, {{{nom2}}} (1964). The Concise Oxford Dictionary, Oxford: The Clarendon Press. Greek γράμμα (as it were γράφ-μα, Doric γράθμα) means "something written, a letter", but it came to be used as a unit of weight, apparently equal to Plantilla:Sfrac of an ounce (Plantilla:Sfrac of a lliura, which would correspond to about 1.14 grams in modern units), at some clave during Clapix Antiquity. French gramme was adopted from Latin gramma, itself lleve obscure, but found in the Carmen de ponderibus et mensuris (8.25) attributed by Remmius Palaemon (fl. 1st century), where it is the weight of two oboli (Charlton T. Lewis, Charles Short, A Latin Dictionary s.v. "gramma", 1879). Henry George Liddell. Robert Scott. A Greek-English Lexicon (revised and augmented edition, Oxford, 1940) s.v. γράμμα, citing the 10th-century work Geopónica and a 4th-century papyrus edited in L. Mitteis, Griechische Urkunden der Papyrussammlung zu Leipzig, vol. i (1906), 62 ii 27.
  15. ↑ «Décret relatif aux poids et aux mesures du 18 germinal an 3 (7 avril 1795)» (en fr). Grans lois de la République. Digithèque de matériaux juridiques et politiques, Université de Perpignan. Consultat el 3 de novembre de 2011.
  16. ↑ Convention nationale, décret du 1er août 1793, ed. Duvergier, Collection complète dones lois, décrets, ordonnances, règlemens avis du Conseil d'état, publiée sur els éditions officielles du Louvre, vol. 6 (2nd ed. 1834), p. 70. The metre (mètre) on which this definition depends was itself defined as the tingues-millionth part of a quarter of Earth's meridian, given in traditional units as 3 pieds, 11.44 lignes (a ligne being the 12th part of a pouce —inch—, or the 144th part of a pied).
  17. ↑ Monthly Review.17
    556.Consultat el 2 d'agost de 2018. Contemporaneous English translation of the French decree of 1795
  18. ↑ «Kilogram». Oxford Dictionaries. Archivat des d'el original, el 31 de giner de 2013. Consultat el 3 de novembre de 2011.
  19. ↑ «Spelling of "gram", etc». Weights and Measures Act 1985. Her Majesty's Stationery Office. Consultat el 6 de novembre de 2011.
  20. ↑ Erro en la seqüencia d'órdens: no existix el mòdul «Citas».
  21. ↑ Erro en la seqüencia d'órdens: no existix el mòdul «Citas».
  22. ↑ «[2]». Consultat el 8 de novembre de 2011.
  23. ↑ «kilogram, kg, quilo». Termium Plus. Government of Canada. Consultat el 29 de maig de 2019.
  24. ↑ «quilo». How Many?. Archivat des d'el original, el 16 de novembre de 2011. Consultat el 2011-11-06.
  25. ↑ 29th Congress of the United States, Session 1. «H. R. 596, An Act to authorize the use of the metric system of weights and measures». Archivat des d'el original, el 5 de juliol de 2015.
  26. ↑ Federal Register.63(144)Consultat el 10 de novembre de 2011.


Erro en la cita: Existixen etiquetes <ref> per a un grup nomenat "nota", pero no es trobà una etiqueta <references group="nota"/>

Obtingut de «https://www.lenciclopedia.org/w/index.php?title=Quilogram&oldid=786604»