Килограмм — Википедия

Килогра́мм (русское обозначение: кг; международное: kg) — единица измерения массы, одна из семи основных единиц Международной системы единиц (СИ). Кроме того, является единицей массы и относится к числу основных единиц в системах МКС, МКСА, МКСК, МКСГ, МКСЛ, МКГСС^[1]. Килограмм является единственной из основных единиц системы СИ, которая используется с приставкой («кило», обозначение «к»).

XXVI Генеральная конференция по мерам и весам (13—16 ноября 2018 года) одобрила^[2] определение килограмма, основанное на фиксации численного значения постоянной Планка. Решение вступило в силу 20 мая 2019 года.

Килограмм, обозначение кг, является единицей массы в СИ; его величина устанавливается фиксацией численного значения постоянной Планка h равной в точности 6,62607015⋅10

-34, когда она выражена единицей СИ Дж⋅с, которая эквивалентна кг⋅м²⋅с⁻¹, где метр и секунда определены через c и Δν_Cs.^[3][4]

Действовавшее до мая 2019 года определение килограмма было принято III Генеральной конференцией по мерам и весам (ГКМВ) в 1901 году и формулировалось так^[5][6]:

Килограмм — единица массы, равная массе международного прототипа килограмма.

До 20 мая 2019 года килограмм оставался последней единицей СИ, определенной на основе изготовленного человеком объекта. После принятия нового определения с практической точки зрения величина килограмма не изменилась, но существующий «прототип» (эталон) более не определяет килограмм, а является очень точной гирькой с потенциально измеримой погрешностью.

Международный прототип (эталон) килограмма хранится в Международном бюро мер и весов (расположено в Севре близ Парижа) и представляет собой цилиндр диаметром и высотой 39,17 мм из платино-иридиевого сплава (90 % платины, 10 % иридия).

Современный международный эталон килограмма был выпущен Генеральной конференцией по мерам и весам (ГКМВ) в 1889 году на основе Метрической конвенции (1875) и передан на хранение Международному бюро мер и весов (МБМВ), действующему от имени ГКМВ. Международный эталон килограмма практически не подвергается какому-либо перемещению или использованию. Его копии хранятся в национальных метрологических учреждениях по всему миру. В 1889, 1948, 1989 и 2014 годах проводились верификации копий с эталоном с целью обеспечить единство измерений массы относительно эталона

[7]. Поскольку были обнаружены изменения масс копий эталона, Международный комитет мер и весов (МКМВ) рекомендовал переопределить килограмм с помощью фундаментальных физических свойств.

Связь между массой и постоянной Планка с теоретической точки зрения определяется двумя формулами^[8]. Эквивалентность массы и энергии связывает энергию E{\displaystyle E} и массу m{\displaystyle m}:

 E=mc2,{\displaystyle \ E=mc^{2},}

где c{\displaystyle c} — скорость света в вакууме. Постоянная Планка h{\displaystyle h} связывает квантовое и традиционное понятия энергии:

E=hν,{\displaystyle E=h\nu ,}

где ν{\displaystyle \nu } — частота.

Эти две формулы, найденные в начале XX века, устанавливают теоретическую возможность измерения массы через энергию индивидуальных фотонов, но практические эксперименты, позволяющие связать массу и постоянную Планка, появились лишь в конце XX века.

Весы Киббла использовались с середины 1970-х годов для измерения величины постоянной Планка. Сотрудники Национального института стандартов США П. Мор (англ. Peter Mohr) и Б. Тэйлор (англ. Barry Taylor) в 1999 году предложили, наоборот, зафиксировать величину постоянной Планка и определять с помощью этих весов массу. Посмертно названные в честь изобретателя, Б. Киббла (англ.)русск., весы Киббла — это усовершенствование токовых весов, они представляют собой электромеханический инструмент, где масса вычисляется через электрическую мощность:

U1I2=mgv1,{\displaystyle U_{1}I_{2}=mgv_{1},}

где U1I2{\displaystyle U_{1}I_{2}} — произведение электрического тока I2{\displaystyle I_{2}} во время балансирования массы и напряжения U1{\displaystyle U_{1}} в процессе калибровки, gv1{\displaystyle gv_{1}} — произведение ускорения свободного падения g{\displaystyle g} и скорости катушки v1{\displaystyle v_{1}} во время калибровки весов. Если gv1{\displaystyle gv_{1}} независимо замерено с высокой точностью (практические особенности эксперимента также требуют высокоточного замера частоты^[9]), предыдущее уравнение по сути определяет килограмм в зависимости от величины ватта (или наоборот). Индексы у U1{\displaystyle U_{1}} и I2{\displaystyle I_{2}} введены с тем, чтобы показать, что это виртуальная мощность (замеры напряжения и тока делаются в разное время), избегая эффектов от потерь (которые могли бы быть вызваны, например, наведёнными токами Фуко)^[10].

Связь между ваттом и постоянной Планка использует эффект Джозефсона и квантовый эффект Холла^[9][11]:

поскольку I2=U2R{\displaystyle I_{2}={\frac {U_{2}}{R}}}, где R{\displaystyle R} — электрическое сопротивление, U1I2=U1U2R{\displaystyle U_{1}I_{2}={\frac {U_{1}U_{2}}{R}}};

эффект Джозефсона: U(n)=nf(h3e){\displaystyle U(n)=nf\left({\frac {h}{2e}}\right)};

квантовый эффект Холла: R(i)=1i(he2){\displaystyle R(i)={\frac {1}{i}}\left({\frac {h}{e^{2}}}\right)},

где n{\displaystyle n} и i{\displaystyle i} — целые числа (первое связано со ступенькой Шапиро, второе — фактор заполнения плато квантового эффекта Холла), f{\displaystyle f} — частота из эффекта Джозефсона, e{\displaystyle e} — заряд электрона. После подстановки выражений для U{\displaystyle U} и R{\displaystyle R} в формулу для мощности и объединения всех целочисленных коэффициентов в одну константу C{\displaystyle C}, масса оказывается линейно связанной с постоянной Планка:

m=Cf1f2hgv1{\displaystyle m=Cf_{1}f_{2}{\frac {h}{gv_{1}}}}.

Поскольку все остальные величины в этом уравнении могут быть определены независимо от массы, оно смогло быть принято за определение единицы массы после фиксации значения 6,62607015×10⁻³⁴ Дж·с для постоянной Планка.^[12]

Слово «килограмм» произошло от французского слова «kilogramme», которое в свою очередь образовалось из греческих слов «χίλιοι» (хилиои), что означает «тысяча», и «γράμμα» (грамма), что означает «маленький вес»^[13] Слово «kilogramme» закреплено во французском языке в 1795 году^[14]. Французское написание слова перешло в Великобританию, где впервые оно было использовано в 1797 году^[15], в то время как в США слово стало использоваться в форме «kilogram», позднее ставшее популярным и в Великобритании^{[16][К 1]}Положение о мерах и весах (англ. Weights and Measures Act) в Великобритании не запрещает использование обоих написаний^[17].

В XIX веке французское сокращение «kilo» было заимствовано в английский язык, где стало применяться для обозначения как килограммов^[18], так и километров^[19].

Идея использовать заданный объём воды для определения единицы измерения массы была предложена английским философом Джоном Уилкинсом в его эссе 1668 года как способ связать массу и длину^[20][21].

7 апреля 1795 года грамм был принят во Франции как «абсолютный вес объёма чистой воды, равного кубу [со стороной] в сотую часть метра, и при температуре тающего льда»^[22][23]. В это же время была поручена работа с необходимой точностью определить массу кубического дециметра (литра) воды^{[К 2][22]}.

Поскольку торговля и коммерция обычно имеют дело с предметами, чья масса намного значительней одного грамма, и поскольку стандарт массы, изготовленный из воды, был бы неудобен в обращении и сохранении, было предписано отыскать способ практической реализации такого определения. В связи с этим был изготовлен временный эталон массы в виде металлического предмета в тысячу раз тяжелее, чем грамм, — 1 кг.

Французский химик Луи Лефёвр-Жино (англ. Louis Lefèvre-Gineau) и итальянский натуралист Джованни Фабброни (англ. Giovanni Fabbroni) после нескольких лет исследований решили переопределить наиболее устойчивую точку воды: температура, при которой вода имеет наибольшую плотность, которая была определена в 4 °C^{[К 3][24]}. Они решили, что 1 дм³ воды при своей максимальной плотности эквивалентен 99,9265 % массы временного эталона килограмма, изготовленного четыре года назад^{[К 4]}. Интересно, что масса 1 м³ дистиллированной воды при 4 °C и атмосферном давлении, принятая за ровно 1000 килограммов в историческом определении 1799 года, согласно современному определению тоже составляет приблизительно 1000,0 килограммов^[25].

Временный эталон был изготовлен из латуни и постепенно покрылся бы патиной, что было нежелательно, поскольку его масса не должна была меняться. В 1799 году под руководством Лефёвра-Жено и Фабброни был изготовлен постоянный эталон килограмма из пористой платины, которая химически инертна. С этого момента масса эталона стала основным определением килограмма. Сейчас этот эталон известен как kilogramme des Archives (с фр. — «архивный килограмм»)^[25].

Копия эталона 1 кг, хранится в США Дрейф массы копий эталона

За XIX век технологии измерения массы значительно продвинулись. В связи с этим, а также в преддверии создания в 1875 году Международного бюро мер и весов, специальная международная комиссия запланировала переход к новому эталону килограмма. Этот эталон, называемый «международный прототип килограмма», был изготовлен из платиново-иридиевого сплава (более прочного, чем чистая платина) в виде цилиндра высотой и диаметром 39 мм^[26], и с тех пор он хранится в Международном бюро мер и весов. В 1889 году было принято международное определение килограмма как массы международного прототипа килограмма^[25]; это определение действовало до 2019 года.

Были изготовлены также копии международного прототипа килограмма: шесть (на данный момент) официальных копий; несколько рабочих эталонов, используемых, в частности, для отслеживания изменения масс прототипа и официальных копий; и национальные эталоны, калибруемые по рабочим эталонам

[25]. Две копии международного эталона были переданы России^[26], они хранятся во ВНИИ метрологии им. Менделеева.

За время, прошедшее с изготовления международного эталона, его несколько раз сравнивали с официальными копиями. Измерения показали рост массы копий относительно эталона в среднем на 50 мкг за 100 лет^[27][28]. Хотя абсолютное изменение массы международного эталона не может быть определено с помощью существующих методов измерения, оно определённо должно иметь место

[27]. Для оценки величины абсолютного изменения массы международного прототипа килограмма приходилось строить модели, учитывающие результаты сравнений масс самого прототипа, его официальных копий и рабочих эталонов (при этом, хотя обычно участвующие в сравнении эталоны обычно предварительно промывали и чистили, но не всегда), что дополнительно усложнялось отсутствием полного понимания причин изменений масс. Это привело к пониманию необходимости ухода от определения килограмма на основе материальных предметов^[25].

В 2011 году XXIV Генеральная конференция по мерам и весам приняла Резолюцию, в которой предложено в будущей ревизии Международной системы единиц (СИ) продолжить переопределение основных единиц таким образом, чтобы они были основаны не на созданных человеком артефактах, а на фундаментальных физических постоянных или свойствах атомов

[29]. В частности предлагалось, что «килограмм останется единицей массы, но его величина будет установлена путём фиксации численного значения постоянной Планка в точности равным 6,626 06X⋅10⁻³⁴, когда она выражается единицей СИ м²·кг·с⁻¹, которая равна Дж·с». В Резолюции отмечается, что сразу после предполагаемого переопределения килограмма масса его международного прототипа будет равна 1 кг, но это значение приобретёт погрешность и впоследствии будет определяться экспериментально. Такое определение килограмма стало возможным благодаря прогрессу физики в XX веке.

В 2014 году было проведено внеочередное сравнение масс международного прототипа килограмма, его официальных копий и рабочих стандартов; на результатах этого сравнения основаны рекомендованные значения фундаментальных постоянных CODATA 2014 и 2017 годов, на которых, в свою очередь, основывается новое определение килограмма.

Рассматривалось также альтернативное определение килограмма, основанное на результатах работы проекта «Авогадро» (англ. The Avogadro Project). Команда проекта, создав сферу из кристалла моноизотопного кремния ²⁸Si массой 1 кг и рассчитав количество атомов в ней, предполагает описать килограмм как определённое количество атомов данного изотопа кремния

[30]. Однако Международное бюро мер и весов не стало использовать такой вариант определения килограмма^[29][31].

XXVI Генеральная конференция по мерам и весам в ноябре 2018 года одобрила^[2] новое определение килограмма, основанное на фиксации численного значения постоянной Планка. Решение вступило в силу во Всемирный день метрологии 20 мая 2019 года.

На практике, взвешивание на весах Киббла — это чрезвычайно сложный эксперимент, и потому Генеральная конференция по мерам и весам в 2011 году рекомендовала создать набор вторичных стандартов в виде привычных гирек, включая как существующие платино-иридиевые эталоны, так и новые сферы из кремния, которые будут далее использоваться для распространения эталона по миру

[9].

По историческим причинам, название «килограмм» уже содержит десятичную приставку «кило», поэтому кратные и дольные единицы образуют, присоединяя стандартные приставки СИ к названию или обозначению единицы измерения «грамм» (которая в системе СИ сама является дольной: 1 г = 10⁻³ кг).

Вместо мегаграмма (1000 кг), как правило, используют единицу измерения «тонна».

В определениях мощности атомных бомб в тротиловом эквиваленте вместо гигаграмма применяется килотонна, вместо тераграмма — мегатонна.

Кратные				Дольные
величина	название	обозначение		величина	название	обозначение
101 г	декаграмм	даг	dag	10−1 г	дециграмм	дг	dg
102 г	гектограмм	гг	hg	10−2 г	сантиграмм	сг	cg
103 г	килограмм	кг	kg	10−3 г	миллиграмм	мг	mg
106 г	мегаграмм	Мг	Mg	10−6 г	микрограмм	мкг	µg
109 г	гигаграмм	Гг	Gg	10−9 г	нанограмм	нг	ng
1012 г	тераграмм	Тг	Tg	10−12 г	пикограмм	пг	pg
1015 г	петаграмм	Пг	Pg	10−15 г	фемтограмм	фг	fg
1018 г	эксаграмм	Эг	Eg	10−18 г	аттограмм	аг	ag
1021 г	зеттаграмм	Зг	Zg	10−21 г	зептограмм	зг	zg
1024 г	иоттаграмм	Иг	Yg	10−24 г	иоктограмм	иг	yg
применять не рекомендуется      не применяются или редко применяются на практике

Комментарии

1. ↑ Написание kilogram является современной формой, используемой Международным бюро мер и весов, Национальным институтом стандартов и технологий (NIST), Национальным метрологическим бюро (англ. National Measurement Office) Великобритании, Национальным научно-исследовательским советом Канады, и Национальным институтом измерений (англ. National Measurement Institute) Австралии.
2. ↑ Эта же директива определила литр как «единицу измерения объёма как для жидкостей, так и для твёрдых тел, которая равна объёму куба [со стороной] в десятую часть метра». Оригинальный текст: «Litre, la mesure de capacité, tant pour les liquides que pour les matières sèches, dont la contenance sera celle du cube de la dixièrne partie du mètre.»
3. ↑ Современные измерения показывают, что температура, при которой вода имеет наибольшую плотность, составляет 3,984 °C. Однако учёные конца XVIII века использовали значение 4 °C.
4. ↑ Временный эталон килограмма был изготовлен в соответствии с единственным неточным измерением плотности воды, сделанным ранее Антуаном Лавуазье и Рене Жюст Гаюи, которое показало, что один кубический дециметр дистиллированной воды при 0 °C имеет массу в 18 841 гран согласно французской системе мер (англ. Units of measurement in France), которой скоро предстояло исчезнуть. Более новое и аккуратное измерение, проведённое Лефёвром-Жино и Фабброни, показало, что масса кубического дециметра воды при температуре 4 °C составляет 18 827,15 гран

Источники

1. ↑ Деньгуб В. М., Смирнов В. Г. Единицы величин. Словарь-справочник. — М.: Издательство стандартов, 1990. — С. 61. — 240 с. — ISBN 5-7050-0118-5.
2. ↑ ^{1 2} Historic Vote Ties Kilogram and Other Units to Natural Constants
3. ↑ Draft Resolution A «On the revision of the International System of units (SI)» to be submitted to the CGPM at its 26th meeting (2018), <https://www.bipm.org/utils/en/pdf/CGPM/Draft-Resolution-A-EN.pdf> 
4. ↑ Decision CIPM/105-13 (October 2016). The day is the 144th anniversary of the Metre Convention.
5. ↑ Unit of mass (kilogram) (англ.). SI Brochure: The International System of Units (SI) [8th edition, 2006; updated in 2014]. BIPM. Дата обращения 11 ноября 2015.
6. ↑ Положение о единицах величин, допускаемых к применению в Российской Федерации (неопр.) (недоступная ссылка). Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений. Росстандарт. Дата обращения 28 февраля 2018. Архивировано 18 сентября 2017 года.
7. ↑ Verifications (англ.). Resolution 1 of the 25th CGPM (2014). BIPM. Дата обращения 8 октября 2015.
8. ↑ Kilogram: Mass and Planck’s Constant (англ.). NIST. Дата обращения 18 ноября 2018.
9. ↑ ^{1 2 3} Ernst O. Goebel, Uwe Siegner. Quantum Metrology: Foundation of Units and Measurements. John Wiley & Sons, 2015. (англ.) С. 165—167.
10. ↑ Robinson I. A., Schlamminger S. The watt or Kibble balance: a technique for implementing the new SI definitionof the unit of mass (англ.) // Metrologia. — 2016. — Vol. 53. — P. A46—A74. — DOI:10.1088/0026-1394/53/5/A46.
11. ↑ Michael Stock. The watt balance: determination of the Planck constant and redefinition of the kilogram Архивная копия от 1 сентября 2012 на Wayback Machine // Royal Society Discussion Meeting: The new SI, January 2011. (англ.) С. 10.
12. ↑ Алексей Понятов. Последним сдался килограмм (рус.) // Наука и жизнь. — 2019. — № 3. — С. 3—7.
13. ↑ Fowler, HW; Fowler, F. G. The Concise Oxford Dictionary (англ.). — Oxford: Oxford University Press, 1964.
14. ↑ Décret relatif aux poids et aux mesures du 18 germinal an 3 (7 avril 1795) (фр.). Grandes lois de la République. Digithèque de matériaux juridiques et politiques, Université de Perpignan. Дата обращения 3 ноября 2011. Архивировано 10 мая 2013 года.
15. ↑ Kilogram (неопр.) (недоступная ссылка). Oxford English Dictionary. Oxford University Press. Дата обращения 3 ноября 2011. Архивировано 10 мая 2013 года.
16. ↑ Kilogram (неопр.). Oxford Dictionaries. Дата обращения 3 ноября 2011. Архивировано 10 мая 2013 года.
17. ↑ Spelling of «gram», etc (неопр.). Weights and Measures Act 1985. Her Majesty’s Stationery Office (30 октября 1985). Дата обращения 6 ноября 2011. Архивировано 10 мая 2013 года.
18. ↑ «kilo (n1)», Oxford English Dictionary (2nd ed.), Oxford: Oxford University Press, 1989, <http://www.oed.com/viewdictionaryentry/Entry/103394>. Проверено 8 ноября 2011. 
19. ↑ «kilo (n2)», Oxford English Dictionary (2nd ed.), Oxford: Oxford University Press, 1989, <http://www.oed.com/viewdictionaryentry/Entry/103395>. Проверено 8 ноября 2011. 
20. ↑ An Essay towards a Real Character and a Philosophical Language (Reproduction) (неопр.) (PDF). Дата обращения 3 апреля 2011. Архивировано 10 мая 2013 года.
21. ↑ An Essay towards a Real Character and a Philosophical Language (Transcription) (неопр.) (PDF). Дата обращения 3 апреля 2011. Архивировано 10 мая 2013 года.
22. ↑ ^{1 2} Decree on weights and measures (фр.) (7 avril 1795). — «Gramme, le poids absolu d’un volume d’eau pure égal au cube de la centième partie du mètre, et à la température de la glace fondante.». Архивировано 10 мая 2013 года.
23. ↑ Gattel C. M. Nouveau Dictionnaire portatif de la Langue Françoise. — 1797. — Vol. 2. — P. 695.
24. ↑ L’histoire du mètre, la détermination de l’unité de poids (неопр.). Архивировано 10 мая 2013 года.
25. ↑ ^{1 2 3 4 5} Richard S. Davis, Pauline Barat and Michael Stock. A brief history of the unit of mass: continuity of successive definitions of the kilogram // Metrologia. — 2016. — Vol. 53. — P. A12–A18. — DOI:10.1088/0026-1394/53/5/A12.
26. ↑ ^{1 2} Килограмм / К. П. Широков // Кварнер — Конгур. — М. : Советская энциклопедия, 1973. — (Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров ; 1969—1978, т. 12).
27. ↑ ^{1 2} Why change the SI?  (англ.) на сайте Международного бюро мер и весов
28. ↑ Towards a redefinition of the kilogram (англ.). The BIPM watt balance. BIPM. Дата обращения 10 октября 2015.
29. ↑ ^{1 2} On the future revision of the International System of Units, the SI (англ.). Resolution 1 of the 24th CGPM (2011). BIPM. Дата обращения 11 ноября 2015.
30. ↑ The Avogadro Project (неопр.) (недоступная ссылка). Дата обращения 8 октября 2015. Архивировано 7 апреля 2014 года.
31. ↑ On the future revision of the International System of Units, the SI (англ.). Resolution 1 of the 25th CGPM (2014). BIPM. Дата обращения 11 ноября 2015.

• Смирнова Н. А. Единицы измерений массы и веса в Международной системе единиц. — М, 1966.

Килограмм — это… Что такое Килограмм?

Компьютерное изображение международного прототипа килограмма (эталон килограмма). Размер прототипа сопоставим с размером мяча для гольфа, в соответствии с находящейся рядом дюймовой шкалой. Образец сделан из сплава 90 % платины и 10 % иридия в виде цилиндра 39,17 мм. Прототип хранится в штаб-квартире Международного бюро мер и весов в Севре. Как и другие прототипы, края образца имеют четырёхугольные срезы, чтобы минимизировать износ материала.

Килогра́мм (русское обозначение: кг; международное: kg) — единица измерения массы, одна из семи основных единиц Международной системы единиц (СИ).

Действующее определение килограмма принято III Генеральной конференцией по мерам и весам в 1901 году и формулируется так^[1][2]:

Килограмм есть единица массы, равная массе международного прототипа килограмма.

Международный прототип (эталон) килограмма, хранится в Международном бюро мер и весов (расположено в г. Севр близ Парижа) и представляет собой цилиндр диаметром и высотой 39.17 мм из платино-иридиевого сплава (90 % платины, 10 % иридия). Первоначально килограмм определялся как масса одного кубического дециметра (литра) чистой воды при температуре 4 °C и стандартном атмосферном давлении на уровне моря.

Кратные и дольные единицы

По историческим причинам, название «килограмм» уже содержит десятичную приставку «кило», поэтому кратные и дольные единицы образуют, присоединяя стандартные приставки СИ к названию или обозначению единицы измерения «грамм» (которая в системе СИ сама является дольной: 1 г = 10⁻³ кг).

Вместо мегаграмма (1000 кг), как правило, используют единицу измерения «тонна».

В определениях мощности атомных бомб в тротиловом эквиваленте вместо гигаграмма применяется килотонна, вместо тераграмма — мегатонна.

Кратные				Дольные
величина	название	обозначение		величина	название	обозначение
101 г	декаграмм	даг	dag	10−1 г	дециграмм	дг	dg
102 г	гектограмм	гг	hg	10−2 г	сантиграмм	сг	cg
103 г	килограмм	кг	kg	10−3 г	миллиграмм	мг	mg
106 г	мегаграмм	Мг	Mg	10−6 г	микрограмм	мкг	µg
109 г	гигаграмм	Гг	Gg	10−9 г	нанограмм	нг	ng
1012 г	тераграмм	Тг	Tg	10−12 г	пикограмм	пг	pg
1015 г	петаграмм	Пг	Pg	10−15 г	фемтограмм	фг	fg
1018 г	эксаграмм	Эг	Eg	10−18 г	аттограмм	аг	ag
1021 г	зеттаграмм	Зг	Zg	10−21 г	зептограмм	зг	zg
1024 г	йоттаграмм	Иг	Yg	10−24 г	йоктограмм	иг	yg
применять не рекомендуется      не применяются или редко применяются на практике

Эталон килограмма

Копия эталона 1 кг, хранится в США.

В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники. Эта отметка установлена 13 мая 2011.

Информация в этой статье или некоторых её разделах устарела. Вы можете помочь проекту, обновив её и убрав после этого данный шаблон.

Дрейф массы копий эталона

На данный момент килограмм — единственная единица СИ, которая определена при помощи предмета, изготовленного людьми — платиново-иридиевого эталона. Все остальные единицы теперь определяются с помощью фундаментальных физических свойств и законов.

В XVIII веке при создании метрической системы мер килограмм был определён как масса 1 дм³ воды при 4°C (при этой температуре у воды наибольшая плотность). В 1799 году был изготовлен прототип килограмма в виде платиновой гири, однако его масса была на 0,028 г больше массы 1 дм³ воды^[3].

Нынешний эталон был изготовлен в 1889 году из платиново-иридиевого сплава в виде цилиндра высотой и диаметром 39 мм^[3]. С тех пор он хранится в Международном бюро мер и весов под тремя герметичными стеклянными колпаками. Были изготовлены также точные официальные копии международного эталона, которые используются как национальные эталоны килограмма. Всего было создано более 80 копий. Две копии международного эталона были переданы России^[3], они хранятся во ВНИИ метрологии им. Менделеева. Примерно раз в 10 лет национальные эталоны сравниваются с международным. Эти сравнения показывают, что точность национальных эталонов составляет примерно 2 мкг. Так как они хранятся в тех же условиях, нет никаких оснований считать, что международный эталон точнее. По разным причинам за сто лет международный эталон теряет 3·10⁻⁸ своей массы. Однако, по определению, масса международного эталона в точности равна одному килограмму. Поэтому любые изменения действительной массы эталона приводят к изменению величины килограмма.

Исходя из стремления к устранению упомянутых нестабильностей, XXI Генеральная конференция по мерам и весам в 1999 году в своей Резолюции рекомендовала национальным лабораториям продолжить усилия по совершенствованию установления связи единицы массы с фундаментальными или атомными константами, имея в виду будущее переопределение килограмма^[4]. В последующее десятилетие рядом международных организаций велась работа по выработке предварительных предложений о переопределении килограмма^[5].

Перспективы

В 2011 году XXIV Генеральная конференция по мерам и весам приняла Резолюцию^[6], в которой предложено в будущей ревизии Международной системы единиц (СИ) продолжить переопределение основных единиц таким образом, чтобы они были основаны не на созданных человеком артефактах, а на фундаментальных физических постоянных или свойствах атомов.

В частности, предполагается, что СИ станет системой единиц, в которой постоянная Планка h равна 6,626 06X·10⁻³⁴ Джc точно^[7]. Результатом этого должна явиться отмена ныне действующего определения килограмма и принятие нового. Как сказано в Резолюции, «килограмм останется единицей массы, но его величина будет установлена путём фиксации численного значения постоянной Планка в точности равным 6,626 06X·10⁻³⁴, когда оно выражается единицей СИ м²·кг·с⁻¹, которая равна Дж·с».

Примечания

См. также

Литература

• Смирнова Н. А. Единицы измерений массы и веса в Международной системе единиц. — М, 1966.

Ссылки

Значение слова КИЛОГРАММ. Что такое КИЛОГРАММ?

Килогра́мм (русское обозначение: кг; международное: kg) — единица измерения массы, одна из семи основных единиц Международной системы единиц (СИ). Кроме того, является единицей массы и относится к числу основных единиц в системах МКС, МКСА, МКСК, МКСГ, МКСЛ, МКГСС.

Действующее определение килограмма принято III Генеральной конференцией по мерам и весам (ГКМВ) в 1901 году и формулируется так:

Международный прототип (эталон) килограмма, хранится в Международном бюро мер и весов (расположено в Севре близ Парижа) и представляет собой цилиндр диаметром и высотой 39,17 мм из платино-иридиевого сплава (90 % платины, 10 % иридия).

Первоначально было введено понятие не килограмма, а грамма, который был определён в 1795 году как вес одного кубического сантиметра чистой воды при температуре таяния льда, из чего следовало, что килограмм эквивалентен массе одного кубического дециметра (литра) воды.

Килограмм является единственной из основных единиц системы СИ, которая используется с приставкой («кило», обозначение «к»). Также является единственной из оставшихся к настоящему времени единиц СИ, которые определены на основе объекта, изготовленного человеком, а не на основе физических свойств, что могут быть воспроизведены в разных лабораториях. Четыре из семи базовых единиц в системе СИ определены с учётом килограмма, поэтому постоянство его величины очень важно.

Современный международный эталон килограмма был выпущен Генеральной конференцией по мерам и весам в 1889 году на основе Метрической конвенции (1875) и под надзор Международного бюро мер и весов (МБМВ), которое хранит его от лица ГКМВ. После того как было обнаружено, что международный эталон килограмма с течением времени даёт отличия в массе, Международный комитет мер и весов (МКМВ) в 2005 году рекомендовал переопределить килограмм с помощью фундаментальных физических свойств. В 2011 году XXIV ГКМВ пришла к соглашению, что килограмм должен быть переопределён на основе постоянной Планка, но отложила окончательное решение до следующей конференции в 2014 году. XXV ГКМВ, состоявшаяся в 2014 году, приняла решение продолжить работу по подготовке новой ревизии СИ, включающей переопределение килограмма, и предварительно наметила закончить эту работу к 2018 году с тем, чтобы заменить существующую СИ обновлённым вариантом на XXVI ГКМВ.

Международный эталон килограмма практически не подвергается какому-либо перемещению или использованию. Его копии хранятся в национальных метрологических учреждениях по всему миру. В 1889, 1948, 1989 и 2014 годах проводились верификации копий с эталоном с целью обеспечить единство измерений массы относительно эталона.

Что такое килограмм

Килограмм — единица массы, одна из основных единиц системы СИ

Килограмм обозначается как кг

Килограм это то масса международного образца (валик высотой 39 мм, выполненный из сплава 90 % платины и 10 % иридия), хранящийся в Международном бюро мер в Севре, около Парижа. Образец килограмма был установлен Первой генеральной конференцией мер в 1889 году. Первоначально образец был приравнен к одному литру воды температурой 4 градуса Цельсия, при нормальном давлении.

В ежедневном использовании, масса объекта, заданного в килограммах, часто упоминается как его вес, который является мерой силы тяжести. Вес в килограммах технически не входит в список единиц СИ, а единица измерения для веса известна как килограмм-сила. Эквивалентной единицей измерения силы тяжести является фунт-сила. В строгом научном контексте, сила, как правило, измеряется единицей СИ ньютон.

Килограмм является единственной базовой единицей СИ с приставкой в ​​рамках своего имени. Кроме того, это единственная единица СИ, которая до сих пор непосредственно определяется артефактом, а не фундаментальными физическими свойствами, которые могут быть изучены в разных лабораториях. Четыре из семи базовых величин в системе СИ определяются по отношению к килограмму, поэтому её полная стабильность очень важна.

Основная единица массы в метрической системе мер, равная 1000 граммов.

1 килограмм = 1000 грамм

Кратные и дольные единицы

По историческим причинам, название «килограмм» уже содержит десятичную приставку «кило», поэтому кратные и дольные единицы образуют, присоединяя стандартные приставки СИ к названию или обозначению единицы измерения «грамм» (которая в системе СИ сама является дольной: 1 г = 10₋₃ кг).

Вместо мегаграмма (1000 кг), как правило, используют единицу измерения «тонна».

В определениях мощности атомных бомб в тротиловом эквиваленте вместо гигаграмма применяется килотонна, вместо тераграмма — мегатонна.

Кратные				Дольные
величина	название	обозначение		величина	название	обозначение
101 г	декаграмм	даг	dag	10−1 г	дециграмм	дг	dg
102 г	гектограмм	гг	hg	10−2 г	сантиграмм	сг	cg
103 г	килограмм	кг	kg	10−3 г	миллиграмм	мг	mg
106 г	мегаграмм	Мг	Mg	10−6 г	микрограмм	мкг	µg
109 г	гигаграмм	Гг	Gg	10−9 г	нанограмм	нг	ng
1012 г	тераграмм	Тг	Tg	10−12 г	пикограмм	пг	pg
1015 г	петаграмм	Пг	Pg	10−15 г	фемтограмм	фг	fg
1018 г	эксаграмм	Эг	Eg	10−18 г	аттограмм	аг	ag
1021 г	зеттаграмм	Зг	Zg	10−21 г	зептограмм	зг	zg
1024 г	иоттаграмм	Иг	Yg	10−24 г	иоктограмм	иг	yg
применять не рекомендуется      не применяются или редко применяются на практике

В вашем браузере отключен Javascript.
Чтобы произвести расчеты, необходимо разрешить элементы ActiveX!

Не можешь написать работу сам?

Доверь её нашим специалистам

от 100 р.стоимость заказа

2 часамин. срок

Узнать стоимость

килограмм — Викисловарь

Морфологические и синтаксические свойства

падеж	ед. ч.	мн. ч.
Им.	килогра́мм	килогра́ммы
Р.	килогра́мма	килогра́ммов килогра́мм
Д.	килогра́мму	килогра́ммам
В.	килогра́мм	килогра́ммы
Тв.	килогра́ммом	килогра́ммами
Пр.	килогра́мме	килогра́ммах

ки-ло-гра́мм

Существительное, неодушевлённое, мужской род, 2-е склонение (тип склонения 1a((2)) по классификации А. А. Зализняка).

Префиксоид: кило-; корень: -грамм- ^{[Тихонов, 1996]}.

Произношение

• МФА: ед. ч. [kʲɪɫɐˈɡram]  мн. ч. [kʲɪɫɐˈɡramːɨ]

Семантические свойства

Эталон килограмма [1]

Значение

1. единица измерения массы, равная 1000 граммам, одна из основных единиц СИ ◆ Он переводил пуды на килограммы, килограммы — на старозаветные золотники, и каждый раз получалась такая заманчивая цифра, что нарушитель конвенции даже легонько повизгивал. Илья Ильф, Евгений Петров, «Золотой теленок», 1931 г. ◆ Ремни, выдержавшие на испытаниях сотни килограммов груза, лопнули, как бечёвки, и ещё через три-четыре секунды над лётчиком вспыхнул яркий купол парашюта. С. Вишенков, «Испытатели», 1947 г. (цитата из Национального корпуса русского языка, см. Список литературы)
2. устар., ныне неправ. то же, что килограмм-сила; единица силы в некоторых устаревших системах единиц ◆ Отсутствует пример употребления (см. рекомендации).

Синонимы

1. кило, кг
2. килограмм-сила, килопонд, кГ

Антонимы

1. —
2. —

Гиперонимы

1. единица, мера; масса
2. единица, мера; сила

Гипонимы

1. —
2. —

Родственные слова

Этимология

Происходит от др.-греч. χίλιοι «тысяча» + γραμμάριον «скрупул», далее от γραμμή «линия, черта» < γράφω «пишу» +‎ -μα, суффикс результата действия; переход в греческом от «черты» к мере веса — семантическая калька с лат. scrupulum (вин.п. от scrupulus «острый камушек; скрупул», уменьш. от scrupus «острый камень»), ошибочно интерпретированного как производное от лат. scribo «пишу, черчу».

Фразеологизмы и устойчивые сочетания

Перевод

Килограмм Википедия

Килогра́мм (русское обозначение: кг; международное: kg) — единица измерения массы, одна из семи основных единиц Международной системы единиц (СИ). Кроме того, является единицей массы и относится к числу основных единиц в системах МКС, МКСА, МКСК, МКСГ, МКСЛ, МКГСС^[1]. Килограмм является единственной из основных единиц системы СИ, которая используется с приставкой («кило», обозначение «к»).

XXVI Генеральная конференция по мерам и весам (13—16 ноября 2018 года) одобрила^[2] определение килограмма, основанное на фиксации численного значения постоянной Планка. Решение вступило в силу 20 мая 2019 года.

Килограмм, обозначение кг, является единицей массы в СИ; его величина устанавливается фиксацией численного значения постоянной Планка h равной в точности 6,62607015⋅10^-34, когда она выражена единицей СИ Дж⋅с, которая эквивалентна кг⋅м²⋅с⁻¹, где метр и секунда определены через c и Δν_Cs.^[3][4]

Действовавшее до мая 2019 года определение килограмма было принято III Генеральной конференцией по мерам и весам (ГКМВ) в 1901 году и формулировалось так^[5][6]:

Килограмм — единица массы, равная массе международного прототипа килограмма.

До 20 мая 2019 года килограмм оставался последней единицей СИ, определенной на основе изготовленного человеком объекта. После принятия нового определения с практической точки зрения величина килограмма не изменилась, но существующий «прототип» (эталон) более не определяет килограмм, а является очень точной гирькой с потенциально измеримой погрешностью.

Прототип килограмма[ |

Килограмм — это… Что такое Килограмм?

        единица массы, одна из семи основных единиц Международной системы единиц (См. Международная система единиц) (СИ). К. равен массе международного прототипа, хранимого в Международном бюро мер и весов. Сокращённые обозначения: русское кг, международное kg.          При создании в 18 в. метрической системы мер (См. Метрическая система мер) К. был определён как масса 1 дм³ воды при температуре её наибольшей плотности (4 °С), однако прототип К. в 1799 был выполнен в виде цилиндрической гири из платины. Масса прототипа К. оказалась приблизительно на 0,028 г больше массы 1 дм³ воды. В 1889 было принято существующее определение К. и в качестве международного прототипа К. была утверждена гиря со знаком ℜ («К» готическое заглавное), изготовленная из платиноиридиевого сплава (10% 1г) и имеющая форму цилиндра диаметром и высотой 39 мм. Из 40 изготовленных копий прототипа две (№12 и №26) были переданы России. Эталон №12 принят в СССР в качестве государственного первичного Эталона единицы массы, а №26 — в качестве эталона-копии.          Между массой и весом тел долгое время различия не делали, поэтому К. использовался не только как единица массы, но и как единица веса (силы тяжести). Разграничение единиц массы и веса было установлено на 3-й Генеральной конференции по мерам и весам (1901), в резолюции которой было подчёркнуто, что вес тела равен произведению его массы на ускорение свободного падения, и было установлено понятие нормального веса и нормального ускорения свободного падения (980,665 см/сек²). С этого времени была введена отдельная единица силы и веса — Килограмм-сила. Этот же принцип сохранён в Международной системе единиц, в ней для измерения силы принята единица Ньютон.

         Наименования кратных и дольных единиц от К. образуются прибавлением приставок к наименованию «грамм»: мегаграмм (Мг, Mg), миллиграмм (мг, mg) и т.д. Хотя К. не относится к единицам, определяемым через неизменные константы, взятые из природы, т. е. его прототип является невоспроизводимым, по точности (относительная погрешность сличений с прототипом не превышает 2․10^-9) он удовлетворяет запросам современной науки и техники.

         Лит.: Смирнова Н. А., Единицы измерений массы и веса в Международной системе единиц, М., 1966.

         К. П. Широков.