Килограмм (также килограмм [1] ) — базовая единица массы в Международной системе единиц ( СИ), имеющая обозначение кг . Это широко используемая мера в науке, технике и торговле во всем мире, и в просторечии ее часто называют просто килограммом . [2] Это означает «тысяча граммов ».
Килограмм определяется с помощью постоянной Планка , секунды и метра , оба из которых основаны на фундаментальных физических константах . Это позволяет правильно оборудованной метрологической лаборатории калибровать прибор для измерения массы, такой как весы Киббла, в качестве основного эталона для определения точной килограммовой массы. [3] [4]
Килограмм, обозначение кг, является единицей массы в системе СИ. Он определяется путем принятия фиксированного численного значения постоянной Планка h как6,626 070 15 × 10 −34 , если выразить это в единице Дж⋅с, которая равна кг⋅м 2 ⋅с −1 , где метр и секунда определяются через c и Δ ν Cs .
Это определение в целом соответствует предыдущим определениям: масса остается в пределах 30 ppm от массы одного литра воды. [10]
Хронология предыдущих определений
1793: Могила (предшественник килограмма) была определена как масса 1 литра (дм 3 ) воды, равная 18841 грану . [11]
1795 год : грамм ( 1/1000 килограмма) был условно определен как масса одного кубического сантиметра воды при температуре плавления льда. [12]
1799: Изготовлен прототип «Килограмма архивов» . Он имел массу, равную массе 1 дм 3 воды при температуре ее максимальной плотности, равной примерно 4 °С . [13]
Килограмм — единственная базовая единица СИ , в названии которой есть префикс СИ ( кило ). Слово «килограмм» или «килограмм» происходит от французского «килограмм» , [15] которое само по себе было научной чеканкой, в которой греческая основа χίλιοι khilioi «тысяча» стояла перед граммой , позднелатинским термином, обозначающим «маленький вес», который сам по себе происходит от греческого. γράμμα . [16]
Слово « килограмм» было записано во французском законодательстве в 1795 году, в Указе 18 Жерминаля , [17]
который пересматривал временную систему единиц, введенную Французским национальным собранием двумя годами ранее, где гравит определялся как вес ( пуды ) кубического сантиметра воды, равного 1/1000 могилы . [18] В указе 1795 года термин «грамма» заменил «гравит» , а «килограмм» заменил «гравит» . [13]
Французское написание было принято в Великобритании, когда это слово было впервые использовано в английском языке в 1795 году, [19] [15] с написанием килограмма , принятого в Соединенных Штатах. В Соединенном Королевстве используются оба варианта написания, причем слово «килограмм» стало гораздо более распространенным. [1] Законодательство Великобритании, регулирующее единицы измерения, используемые при торговле по весу или мере, не препятствует использованию любого написания. [20]
В 19 веке французское слово « кило » , сокращение слова « килограмм» , было импортировано в английский язык, где оно использовалось для обозначения как килограмма [21] , так и километра . [22] Хотя килограмм в качестве альтернативы приемлем, например, The Economist [23] в системе Termium Plus канадского правительства говорится, что «использование СИ (Международной системы единиц), соблюдаемое в научных и технических публикациях», не позволяет его использовать. и в Словаре единиц измерения Расса Роулетта оно описано как «распространенное неофициальное название». [24] [25] Когда Конгресс Соединенных Штатов предоставил метрической системе юридический статус в 1866 году, он разрешил использование слова « кило» в качестве альтернативы слову « килограмм» , [26] но в 1990 году отменил статус слова « кило» . [27]
Система СИ была введена в 1960 году, а в 1970 году BIPM начал публиковать брошюру SI , в которой содержатся все соответствующие решения и рекомендации CGPM относительно единиц измерения. В брошюре SI указано, что «недопустимо использовать сокращения для символов или названий единиц измерения…». [28] [Примечание 2]
Переопределение на основе фундаментальных констант
Замена Международного прототипа килограмма (IPK) в качестве основного стандарта была мотивирована накопленными в течение длительного периода времени доказательствами того, что масса IPK и его копий менялась; IPK отличался от своих копий примерно на 50 микрограмм с момента их производства в конце 19 века. Это привело к нескольким конкурирующим усилиям по разработке технологии измерения, достаточно точной, чтобы оправдать замену килограммового артефакта определением, основанным непосредственно на физических фундаментальных константах. [5]
В ноябре 2018 года Международный комитет мер и весов (CIPM) утвердил новое определение базовых единиц СИ , которое определяет килограмм, определяя постоянную Планка как точно6,626 070 15 × 10 −34 кг⋅м 2 ⋅с −1 , эффективно определяя килограмм через секунду и метр. Новое определение вступило в силу 20 мая 2019 года. [5] [7] [29]
До переопределения килограмм и несколько других единиц СИ, основанных на килограмме, определялись искусственным металлическим артефактом: Архивным килограммом с 1799 по 1889 год и ИПК с 1889 по 2019 год. [5]
В 1960 году метр , ранее аналогичным образом определялся по отношению к одному платиново-иридиевому бруску с двумя отметками на нем, был переопределен в терминах инвариантной физической константы (длины волны определенного излучения света, испускаемого криптоном , [ 30 ] , а позже и скорость света ), чтобы стандарт можно было независимо воспроизводить в разных лабораториях, следуя письменной спецификации.
На 94-м заседании CIPM в 2005 г. было рекомендовано сделать то же самое с килограммом. [31]
В октябре 2010 года CIPM проголосовал за представление резолюции на рассмотрение Генеральной конференции по мерам и весам (CGPM), чтобы «принять к сведению намерение» определить килограмм через постоянную Планка h ( которая имеет размеры энергии, умноженной на время, то есть масса × длина 2 /время) вместе с другими физическими константами. [32] [33] Эта резолюция была принята 24-й конференцией ГКМВ [34] в октябре 2011 г. и далее обсуждалась на 25-й конференции в 2014 г. [35] [36] Хотя Комитет признал, что был достигнут значительный прогресс, они пришли к выводу, что данные еще не кажутся достаточно надежными для принятия пересмотренного определения, и что работу следует продолжить, чтобы обеспечить принятие на 26-м заседании, запланированном на 2018 год. [35] Такое определение теоретически позволит использовать любое устройство, способное определение килограмма через константу Планка, которая будет использоваться, если она обладает достаточной точностью, аккуратностью и стабильностью. Баланс Kibble — один из способов сделать это. [37]
В рамках этого проекта на протяжении многих лет рассматривалось и исследовалось множество самых разных технологий и подходов . Некоторые из этих подходов основывались на оборудовании и процедурах, которые позволяли воспроизводимо производить новые прототипы килограммовой массы по требованию (хотя и с чрезвычайными усилиями), используя методы измерения и свойства материалов, которые в конечном итоге основаны на физических константах или прослеживаются на них. Другие были основаны на устройствах, которые измеряли либо ускорение, либо вес килограммовых испытательных масс, настроенных вручную, и которые выражали их величины в электрических терминах с помощью специальных компонентов, которые позволяют отслеживать физические константы. Все подходы зависят от преобразования измерения веса в массу и поэтому требуют точного измерения силы тяжести в лабораториях ( гравиметрия ). Все подходы точно фиксировали бы одну или несколько констант природы на определенном значении. [ нужна цитата ]
кратные СИ
Поскольку единица СИ не может иметь несколько префиксов (см. префикс СИ ), префиксы добавляются к грамму , а не к базовой единице килограмм , у которой уже есть префикс как часть названия. [38] Например, одна миллионная часть килограмма равна 1 мг (один миллиграмм), а не 1 мкг (один микрокилограмм).
Практические проблемы с названиями весов SI
Практика использования аббревиатуры «мкг», а не символа SI «мкг», была официально разрешена в США для практикующих врачей в 2004 году Объединенной комиссией по аккредитации организаций здравоохранения (JCAHO) в их Списке «Не использовать: сокращения». , аббревиатуры и символы. Архивировано 15 сентября 2015 г. в Wayback Machine , поскольку «мкг» и «мг», написанные от руки, можно спутать друг с другом, что приводит к тысячекратной передозировке (или недостаточной дозировке). Мандат также был принят Институтом безопасной медицинской практики.
В Соединенном Королевстве, поскольку были допущены серьезные ошибки при назначении лекарств из-за путаницы между миллиграммами и микрограммами при сокращении микрограмм, в Шотландских рекомендациях по паллиативной помощи содержится рекомендация о том, что дозы менее одного миллиграмма должны выражаться в микрограммах и что Слово «микрограмма» должно быть написано полностью, и никогда не допускается использование «мкг» или «мкг». [39]
Гектограмм (100 г) (итал. ettgrammo или etto ) — очень часто используемая единица измерения в розничной торговле продуктами питания в Италии. [40] [41] [42]
Прежнее стандартное написание и сокращение «дека-» и «дк» привело к появлению таких сокращений, как «дкм» (декаметр) и «дкг» (декаграмма). [43] По состоянию на 2020 год [обновлять]аббревиатура «dkg» (10 г) все еще используется в некоторых частях Центральной Европы в розничной торговле для некоторых продуктов питания, таких как сыр и мясо. [44] [45] [46] [47] [48]
Название единицы измерения «мегаграмм» используется редко, и даже тогда, как правило, только в технических областях в контекстах, где требуется особенно строгое соответствие стандарту СИ. В большинстве случаев вместо этого используется название « тонна» . Тонна и ее символ «т» были приняты CIPM в 1879 году. Это единица, не входящая в систему SI, принятая BIPM для использования с SI. По данным BIPM, «в некоторых англоязычных странах эту единицу иногда называют «метрической тонной». [49]
^ Во французском тексте (который является авторитетным текстом) говорится: « Il n'est pas autorisé d'utiliser des abréviations pour lessymboles et noms d'unités... »
^ ab Проект резолюции A «О пересмотре Международной системы единиц (СИ)» для представления ГКМВ на ее 26-м заседании (2018 г.) (PDF) , в архиве (PDF) из оригинала 2 апреля 2021 г.
^ Решение CIPM/105-13 (октябрь 2016 г.). В этот день исполняется 144 года со дня принятия Метрической конвенции .
^ Брошюра СИ: Международная система единиц (СИ). МБМВ, 9-е издание, 2019 г.
^ Плотность воды составляет 0,999972 г/см3 при 3,984 °C. См. Фрэнкс, Феликс (2012). Физика и физическая химия воды. Спрингер. ISBN 978-1-4684-8334-5.
^ Гайтон ; Лавуазье ; Монж ; Бертолле ; и другие. (1792). Annales de chimie или Recueil de mémoires, касающиеся Chimie et les Arts qui en dependent. Том. 15–16. Париж: Chez Joseph de Boffe. п. 277.
^ Gramme, le poids absolu d'un Volume d'eau pure égal au Cube de la Centième Party du Mètre, et à la température de la Glace Fondante
^ Аб Зупко, Рональд Эдвард (1990). Революция в измерениях: западноевропейские меры и веса со времен науки. Филадельфия: Американское философское общество. ISBN978-0-87169-186-6.
^ ab "Килограмм". Оксфордский словарь английского языка . Издательство Оксфордского университета . Проверено 3 ноября 2011 г.
^ Фаулерс, HW; Фаулер, Ф.Г. (1964). Краткий Оксфордский словарь . Оксфорд: Кларендон Пресс.Греческое γράμμα (как бы γράφ-μα , дорическое γράθμα ) означает «нечто написанное, буква», но оно стало использоваться как единица веса, по-видимому, равная1/24унции ( _1/288либры , что соответствовало бы примерно 1,14 грамма в современных единицах), в какой-то момент во время поздней античности . Французская грамма была заимствована из латинской граммы , которая сама по себе довольно неясна, но встречается в Carmen de ponderibus et mensuris (8.25), приписываемой Реммием Палемоном (1 век), где она представляет собой вес двух оболи (Чарльтон Т. Льюис, Чарльз Краткий, Латинский словарь sv «gramma», 1879). Генри Джордж Лидделл. Роберт Скотт. Греко-английский лексикон (переработанное и дополненное издание, Оксфорд, 1940) sv γράμμα, цитирующий работу X века Geoponica и папирус IV века, отредактированный в L. Mitteis, Griechische Urkunden der Papyrussammlung zu Leipzig , vol. я (1906), 62 ii 27.
^ «Décret relatif aux poids et aux mesures du 18 Germinal an 3 (7 апреля 1795 г.)» [Указ от 18 Germinal, год III (7 апреля 1795 г.) о мерах и весах]. Grandes lois de la République (на французском языке). Цифровая библиотека юридических и политических материалов, Университет Перпиньяна . Проверено 3 ноября 2011 г.
^ Национальная конвенция, указ от 1 августа 1793 г., изд. Дювержье, «Полное собрание законов, указов, постановлений, правил государственного совета», опубликованное в официальных изданиях Лувра , том. 6 (2-е изд. 1834 г.), с. 70. Метр ( mètre ), от которого зависит это определение, сам по себе определялся как десятимиллионная часть четверти земного меридиана , выраженная в традиционных единицах измерения : 3 пье , 11,44 линии ( линия — это 12-я часть пуса ( дюйма). ), или 144-я часть пестрого .
^ Пельтье, Жан-Габриэль (1795). «Париж, 1795 год». Ежемесячный обзор . 17 :556 . Проверено 2 августа 2018 г.Современный английский перевод французского указа 1795 года.
^ "кило (n1)" . Оксфордский словарь английского языка (2-е изд.). Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. 1989 год . Проверено 8 ноября 2011 г.
^ "кило (n2)" . Оксфордский словарь английского языка (2-е изд.). Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. 1989 год . Проверено 8 ноября 2011 г.
^ «Руководство по стилю» (PDF) . Экономист . 7 января 2002 г. Архивировано из оригинала (PDF) 1 июля 2017 г. Проверено 8 ноября 2011 г.
^ «килограмм, кг, килограмм» . Термиум Плюс . Правительство Канады. 8 октября 2009 года . Проверено 29 мая 2019 г.
^ "кило". Сколько? . Архивировано из оригинала 16 ноября 2011 года . Проверено 6 ноября 2011 г.
^ 29-й Конгресс США, сессия 1 (13 мая 1866 г.). «HR 596, Закон, разрешающий использование метрической системы мер и весов». Архивировано из оригинала 5 июля 2015 года.{{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
^ «Метрическая система измерения: Интерпретация Международной системы единиц для Соединенных Штатов; Уведомление» (PDF) . Федеральный реестр . 63 (144): 40340. 28 июля 1998. Архивировано из оригинала (PDF) 15 октября 2011 года . Проверено 10 ноября 2011 г. Устаревшие устройства Как указано в уведомлении Федерального реестра 1990 года,...
^ Международное бюро мер и весов (2006), Международная система единиц (СИ) (PDF) (8-е изд.), стр. 130, ISBN92-822-2213-6, заархивировано (PDF) из оригинала 4 июня 2021 г. , получено 16 декабря 2021 г.
↑ Паллаб Гош (16 ноября 2018 г.). «Килограмм получает новое определение». Новости BBC . Проверено 16 ноября 2018 г.
^ Международное бюро мер и весов (2006), Международная система единиц (СИ) (PDF) (8-е изд.), стр. 112, ISBN92-822-2213-6, заархивировано (PDF) из оригинала 4 июня 2021 г. , получено 16 декабря 2021 г.
^ Рекомендация 1: Подготовительные шаги к новым определениям килограмма, ампера, кельвина и моля с точки зрения фундаментальных констант (PDF) . 94-е заседание Международного комитета мер и весов. Октябрь 2005. с. 233. Архивировано (PDF) из оригинала 30 июня 2007 г. . Проверено 7 февраля 2018 г.
^ «NIST поддерживает предложение об обновленной системе единиц измерения» . НИСТ . Nist.gov. 26 октября 2010 года . Проверено 3 апреля 2011 г.
↑ Ян Миллс (29 сентября 2010 г.). «Проект главы 2 брошюры SI с учетом переопределения базовых единиц» (PDF) . ККУ . Проверено 1 января 2011 г.
^ Резолюция 1 - О возможном будущем пересмотре Международной системы единиц СИ (PDF) . 24-е заседание Генеральной конференции по мерам и весам. Севр, Франция. 17–21 октября 2011 г. Проверено 25 октября 2011 г.
^ ab «BIPM - Резолюция 1 25-й ГКМВ» . www.bipm.org . Проверено 27 марта 2017 г.
^ «Генеральная конференция мер и весов одобряет возможные изменения в Международной системе единиц, включая новое определение килограмма» (PDF) (пресс-релиз). Севр, Франция: Генеральная конференция по мерам и весам . 23 октября 2011 года . Проверено 25 октября 2011 г.
^ Робинсон, Ян А.; Шламмингер, Стефан (2016). «Баланс ватта или Киббла: метод реализации нового определения единицы массы в системе СИ». Метрология . 53 (5): А46–А74. Бибкод : 2016Метро..53А..46Р. дои : 10.1088/0026-1394/53/5/A46 . ПМЦ 8752041 . ПМИД 35023879.
^ BIPM: Брошюра SI: Раздел 3.2, Килограмм. Архивировано 29 марта 2016 г., в Wayback Machine.
^ «Информация о назначении жидких лекарств». Шотландские рекомендации по паллиативной помощи . Архивировано из оригинала 10 июля 2018 года . Проверено 15 июня 2015 г.
^ Том Стобарт, Энциклопедия Кука , 1981, стр. 525
^ Дж. Дж. Киндер, В. М. Савини, Использование итальянского языка: Руководство по современному использованию , 2004, ISBN 0521485568 , стр. 231
^ Джакомо Девото, Джан Карло Оли, Nuovo vocabolario illustrato della lingua italiana , 1987, sv 'etto': "frequentissima nell'uso comune: un e. di caffè, un e. di mortadella; formaggio a 2000 lire l'etto "
^ Национальное бюро стандартов США, Международная метрическая система мер и весов , «Официальные сокращения международных метрических единиц», 1932, стр. 13
^ "Jestřebická hovezí sunka 10 dkg | Ранчерское специалитет" . eshop.rancherskespeciality.cz (на чешском языке). Архивировано из оригинала 16 июня 2020 года . Проверено 16 июня 2020 г.
^ "Sedliacka šunka 1 dkg | Газдовский двор – Фарма Бусов Габолтов" . Sedliacka šunka 1 dkg (на словацком языке). Архивировано из оригинала 16 июня 2020 года . Проверено 16 июня 2020 г.
^ "Сыр базалковый - Фармаржские Три" . www.e-farmarsketrhy.cz (на чешском языке). Архивировано из оригинала 16 июня 2020 года . Проверено 16 июня 2020 г.
^ «Английское меню - Кафе Mediterran» . Архивировано из оригинала 16 июня 2020 года . Проверено 16 июня 2020 г. Стейк из говядины 20 мкг; Стейк из говядины 40 дкг;Толстая корочка 35 дкг
^ «Термекек – Сиз Сайтмухей» (на венгерском языке). Архивировано из оригинала 16 июня 2020 года . Проверено 16 июня 2020 г.
^ Единицы, не входящие в систему СИ, которые принимаются для использования с СИ , Брошюра СИ: Раздел 4 (Таблица 8), BIPM.
Внешние ссылки
Викискладе есть медиафайлы, связанные с килограммом .
NIST повышает точность метода «баланса ватт» для определения килограмма
Национальная физическая лаборатория Великобритании (NPL): Возникают ли какие-либо проблемы из-за того, что килограмм определяется как физический артефакт? (Часто задаваемые вопросы – Масса и плотность)
NPL: Баланс кормов NPL
Метрология во Франции: баланс Ватта
Австралийский национальный институт измерений: новое определение килограмма с помощью постоянной Авогадро
Международное бюро мер и весов (BIPM): Домашняя страница
NZZ Folio: Сколько на самом деле весит килограмм
НПЛ: В чем разница между массой, весом, силой и нагрузкой?