Kilogramo

De Wikipedia, la enciclopedia libre.
Saltar a navegación Saltar a búsqueda
Kilogramo
Kilogramo estándar, 2.jpg
1 kg de masa de muestra almacenada en el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología , EE . UU . El cilindro recto tiene un diámetro y una altura de 39 mm, y está hecho de una aleación de platino (90%) e iridio (10%).
Información general
Sistema
Tamaño masa
Símbolo kg
Epónimo kilo y gramo
Conversiones
1 kg en ... ...equivalente a...
Unidad CGS 1000 g
Unidad MTS 0,001 toneladas
Unidad de EE. UU. / Imp2.20462 libras
35,274 onzas
Unidad ST0.10197 UTM
Unidad troy32,1507 onzas t
Unidad Planck4.595 × 10 7 m P
Unidades atómicas1,0978 × 10 30 m y
Unidad SA5,02785 × 10 −31 M

El kilogramo (ortografía alternativa: kilogramo) [1] [2] , usando el uso común de kilo [3] [4] (símbolo: kg [N 1] ), es la ' unidad de medida de la base de la masa en el International Sistema de unidades de medida (SI) [5] correspondiente a la masa de ≈ 4.595 × 10 7 mP , (relación con la masa unitaria de Planck).

La 26a Conferencia General de Pesas y Medidas celebrada en Versalles del 13 al 16 de noviembre de 2018 introdujo una nueva definición según la cual también el kilogramo, al igual que para las demás unidades básicas del SI, a partir del 20 de mayo de 2019 se refiere a una constante física [6 ] en particular a la constante de Planck mediante una medición mediante la balanza Watt . [7] [8]

Históricamente, se originó como la masa de un litro (decímetro cúbico) de agua destilada a una temperatura de aproximadamente 4 ° C. Hasta el 20 de mayo de 2019, se definía como la masa de un cilindro particular de aproximadamente altura y diámetro. 4 cm de una aleación de platino - iridio depositado en la Oficina Internacional de Pesas y Medidas en Sèvres , Francia , también llamado prototipo internacional. [9] [10]

El kilogramo equivale a mil gramos (símbolo: g ).

Definición

El kilogramo es la única unidad de medida del SI que, hasta el 20 de mayo de 2019, había permanecido definida en relación a un artefacto, y no por una propiedad física. Es decir, todavía siguió el enfoque típico de un sistema técnico .

El gramo entró en el sistema métrico francés el 1 de agosto de 1793 , definido [11] como la masa de un centímetro cúbico (10 −6 ) de agua a una temperatura de 3,98 ° C a presión atmosférica estándar . Se eligió esta temperatura en particular porque para ello, el agua tiene su máxima densidad . El 7 de abril de 1795, el kilogramo apareció como su múltiplo (1 kg = 1000 g).

Esta definición fue difícil de lograr con precisión, también porque la densidad del agua está relacionada en parte con la presión, y la unidad de presión incluye la masa entre los factores, lo que introduce una dependencia circular en la definición del kilogramo.

Para evitar este problema, el kilogramo se redefinió como la masa precisa de una masa estándar particular, creada para aproximarse a la definición original y realizada en 1875 . El prototipo internacional del kilogramo "Le Grand Kilo", un cilindro recto con una base circular de 39 mm de altura y diámetro, hecho de una aleación de platino e iridio , se conserva en el Bureau International des Poids et Mesures ( Oficina Internacional de Pesos y medidas ) en el Pavillon de Breteuil en Sèvres , Francia .

Desde 1889 , el SI define la unidad de medida como igual a la masa de este prototipo. Se ponen a disposición copias oficiales del prototipo como prototipos nacionales, que se comparan periódicamente con el prototipo de París, en los años 1889, 1946-1948 y 1988-1992; En 2014 se realizó una comparación extraordinaria adicional [12].

Cuando, en 1889 , se comparó la muestra del kilogramo construido en 1875 con la muestra anterior definida por la masa de agua, se advirtió que no coincidían, siendo el artefacto equivalente a 1.000 027 dm³ de agua. Al optar por cambiar el kilogramo de muestra por un artefacto más preciso, los técnicos prefirieron mantener la muestra ya en uso durante catorce años, abandonando la definición ligada a la masa de agua. Además, considerando importante el volumen vinculado a la definición mantenida, el litro se introdujo como un volumen de agua a una temperatura de 3,98 ° C a una presión atmosférica estándar de masa igual a un kilogramo (una definición suplantada en 1964 cuando se decidió hacer el litro exactamente igual a un decímetro cúbico).

Por definición, el error en la replicabilidad del prototipo fue cero; de hecho, se calificó en el orden de 2 microgramos. Esto resulta de la comparación del prototipo con sus copias oficiales, que están, en la medida de lo posible, hechas del mismo material y almacenadas en las mismas condiciones. No hay motivos para creer que el prototipo sea más o menos estable que las copias oficiales. Parece que el kilogramo original ha perdido unos 50 microgramos en los últimos 100 años por razones aún desconocidas (probablemente debido a la sublimación del metal, de hecho también se "evaporan" con el tiempo), por esta razón se decidió definir el kilogramo a través de leyes físicas, y ya no a través de una muestra de referencia. [13]

La conservación del antiguo prototipo internacional se llevó a cabo con los criterios más rigurosos: se utiliza un sótano blindado, para cuya apertura se requiere el uso simultáneo de tres llaves diferentes, custodiadas por tres personalidades del Bureau international des poids et mesures . La inauguración se realiza con la autorización del Comité Internacional de Pesas y Medidas .

Las condiciones de temperatura, presión y humedad son constantes y se evita el contacto con el polvo sujetando el prototipo bajo tres campanas de vidrio. Este prototipo se utilizó para comparaciones (aproximadamente cada 40 años). [12] Otras muestras de la unidad de masa, hechas para los estados adheridos a la Convención del Metro, difieren del progenitor en ± 0.3 mg. Seis de estas muestras se utilizaron para reconstruir el prototipo internacional en el desafortunado caso de que esto resulte inútil [14] .

Los inconvenientes ligados a la accesibilidad de las muestras junto con su dudosa precisión han convencido a técnicos y científicos a buscar una definición más satisfactoria de kilogramo.

En Italia, la muestra de kilogramos se guarda en Roma en el Ministerio de Desarrollo Económico .

Para evitar conflictos con una antigua unidad de medida de peso, también llamada kilogramo, y con el uso del prefijo "kilo" en el nombre, en 1954 la Comisión Italiana de Metrología propuso el nombre "bes" (símbolo b ) para la ' unidad básica de medición de masa ; pero la propuesta no obtuvo suficiente consenso internacional y, por lo tanto, fue retirada. En 1988 fue el turno de la Comisión de Metrología sueca de proponer la sustitución del término "kilogramo" por "GIO", en honor al metrólogo italiano Giovanni Giorgi , pero esta propuesta tampoco tuvo éxito [15] .

El Decreto del Presidente de la República n. 802 de 12 de agosto de 1982 transpuso la Directiva 80/181 / CEE relativa a las unidades de medida estableciendo "las unidades de medida legales que deben utilizarse para expresar cantidades"; en el anexo se indica el kilogramo para la masa, definida como "igual a la masa del prototipo internacional del kilogramo (3ª CGPM, 1901, página 70 del informe)".

Nueva definición

De 2010 a 2018 se ha trabajado para introducir una nueva definición del kilogramo, mediante constantes fundamentales o atómicas. Esto con el fin de hacerlo más preciso y alcanzable en cualquier laboratorio especializado. [dieciséis]

Las propuestas realizadas fueron:

Esfera campeona del proyecto Avogadro
  • Vincula la definición de kilogramo a la constante de Avogadro . El valor de esta constante universal es igual al número de partículas contenidas en un mol de cualquier sustancia. La dificultad técnica de este enfoque está relacionada con la necesidad de contar con precisión el número de átomos de la sustancia elegida y, por lo tanto, hacer que la incertidumbre con la que se conoce la constante de Avogadro sea menor que la vinculada al kilogramo de muestra actual. [17]
  • El enfoque de acumulación de iones implica la acumulación de iones de oro y la medición de la corriente eléctrica necesaria para neutralizarlos.
  • El uso de la balanza Watt (un aparato electromecánico utilizado para la definición del amperio ) para relacionar el kilogramo con la constante de Planck , y utilizando las definiciones de voltios y ohmios .
  • El uso de la levitación de un superconductor , que relaciona el kilogramo con las cantidades eléctricas mediante la levitación de un cuerpo superconductor en un campo magnético generado por una bobina superconductora , y midiendo la corriente eléctrica que circula en la bobina.
  • Dado que el valor de la constante de Josephson (CIPM (1988) Recomendación 1, PV 56; 19) y de la constante de Von Klitzing (CIPM (1988), Recomendación 2, PV 56; 20) se conocen con suficiente precisión (KJ ≡ 4.835 979 × 1014 Hz / V y RK ≡ 2,581 280 7 × 104 Ω), se propuso redefinir el kilogramo como:

"El kilogramo es aquella masa que sufre una aceleración de 2 × 10 −8 m / s² si se somete a la fuerza que se desarrolla entre dos conductores paralelos rectos de longitud infinita y sección circular insignificante, colocados en el vacío a una distancia de un metro , a través del cual fluye una corriente eléctrica constante de 6.241 509 629 152 65 × 10 18 cargas elementales (o 1 culombio ) por segundo ".

Al votar el 16 de noviembre de 2018, el Bureau international des poids et mesures estableció que, después del 20 de mayo de 2019, el kilogramo se define a través de una propiedad física relacionada con una constante fundamental [7] [8] , es decir, como la cantidad de masa necesaria para compensar una fuerza de en una balanza de Watt . Para que este último esté en equilibrio, se debe pasar una cierta cantidad de corriente y, debido a las definiciones de voltios y ohmios , la medida del kilogramo está relacionada con la constante de Planck (6.626 070 15 × 10 −34 J s) [18] a través de la siguiente relación [19] :

Dónde está es precisamente la constante de Planck.

Múltiplos y submúltiplos

Los prefijos SI se utilizan para múltiplos y submúltiplos del kilogramo. Cabe señalar que, a diferencia de las otras unidades de medida, el kilogramo es la única unidad base que ya contiene un prefijo ("kilo", entendido como 10 3 veces la unidad de medida), de hecho, los múltiplos y submúltiplos se aplican al gramo.

Además, de uso común, se reportan algunas peculiaridades: el megagramo (10 6 gramos) se llama tonelada , 100 kilos (o 10 5 g), que no incluyen un prefijo SI, se llaman quintal . El miriagrama se usa para indicar 10 kg, pero ahora está fuera de uso. Estas unidades de medida, aunque no pertenezcan al SI, son reconocidas por éste en virtud de su amplio uso. Siempre de uso común, es decir, no en un contexto estrictamente científico o técnico, el kilogramo y el hectogramo a veces se denominan simplemente "kilo" y "hectogramo", dando por sentada la unidad de medida.

  • 1000 (10 3 ) gramos se llaman kilogramos (kg)
  • 100 (10 2 ) gramos se llaman hectogramos (hg)
  • 10 (10 1 ) gramos se llaman decagramos (dag)
  • gramos (g)
  • 0,1 (10 −1 ) gramos se llaman decigramos (dg)
  • 0.01 (10 -2 ) gramos se llaman centigramos (cg)
  • 0.001 (10 −3 ) gramos se llaman miligramos (mg)
  • 0.000001 (10 −6 ) gramos se denominan microgramos (µg)
  • 0.000000001 (10 −9 ) gramos se llaman nanogramos (ng)

Microgramo

El microgramo (símbolo: µg , a veces denominado mcg) se utiliza, junto con el miligramo (mg), para indicar la dosis terapéutica de fármacos o oligoelementos . Por ejemplo, el requerimiento diario de ácido fólico ( vitamina B9 ) en una mujer es de 200 µg (0,2 mg), pero durante el embarazo es el doble (400 µg = 0,4 mg).

La masa de un óvulo humano es de aproximadamente 1 µg.

En algunos contextos, por ejemplo en medicina, el microgramo se denomina gamma ( γ ): 1 µg = 1 γ. [20]

Nanograma

Esta unidad de medida muy pequeña, relacionada con un volumen (por ejemplo, ng / ml ), se utiliza para indicar concentraciones muy bajas de ciertas sustancias, por ejemplo: dosis terapéutica de algunos medicamentos , concentraciones de enzimas , concentraciones de contaminantes, impurezas, dopaje. etc.

Nota

  1. ^ A veces se indica incorrectamente con Kg ; ver Prefijos del Sistema Internacional de Unidades .

Referencias

  1. ^ Las unidades de medida , en inrim.it . Consultado el 27 de diciembre de 2017 .
  2. Tanto la forma de kilogramo como la forma de kilogramo están atestiguadas en diccionarios, aunque esta última se empezó a utilizar sólo más tarde. En cuanto a qué ortografía es oficial o preferible en italiano, debe tenerse en cuenta que la directiva europea y la legislación suiza sobre el tema solo utilizan el kilogramo de ortografía, mientras que la legislación italiana admite ambas formas. Más precisamente, en noviembre de 1982, en el momento de la publicación de la ley italiana, sólo se utilizó la grafía kilogramo, pero ya en febrero de 1983 se corrigió el texto para reemplazar las apariciones de la palabra kilogramo por kilogramos ; la doble ortografía se consagró definitivamente en abril de 2020, cuando se modificó el texto para que la unidad de medida apareciera como kilogramo o kilogramo . Al respecto, consulte:
  3. ^ kilo , en Treccani.it - ​​Treccani Vocabulary online , Instituto de la Enciclopedia Italiana. Consultado el 22 de agosto de 2017 .
  4. ^ kilo , en Dizionario Garzanti . Consultado el 22 de agosto de 2017 .
  5. ^ (ES) Libro de oro de la IUPAC, "kilogramo"
  6. ^ (EN) BIPM - Resolución 1 de la 26ª CGPM , en www.bipm.org. Recuperado el 22 de marzo de 2019 (archivado desde el original el 4 de febrero de 2021) .
  7. ^ a b Pallab Ghosh, Kilogram obtiene una nueva definición , BBC, 16 de noviembre de 2018.
  8. ^ a b The Latest: Landmark Change to Kilogram Approved , en New York Times , 16 de noviembre de 2018.
  9. ^ Hacia las nuevas unidades de medida, el kilogramo , en ansa.it , ANSA , 19 de mayo de 2019. Consultado el 20 de mayo de 2019 .
  10. ^ «Le kilogramo 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 (CGPM), 1901, pág. 70
  11. ^ Por Antoine Lavoisier y René Just Haüy para la Comisión de Pesas y Medidas de la Academia Francesa de Ciencias .
  12. ^ A b (EN) IPK , en bipm.org, BIPM. Consultado el 13 de julio de 2017 .
  13. ^ El "kilogramo" cambia de peso, Nuevo sistema de medición , en La Repubblica , 2005.
  14. ^ E. Arri y et alii, Las mediciones de cantidades físicas , Turín, Paravia, 1984.
  15. ^ Unidades de medida SI y recomendaciones para el uso de sus múltiplos y algunas otras unidades , en la norma italiana UNI CEI ISO 1000: 2004 , Milán, UNI-CEI, 2004.
  16. ^ (EN) Revisión futura del SI , en www.bipm.org, BIPM. Consultado el 13 de julio de 2017 .
  17. En busca del kilo perfecto , en Il Corriere della Sera , 1 de julio de 2018.
  18. ^ ( EN ) 26 CGPM - Resoluciones adoptadas ( PDF ), en bipm.org . Obtenido el 22 de noviembre de 2018 (Archivado desde el original el 19 de noviembre de 2018) .
  19. ^ Kilogramo - kg , en www.youmath.it . Consultado el 4 de abril de 2021 .
  20. ^ (EN) HG Jerrard, Diccionario de unidades científicas, 5ª ed., Springer, 1986, p. 52, DOI : 10.1007 / 978-94-017-0571-4 , ISBN 978-0-412-28100-6 .

Artículos relacionados

Otros proyectos

enlaces externos

Control de autoridad LCCN (EN) sh2007003156 · GND (DE) 4163779-3