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kilogramo
Poids fonte 1 kg 01.jpg
Información general
Unidad de sistemaUnidad base SI
Unidad demasa
Símbolokg
Conversiones
1 kg en ...... es igual a ...
   Avoirdupois   ≈ 2,204 622 libras [Nota 1] 
   Gravitacional británico   ≈ 0.0685 babosas 

El kilogramo (también kilogramo ) es la unidad base de masa en el Sistema Internacional de Unidades (SI), el sistema métrico actual , que tiene el símbolo de unidad kg . Es una medida ampliamente utilizada en la ciencia, la ingeniería y el comercio en todo el mundo, y a menudo se le llama simplemente kilo en el habla cotidiana.

El kilogramo se definió originalmente en 1795 como la masa de un litro de agua . Esta fue una definición simple, pero difícil de usar en la práctica. Sin embargo, según las últimas definiciones de la unidad, esta relación todavía tiene una precisión de 30 ppm. En 1799, el Kilogram des Archives de platino lo reemplazó como estándar de masa. En 1889, un cilindro de platino-iridio , el Prototipo Internacional del Kilogramo (IPK) se convirtió en el estándar de la unidad de masa para el sistema métrico, y permaneció así hasta 2019. [1] El kilogramo fue la última de las unidades SI ser definido por un artefacto físico.

El kilogramo se define ahora en términos de segundo y metro, basándose en constantes fundamentales fijas de la naturaleza. [2] Esto permite que un laboratorio de metrología debidamente equipado calibre un instrumento de medición de masa, como una balanza Kibble, como patrón principal para determinar una masa de kilogramos exacta, aunque el IPK y otras masas de kilogramos de precisión siguen en uso como patrones secundarios para todos los propósitos.

Definición [ editar ]

El kilogramo se define en términos de tres constantes físicas fundamentales: la velocidad de la luz c , una frecuencia de transición atómica específica Δ ν Cs y la constante de Planck h . La definición formal es:

El kilogramo, símbolo kg, es la unidad de masa del SI. Se define tomando el valor numérico fijo de la constante de Planck h como6.626 070 15 × 10 -34 cuando se expresa en la unidad de J⋅s, que es igual a kg⋅m 2 ⋅s -1 , donde el metro y la segunda se definen en términos de c y Delta nu Cs . [3] [4]

Esta definición hace que el kilogramo sea consistente con las definiciones más antiguas: la masa permanece dentro de 30 ppm de la masa de un litro de agua. [5]

Cronología de definiciones anteriores [ editar ]

Una réplica del prototipo internacional del kilogramo expuesto en la Cité des Sciences et de l'Industrie , con la campana protectora de doble vidrio. El IPK sirvió como estándar principal para el kilogramo hasta 2019.
  • 1793: La tumba (el precursor del kilogramo) se define como la masa de 1 litro (dm 3 ) de agua, que se determinó en 18841 granos. [6]
  • 1795: el gramo ( 1 / 1,000 de un kilogramo) se definió provisionalmente como la masa de un cúbico centímetro de agua en el punto de fusión del hielo. [7]
  • 1799: Se fabricó el Kilogram des Archives como prototipo.
  • 1875-1889: La Convención del Metro se firma en 1875, lo que lleva a la producción del Prototipo Internacional del Kilogramo (IPK) en 1879 y su adopción en 1889. Tenía una masa igual a la masa de 1 dm 3 de agua a presión atmosférica. y a la temperatura de su densidad máxima, que es de aproximadamente 4  ° C .
  • 2019: El kilogramo se redefine actualmente en términos de la constante de Planck según lo aprobado por la Conferencia General de Pesos y Medidas (CGPM) el 16 de noviembre de 2018.

Nombre y terminología [ editar ]

El kilogramo es la única unidad básica del SI con un prefijo SI ( kilo ) como parte de su nombre. La palabra kilogramo o kilogramo se deriva del francés kilogramo , [8] que en sí mismo era una acuñación aprendida, anteponiendo la raíz griega de χίλιοι khilioi "mil" a gramma , un término latino tardío para "un peso pequeño", a su vez del griego γράμμα . [9] La palabra kilogramo fue escrita en la ley francesa en 1795, en el Decreto del 18 de Germinal , [10]que revisó el sistema provisional de unidades introducido por la Convención Nacional Francesa dos años antes, donde la tumba se había definido como el peso ( poids ) de un centímetro cúbico de agua, igual a 1/1000 de una tumba . [11] En el decreto de 1795, el término gramo reemplazó a gravet y kilogramo reemplazó a grave .

La ortografía francesa se adoptó en Gran Bretaña cuando la palabra se utilizó por primera vez en inglés en 1795, [12] [8] y la ortografía kilogramo se adoptó en los Estados Unidos. En el Reino Unido se utilizan ambas grafías, y "kilogramo" se ha convertido con mucho en la más común. [13] La legislación del Reino Unido que regula las unidades que se utilizarán al comerciar por peso o medida no impide el uso de ninguna de las dos grafías. [14]

En el siglo XIX, la palabra francesa kilo , una abreviatura de kilogramo , se importó al idioma inglés, donde se ha utilizado para significar tanto kilogramo [15] como kilómetro. [16] Si bien el kilo como alternativa es aceptable, para The Economist, por ejemplo, [17] el sistema Termium Plus del gobierno canadiense establece que "el uso del SI (Sistema internacional de unidades), seguido en la redacción científica y técnica" no permite su uso. y se describe como "un nombre informal común" en el Diccionario de unidades de medida de Russ Rowlett. [18] [19] Cuando elEl Congreso de los Estados Unidos otorgó estatus legal al sistema métrico en 1866, permitió el uso de la palabra kilo como alternativa a la palabra kilogramo , [20] pero en 1990 revocó el estatus de la palabra kilo . [21]

El sistema SI se introdujo en 1960, y en 1970 el BIPM comenzó a publicar el Folleto SI , que contiene todas las decisiones y recomendaciones relevantes de la CGPM con respecto a las unidades. El folleto SI establece que "No está permitido utilizar abreviaturas para símbolos de unidad o nombres de unidad ...". [22] [Nota 2]

El kilogramo se convierte en una unidad base: el papel de las unidades para el electromagnetismo [ editar ]

Da la casualidad de que se debe principalmente a las unidades de electromagnetismo que el kilogramo en lugar del gramo se adoptó finalmente como la unidad base de masa en el SI. La serie relevante de discusiones y decisiones comenzó aproximadamente en la década de 1850 y concluyó efectivamente en 1946. Brevemente, a fines del siglo XIX, las 'unidades prácticas' para cantidades eléctricas y magnéticas como el amperio y el voltio estaban bien establecidas en la práctica. uso (por ejemplo, para telegrafía). Desafortunadamente, no eran coherentes con las unidades base que prevalecían en ese momento en cuanto a longitud y masa, el centímetro y el gramo. Sin embargo, las 'unidades prácticas' también incluían algunas unidades puramente mecánicas; en particular, el producto del amperio y el voltio da una unidad puramente mecánica depotencia , el vatio . Se notó que las unidades prácticas puramente mecánicas, como el vatio, serían coherentes en un sistema en el que la unidad base de longitud era el metro y la unidad base de masa era el kilogramo. De hecho, dado que nadie quería reemplazar el segundo como unidad base de tiempo, el metro y el kilogramo son el único par de unidades base de longitud y masa de tal manera que 1. el vatio es una unidad coherente de potencia, 2. el las unidades base de longitud y tiempo son proporciones de potencia entera de diez al metro y al gramo (de modo que el sistema sigue siendo 'métrico'), y 3. los tamaños de las unidades base de longitud y masa son convenientes para el uso práctico . [Nota 3]Esto todavía dejaría fuera las unidades puramente eléctricas y magnéticas: mientras que las unidades prácticas puramente mecánicas como el vatio son coherentes en el sistema metro-kilogramo-segundo, las unidades explícitamente eléctricas y magnéticas como el voltio, el amperio, etc. no. [Nota 5] La única forma de hacer que esas unidades también sean coherentes con el sistema metro-kilogramo-segundo es modificar ese sistema de una manera diferente: uno tiene que aumentar el número de dimensiones fundamentales de tres (longitud, masa y tiempo) a cuatro (los tres anteriores, más uno puramente eléctrico). [Nota 6]

El estado de las unidades del electromagnetismo a finales del siglo XIX [ editar ]

Durante la segunda mitad del siglo XIX, el sistema de unidades centímetro-gramo-segundo se estaba volviendo ampliamente aceptado para el trabajo científico, tratando el gramo como la unidad fundamental de masa y el kilogramo como un múltiplo decimal de la unidad base formada mediante el uso de un prefijo métrico. Sin embargo, a medida que el siglo llegaba a su fin, había un descontento generalizado con el estado de las unidades de electricidad y magnetismo en el sistema CGS. Para empezar, había dos opciones obvias para las unidades absolutas. [Nota 7] del electromagnetismo: el sistema 'electrostático' (CGS-ESU) y el sistema 'electromagnético' (CGS-EMU). Pero el problema principal era que los tamaños de coherencialas unidades eléctricas y magnéticas no eran convenientes en ninguno de estos sistemas; Por ejemplo, la unidad ESU de resistencia eléctrica , que más tarde se denominó statohm , corresponde a aproximadamente9 × 10 11  ohmios , mientras que la unidad EMU, que más tarde se denominó abohm , corresponde a10 −9  ohmios . [Nota 8]

Para sortear esta dificultad, se introdujo un tercer conjunto de unidades: las llamadas unidades prácticas . Las unidades prácticas se obtuvieron como múltiplos decimales de unidades CGS-EMU coherentes, elegidas de manera que las magnitudes resultantes fueran convenientes para el uso práctico y para que las unidades prácticas fueran, en la medida de lo posible, coherentes entre sí. [25] Las unidades prácticas incluían unidades tales como el voltio , el amperio , el ohmio , etc., [26] [27] que luego se incorporaron al sistema SI y que usamos hasta el día de hoy. [Nota 9]De hecho, la razón principal por la que el metro y el kilogramo se eligieron más tarde para ser las unidades base de longitud y masa fue que son la única combinación de múltiplos o submúltiplos decimales de tamaño razonable del metro y el gramo que se puede hacer de cualquier manera. coherente con el voltio, el amperio, etc.

La razón es que las magnitudes eléctricas no pueden aislarse de las mecánicas y térmicas: están conectadas por relaciones como corriente × diferencia de potencial eléctrico = potencia. Por esta razón, el sistema práctico también incluía unidades coherentes para determinadas cantidades mecánicas. Por ejemplo, la ecuación anterior implica que amperio × voltio es una unidad práctica de potencia derivada coherente; [Nota 10] esta unidad se denominó vatio . La unidad coherente de energía es entonces el vatio multiplicado por el segundo, que se denominó julio . El joule y el watt también tienen magnitudes convenientes y son múltiplos decimales de unidades coherentes CGS para energía (el erg) y potencia (el ergio por segundo). El vatio no es coherente en el sistema centímetro-gramo-segundo, pero es coherente en el sistema metro-kilogramo-segundo, y en ningún otro sistema cuyas unidades base de longitud y masa sean múltiplos o submúltiplos decimales de tamaño razonable del metro y el gramo.

Sin embargo, a diferencia del vatio y el joule, las unidades explícitamente eléctricas y magnéticas (el voltio, el amperio ...) no son coherentes ni siquiera en el sistema (tridimensional absoluto) metro-kilogramo-segundo. De hecho, se puede calcular cuáles deben ser las unidades base de longitud y masa para que todas las unidades prácticas sean coherentes (el vatio y el joule, así como el voltio, el amperio, etc.). Los valores son10 7  metros (la mitad de un meridiano de la Tierra, llamado cuadrante ) y10 -11  gramos (llamado XI-gramo [Nota 11] ). [Nota 13]

Por lo tanto, el sistema absoluto completo de unidades en el que las unidades eléctricas prácticas son coherentes es el sistema cuadrante-undécimo-gramo-segundo (QES). Sin embargo, las magnitudes extremadamente inconvenientes de las unidades base de longitud y masa hicieron que nadie considerara seriamente la adopción del sistema QES. Por lo tanto, las personas que trabajaban en aplicaciones prácticas de la electricidad tenían que usar unidades para cantidades eléctricas y para energía y potencia que no eran coherentes con las unidades que usaban, por ejemplo, longitud, masa y fuerza.

Mientras tanto, los científicos desarrollaron otro sistema absoluto totalmente coherente, que pasó a llamarse sistema gaussiano , en el que las unidades de cantidades puramente eléctricas se toman de CGE-ESU, mientras que las unidades de magnitudes magnéticas se toman de CGS-EMU. Este sistema resultó muy conveniente para el trabajo científico y todavía se usa ampliamente. Sin embargo, los tamaños de sus unidades seguían siendo demasiado grandes o demasiado pequeños, en muchos órdenes de magnitud, para aplicaciones prácticas.

Finalmente, además de todo esto, tanto en CGS-ESU y CGS-EMU como en el sistema gaussiano, las ecuaciones de Maxwell están 'irracionalizadas' , lo que significa que contienen varios factores de 4 π que muchos trabajadores encontraron incómodos. Así que se desarrolló otro sistema para rectificar eso: el sistema gaussiano "racionalizado", generalmente llamado sistema de Lorentz-Heaviside . Este sistema todavía se utiliza en algunos subcampos de la física. Sin embargo, las unidades en ese sistema están relacionadas con las unidades gaussianas por factores de √ 4 π ≈3.5 , lo que significa que sus magnitudes permanecieron, como las de las unidades gaussianas, demasiado grandes o demasiado pequeñas para aplicaciones prácticas.

La propuesta de Giorgi [ editar ]

En 1901, Giovanni Giorgi propuso un nuevo sistema de unidades que remediaría esta situación. [28] Señaló que las unidades mecánicas prácticas como el joule y el watt son coherentes no solo en el sistema QES, sino también en el sistema metro-kilogramo-segundo (MKS). [29] [Nota 14] Por supuesto, se sabía que simplemente adoptar el metro y el kilogramo como unidades base, obteniendo el sistema MKS tridimensional, no resolvería el problema: mientras que el vatio y el joule serían coherentes, esto no lo haría. sea ​​así para el voltio, el amperio, el ohmio y el resto de unidades prácticas para magnitudes eléctricas y magnéticas (el único sistema absoluto tridimensional en el que todas las unidades prácticas son coherentes es el sistema QES).

Pero Giorgi señaló que el voltio y el resto podrían hacerse coherentes si uno renunciara a la idea de que todas las cantidades físicas deben ser expresables en términos de dimensiones de longitud, masa y tiempo, y admitiera una cuarta dimensión básica para las cantidades eléctricas. Cualquier unidad eléctrica práctica podría elegirse como la nueva unidad fundamental, independientemente del metro, kilogramo y segundo. Los posibles candidatos para la cuarta unidad independiente incluían el culombio, el amperio, el voltio y el ohmio, pero finalmente el amperio resultó ser el más conveniente en cuanto a metrología. Además, la libertad obtenida al hacer que una unidad eléctrica sea independiente de las unidades mecánicas podría usarse para racionalizar las ecuaciones de Maxwell.

La idea de que uno debería renunciar a tener un sistema puramente `` absoluto '' (es decir, uno donde solo la longitud, la masa y el tiempo son las dimensiones base) era una desviación de un punto de vista que parecía subyacer a los primeros avances de Gauss y Weber (especialmente sus famosas 'medidas absolutas' del campo magnético de la Tierra [30] : 54-56 ), y la comunidad científica tardó algún tiempo en aceptarlo, sobre todo porque muchos científicos se aferraban a la noción de que las dimensiones de una cantidad en términos de la longitud, la masa y el tiempo especifican de alguna manera su "naturaleza física fundamental". [31] : 24 , 26 [29]

Aceptación del sistema Giorgi, que condujo al sistema MKSA y al SI [ editar ]

En la década de 1920, el análisis dimensional se había entendido mucho mejor [29] y se estaba volviendo ampliamente aceptado que la elección tanto del número como de las identidades de las dimensiones fundamentales debería ser dictada solo por conveniencia y que no hay nada verdaderamente fundamental en la dimensiones de una cantidad. [31] En 1935, la propuesta de Giorgi fue adoptada por el IEC como el sistema de Giorgi . Es este sistema el que desde entonces se ha denominado sistema MKS , [32] aunque 'MKSA' aparece en un uso cuidadoso. En 1946 el CIPM aprobó una propuesta para adoptar el amperio como unidad electromagnética del "sistema MKSA".[33] : 109,110 En 1948, la CGPM encargó al CIPM "hacer recomendaciones para un único sistema práctico de unidades de medida, adecuado para su adopción por todos los países adheridos a la Convención del Metro". [34] Esto llevó al lanzamiento de SI en 1960.

En resumen, la razón fundamental por la que se eligió el kilogramo sobre el gramo como unidad base de masa fue, en una palabra, el voltio-amperio . Es decir, la combinación del metro y el kilogramo fue la única opción de unidades base de longitud y masa de tal manera que 1. el voltio-amperio, que también se llama vatio y que es la unidad de potencia en el sistema práctico de unidades eléctricas —Es coherente, 2. las unidades base de longitud y masa son múltiplos o submúltiplos decimales del metro y del gramo, y 3. las unidades base de longitud y masa tienen tamaños convenientes.

Los sistemas CGS y MKS coexistieron durante gran parte del siglo XX, pero como resultado de la decisión de adoptar el "sistema Giorgi" como sistema internacional de unidades en 1960, el kilogramo es ahora la base SI. unidad de masa, mientras que la definición del gramo se deriva de la del kilogramo.

Redefinición basada en constantes fundamentales [ editar ]

El sistema SI después de la redefinición de 2019: el kilogramo ahora se fija en términos del segundo , la velocidad de la luz y la constante de Planck ; además, el amperio ya no depende del kilogramo
Una balanza Kibble , que se usó originalmente para medir la constante de Planck en términos de IPK, ahora se puede usar para calibrar pesos estándar secundarios para uso práctico.
Artículos principales: redefinición 2019 de las unidades base SI y CODATA 2018

El reemplazo del Prototipo Internacional del Kilogramo como patrón primario fue motivado por la evidencia acumulada durante un largo período de tiempo de que la masa del IPK y sus réplicas había estado cambiando; el IPK se había apartado de sus réplicas en aproximadamente 50 microgramos desde su fabricación a fines del siglo XIX. Esto condujo a varios esfuerzos en competencia para desarrollar tecnología de medición lo suficientemente precisa como para justificar la sustitución del artefacto del kilogramo por una definición basada directamente en las constantes fundamentales físicas. [1] Las masas estándar físicas como el IPK y sus réplicas todavía sirven como estándares secundarios.

El Comité Internacional de Pesos y Medidas (CIPM) aprobó una redefinición de las unidades base del SI en noviembre de 2018 que define el kilogramo al definir la constante de Planck como exactamente6.626 070 15 × 10 −34  kg⋅m 2 ⋅s −1 , definiendo efectivamente el kilogramo en términos del segundo y el metro. La nueva definición entró en vigor el 20 de mayo de 2019. [1] [3] [35]

Antes de la redefinición, el kilogramo y varias otras unidades SI basadas en el kilogramo fueron definidos por un artefacto de metal hecho por el hombre: el Kilogram des Archives de 1799 a 1889, y el Prototipo Internacional del Kilogramo de 1889 en adelante. [1]

En 1960, el metro , previamente definido de manera similar con referencia a una sola barra de platino-iridio con dos marcas, fue redefinido en términos de una constante física invariante (la longitud de onda de una emisión particular de luz emitida por el criptón , [36 ] y más tarde la velocidad de la luz ) para que el estándar se pueda reproducir de forma independiente en diferentes laboratorios siguiendo una especificación escrita.

En la 94ª Reunión del Comité Internacional de Pesas y Medidas (CIPM) en 2005, se recomendó que se hiciera lo mismo con el kilogramo. [37]

En octubre de 2010, el CIPM votó a favor de someter una resolución a la consideración de la Conferencia General de Pesos y Medidas (CGPM), para "tomar nota de una intención" de que el kilogramo se defina en términos de la constante de Planck , h (que tiene dimensiones de energía por tiempo, es decir, masa × longitud 2 / tiempo) junto con otras constantes físicas. [38] [39] Esta resolución fue aceptada por la 24ª conferencia de la CGPM [40] en octubre de 2011 y debatida en mayor profundidad en la 25ª conferencia de 2014. [41] [42]Si bien el Comité reconoció que se habían logrado avances importantes, concluyó que los datos aún no parecían lo suficientemente sólidos para adoptar la definición revisada, y que se debería continuar trabajando para permitir la adopción en la 26a reunión, programada para 2018. [41] Tal teóricamente, una definición permitiría utilizar cualquier aparato que fuera capaz de delimitar el kilogramo en términos de la constante de Planck siempre que poseyera suficiente precisión, exactitud y estabilidad. El equilibrio de Kibble es una forma de hacer esto.

Como parte de este proyecto, una variedad de tecnologías y enfoques muy diferentesfueron considerados y explorados durante muchos años. Algunos de estos enfoques se basaron en equipos y procedimientos que permitirían la producción reproducible de nuevos prototipos de kilogramos de masa bajo demanda (aunque con un esfuerzo extraordinario) utilizando técnicas de medición y propiedades de los materiales que, en última instancia, se basan en constantes físicas o son trazables a ellas. Otros se basaron en dispositivos que midieron la aceleración o el peso de masas de prueba de kilogramos ajustadas a mano y que expresaron sus magnitudes en términos eléctricos a través de componentes especiales que permiten la trazabilidad a constantes físicas. Todos los enfoques dependen de convertir una medición de peso en una masa y, por lo tanto, requieren la medición precisa de la fuerza de la gravedad en los laboratorios. Todos los enfoques habrían fijado con precisión una o más constantes de la naturaleza en un valor definido.

Múltiplos SI [ editar ]

Artículo principal: Órdenes de magnitud (masa)
"Miligramo" vuelve a dirigir aquí. Para la banda, vea Milligramo (banda) . Para el caballo, vea Miligramo (caballo) .

Debido a que los prefijos SI pueden no estar concatenados (enlazados en serie) dentro del nombre o símbolo de una unidad de medida, los prefijos SI se usan con la unidad gramo , no con el kilogramo , que ya tiene un prefijo como parte de su nombre. [43] Por ejemplo, una millonésima parte de un kilogramo es 1  mg (un miligramo), no 1  μkg (un microkilogramo).

SI múltiplos de gramo (g)
SubmúltiplosMúltiplos
ValorSímbolo SINombreValorSímbolo SINombre
10 −1 gdgdecigramo10 1 gtrozo de cuerodecagramo
10 -2 gcgcentigramo10 2 ghghectogramo
10 −3 gmgmiligramo10 3 gkgkilogramo
10 −6 gµgmicrogramo10 6 gMgmegagramo ( tonelada )
10 −9 gngnanogramo10 9 gGggigagramo
10 -12 gpgpicogramo10 12 gTgteragrama
10 -15 gfgfemtograma10 15 gPgpetagrama
10 −18 gagattograma10 18 gP.ejexagrama
10 −21 gzgzetograma10 21 gZgzettagram
10 −24 gygyoctograma10 24 gYgyottagram
Las unidades comunes con prefijo están en negrita. [Nota 15]
  • El microgramo se suele abreviar "mcg" en el etiquetado de los suplementos farmacéuticos y nutricionales, para evitar confusiones, ya que el prefijo "μ" no siempre se reconoce bien fuera de las disciplinas técnicas. [Nota 16] (La expresión "mcg" también es el símbolo de una unidad de medida CGS obsoleta conocida como "milicentigramo", que equivale a 10  μg).
  • En el Reino Unido, debido a que se han cometido graves errores de medicación a partir de la confusión entre miligramos y microgramos cuando se ha abreviado microgramos, la recomendación dada en las Guías de Cuidados Paliativos de Escocia es que las dosis de menos de un miligramo deben expresarse en microgramos y que la La palabra microgramo debe estar escrita en su totalidad, y nunca es aceptable usar "mcg" o "μg". [44]
  • El hectogramo (100 g) es una unidad muy utilizada en el comercio minorista de alimentos en Italia, generalmente llamada etto , abreviatura de ettogrammo , en italiano hectograma. [45] [46] [47]
  • La antigua ortografía y abreviatura estándar "deka-" y "dk" producían abreviaturas como "dkm" (dekametre) y "dkg" (dekagram). [48] A partir de 2020, la abreviatura "dkg" (10 g) todavía se utiliza en algunas partes de Europa central en la venta al por menor para algunos alimentos como el queso y la carne, por ejemplo, aquí :. [49] [50] [51] [52] [53]
  • El nombre de la unidad megagramo se usa raramente, e incluso entonces, típicamente, solo en campos técnicos en contextos donde se desea una coherencia especialmente rigurosa con el estándar SI. En la mayoría de los casos, se utiliza el nombre tonelada . La tonelada y su símbolo, "t", fueron adoptados por el CIPM en 1879. Es una unidad no perteneciente al SI aceptada por el BIPM para su uso con el SI. Según el BIPM, "Esta unidad a veces se denomina 'tonelada métrica' en algunos países de habla inglesa". [54] El nombre de la unidad megatonelada o megaton (Mt) se utiliza a menudo en la literatura de interés general en gases de efecto invernadero emisiones, mientras que la unidad equivalente en artículos científicos sobre el tema es a menudo el Teragram (Tg).

Ver también [ editar ]

  • 1795 en ciencia
  • 1799 en ciencia
  • Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM)
  • Gramo
  • Grave (nombre original del kilogramo, historia de)
  • Gravimetria
  • Inercia
  • Oficina Internacional de Pesas y Medidas (BIPM)
  • Comité Internacional de Pesas y Medidas (CIPM)
  • Sistema Internacional de Unidades (SI)
  • Equilibrio de croquetas
  • Kilogramo-fuerza
  • Litro
  • Masa
  • Masa versus peso
  • Sistema métrico
  • Tonelada métrica
  • Miligramo por ciento
  • Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST)
  • Newton
  • Unidades base SI
  • Gravedad estándar
  • Peso

Notas [ editar ]

  1. ^ La libra avoirdupois es parte del sistema de unidades habitual de los Estados Unidos y del sistema imperial de unidades . Se define exactamente como 0,453 592 37  kilogramos .
  2. ^ El texto francés (que es el texto autorizado) dice " Il n'est pas autorisé d'utiliser des abréviations pour les symboles et noms d'unités ... "
  3. ^ Demostremos que, si se sabe que el metro y el kilogramo satisfacen las tres condiciones, ninguna otra opción lo hace. La unidad coherente de potencia, cuando se escribe en términos de las unidades base de longitud, masa y tiempo, es (unidad base de masa) × (unidad base de longitud) 2 / (unidad base de tiempo) 3 . Se afirma que el vatio es coherente en el sistema metro-kilogramo-segundo; por lo tanto,1 vatio = (1 kg ) × (1 m ) 2 / (1 s ) 3 . El segundo se deja como está y se observa que si la unidad base de longitud se cambia a L m y la unidad base de masa a M kg , entonces la unidad coherente de potencia es ( M kg ) × ( L m ) 2 / (1 s ) 3 = M L 2 × (1 kg ) × (1 m ) 2 / (1 s ) 3 = M L 2 vatios. Dado que las unidades base de longitud y masa son tales que la unidad coherente de potencia es el vatio, requerimos que M L 2 = 1 . De ello se deduce que si cambiamos la unidad base de longitud por un factor de L , entonces debemos cambiar la unidad base de masa por un factor de 1 / L 2 para que el vatio siga siendo una unidad coherente. No sería práctico convertir la unidad base de longitud en un múltiplo decimal de un metro (10 m ,100 mo más). Por lo tanto, nuestra única opción es convertir la unidad base de longitud en un submúltiplo decimal del metro. Esto significaría disminuir el metro en un factor de 10 para obtener el decímetro (0,1 m ), o por un factor de 100 para obtener el centímetro, o por un factor de 1000 para obtener el milímetro. Hacer la unidad base de longitud aún más pequeña no sería práctico (por ejemplo, el siguiente factor decimal,10 000 , produciría la unidad base de longitud de una décima de milímetro), por lo que estos tres factores ( 10 , 100 y 1000 ) son las únicas opciones aceptables en cuanto a la unidad base de longitud. Pero entonces la unidad base de masa tendría que ser mayor que un kilogramo, por los siguientes factores respectivos: 10 2 = 100 , 100 2 =10 000 , y 1000 2 =10 6 . En otras palabras, el vatio es una unidad coherente para los siguientes pares de unidades base de longitud y masa:0,1 m y100 kg ,1 cm y10 000  kg , y1 mm y1 000 000  kg . Incluso en el primer par, la unidad base de masa es imprácticamente grande,100 kg , y a medida que disminuye la unidad base de longitud, la unidad base de masa aumenta aún más. Por lo tanto, asumiendo que la segunda sigue siendo la unidad base de tiempo, la combinación metro-kilogramo es la única tal que las unidades base para la longitud y la masa no son ni demasiado grandes ni demasiado pequeñas, y tales que son múltiplos decimales o divisiones de el metro y el gramo, y tal que el vatio sea una unidad coherente.
  4. ^ Un sistema en el que las cantidades base son longitud, masa y tiempo, y solo esas tres.
  5. ^ Veremos que solo hay un sistema 'absoluto' tridimensional [Nota 4] en el que todas las unidades prácticas son coherentes, incluidos el voltio, el amperio, etc .: uno en el que la unidad base de longitud es10 7  my la unidad base de masa es10 −11  g . Claramente, estas magnitudes no son prácticas.
  6. ↑ Mientras tanto, hubo desarrollos paralelos que, por razones independientes, eventualmente resultaron en tres dimensiones fundamentales adicionales, para un total de siete: las de temperatura, intensidad luminosa y cantidad de sustancia .
  7. ^ Es decir, unidades que tienen longitud, masa y tiempo como dimensiones base y que son coherentes en el sistema CGS.
  8. ^ Durante bastante tiempo, las unidades ESU y EMU no tenían nombres especiales; uno solo diría, por ejemplo, la unidad de resistencia ESU. Aparentemente, fue solo en 1903 que AE Kennelly sugirió que los nombres de las unidades de la UEM se obtuvieran anteponiendo el nombre de la 'unidad práctica' correspondiente por 'ab-' (abreviatura de 'absoluto', dando el 'abohm', ' abvolt ', el' abampere ', etc.), y que los nombres de las unidades ESU se obtengan de forma análoga utilizando el prefijo' abstat- ', que luego se abrevió a' stat- '(dando el' statohm ',' statvolt ' , ' statampere ', etc.). [23] : 534–5Este sistema de nomenclatura fue ampliamente utilizado en los EE. UU., Pero, aparentemente, no en Europa. [24]
  9. ^ El uso de unidades eléctricas SI es esencialmente universal en todo el mundo (además de las unidades claramente eléctricas como el ohmio, el voltio y el amperio, también es casi universal usar el vatio cuando se cuantifica específicamente la potencia eléctrica ). Esto es así incluso en los Estados Unidos y el Reino Unido, dos países notables que se encuentran entre un puñado de naciones que, en diversos grados, continúan resistiéndose a la adopción interna generalizada del sistema SI . Pero la resistencia a la adopción de unidades SI se refiere principalmente a unidades mecánicas (longitudes, masa, fuerza, par, presión), unidades térmicas (temperatura, calor) y unidades para describir la radiación ionizante.(actividad referida a un radionúclido, dosis absorbida, dosis equivalente); no concierne a las unidades eléctricas.
  10. ^ En los circuitos de corriente alterna (CA) se pueden introducir tres tipos de potencia : activa, reactiva y aparente. Aunque los tres tienen las mismas dimensiones y, por lo tanto, las mismas unidades cuando se expresan en términos de unidades base (es decir, kg⋅m 2 ⋅s -3 ), se acostumbra usar nombres diferentes para cada uno: respectivamente, el vatio, el voltio -amperio reactivo , y el voltio-amperio .
  11. ^ En ese momento, era popular denotar múltiplos y submúltiplos decimales de cantidades mediante el uso de un sistema sugerido por GJ Stoney . El sistema es más fácil de explicar mediante ejemplos. Para múltiplos decimales: 10 9  gramos se denotarían como gramo nueve ,10 13  m sería un metro trece , etc. Para submúltiplos: 10 −9  gramos se denotarían como un noveno gramo ,10 −13  m sería un decimotercer metro , etc. El sistema también funcionaba con unidades que usaban prefijos métricos, por ejemplo10 15  centímetro sería centímetro quince . La regla, cuando se escribe, es la siguiente: denotamos 'el exponente de la potencia de 10, que sirve como multiplicador, por un número cardinal agregado, si el exponente es positivo, y por un número ordinal prefijado, si el exponente es negativo . [26]
  12. ^ Esto también es obvio por el hecho de que tanto en unidades absolutas como prácticas, la corriente es carga por unidad de tiempo, de modo que la unidad de tiempo es la unidad de carga dividida por la unidad de corriente. En el sistema práctico, sabemos que la unidad base de tiempo es el segundo, por lo que el culombio por amperio da el segundo. La unidad base de tiempo en CGS-EMU es entonces el abculombio por abampere, pero esa relación es la misma que el culombio por amperio, ya que las unidades de corriente y carga usan el mismo factor de conversión,0.1 , para ir entre la UEM y las unidades prácticas (culombio / amperio = (0,1 abculombio ) / (0,1 abampere ) = abculombio / abampere). Entonces, la unidad base de tiempo en EMU también es la segunda.
  13. ^ Esto se puede demostrar a partir de las definiciones de, digamos, el voltio, el amperio y el culombio en términos de las unidades de la UEM. El voltio fue elegido como10 8 unidades EMU ( abvoltios ), el amperio como0,1 unidades EMU ( abamperes ), y el culombio como0,1 unidades EMU ( abculombios ). Ahora usamos el hecho de que, cuando se expresa en las unidades base CGS, el abvoltio es g 1/2 · cm 3/2 / s 2 , el abampere es g 1/2 · cm 1/2 / sy el abcoulomb es g 1/2 · cm 1/2 . Suponga que elegimos nuevas unidades base de longitud, masa y tiempo, iguales a L centímetros, M gramos y T segundos. Entonces, en lugar del abvoltio, la unidad de potencial eléctrico será ( M × g) 1/2 · ( L × cm)3/2 / ( T × s) 2 = M 1/2 L 3/2 / T 2 × g 1/2 · cm 3/2 / s 2 = M 1/2 L 3/2 / T 2 voltios. Queremos que esta nueva unidad sea el voltio, por lo que debemos tener M 1/2 L 3/2 / T 2 =10 8 . De manera similar, si queremos que la nueva unidad de corriente sea el amperio, obtenemos que M 1/2 L 1/2 / T =0.1 , y si queremos que la nueva unidad de carga sea el culombio, obtenemos que M 1/2 L 1/2 =0,1 . Este es un sistema de tres ecuaciones con tres incógnitas. Al dividir la ecuación del medio por la última, obtenemos que T = 1 , por lo que la segunda debe seguir siendo la unidad base de tiempo. [Nota 12] Si luego dividimos la primera ecuación por la del medio (y usamos el hecho de que T = 1 ), obtenemos que L =10 8 /0,1 =10 9 , por lo que la unidad base de longitud debe ser10 9  cm =10 7  m . Finalmente, elevamos al cuadrado la ecuación final y obtenemos que M =0,1 2 / L =10 -11 , así que la unidad base de la masa debe ser10 -11  gramos .
  14. ^ Para ver esto, primero notamos que las dimensiones de la energía son M L 2 / T 2 y de la potencia, M L 2 / T 3 . Un significado de estas fórmulas dimensionales es que si la unidad de masa se cambia por un factor de M , la unidad de longitud por un factor de L y la unidad de tiempo por un factor de T , entonces la unidad de energía cambiará por un factor de M L 2 / T 2 y la unidad de potencia por un factor de M L 2 / T 3. Esto significa que si disminuye la unidad de longitud y al mismo tiempo aumenta la unidad de masa de tal manera que el producto M L 2 permanece constante, las unidades de energía y potencia no cambiarían. Claramente, esto sucede si M = 1 / L 2 . Ahora, sabemos que el vatio y el joule son coherentes en un sistema en el que la unidad base de longitud es10 7  m mientras que la unidad base de masa es10 -11  gramos . Acabamos de aprender que entonces también serán coherentes en cualquier sistema en el que la unidad base de longitud sea L ×10 7  my la unidad base de masa es 1 / L 2 ×10 −11  g , donde L es cualquier número real positivo. Si establecemos L =10 −7 , obtenemos el metro como unidad base de longitud. Entonces la unidad base correspondiente de masa resulta ser 1 / (10 −7 ) 2 ×10 −11  g =10 14 ×10 −11  g =10 3  g =1 kg .
  15. ^ Criterio: Un total combinado de al menos cinco apariciones en el Corpus Nacional Británico y el Corpus de Inglés Americano Contemporáneo , incluyendo tanto el singular como el plural tanto para el gramo como para el gramo .
  16. ^ La práctica de usar la abreviatura "mcg" en lugar del símbolo SI "μg" fue formalmente ordenada en los EE. UU. Para los médicos en 2004 por la Comisión Conjunta de Acreditación de Organizaciones de Salud (JCAHO) en su Lista de "No Usar": Abreviaturas, acrónimos y símbolos porque "μg" y "mg" cuando se escriben a mano pueden confundirse entre sí, lo que resulta en una sobredosis mil veces mayor (o infradosificación). El mandato también fue adoptado por el Institute for Safe Medication Practices .

Referencias [ editar ]

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Enlaces externos [ editar ]

Imágenes externas
icono de imagenBIPM: el IPK en tres tarros de campana anidados
icono de imagenNIST: K20, el kilogramo prototipo nacional de EE. UU. Que descansa sobre un panel de luz fluorescente de caja de huevos
icono de imagenBIPM: limpieza a vapor de un prototipo de 1 kg antes de una comparación de masas
icono de imagenBIPM: El IPK y sus seis copias hermanas en su bóveda.
icono de imagenThe Age: Esfera de silicio para el proyecto Avogadro
icono de imagenNPL: el proyecto Watt Balance de NPL
icono de imagenNIST: Esta balanza Rueprecht en particular , una balanza de precisión fabricada en Austria, fue utilizada por el NIST desde 1945 hasta 1960.
icono de imagenBIPM: la balanza de banda de flexión FB-2 , la balanza de precisión moderna de BIPM con una desviación estándar de una diez mil millonésima parte de un kilogramo (0,1  μg)
icono de imagenBIPM: balanza Mettler HK1000 , con una  resolución de 1 μg y una  masa máxima de 4 kg. También utilizado por NIST y el Laboratorio de Estándares Primarios de Sandia National Laboratories
icono de imagenMicro-g LaCoste: gravímetro absoluto FG-5 , ( diagrama ), utilizado en laboratorios nacionales para medir la gravedad con una precisión de 2 μGal 
  • NIST mejora la precisión del método de 'equilibrio de vatios' para definir el kilogramo
  • El Laboratorio Nacional de Física del Reino Unido (NPL): ¿Hay algún problema causado por definir el kilogramo en términos de un artefacto físico? (Preguntas frecuentes - Masa y densidad)
  • NPL: saldo de croquetas NPL
  • Metrología en Francia: balance de vatios
  • Australian National Measurement Institute: redefiniendo el kilogramo a través de la constante de Avogadro
  • Oficina Internacional de Pesas y Medidas (BIPM): página de inicio
  • NZZ Folio: lo que realmente pesa un kilogramo
  • NPL: ¿Cuáles son las diferencias entre masa, peso, fuerza y ​​carga?
  • BBC: Obtener la medida de un kilogramo
  • NPR: Este kilogramo tiene un problema de pérdida de peso , una entrevista con el físico del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología Richard Steiner
  • Constantes de Planck de Avogadro y molares para la redefinición del kilogramo
  • Realización de la esperada definición del kilogramo
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Videos [ editar ]

  • El canal de YouTube BIPM
  • "El papel de la constante de Planck en la física": presentación en la 26ª reunión de la CGPM en Versalles, Francia, en noviembre de 2018, cuando tuvo lugar la votación sobre la sustitución del IPK.