La precisión nunca está de más. Por eso se ha creado y existe en todo el mundo un sistema de medidas internacionales, expresado en los patrones de todas las medidas conocidas por el hombre. Y solo el kilogramo estándar se destaca en el rango de unidades de medida. Después de todo, él es el único que tiene un prototipo físico de la vida real. Cuánto pesa y en qué país se almacena el estándar internacional de un kilogramo, lo responderemos en este artículo.
¿Por qué necesitamos normas?
¿Un kilo, como las naranjas, pesa lo mismo en África que en Rusia? La respuesta es sí, casi. Y todo gracias al sistema internacional para determinar los estándares del kilogramo, metro, segundo y otros parámetros físicos. Los estándares de medición son necesarios para que la humanidad garantice la actividad económica (comercio) y de construcción (unidad de dibujos), industrial (unidad de aleaciones) y cultural (unidad de intervalos de tiempo) y muchas otras áreas de actividad. y si enSi su iPhone se rompe en un futuro cercano, es muy probable que esto suceda debido a cambios en el peso del estándar de masa más importante.
Historia de las normas
Cada civilización tenía sus propios estándares y estándares, que cambiaron entre sí a lo largo de los siglos. En el antiguo Egipto, la masa de los objetos se medía en kantars o kikkars. En la antigua Grecia, estos eran talentos y dracmas. Y en Rusia, la masa de mercancías se medía en libras o carretes. Al mismo tiempo, personas de diferentes sistemas económicos y políticos, por así decirlo, acordaron que la unidad de masa, longitud u otro parámetro sería comparable a una única unidad contractual. Curiosamente, incluso un pud en la antigüedad podía diferir en un tercio entre comerciantes de diferentes países.
Física y estándares
Los arreglos, a menudo verbales y condicionales, funcionaban hasta que una persona se dedicaba a la ciencia y la ingeniería en serio. Con la comprensión de las leyes de la física y la química, el desarrollo de la industria, la creación de la caldera de vapor y el desarrollo del comercio internacional, se necesitaban normas uniformes más precisas. El trabajo preparatorio fue largo y laborioso. Físicos, matemáticos y químicos de todo el mundo trabajaron para encontrar un estándar universal. Y, en primer lugar, el estándar internacional del kilogramo, porque es a partir de la medida del peso que se repelen otros parámetros físicos (amperios, voltios, vatios).
Convención métrica
Un evento significativo tuvo lugar en las afueras de París en 1875. Luego, por primera vez, 17 países (incluida Rusia) firmaron la métricaconvención. Este es un tratado internacional que asegura la unidad de normas. Hoy, 55 países se han unido como miembros de pleno derecho y 41 países como miembros asociados. Al mismo tiempo, se crearon la Oficina Internacional de Pesos y Medidas y el Comité Internacional de Pesos y Medidas, cuya tarea principal es monitorear la unidad de la estandarización en todo el mundo.
Estándares de la primera convención métrica
El patrón del metro era una regla hecha de una aleación de platino e iridio (9 a 1) con una longitud de una cuarentamillonésima parte del meridiano de París. El kilogramo estándar de la misma aleación correspondía a la masa de un litro (decimetro cúbico) de agua a una temperatura de 4 grados centígrados (la densidad más alta) a una presión estándar sobre el nivel del mar. El segundo estándar fue 1/86400 del día solar promedio. Los 17 países que participaron en la convención recibieron una copia de la norma.
Lugar Z
Los prototipos y el original del estándar se almacenan hoy en la Cámara de Pesos y Medidas en Sèvres, cerca de París. Es en las afueras de París donde se encuentra el estándar de kilogramo, metro, candela (intensidad de luz), amperio (intensidad de corriente), kelvin (temperatura) y mol (como unidad de materia, no hay estándar físico). almacenado. El sistema de pesos y medidas que se basa en estos seis estándares se llama Sistema Internacional de Unidades (SI). Pero la historia de los estándares no terminó ahí, recién comenzaba.
SI
El sistema estándar que utilizamos, SI (SI), del francés Systeme International d'Unites, incluye siete unidades base. Esto es un metro (longitud),kilogramo (masa), amperio (corriente), candela (intensidad de luz), kelvin (temperatura), mol (cantidad de sustancia). Todas las demás cantidades físicas se obtienen mediante varios cálculos matemáticos usando cantidades básicas. Por ejemplo, la unidad de fuerza es kg x m/s2. Todos los países del mundo, excepto Estados Unidos, Nigeria y Myanmar, utilizan el sistema SI para las mediciones, lo que significa comparar una cantidad desconocida con un estándar. Y un estándar es el equivalente de un valor físico que todos están de acuerdo en que es absolutamente exacto.
¿Cuánto es el kilo de referencia?
Parecería algo más simple: el estándar de 1 kilogramo es el peso de 1 litro de agua. Pero, de hecho, esto no es del todo cierto. Qué tomar como un kilogramo estándar de unos 80 prototipos es una pregunta bastante complicada. Pero por casualidad, se eligió la variante óptima de la composición de la aleación, que duró más de 100 años. El patrón de un kilogramo de masa está hecho de una aleación de platino (90%) e iridio (10%), y es un cilindro, cuyo diámetro es igual a la altura y es de 39,17 milímetros. También se hicieron sus copias exactas, en la cantidad de 80 piezas. Las copias del estándar de kilogramos se encuentran en los países que participan en la convención. El estandarte principal se almacena en los suburbios de París y se cubre con tres cápsulas selladas. Dondequiera que se encuentre el estándar del kilogramo, la reconciliación con el estándar internacional más importante se lleva a cabo cada diez años.
El estándar más importante
El estándar internacional del kilogramo fue emitido en 1889 y está almacenado en Sevres, Francia, en la caja fuerte de la Oficina Internacional de Pesos y Medidas, cubiertotres tapas de vidrio selladas. Solo tres representantes de alto rango de la oficina tienen las llaves de esta caja fuerte. Junto al estandarte principal, también hay seis de sus dobles o sucesores en la caja fuerte. Cada año, la principal medida de peso, que se toma como el patrón del kilogramo, se retira solemnemente para su examen. Y cada año se vuelve más y más delgado. El motivo de esta pérdida de peso es el desprendimiento de átomos al retirar la muestra.
Versión rusa
Una copia del estándar también está en Rusia. Se almacena en el Instituto de Investigación de Metrología de toda Rusia. Mendeleev en San Petersburgo. Se trata de dos prototipos de platino e iridio, el n.º 12 y el n.º 26. Están en un soporte de cuarzo, cubiertos con dos tapas de vidrio y cerrados en una caja fuerte de metal. La temperatura del aire dentro de las cápsulas es de 20 °C, la humedad es del 65%. El prototipo doméstico pesa 1.000000087 kilogramos.
El kilogramo estándar está perdiendo peso
La conciliación del estándar mostró que la precisión de los estándares nacionales es de aproximadamente 2 µg. Todos ellos se almacenan en condiciones similares y los cálculos muestran que el kilogramo estándar pierde 3 x 10−8de peso en cien años. Pero por definición, la masa del patrón internacional corresponde a 1 kilogramo, y cualquier cambio en la masa real del patrón conduce a un cambio en el valor mismo del kilogramo. En 2007, resultó que el cilindro de kilogramo comenzó a pesar 50 microgramos menos. Y su pérdida de peso continúa.
Nuevas tecnologías y un nuevo estándar de medida de peso
Para eliminarerrores, se busca una nueva estructura del kilogramo estándar. Hay desarrollos para determinar el estándar de una cierta cantidad de isótopos de silicio-28. Hay un proyecto "Kilogramo electrónico". El Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (2005, EE. UU.) diseñó un dispositivo basado en medir la potencia requerida para crear un campo electromagnético capaz de levantar 1 kg de masa. La precisión de tal medida es 99.999995%. Hay desarrollos de la definición de masa en relación con la masa en reposo del neutrón. Todos estos desarrollos y tecnologías permitirán salir de estar atados a un estándar de masa física, para lograr una mayor precisión y la posibilidad de reconciliación en cualquier parte del mundo.
Otros proyectos prometedores
Y mientras las luminarias de la ciencia del mundo están determinando qué forma de resolver el problema es más confiable, la más prometedora es el proyecto en el que la masa no cambiará con el tiempo. Tal estándar sería un cuerpo cúbico de átomos de isótopo de carbono-12 con una altura de 8,11 centímetros. En tal cubo habrá 2250 x 281489633 átomos de carbono-12. Investigadores del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de EE. UU. proponen determinar el kilogramo estándar utilizando la constante de Planck y la fórmula E=mc^2.
Sistema métrico moderno
Los estándares modernos ya no son lo que eran. El metro, originalmente relacionado con la circunferencia del planeta, hoy corresponde a la distancia que recorre un rayo de luz en una 299792458 de segundo. Pero un segundo es el tiempo durante el cual pasa 9192631770vibraciones del átomo de cesio. Las ventajas de la precisión cuántica en este caso son obvias, porque pueden reproducirse en cualquier parte del planeta. Como resultado, el único estándar que existe físicamente sigue siendo el estándar del kilogramo.
¿Cuánto cuesta el estándar?
Después de haber existido durante más de 100 años, el estandarte ya vale mucho, como artículo único y artefacto. Pero en general, para determinar el precio equivalente, es necesario calcular el número de átomos en un kilogramo de oro puro. El número se obtendrá a partir de unos 25 dígitos, y esto sin tener en cuenta el valor ideológico de este artefacto. Pero es demasiado pronto para hablar de la venta del patrón kilogramo, porque la comunidad mundial aún no se ha deshecho del único patrón físico que queda del sistema internacional de unidades.
Me pregunto sobre las medidas
En todas las zonas horarias del planeta, la hora se determina en relación con UTC (por ejemplo, UTC+4:00). Sorprendentemente, la abreviatura no tiene decodificación en absoluto; fue adoptada en 1970 por la Unión Internacional de Telecomunicaciones. Se propusieron dos opciones: la inglesa CUT (Tiempo Universal Coordinado) y la francesa TUC (Temps Universel Coordonné). Elegimos una abreviatura neutra media.
En el mar se utiliza la medida del nudo. Para medir la velocidad del barco, se utilizó un registro especial con nodos a la misma distancia, que se arrojó por la borda y contó la cantidad de nodos durante un cierto período de tiempo. Los dispositivos modernos son mucho más avanzados que una cuerda con nudos, pero el nombre permanece.
Palabra meticulosidad, significadocuya extrema precisión y precisión llegaron a los idiomas del nombre del antiguo estándar de peso griego: escrúpulo. Era igual a 1,14 gramos y se usaba para pesar monedas de plata.
El nombre de las unidades monetarias también se origina a menudo en los nombres de las medidas de peso. Entonces, las monedas de plata se llamaban libras esterlinas en Gran Bretaña, y 240 de estas monedas pesaban una libra. En la antigua Rusia, se usaban "grivnas de plata" o "grivnas de oro", lo que significaba un cierto número de monedas expresadas en peso equivalente.
La extraña medida de la potencia de un automóvil tiene un origen muy real. El inventor de la máquina de vapor, James White, decidió demostrar de esta manera la ventaja de su invento sobre el transporte de tracción. Calculó cuánto puede levantar un caballo una carga por minuto y designó esta cantidad como un caballo de fuerza.
