La precisió mai és superflua. És per això que s'ha creat i existeix arreu del món un sistema de mesures internacionals, expressat en els estàndards de totes les mesures conegudes per l'home. I només l'estàndard del quilogram destaca en el rang d'unitats de mesura. Després de tot, ell és l'únic que té un prototip físic de la vida real. Quant pesa i en quin país s'emmagatzema l'estàndard internacional d'un quilogram, respondrem en aquest article.
Per què necessitem estàndards?
Un quilo, com les taronges, pesa el mateix a l'Àfrica i a Rússia? La resposta és sí, gairebé. I tot gràcies al sistema internacional per determinar els estàndards del quilogram, el metre, el segon i altres paràmetres físics. Els estàndards de mesura són necessaris perquè la humanitat garanteixi l'activitat econòmica (comerç) i la construcció (unitat de dibuixos), industrial (unitat d'aliatges) i cultural (unitat d'intervals de temps) i moltes altres àrees d'activitat. I si dinsSi el vostre iPhone es trenca en un futur proper, és molt probable que això hagi passat a causa dels canvis en el pes de l'estàndard de massa més important.
Història dels estàndards
Cada civilització tenia els seus propis estàndards i estàndards, que van canviar els uns als altres al llarg dels segles. A l'antic Egipte, la massa dels objectes es mesurava en kantars o kikkars. A l'antiga Grècia, aquests eren talents i dracmes. I a Rússia, la massa de mercaderies es mesurava en lliures o bobines. Al mateix temps, persones de diferents sistemes econòmics i polítics, per dir-ho, van acordar que la unitat de massa, longitud o un altre paràmetre seria comparable a una sola unitat contractual. Curiosament, fins i tot un pud a l'antiguitat podia diferir en un terç entre els comerciants de diferents països.
Física i estàndards
Els arranjaments, sovint verbals i condicionals, van funcionar fins que una persona es va dedicar seriosament a la ciència i l'enginyeria. Amb la comprensió de les lleis de la física i la química, el desenvolupament de la indústria, la creació de la caldera de vapor i el desenvolupament del comerç internacional, hi havia una necessitat d'estàndards uniformes més precisos. El treball preparatori va ser llarg i minuciós. Físics, matemàtics i químics de tot el món van treballar per trobar un estàndard universal. I, en primer lloc, l'estàndard internacional del quilogram, perquè és a partir de la mesura del pes que es repel·len altres paràmetres físics (amperes, volts, watts).
Convenció mètrica
Un esdeveniment important va tenir lloc als afores de París el 1875. Aleshores, per primera vegada, 17 països (inclosa Rússia) van signar la mètricaConvenció. Aquest és un tractat internacional que garanteix la unitat dels estàndards. Actualment, 55 països s'hi han adherit com a membres de ple dret i 41 països com a membres associats. Al mateix temps, es van crear l'Oficina Internacional de Peses i Mesures i el Comitè Internacional de Peses i Mesures, la tasca principal dels quals és controlar la unitat de l'estandardització a tot el món.
Estàndards de la primera convenció mètrica
L'estàndard del metre era un regle fet d'un aliatge de platí i iridi (9 a 1) amb una longitud d'una quaranta-milionèsima part del meridià de París. El quilogram estàndard del mateix aliatge corresponia a la massa d'un litre (decímetre cúbic) d'aigua a una temperatura de 4 graus centígrads (la densitat més alta) a pressió estàndard sobre el nivell del mar. El segon estàndard era 1/86400 del dia solar mitjà. Els 17 països participants a la convenció van rebre una còpia de l'estàndard.
Lloc Z
Els prototips i l'original de l'estàndard es troben avui emmagatzemats a la Cambra de Peses i Mesures de Sèvres, prop de París. És als afores de París on es troba l'estàndard de quilogram, metre, candela (intensitat de llum), ampere (intensitat de corrent), kelvin (temperatura) i mol (com a unitat de matèria, no hi ha un estàndard físic). emmagatzemat. El sistema de pesos i mesures que es basa en aquests sis estàndards s'anomena Sistema Internacional d'Unitats (SI). Però la història dels estàndards no va acabar aquí, tot just començava.
SI
El sistema estàndard que utilitzem - SI (SI), del francès Systeme International d'Unites - inclou set unitats base. Això és un metre (longitud),quilogram (massa), ampere (corrent), candela (intensitat de la llum), kelvin (temperatura), mol (cantitat de substància). Totes les altres magnituds físiques s'obtenen mitjançant diversos càlculs matemàtics utilitzant magnituds bàsiques. Per exemple, la unitat de força és kg x m/s2. Tots els països del món, excepte els Estats Units, Nigèria i Myanmar, utilitzen el sistema SI per a les mesures, que significa comparar una quantitat desconeguda amb un estàndard. I un estàndard és l'equivalent a un valor físic que tothom està d'acord que és absolutament precís.
Quant és Quilo de referència?
Sembla una cosa més senzilla: l'estàndard d'1 quilogram és el pes d'1 litre d'aigua. Però de fet, això no és del tot cert. Què prendre com a estàndard de quilograms d'uns 80 prototips és una qüestió força complicada. Però per casualitat, es va triar la variant òptima de la composició de l'aliatge, que va durar més de 100 anys. L'estàndard d'un quilogram de massa està fet d'un aliatge de platí (90%) i iridi (10%), i és un cilindre, el diàmetre del qual és igual a l'alçada i és de 39,17 mil·límetres. També es van fer les seves còpies exactes, per un import de 80 peces. Les còpies de l'estàndard del quilogram es troben als països participants a la convenció. L'estàndard principal s'emmagatzema als suburbis de París i està cobert amb tres càpsules segellades. Allà on es trobi l'estàndard de quilograms, la reconciliació amb l'estàndard internacional més important es porta a terme cada deu anys.
La norma més important
L'estàndard internacional del quilo va ser fos l'any 1889 i s'emmagatzema a Sèvres a França a la caixa forta de l'Oficina Internacional de Peses i Mesures, cobertatres taps de vidre tancats. Només tres alts representants de l'oficina tenen les claus d'aquesta caixa forta. Juntament amb l'estàndard principal, també hi ha sis dels seus dobles o successors a la caixa forta. Cada any, la mesura principal de pes, que es pren com a estàndard del quilogram, s'elimina solemnement per examinar-la. I cada any s'aprima. El motiu d'aquesta pèrdua de pes és el despreniment d'àtoms en treure la mostra.
versió russa
A Rússia també hi ha una còpia de l'estàndard. S'emmagatzema a l'Institut de Recerca de Metrologia de tot Rússia. Mendeleiev a Sant Petersburg. Es tracta de dos prototips de platí-iridi: el núm. 12 i el núm. 26. Es troben sobre un suport de quars, coberts amb dos taps de vidre i tancats en una caixa forta metàl·lica. La temperatura de l'aire dins de les càpsules és de 20 °C, la humitat és del 65%. El prototip domèstic pesa 1,000000087 quilograms.
Quilogram estàndard està baixant de pes
La conciliació de l'estàndard va demostrar que la precisió dels estàndards nacionals és d'uns 2 µg. Tots s'emmagatzemen en condicions similars, i els càlculs mostren que l'estàndard de quilograms perd 3 x 10−8de pes en cent anys. Però per definició, la massa de l'estàndard internacional correspon a 1 quilogram, i qualsevol canvi en la massa real de l'estàndard comporta un canvi en el valor mateix del quilogram. El 2007, va resultar que el cilindre de quilograms va començar a pesar 50 micrograms menys. I la seva pèrdua de pes continua.
Noves tecnologies i un nou estàndard de mesura de pes
Per eliminarerrors, s'està buscant una nova estructura de l'estàndard de quilograms. Hi ha desenvolupaments per determinar l'estàndard d'una certa quantitat d'isòtops de silici-28. Hi ha un projecte "Quilogram electrònic". El National Institute of Standards and Technology (2005, EUA) va dissenyar un dispositiu basat en mesurar la potència necessària per crear un camp electromagnètic capaç d'aixecar 1 kg de massa. La precisió d'aquesta mesura és del 99,999995%. Hi ha desenvolupaments de la definició de massa en relació a la massa en repòs del neutró. Tots aquests desenvolupaments i tecnologies faran possible allunyar-se d'estar lligat a un estàndard de massa física, per aconseguir una major precisió i la possibilitat de reconciliació a qualsevol part del món.
Altres projectes prometedors
I mentre les lluminàries de la ciència del món estan determinant quina manera de resoldre el problema és més fiable, el més prometedor és el projecte en què la massa no canviarà amb el temps. Aquest estàndard seria un cos cúbic d'àtoms d'isòtops de carboni-12 amb una alçada de 8,11 centímetres. En aquest cub hi haurà 2250 x 281489633 àtoms de carboni-12. Investigadors de l'Institut Nacional d'Estàndards i Tecnologia dels EUA proposen determinar l'estàndard de quilograms utilitzant la constant de Planck i la fórmula E=mc^2.
Sistema mètric modern
Els estàndards moderns no són gens el que eren. El metre, originalment relacionat amb la circumferència del planeta, correspon avui a la distància que recorre un raig de llum en una 299792458è de segon. Però un segon és el temps durant el qual passa 9192631770vibracions de l'àtom de cesi. Els avantatges de la precisió quàntica en aquest cas són evidents, perquè es poden reproduir a qualsevol part del planeta. Com a resultat, l'únic estàndard que existeix físicament segueix sent l'estàndard del quilogram.
Quant costa l'estàndard?
Des de fa més de 100 anys que existeix, l'estàndard ja val molt, com a element únic i artefacte. Però, en general, per determinar el preu equivalent, cal calcular el nombre d'àtoms en un quilogram d'or pur. El nombre s'obtindrà a partir d'uns 25 dígits, i això sense tenir en compte el valor ideològic d'aquest artefacte. Però és massa aviat per parlar de la venda de l'estàndard de quilograms, perquè la comunitat mundial encara no s'ha desfet de l'únic estàndard físic que queda del sistema internacional d'unitats.
Em pregunto sobre les mesures
A totes les zones horàries del planeta, l'hora es determina en relació a l'UTC (per exemple, UTC+4:00). Notablement, l'abreviatura no té cap descodificació; va ser adoptada el 1970 per la Unió Internacional de Telecomunicacions. Es van proposar dues opcions: la CUT anglesa (Coordinated Universal Time) i la francesa TUC (Temps Universel Coordonné). Hem escollit una abreviatura neutra mitjana.
Al mar, s'utilitza la mesura del nus. Per mesurar la velocitat del vaixell, es va utilitzar un registre especial amb nodes a la mateixa distància, que es va llançar per la borda i va comptar el nombre de nodes durant un període de temps determinat. Els dispositius moderns són molt més avançats que una corda amb nusos, però el nom es manté.
Meticulositat de paraules, significatl'exactitud i exactitud extremes del qual provenien a les llengües del nom de l'antic estàndard grec de pes - escrúpol. Era igual a 1,14 grams i s'utilitzava per pesar monedes de plata.
El nom de les unitats monetàries també s'origina sovint en els noms de les mesures de pes. Així, les monedes de plata es deien esterlines a Gran Bretanya i 240 d'aquestes monedes pesaven una lliura. A l'antiga Rússia, s'utilitzaven "hrivnia de plata" o "hrivnia d'or", la qual cosa significava un cert nombre de monedes expressades en pes equivalent.
L'estranya mesura de la potència del cotxe té un origen molt real. L'inventor de la màquina de vapor, James White, va decidir demostrar d'aquesta manera l'avantatge del seu invent sobre el transport de tracció. Va calcular quant pot aixecar una càrrega per minut un cavall i va designar aquesta quantitat com un cavall de força.
