1 кг: Ньютон (единица измерения) — Википедия – Килограмм-сила — Википедия

Ньютон (единица измерения) — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

У этого термина существуют и другие значения, см. Ньютон.

Нью́то́н (русское обозначение: Н; международное: N) — единица измерения силы в Международной системе единиц (СИ).

Ньютон — производная единица. Исходя из второго закона Ньютона она определяется как сила, изменяющая за 1 секунду скорость тела массой 1 кг на 1 м/с в направлении действия силы. Таким образом, 1 Н = 1 кг·м/с².

В соответствии с общими правилами СИ, касающимися производных единиц, названных по имени учёных, наименование единицы ньютон пишется со строчной буквы, а её обозначение — с заглавной. Такое написание обозначения сохраняется и в обозначениях других производных единиц, образованных с использованием ньютона. Например, обозначение единицы момента силы ньютон-метр записывается как Н·м.

Определение единицы силы, как силы, придающей телу с массой 1 килограмм ускорение в 1 метр в секунду за секунду, было принято для системы единиц МКС Международным комитетом мер и весов (МКМВ) в 1946 году. В 1948 году IX Генеральная конференция по мерам и весам (ГКМВ) ратифицировала данное решение МКМВ и утвердила для этой единицы наименование «ньютон». В Международной системе единиц (СИ) ньютон стал использоваться с момента её принятия XI ГКМВ в 1960 году

[1]^[2].

Единица названа в честь английского физика Исаака Ньютона, открывшего законы движения и связавшего понятия силы, массы и ускорения. В своих работах, однако, Исаак Ньютон не вводил единиц измерения силы и рассматривал её как абстрактное явление.^[3] Измерять силу в ньютонах стали спустя более чем два века после смерти великого учёного, когда была принята система СИ.

С другими единицами измерения силы ньютон связывают следующие выражения:

Десятичные кратные и дольные единицы образуют с помощью стандартных приставок СИ.

Кратные				Дольные
величина	название	обозначение		величина	название	обозначение
101 Н	деканьютон	даН	daN	10−1 Н	дециньютон	дН	dN
102 Н	гектоньютон	гН	hN	10−2 Н	сантиньютон	сН	cN
103 Н	килоньютон	кН	kN	10−3 Н	миллиньютон	мН	mN
106 Н	меганьютон	МН	MN	10−6 Н	микроньютон	мкН	µN
109 Н	гиганьютон	ГН	GN	10−9 Н	наноньютон	нН	nN
10 12 Н	тераньютон	ТН	TN	10−12 Н	пиконьютон	пН	pN
1015 Н	петаньютон	ПН	PN	10−15 Н	фемтоньютон	фН	fN
1018 Н	эксаньютон	ЭН	EN	10−18 Н	аттоньютон	аН	aN
1021 Н	зеттаньютон	ЗН	ZN	10−21 Н	зептоньютон	зН	zN
1024 Н	иоттаньютон	ИН	YN	10−24 Н	иоктоньютон	иН	yN
применять не рекомендуется

Что такое килограмм

Килограмм — единица массы, одна из основных единиц системы СИ

Килограмм обозначается как кг

Килограм это то масса международного образца (валик высотой 39 мм, выполненный из сплава 90 % платины и 10 % иридия), хранящийся в Международном бюро мер в Севре, около Парижа. Образец килограмма был установлен Первой генеральной конференцией мер в 1889 году. Первоначально образец был приравнен к одному литру воды температурой 4 градуса Цельсия, при нормальном давлении.

В ежедневном использовании, масса объекта, заданного в килограммах, часто упоминается как его вес, который является мерой силы тяжести. Вес в килограммах технически не входит в список единиц СИ, а единица измерения для веса известна как килограмм-сила. Эквивалентной единицей измерения силы тяжести является фунт-сила. В строгом научном контексте, сила, как правило, измеряется единицей СИ ньютон.

Килограмм является единственной базовой единицей СИ с приставкой в ​​рамках своего имени. Кроме того, это единственная единица СИ, которая до сих пор непосредственно определяется артефактом, а не фундаментальными физическими свойствами, которые могут быть изучены в разных лабораториях. Четыре из семи базовых величин в системе СИ определяются по отношению к килограмму, поэтому её полная стабильность очень важна.

Основная единица массы в метрической системе мер, равная 1000 граммов.

1 килограмм = 1000 грамм

Кратные и дольные единицы

По историческим причинам, название «килограмм» уже содержит десятичную приставку «кило», поэтому кратные и дольные единицы образуют, присоединяя стандартные приставки СИ к названию или обозначению единицы измерения «грамм» (которая в системе СИ сама является дольной: 1 г = 10₋₃ кг).

Вместо мегаграмма (1000 кг), как правило, используют единицу измерения «тонна».

В определениях мощности атомных бомб в тротиловом эквиваленте вместо гигаграмма применяется килотонна, вместо тераграмма — мегатонна.

Кратные				Дольные
величина	название	обозначение		величина	название	обозначение
101 г	декаграмм	даг	dag	10−1 г	дециграмм	дг	dg
102 г	гектограмм	гг	hg	10−2 г	сантиграмм	сг	cg
103 г	килограмм	кг	kg	10−3 г	миллиграмм	мг	mg
106 г	мегаграмм	Мг	Mg	10−6 г	микрограмм	мкг	µg
109 г	гигаграмм	Гг	Gg	10−9 г	нанограмм	нг	ng
1012 г	тераграмм	Тг	Tg	10−12 г	пикограмм	пг	pg
1015 г	петаграмм	Пг	Pg	10−15 г	фемтограмм	фг	fg
1018 г	эксаграмм	Эг	Eg	10−18 г	аттограмм	аг	ag
1021 г	зеттаграмм	Зг	Zg	10−21 г	зептограмм	зг	zg
1024 г	иоттаграмм	Иг	Yg	10−24 г	иоктограмм	иг	yg
применять не рекомендуется      не применяются или редко применяются на практике

В вашем браузере отключен Javascript.
Чтобы произвести расчеты, необходимо разрешить элементы ActiveX!

Не можешь написать работу сам?

Доверь её нашим специалистам

от 100 р.стоимость заказа

2 часамин. срок

Узнать стоимость

Вычислить стоимость товара за килограмм

Совершая покупки, зачастую необходимо узнать стоимость продукта в граммах или килограммах, подсчитать в уме иногда бывает довольно сложно, вычислить можно и на обычном калькуляторе, но для этого нужно будет совершить несколько действий, что становится неудобным, если надо сравнить стоимость нескольких товаров.

Мы сделали несколько калькуляторов которые значительно облегчат вам процесс вычисления стоимости грамма, килограмма продуктов или сравнения их стоимости, чтобы совершить выгодную покупку. Читайте описание к каждому калькулятору, оно разъяснит какую функцию он выполняет.

Цена за килограмм или грамм – данный калькулятор вычисляет стоимость 1 грамма и 1 килограмма (также и миллилитра и литра), отлично подходит для сравнения стоимости товаров (продуктов).
Ситуация – Вы в магазине, выбираете шампунь, определились какой Вам необходим и вот дилемма, какой-же флакон выбрать, объемом

350мл и стоимостью 740р или флакон большего объема 650мл и стоимостью 1490р, интуитивно нам кажется, что большой флакон купить выгоднее, но произведя расчет на калькуляторе, окажется что 1мл шампуня в маленьком флаконе дешевле чем 1мл в большом флаконе и приобретение двух флаконов меньшего объема окажется выгоднее.
Аналогично этот калькулятор может применяться ко всем продуктам, например при покупке орехов, вычислить цену за килограмм и выбрать наиболее подходящий вариант и т.д. Остальные примеры, Вы можете увидеть, написать в комментариях.

Ситуация – необходимо купить 700 грамм очищенных грецких орехов, стоимость килограмма 750р, как подсчитать сколько нужно заплатить за 700гр?

Для решения этой задачи, был создан калькулятор “Стоимость продукта, зная цену за 1 кг”

. Он выполнит точный расчет и поможет узнать не ошибся-ли продавец при расчете.

Ситуация – покупаете мясо на развес, а в кошельке осталось только 250р, сколько-же грамм мяса отвесить на эту сумму, если 1кг мяса стоит 370р.
Для решения этой задачи был создан калькулятор “Сколько можно купить, зная цену за 1 кг”, будет полезен как продавцам так и покупателям.

Ситуация – по рецепту, для приготовления блюда необходимо 350 грамм сыра, а на прилавке указана цена сыра 140р за 100гр, как определить, сколько будет стоить кусок весом 350гр.
Для решения таких жизненных задач, был создан калькулятор под названием “Сколько будет стоить определённый вес”.

Смотрите также

Фунт (единица измерения) — Википедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Фунт. Единицы веса по странам, табл. 1848 г.

Фунт (от лат. pondus — вес, гиря^[1]) — единица измерения массы. Исторически использовался в некоторых европейских странах, причём в эпоху феодальной раздробленности в некоторых странах (например, во Франции) его значение имел право устанавливать каждый феодал, поэтому даже в начале XVIII века в Европе было более ста разных фунтов^[2]. Наиболее распространённым сегодня является международный фунт эвердьюпойс, который юридически определён как 0,453 592 37 килограмма и который разделён на 16 унций^[3]. Международный стандартный символ для эвердьюпойсного фунта — lb;^[4] альтернативным символом является lb_m^[5] (для большинства определений фунта), # (главным образом в США), и ℔^[6] или ″̶^[7] (специально для аптекарского фунта).

В англоязычных странах фунт (англ. pound от лат. pondus «вес»^[8] или lb сокр. от libra «весы») — одна из наиболее распространённых единиц массы и силы. При необходимости исторически традиционное смешение массы и веса разрешается через употребление для единицы силы термина «фунт-сила» (англ.)русск., сокращённо lbf.

Существовало несколько фунтов (тройский, лондонский, башенный и др.). Сейчас английский фунт соответствует:

По соглашению от 1 июля 1959 года международный фунт^[en] (символ lb) равен 0,45359237 кг^[9][10][11]. Соглашение было подписано представителями шести стран, а именно США, Великобритании, Канады, Австралии, Новой Зеландии и Южно-Африканского Союза^[12].

При использовании в качестве измерения веса в Великобритании по-прежнему использует стон (букв. «камень») весом 14 фунтов. Например, «11 камней 4 фунта» в США обозначаются «158 фунтами»^[13], или «72 килограммами» в тех местах, где пользуются метрической системой. США не приняли метрическую систему^[14], несмотря на многочисленные попытки^[en] сделать это, и фунт по-прежнему широко используется в качестве одной из основных единиц измерения в США^[en][15][16].

В настоящее время Международная организация законодательной метрологии (МОЗМ) в своих рекомендациях относит фунт к тем единицам измерения массы, «которые должны быть изъяты из обращения как можно скорее там, где они используются в настоящее время, и которые не должны вводиться, если они не используются»^[17].

В русской системе мер фунт равен 96 золотникам и с 1747 года являлся эталонным весом. В 1747 году был изготовлен «бронзовый золочёный фунт 1747 года», по которому в 1835 году был изготовлен платиновый фунт, основа мер веса в Российской империи и Советской России до декрета «О введении международной метрической системы мер и весов», подписанного В. И. Лениным в 1918 году.

В Указе от 11 октября 1835 года «О системе Российских мер и весов»^[18] говорится:

Принять за основную единицу Российского веса образцовый (фунт), сделанный комиссией согласно с выведенным результатом, что российский или английский кубический дюйм воды при температуре 13 1/3° Реомюра в безвоздушном пространстве весит 368,361 долю, или что объём российского фунта той же воды равен 25,019 английским кубическим дюймам, что составляет совершенное равенство с известным золочёным фунтом Санкт-Петербургского монетного двора, сделанным в 1747 г. и служащим с того времени основанием Российской монетной системы.

Этот фунт называли русским фунтом торгового веса. Существовал ещё и аптекарский, или нюрнбергский фунт (единица для измерения аптекарского веса). Согласно Торговому уставу 1893 год 1 аптекарский фунт = 7/8, или 0,875 русского фунта.

Соотношение с метрической системой^[19]:

• 1 г = 0,23442557 золотника;
• 1 г = 22,504855 доли;
• 1 кг = 2,441933 фунта;
• 1 кг = 2 фунта 42 золотника 40,855 доли;
• 1 квинталь (центнер) = 6 пудов 4,1933 фунта;
• 1 т = 61 пуд 1,933 фунта.

Миллиграммы, граммы и килограммы в аптекарском весе:

• 1 мг = 0,016075 грана;
• 1 г = 16,08 грана;
• 1 кг = 2 фунта 9 унций 4 драхмы;
• 1 аптекарский гран = 62,2088 мг;
• 1 драхма = 3,732527 г;
• 1 унция = 29,860215 г;
• 1 фунт аптекарский = 0,358322 кг.

В 1890-х годах Д. И. Менделеевым был изготовлен платиново-иридиевый эталон русского фунта, согласованный с весом платинового образца 1835 года. Положением о мерах и весах 1899 года новый эталон русского фунта был узаконен и выражен в метрической системе мер: 1 русский фунт = 0,40951241 кг^[20].

• Русский фунт = 0,40951241 кг

• Австрийский фунт равен 0,56001 кг (использовался также в Баварии)
• Амстердамский фунт равен 0,4941 кг
• Венецианский фунт равен 0,477 кг
• Датский фунт равен 0,496 кг
• Древнеримский фунт (libra) равен 0,32745 кг
• Испанский фунт равен 0,451 кг
• Каролингский фунт равен 0,408 кг^[21]
• Португальский фунт равен 0,459 кг
• Русский артиллерийский фунт равен 0,4914 кг
• Французский фунт (ливр) равен 0,489505 кг
• Шведский фунт равен 0,425076 кг
• Ливонский/ганзейский фунт^[22] равен 0,4847 кг (в Ливонии использовалась преобладающая на Балтике Ганзейская система мер, базировавшаяся на мерах Любека и Гамбурга)
• Нюрнбергский (не аптекарский) фунт равен 0,5095 кг (как торговый распространён в средней Германии и использовался как артиллерийский в центральной Европе)
• Прусский фунт равен 0,467711 кг (норма восходит к двум Кёльнским маркам и распространена во всей нижней Германии и Рейнских областях)

Во многих европейских странах, использующих метрическую систему, в обиходе используется так называемый «метрический фунт» (нем. Pfund, фр. livre, нидерл. pond), равный ровно 0,5 кг.

1. ↑ Pound term definition (англ.)
2. ↑ И. Винокурова. Хлебная метрология // Техника — молодёжи. — 2011. — № 7 (июль). — С. 50.
3. ↑ United States National Bureau of Standards. Notices “Refinement of values for the yard and the pound” (неопр.) (25 июня 1959). Дата обращения 12 августа 2006.
4. ↑ IEEE Std 260.1-2004, IEEE Standard Letter Symbols for Units of Measurement (SI Units, Customary Inch-Pound Units, and Certain Other Units)
5. ↑ Fletcher, Leroy S. & Shoup, Terry E. (1978), Introduction to Engineering, Prentice-Hall, ISBN 978-0135018583, <https://books.google.com/books?id=tyohAQAAIAAJ> ^:257
6. ↑ unicode chart 2100-214F (неопр.). character 2114 of the Unicode 6.0 and 5.0 standards. Unicode Consortium. Дата обращения 28 апреля 2011.
7. ↑ The Dictionary of Medical and Surgical Knowledge (неопр.). Дата обращения 22 сентября 2016.
8. ↑ Pound term definition (англ.).
9. ↑ National Bureau of Standards, Appendix 8 Архивировано 18 января 2009 года.
10. ↑ P. H. Bigg et al. Re-determination of the values of the imperial standard pound and of its parliamentary copies in terms of the international kilogramme during the years 1960 and 1961
11. ↑ pound avoirdupois.
12. ↑ National Institute of Standards and Technology. Research Highlights of the National Bureau of Standards (англ.). — U.S. Department of Commerce, National Bureau of Standards, 1959. — P. 13.
13. ↑ C. Hopkins, A. Pope, S. Pepperell. «Understanding Primary Mathematics». Routledge, 2013. P. 195.
14. ↑ Appendix G – Weights and Measures // The World Factbook (неопр.). — Central Intelligence Agency, 2007.
15. ↑ US 1988 law on metrification (неопр.). Дата обращения 21 сентября 2019.
16. ↑ Countries not using SI (неопр.). Дата обращения 21 сентября 2019.
17. ↑ Международный документ МОЗМ D2. Узаконенные (официально допущенные к применению) единицы измерений. Приложение В Архивная копия от 14 октября 2013 на Wayback Machine.
18. ↑ Указ «О системе Российских мер и весов»
19. ↑ Таблицы для перевода метрических (десятичных) мер в русские и русских — в метрические
20. ↑ Сто лет государственной службы мер и весов в СССР. — М.: Гос. изд-во техн.-теорет. лит-ры, 1945. — С. 49.
21. ↑ Kahnt Helmut. Karlspfund // Das große Münzlexicon von A bis Z. — 1. Auflage. — Regenstauf: Battenberg Verlag, 2005. — S. 216—217. — ISBN 3-89441-550-9.
22. ↑ Казакова Из истории сношений Новгорода с Ганзой в XV веке (рус.) // Институт истории Академии наук СССР Исторические записки : журнал / Ответ. ред. акад. Б. Д. Греков. — [Б. м.: Издательство Академии наук СССР, 1949. — Т. 28. — С. 111—137.

• Вилинов Ю. А., Шишков С. М. Рыболовные грузила или невольничья пайка? // Мелитопольский краеведческий журнал, № 7, 2016, с. 69—72.
• Каменцева Е. И., Устюгов Н. В. Русская метрология. Изд. 2-е. — М.: Высшая школа, 1975. — 328 с.

Килограмм – это… Что такое Килограмм?

Компьютерное изображение международного прототипа килограмма (эталон килограмма). Размер прототипа сопоставим с размером мяча для гольфа, в соответствии с находящейся рядом дюймовой шкалой. Образец сделан из сплава 90 % платины и 10 % иридия в виде цилиндра 39,17 мм. Прототип хранится в штаб-квартире Международного бюро мер и весов в Севре. Как и другие прототипы, края образца имеют четырёхугольные срезы, чтобы минимизировать износ материала.

Килогра́мм (русское обозначение: кг; международное: kg) — единица измерения массы, одна из семи основных единиц Международной системы единиц (СИ).

Действующее определение килограмма принято III Генеральной конференцией по мерам и весам в 1901 году и формулируется так^[1][2]:

Килограмм есть единица массы, равная массе международного прототипа килограмма.

Международный прототип (эталон) килограмма, хранится в Международном бюро мер и весов (расположено в г. Севр близ Парижа) и представляет собой цилиндр диаметром и высотой 39.17 мм из платино-иридиевого сплава (90 % платины, 10 % иридия). Первоначально килограмм определялся как масса одного кубического дециметра (литра) чистой воды при температуре 4 °C и стандартном атмосферном давлении на уровне моря.

Кратные и дольные единицы

По историческим причинам, название «килограмм» уже содержит десятичную приставку «кило», поэтому кратные и дольные единицы образуют, присоединяя стандартные приставки СИ к названию или обозначению единицы измерения «грамм» (которая в системе СИ сама является дольной: 1 г = 10⁻³ кг).

Вместо мегаграмма (1000 кг), как правило, используют единицу измерения «тонна».

В определениях мощности атомных бомб в тротиловом эквиваленте вместо гигаграмма применяется килотонна, вместо тераграмма — мегатонна.

Кратные				Дольные
величина	название	обозначение		величина	название	обозначение
101 г	декаграмм	даг	dag	10−1 г	дециграмм	дг	dg
102 г	гектограмм	гг	hg	10−2 г	сантиграмм	сг	cg
103 г	килограмм	кг	kg	10−3 г	миллиграмм	мг	mg
106 г	мегаграмм	Мг	Mg	10−6 г	микрограмм	мкг	µg
109 г	гигаграмм	Гг	Gg	10−9 г	нанограмм	нг	ng
1012 г	тераграмм	Тг	Tg	10−12 г	пикограмм	пг	pg
1015 г	петаграмм	Пг	Pg	10−15 г	фемтограмм	фг	fg
1018 г	эксаграмм	Эг	Eg	10−18 г	аттограмм	аг	ag
1021 г	зеттаграмм	Зг	Zg	10−21 г	зептограмм	зг	zg
1024 г	йоттаграмм	Иг	Yg	10−24 г	йоктограмм	иг	yg
применять не рекомендуется      не применяются или редко применяются на практике

Эталон килограмма

Копия эталона 1 кг, хранится в США.

В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники. Эта отметка установлена 13 мая 2011.

Информация в этой статье или некоторых её разделах устарела. Вы можете помочь проекту, обновив её и убрав после этого данный шаблон.

Дрейф массы копий эталона

На данный момент килограмм — единственная единица СИ, которая определена при помощи предмета, изготовленного людьми — платиново-иридиевого эталона. Все остальные единицы теперь определяются с помощью фундаментальных физических свойств и законов.

В XVIII веке при создании метрической системы мер килограмм был определён как масса 1 дм³ воды при 4°C (при этой температуре у воды наибольшая плотность). В 1799 году был изготовлен прототип килограмма в виде платиновой гири, однако его масса была на 0,028 г больше массы 1 дм³ воды^[3].

Нынешний эталон был изготовлен в 1889 году из платиново-иридиевого сплава в виде цилиндра высотой и диаметром 39 мм^[3]. С тех пор он хранится в Международном бюро мер и весов под тремя герметичными стеклянными колпаками. Были изготовлены также точные официальные копии международного эталона, которые используются как национальные эталоны килограмма. Всего было создано более 80 копий. Две копии международного эталона были переданы России^[3], они хранятся во ВНИИ метрологии им. Менделеева. Примерно раз в 10 лет национальные эталоны сравниваются с международным. Эти сравнения показывают, что точность национальных эталонов составляет примерно 2 мкг. Так как они хранятся в тех же условиях, нет никаких оснований считать, что международный эталон точнее. По разным причинам за сто лет международный эталон теряет 3·10⁻⁸ своей массы. Однако, по определению, масса международного эталона в точности равна одному килограмму. Поэтому любые изменения действительной массы эталона приводят к изменению величины килограмма.

Исходя из стремления к устранению упомянутых нестабильностей, XXI Генеральная конференция по мерам и весам в 1999 году в своей Резолюции рекомендовала национальным лабораториям продолжить усилия по совершенствованию установления связи единицы массы с фундаментальными или атомными константами, имея в виду будущее переопределение килограмма^[4]. В последующее десятилетие рядом международных организаций велась работа по выработке предварительных предложений о переопределении килограмма^[5].

Перспективы

В 2011 году XXIV Генеральная конференция по мерам и весам приняла Резолюцию^[6], в которой предложено в будущей ревизии Международной системы единиц (СИ) продолжить переопределение основных единиц таким образом, чтобы они были основаны не на созданных человеком артефактах, а на фундаментальных физических постоянных или свойствах атомов.

В частности, предполагается, что СИ станет системой единиц, в которой постоянная Планка h равна 6,626 06X·10⁻³⁴ Джc точно^[7]. Результатом этого должна явиться отмена ныне действующего определения килограмма и принятие нового. Как сказано в Резолюции, «килограмм останется единицей массы, но его величина будет установлена путём фиксации численного значения постоянной Планка в точности равным 6,626 06X·10⁻³⁴, когда оно выражается единицей СИ м²·кг·с⁻¹, которая равна Дж·с».

Примечания

См. также

Литература

• Смирнова Н. А. Единицы измерений массы и веса в Международной системе единиц. — М, 1966.

Ссылки

1 килограмм сколько будет по весу граммов

AKAA

• ВЕС
• ДЛИНА
• ОБЪЕМ
• ЦЕНЫ
• БЕЛКИ
• ЖИРЫ
• УГЛЕВОДЫ
• КАЛОРИИ
• About

• iPhone 6
• КАМАЗы
• аккумуляторы
• арбузы
• бананы
• белые кирпичи
• бурые медведи
• вагоны
• вагоны метро
• граммы
• кегли для боулинга
• килограммы
• красные кирпичи
• куриные яйца
• лазерные принтеры
• лоси
• мотоциклы
• огурцы
• пианино
• полный стакан воды
• полный стакан манки
• полный стакан муки
• полный стакан риса
• полный стакан сахара
• полный стакан соли
• пуды
• пылесосы
• слоны
• стакан воды
• стакан манки
• стакан муки
• стакан риса
• стакан сахара
• стакан соли
• столовая ложка воды
• столовая ложка желатина
• столовая ложка кофе
• столовая ложка масла
• столовая ложка меда
• столовая ложка молока
• столовая ложка муки
• столовая ложка овсянки
• столовая ложка риса
• столовая ложка сахара
• столовая ложка соли
• столовая ложка сухой травы
• страусиные яйца
• танки
• тонны
• футбольные мячи
• хоккейные шайбы
• царь-колокол
• человеческие души
• чугунные батареи
• шапки Мономаха

iPhone 6КАМАЗыаккумуляторыарбузыбананыбелые кирпичибурые медведивагонывагоны метрограммыкегли для боулингакилограммыкрасные кирпичикуриные яйцалазерные принтерылосимотоциклыогурцыпианинополный стакан водыполный стакан манкиполный стакан мукиполный стакан рисаполный стакан сахараполный стакан солипудыпылесосыслоныстакан водыстакан манкистакан мукистакан рисастакан сахарастакан солистоловая ложка водыстоловая ложка желатинастоловая ложка кофестоловая ложка масластоловая ложка медастоловая ложка молокастоловая ложка мукистоловая ложка овсянкистоловая ложка рисастоловая ложка сахарастоловая ложка солистоловая ложка сухой травыстраусиные яйцатанкитонныфутбольные мячихоккейные шайбыцарь-колоколчеловеческие душичугунные батареишапки Мономаха
перевести в
iPhone 6КАМАЗыаккумуляторыарбузыбананыбелые кирпичибурые медведивагонывагоны метрограммыкегли для боулингакилограммыкрасные кирпичикуриные яйцалазерные принтерылосимотоциклыогурцыпианинополный стакан водыполный стакан манкиполный стакан мукиполный стакан рисаполный стакан сахараполный стакан солипудыпылесосыслоныстакан водыстакан манкистакан мукистакан рисастакан сахарастакан солистоловая ложка водыстоловая ложка желатинастоловая ложка кофе

новые определения ампера, килограмма, кельвина и моля / Habr

Сфера из кремния-28 с чистотой 99,9998% может быть использована для вычисления максимально точного числа Авогадро, которое войдёт в определение единицы измерения количества вещества, известной как моль. Фото: Национальная физическая лаборатория Великобритании

Международное бюро мер и весов планирует провести самую значительную реформу в международной системе единиц (СИ) со времени последней большой ревизии этого стандарта в 1960 году, пишет Nature. Придётся принимать новые ГОСТы, а также внести исправления в учебники физики в школе и вузах.

В настоящее время СИ (современный вариант метрической системы) принята в качестве основной системы единиц большинством стран мира и почти везде используется в области техники. Полное определение всех единиц СИ приведено в официальной брошюре (8-е издание) и дополнении к ней от 2014 года. Нынешний стандарт утверждён в СССР 1 января 1963 года ГОСТом 9867-61 «Международная система единиц».

Руководство международной организации проголосует за предложенные изменения на Генеральной конференции по мерам и весам в 2018 году, а в случае положительного решения изменения вступят в силу с мая 2019 года. Новые определения для единиц измерения и эталонов никак не отразится на жизни обывателей: один килограмм картофеля в магазине останется тем же килограммом картофеля. Весы будут измерять овощи и мясо с той же точностью, что и раньше. Но эти определения важны для учёных, потому что в научных исследованиях должна соблюдаться идеальная точность формулировок и измерений. Международное бюро мер и весов считает, что новые эталоны позволят «обеспечить высочайший уровень точности в различных способах измерений в любом месте и времени и в любом масштабе, без потери точности».

Итак, какие же изменения нас ждут?

Сейчас Международное бюро мер и весов намерено пересмотреть определения и эталоны следующих единиц измерения:

• ампер
• килограмм
• кельвин
• моль

Следует оговориться, что далее по тексту новые определения приводятся в сокращённом виде и не соответствует в точности тексту, который записан в официальном документе. Сам документ и окончательные значения констант опубликуют в ближайшее время.
Современное определение принято III Генеральной конференцией по мерам и весам (ГКМВ) в 1901 году и формулируется так: «Килограмм есть единица массы, равная массе международного прототипа килограмма». При этом Международный прототип (эталон) килограмма хранится в Международном бюро мер и весов (расположено в городе Севр неподалёку от Парижа) и представляет собой цилиндр диаметром и высотой 39,17 мм из платино-иридиевого сплава (90% платины, 10% иридия). Размер прототипа примерно соответствует размеру мяча для гольфа.

Компьютерное изображение международного прототипа килограмма

Проблема с эталоном килограмма состоит в том, что любые материалы могут терять атомы или, наоборот, пополняться атомами из окружающего пространства. В частности, различные официальные копии эталонного килограмма, который хранится в Севре, отличаются по весу от официального эталона. Разница достигает 60 микрограмм. Такие изменения произошли за более чем 100 лет с момента создания копий.

Ещё одна проблема с единицами измерения фиксированного масштаба — то, что элемент неопределённости (погрешность) увеличивается по мере удаления от этой фиксированной точки (эталона). Например, сейчас при измерении миллиграмма элемент неопределённости в 2500 раз больше, чем при измерении килограмма.

Эта проблема решается, если определить единицу измерения через другую физическую постоянную. Собственно, в новом определении килограмма так и сделано: здесь используется постоянная Планка.

Новое определение: 1 килограмм равен постоянной Планка, поделенной на 6,626070040 × 10⁻³⁴ м²·с⁻¹. Для выражения единицы требуется постоянная Планка.

Измерение массы на практике возможно с помощью ваттовых весов: через два отдельных эксперимента со сравнением механической и электромагнитной силы, а затем путём перемещения катушки через магнитное поле для создания разности потенциалов (на иллюстрации внизу). Грубо говоря, масса вычисляется через электроэнергию, которая необходима, чтобы поднять предмет, лежащий на другой чаше весов.

Современное определение: как записано в ГОСТе, 1 кельвин равен 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды. Начало шкалы (0 К) совпадает с абсолютным нулём. В обязательном Техническом приложении к тексту Международной температурной шкалы МТШ‑90 Консультативный комитет по термометрии установил требования к изотопному составу воды при реализации температуры тройной точки воды.

Тройная точка воды — строго определённые значения температуры и давления, при которых вода может одновременно и равновесно существовать в виде трёх фаз — в твердом, жидком и газообразном состояниях.

Международный комитет мер и весов подтвердил, что определение кельвина относится к воде, чей изотопный состав определён следующими соотношениями:

0,00015576 моля ²H на один моль ¹Н
0,0003799 моля ¹⁷О на один моль ¹⁶О
0,0020052 моля ¹⁸О на один моль ¹⁶О.

Проблемы современного определения очевидны. При практической реализации величиа кельвина зависит от изотопоного состава воды, а на практике практически невозможно добиться молекулярного состава воды, который соответствует Техническому приложению к тексту Международной температурной шкалы МТШ‑90.

Ещё в 2011 году на заседании Генеральной конференции по мерам и весам было предложено в будущей редакции Международной системы единиц переопределить кельвин, связав его со значением постоянной Больцмана. Таким образом, значение кельвина впервые будет точно зафиксировано.

Новое определение: 1 кельвин соответствует изменению тепловой энергии на 1,38064852 × 10⁻²³ джоулей. Для выражения единицы требуется постоянная Больцмана.

Измерять точную температуру можно с помощью измерения скорости звука в сфере, заполненной газом. Скорость звука пропорциональна скорости перемещения атомов.

Современное определение: моль есть количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько содержится атомов в углероде-12 массой 0,012 кг. При применении моля структурные элементы должны быть специфицированы и могут быть атомами, молекулами, ионами, электронами и другими частицами или специфицированными группами частиц.

Новое определение: количество вещества системы, которая содержит 6,022140857 × 10²³ специфицированных структурных единиц. Для выражения единицы требуется постоянная Авогадро (число Авогадро).

Для вычисления числа Авогадро — и определения моля через него — учёные предлагают создать идеальную сферу из чистого кремния-28. У этого вещества идеально точная кристаллическая решётка, так что количество атомов в сфере можно определить, если точно измерить диаметр сферы (с помощью лазерной системы). В отличие от существующего куска платиново-иридевого сплава, скорость потери атомов кремния-28 точно предсказуема, что позволяет вносить коррективы в эталон.

Первые опыты по созданию такого эталона предприняли в 2007 году. Исследователи из берлинского Института выращивания кристаллов под руководством Хелге Риманна (Helge Riemann) приобрели в России обогащённый кремний-28 и сумели получить образец изотопа 28 с чистотой 99,994%. После этого исследователи ещё несколько лет анализировали состав 0,006% «лишних» атомов, определяли точный объём сферы и проводили рентгеноструктурный анализ. Изначально предполагалось, что «идеальные» сферы из кремния-28 могут быть утверждены в качестве нового стандарта для килограмма. Но сейчас более вероятно то, что их используют для вычисления числа Авогадро, и, как следствие, определения моля. Тем более что за время, прошедшее с 2007 года, физики научились производить гораздо более чистый кремний-28.

Сфера из кремния-28 с чистотой 99,9998. Фото: CSIRO Presicion Optics

В 2014 году американские физики сумели обогатить кремний-28 до беспрецедентного качества в 99,9998% в рамках международного проекта по расчёту числа Авогадро.

Современное определение предложено Международным комитетом мер и весов в 1946 году и принято IX Генеральной конференцией по мерам и весам (ГКМВ) в 1948 году: «Ампер есть сила неизменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 метр один от другого, вызвал бы на каждом участке проводника длиной 1 метр силу взаимодействия, равную 2·10⁻⁷ ньютона».

В современном определении ампер определяется через некий мысленный эксперимент, который предусматривает возникновение силы в двух проводах бесконечной длины. Очевидно, что на практике мы не может измерить такую силу, потому что по определению не может существовать двух проводников бесконечной длины.

Изменить определение ампера предложили на том же заседании Генеральной конференции по мерам и весам в октябре 2011 года, что и определение кельвина. Идея заключалась в том, что новое определение должно быть основано не на созданный человеком артефактах через мысленный эксперимент, а на фундаментальных физических постоянных или свойствах атомов. Итак, новое определение выражается только через одну постоянную — заряд электрона.

Новое определение: электрический ток, соответствующий потоку 1/1,6021766208 × 10⁻¹⁹ элементарных электрических зарядов в секунду. Для выражения единицы требуется заряд электрона.

На практике для определения ампера понадобится только один инструмент — одноэлектронный насос. Такие инструменты создали несколько лет назад. Они позволяют перемещать определённое количество электронов в течение каждого насосного цикла, что является крайне ценным качеством для фундаментальной науки и метрологии.

Определения секунды, метра и канделы, судя по всему, остаются неизменными, как показано на иллюстрации.

В новой системе СИ определение всех единиц выражается через константу с фиксированным значением. Многие единицы определяются во взаимосвязи с другими единицами. Например, определение килограмма определяется через постоянную Планка, а также через определения секунды и метра.

Считается, что такая система гораздо более устойчива и самодостаточна.