Kilogram
Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Kilogram je základní jednotka hmotnosti, jeho značka je kg. Podle soustavy SI je kilogram definován jako hmotnost mezinárodního prototypu kilogramu uloženého u Mezinárodního úřadu pro míry a váhy v Sèvres (Francie).
Prototyp kilogramu je válec o výšce i průměru 39 mm vyrobený ze slitiny platiny a iridia. Podle něj byly vyrobeny co možná identické kopie, které uchovávají příslušné instituty v různých státech. V Česku uchovává tento státní etalon Český metrologický institut.
Název je odvozen z latinského kořene grámma, plus předpona soustavy SI kilo. Přestože označení jednotky již obsahuje předponu, jedná se o základní jednotku a naopak gram je považován za násobek této základní jednotky. Kilogram je jedinou takovou jednotkou v soustavě SI.
Obsah |
[editovat] Problémy definice
Kilogram je poslední jednotka SI, která je definovaná pomocí prototypu, a ne fyzikální definicí. Kilogram byl zvolen tak, aby odpovídal hmotnosti 1 litru vody prosté vzduchu při teplotě, při které má voda maximální hustotu (3,98 °C), při normálním atmosférickém tlaku (760 mm Hg). Tato původní definice však má závažné nedostatky, obsahuje totiž kruhovou závislost: jednotka hmotnosti se zde definuje s pomocí tlaku, který je ovšem definován prostřednictvím hmotnosti. Kvůli těmto problémům byl tedy kilogram v roce 1889 definován na základě prototypu, který byl ovšem vyroben tak, aby kilogram přibližně vyhovoval původní definici.
Při výrobě původního standardu však došlo k malé odchylce, kvůli které proto 1 kilogram vody nemá objem přesně 1 litr, ale 1,000028 l. Dalším problémem je pomalá postupná změna hmotnosti prototypu – z nejasných příčin za posledních 100 let prototyp ztratil přibližně 50 mikrogramů. Jelikož je však kilogram definován jako aktuální hmotnost prototypu, změnila se tím i definovaná velikost kilogramu a znamená to, že objekt, který měl před 100 lety hmotnost 1000 kg a vůbec se od té doby nezměnil, má dnes hmotnost cca 1000,05 kg.
[editovat] Navrhované fyzikální definice
Kromě těchto problémů je i z principiálních důvodů definice prototypem považována za neuspokojivou a hledá se ryze fyzikální definice. Některé návrhy:
- Nějak definovaný počet atomů, např. pomocí Avogadrovy konstanty.
- Vztah hmotnosti a Planckovy konstanty [1].
- Definice kilogramu jako hmotnosti, která by při působení elektromagnetické síly mezi dvěma vodiči, byla urychlována s daným zrychlením.
[editovat] Násobné jednotky
Kromě kilogramu se často používají následující jednotky:
[editovat] Mikrogram
- Mikrogram (značka μg) je miliontina gramu, tzn. miliardtina kilogramu. V běžném životě je to příliš malé množství, aby mělo nějaký praktický význam. Běžně se však používá při sledování výskytu superstopových množství látek v přírodě (například některé vzácné prvky se mořské vodě vyskytují v řádu koncentrací μg/l) nebo v jaderné fyzice při udávání obsahu krátkodobě žijících izotopů (μg/kg nebo dokonce μg/t).
[editovat] Miligram
- Miligram (značka mg) je tisícina gramu, tzn. miliontina kilogramu. Používá se nejčastěji v chemii či lékařství, například obsahy běžných kovových prvků jako je měď nebo zinek se v živočišných a rostlinných tkáních pohybují v řádu jednotek až stovek mg/kg. Obsahy alkalických kovů nebo typických aniontů jako uhličitany se v minerálních vodách obvykle uvádějí v mg/l.
[editovat] Gram
- Gram (značka g) je definován jako jedna tisícina kilogramu. Dnes se často využívá jako jednotka pro měření přísad při vaření a nákupu potravin. Cena pro potraviny prodávané v menším množství než jeden kilogram bývá běžně uvádena jako cena za 100 g. Také údaje o obsahu a složení jednotlivých potravin bývají vztahovány k hmotnosti 100 g a tudíž odpovídají procentům hmotnosti. Gram je základní jednotkou hmotnosti ve starší soustavě cgs.
[editovat] Tuna
- Tuna (značka t) je jednotka hmotnosti která nepatří do soustavy SI, avšak je běžně používaná spolu s jednotkami SI. Odpovídá 1000 kilogramům a v rozporu s obecně platnými pravidly používání předpon SI se používá namísto označení megagram. Vyšší řády hmotností se vztahují k tuně (např. megatuna).
[editovat] Megatuna
- Megatuna (značka Mt) je milion tun, čili miliarda kilogramů. V ekvivalentech megatun TNT se obvykle udává energie uvolněná výbuchem jaderné zbraně. Jedna megatuna TNT je ekvivalentní 1015 kaloriím, což je 4,184 · 1015 J. Nejsilnější známá jaderná zbraň měla sílu odpovídající 57 Mt TNT.
