Kilôgam
Đơn vị cơ bản SI · đại lượng: khối lượng
01 · Định nghĩa
Cho đến năm 2019, kilôgam là một vật: khối trụ platin-iridi dưới ba lớp chuông thủy tinh trong một tầng hầm gần Paris. Giờ đây nó là hằng số Planck, được tính lại qua mét và giây.
Kilôgam được định nghĩa bằng cách cố định h = 6.626 070 15·10⁻³⁴ jun-giây. Jun-giây chính là kg·m²/s: biết mét và giây, khối lượng suy ra từ hằng số Planck. Trong thực tế, việc đó do cân Kibble đảm nhận: một lực điện từ cân bằng tải trọng, còn khối lượng được tính từ các đại lượng điện — mà chính chúng lại được tái lập bằng các hiệu ứng lượng tử. Chỉ còn một điều kỳ lạ nằm trong cái tên: kilôgam là đơn vị cơ bản duy nhất mang sẵn tiền tố, vì thế các bội số được dựng từ gam chứ không phải từ kilôgam.
Cân Kibble đặt công suất cơ học m·g·v ngang bằng công suất điện U·I; U và I lấy từ hiệu ứng Josephson và hiệu ứng Hall — tức là từ hằng số Planck. Khối lượng được đo mà không cần một quả cân nào.
02 · Quy đổi
Nhập một khối lượng — hộ chiếu sẽ quy đổi nó
Trong SI, tiền tố gắn vào gam: miligam, microgam, megagam. Trong đời thường, megagam được gọi là tấn — ngoài SI nhưng được chấp nhận. Các đơn vị đo của Nga trước 1918 gắn với pao Anh, vì thế pud và zolotnik quy đổi được chính xác.
Kilôgam-lực (kgf) không phải khối lượng mà là trọng lượng của một kilôgam: đúng 9.806 65 N. SI không có đơn vị này, nhưng trong các bản vẽ cũ nó xuất hiện ở mọi trang.
| Đơn vị | Tên | Giá trị | Gặp ở đâu |
|---|---|---|---|
| µg | microgam | 1·10⁹ | dược lý học, tạp chất vi lượng |
| mg | miligam | 1 000 000 | viên thuốc, dấu kiểm định kim hoàn, phân tích |
| g | gam | 1000 | bếp núc, bưu điện, phòng thí nghiệm |
| kg | kilôgam | 1 | cách ghi cơ bản của khối lượng trong SI |
| t | tấn = Mg | 0.001 | hàng hóa, máy móc, công nghiệp |
| kt | kilôtấn = Gg | 1·10⁻⁶ | đội tàu, nguyên liệu, thống kê sản xuất |
Tiền tố gắn vào gam: 1 t = 1 Mg, 1 kt = 1 Gg — «kilôkilôgam» không tồn tại trong SI
03 · Các bậc độ lớn
từ electron đến ngôi saoKilôgam: một lít nước, một ram giấy
04 · Thiết bị đo
Đo kilôgam bằng gì
Hiện thực hóa sơ cấp: công suất cơ học được đặt ngang công suất điện. Kilôgam suy ra từ hằng số Planck, độ chính xác 10⁻⁸.
So chuẩn với quả cân làm việc trong chân không: độ phân giải 0.1 µg trên một kilôgam. Khối lượng được truyền dọc chuỗi hiệu chuẩn như vậy.
Phương pháp XRCD: đếm các nguyên tử của một quả cầu hoàn hảo qua mạng tinh thể. Một con đường độc lập đến kilôgam — qua số Avogadro.
Bù điện từ thay cho quả cân: nó hiển thị khối lượng nhưng đo lực — vì thế phải hiệu chuẩn theo g địa phương.
05 · Quy tắc viết
Tiền tố gắn vào gam, không phải vào kilôgam
Kilôgam là đơn vị cơ bản duy nhất có tiền tố trong tên, vì thế «kilôkilôgam» là bất khả: một nghìn kilôgam là một megagam, còn gọi là tấn. Ký hiệu viết thường: kg; «Kg» và «kgs» không phải SI. Ký hiệu không đổi ở số nhiều: 5 kg, không bao giờ «5 kgs».
06 · Các đơn vị lân cận
Cả cơ học mọc lên từ kilôgam: nhân với gia tốc thì được niutơn, với bình phương vận tốc — jun. Mười ba đơn vị dẫn xuất của SI chứa kilôgam; tấn và gam là những họ hàng đời thường gần gũi nhất của nó.
kẻ mang tiền tố
nền SI
kg·m/s²
Khối lượng đo cùng lúc quán tính và năng lượng tích trữ: trong một kilôgam vật chất có 9·10¹⁶ jun.
07 · Gian lịch sử
Trước kilôgam người ta cân bằng gì
Bốn mươi pao Nga. Đơn vị đo ngũ cốc, gang và thuế má; trụ lại trong bản vẽ và vận đơn đến tận thập niên 1920.
1/96 pao Nga. Đơn vị của dược sĩ và thợ kim hoàn: «zolotnik nhỏ mà quý» — câu tục ngữ Nga ấy nói về chính nó.
Đúng 200 miligam từ năm 1907. Trước đó mỗi chợ có cara riêng của mình — từ 188 đến 213 mg.
Khối trụ platin-iridi, đường kính 39 mm, dưới ba lớp chuông thủy tinh. Suốt một trăm ba mươi năm, nó chính là kilôgam.
Đơn vị cuối cùng từng là một vật — và vật ấy bắt đầu gầy đi
Đến thập niên 1990 mọi chuyện đã rõ: nguyên khí quốc tế và các bản sao chính thức của nó lệch nhau chừng 50 microgam mỗi thế kỷ. Cái nào là «thật» thì không phân xử được — kilôgam theo định nghĩa bằng đúng nguyên khí, vậy nên không phải nó gầy đi mà là phần còn lại của thế giới. Đó trở thành luận cứ chính của cuộc cải cách 2019: khối lượng, năng lượng và tần số giờ đây gắn với nhau qua hằng số Planck, còn khối trụ ở Sèvres chỉ còn là chuẩn cho lịch sử ngành đo lường.
Danh mục · Hệ đơn vị quốc tế
Mỗi đại lượng một hộ chiếu
Bảy đơn vị cơ bản, hai mươi hai đơn vị dẫn xuất mang tên riêng và kho lưu trữ những hệ đã rút khỏi lưu thông. Mỗi thứ là một tờ riêng: định nghĩa, thứ nguyên, quy đổi, thiết bị, quy tắc viết. Bằng 33 ngôn ngữ.
Các đơn vị cơ bản
mở hộ chiếu của kilôgamĐơn vị dẫn xuất mang tên riêng
màu đất nung — những đơn vị mà định nghĩa chứa kilôgamCác hệ lịch sử
kho lưu ký hiệuNgôn ngữ của hộ chiếu
33 ngôn ngữ. Ký hiệu kg và các công thức không dịch — chúng giống hệt nhau trong mọi phiên bản; thứ được dịch là phần mô tả, ví dụ và quy tắc viết cho từng hệ chữ.