Chilogrammo
|
---|
Massa campione di
1 kg
conservato presso il
National Institute of Standards and Technology
,
USA
. Il
cilindro retto
ha un diametro e un'altezza di
39 mm
, ed e realizzato in una lega di platino (90%) e iridio (10%).
|
Informazioni generali
|
---|
Sistema
| SI
|
---|
Grandezza
| massa
|
---|
Simbolo
| kg
|
---|
Eponimo
| chilo
e
grammo
|
---|
Conversioni
1 kg in...
|
...equivale a...
| |
---|
Unita CGS
| 1
000
g
|
---|
Unita MTS
| 0,001
t
|
---|
Unita US
/
Imp
| ?
2,20462
lb
?
35,274
oz
|
---|
Unita ST
| ?
0,10197
UTM
|
---|
Unita troy
| ?
32,1507
oz t
|
---|
Unita di Planck
| ?
4,595
×
10
7
m
P
|
---|
Unita atomiche
| ?
1,0978
×
10
30
m
e
|
---|
Unita SA
| ?
5,02785
×
10
?31
M
?
|
---|
Modifica dati su Wikidata
·
Manuale
|
Il
chilogrammo
(grafia alternativa:
kilogrammo
)
[1]
[2]
, nell'uso parlato comunemente
chilo
[3]
[4]
(simbolo:
kg
[5]
), e l'
unita di misura
di base della
massa
nel
Sistema internazionale di unita di misura
(SI)
[6]
corrispondente alla massa di ?
4,595
×
10
7
mP
, (relazione con la massa unitaria di Planck).
La 26ª
Conferenza Generale dei Pesi e delle Misure
tenuta a Versailles dal 13 al 16 novembre 2018 ha introdotto una nuova definizione secondo la quale anche il chilogrammo, come per le altre unita di base del SI, dal 20 maggio 2019 e riferito ad una
costante fisica
,
[7]
in particolare alla
costante di Planck
tramite una misurazione per mezzo della
bilancia di Watt
.
[8]
[9]
Storicamente, e nato come la massa di un
litro
(decimetro cubo) di
acqua distillata
alla temperatura di circa
4
°C
.
Fino al 20 maggio 2019, era definito come la massa di un particolare cilindro di altezza e diametro di circa
4
cm
di una lega di
platino
-
iridio
depositato presso l'
Ufficio internazionale dei pesi e delle misure
a
Sevres
, in
Francia
, chiamato anche prototipo internazionale.
[10]
[11]
Il chilogrammo e pari a mille
grammi
(simbolo:
g
).
Il chilogrammo e l'unica tra le unita di misura
SI
che, fino al 20 maggio 2019, era rimasta definita in relazione a un manufatto, e non da una proprieta fisica. Seguiva cioe ancora l'approccio tipico di un
sistema tecnico
.
Il grammo entro a far parte del sistema metrico francese il 1º agosto
1793
, definito
[12]
come la massa di un
centimetro cubo
(
1,0
×
10
?6
m³
) di
acqua
alla temperatura di
3,98
°C
a
pressione atmosferica standard
. Questa particolare temperatura venne scelta poiche per questa, l'acqua, possiede la sua massima
densita
. Il 7 aprile
1795
fa la sua comparsa il
chilogrammo
, come suo multiplo (
1 kg
=
1
000
g
).
Tale definizione era difficile da realizzare accuratamente, anche perche la densita dell'acqua e legata in parte alla pressione, e l'unita di pressione include la massa tra i fattori, introducendo una
dipendenza circolare
nella definizione del chilogrammo.
Per evitare questo problema, il chilogrammo venne ridefinito come la massa
precisa
di una particolare massa standard, creata per approssimare la definizione originale e realizzata nel
1875
. Il prototipo internazionale del chilogrammo ≪Le Grand Kilo≫, un cilindro retto a base circolare che misura
39 mm
in altezza e diametro, composto da una
lega
di
platino
e
iridio
, e conservato al
Bureau International des Poids et Mesures
(
Ufficio internazionale dei pesi e delle misure
) presso il
Pavillon de Breteuil
a
Sevres
,
Francia
.
Dal
1889
, il
SI
definisce l'unita di misura come pari alla massa di questo prototipo. Copie ufficiali del prototipo sono rese disponibili come prototipi nazionali, che sono stati confrontati periodicamente con il prototipo di Parigi, negli anni 1889, 1946-1948, e 1988-1992; ulteriore comparazione straordinaria fu effettuata nel 2014.
[13]
Quando, nel
1889
, si confronto il
campione
del chilogrammo costruito nel
1875
con il precedente campione definito tramite la
massa
d'acqua, ci si accorse che essi non concordavano, essendo il manufatto equivalente a
1,000027 dm³
di acqua. Alla scelta di mutare il campione del chilogrammo con un manufatto piu preciso, i tecnici preferirono mantenere il campione gia in uso da quattordici anni, abbandonando la definizione legata alla massa d'acqua.
Inoltre, ritenuto importante il volume legato alla definizione mantenuta, si introdusse il
litro
come volume di acqua alla temperatura di
3,98
°C
a pressione atmosferica standard di massa uguale a un chilogrammo (una definizione soppiantata nel
1964
quando si decise di rendere il litro esattamente pari a un decimetro cubo).
Per definizione, l'errore nella replicabilita del prototipo era pari a zero; in realta, era valutato nell'ordine dei 2 microgrammi. Questo risulta dalla comparazione del prototipo con le sue copie ufficiali, che sono, per quanto possibile, composte dallo stesso materiale e conservate nelle stesse condizioni. Non ci sono motivi per ritenere che il prototipo sia piu o meno stabile delle copie ufficiali. Sembra che il chilogrammo originale abbia perso circa 50 microgrammi negli ultimi 100 anni per ragioni ancora sconosciute (probabilmente per sublimazione del metallo, infatti anch'essi col tempo "evaporano"), per questo motivo si e deciso di definire il chilogrammo attraverso delle leggi fisiche, e non piu attraverso un campione di riferimento.
[14]
La conservazione del vecchio prototipo internazionale e stata realizzata con i piu rigorosi criteri: viene utilizzato un sotterraneo blindato, per la cui apertura occorre l'uso contemporaneo di tre diverse chiavi, custodite da tre personalita del
Bureau international des poids et mesures
. L'apertura avviene previa autorizzazione del
Comitato Internazionale dei Pesi e delle Misure
.
Le condizioni di temperatura, pressione e umidita sono costanti e si evita il contatto con la polvere tenendo il prototipo sotto tre campane di vetro. Tale prototipo veniva usato per le comparazioni (ogni 40 anni circa).
[13]
Altri campioni dell'unita di massa, realizzati per gli stati aderenti alla
Convenzione del Metro
differiscono dal capostipite per ±
0,3 mg
. Sei di tali campioni servivano a ricostruire il prototipo internazionale nel malaugurato caso questo dovesse divenire inservibile
[15]
.
La scomodita legata all'accessibilita dei campioni unita alla loro dubbia accuratezza hanno convinto i tecnici e gli scienziati a cercare una definizione di chilogrammo maggiormente soddisfacente.
In Italia il campione del chilogrammo e conservato a
Roma
presso il
Ministero dello sviluppo economico
.
Per evitare conflitti con una vecchia unita di misura del peso, chiamata anch'essa kilogrammo, e con l'uso del prefisso "kilo" nel nome, nel
1954
la Commissione italiana di metrologia propose il nome "bes" (simbolo
b
) per l'
unita di misura
di base della
massa
; ma la proposta non ricevette il sufficiente consenso internazionale e fu quindi ritirata. Nel
1988
fu la volta della Commissione svedese di metrologia a proporre di sostituire il termine "kilogrammo" con "GIO", per onorare il
metrologo
italiano
Giovanni Giorgi
, ma anche questa proposta non ebbe successo
[16]
.
Il Decreto del Presidente della Repubblica n. 802 del 12 agosto
1982
ha recepito la Direttiva 80/181/CEE relativa alle unita di misura stabilendo "le unita di misura legali da utilizzare per esprimere grandezze"; nell'allegato, per la massa viene indicato il kilogrammo, definito come "pari alla massa del prototipo internazionale del kilogrammo (3ª CGPM, 1901, p. 70 del resoconto)".
Dal 2010 al 2018 si e lavorato per introdurre una nuova definizione di chilogrammo, per mezzo di costanti fondamentali o atomiche. Cio allo scopo di renderla maggiormente precisa e realizzabile in ogni laboratorio specializzato.
[17]
Le proposte avanzate sono state:
- Legare la definizione di chilogrammo alla
costante di Avogadro
. Il valore di questa costante universale e pari al numero di particelle contenute in una
mole
di una qualunque sostanza. La difficolta tecnica di questo approccio e legata alla necessita di contare con precisione il numero di atomi della sostanza prescelta e quindi, rendere l'incertezza con cui si conosce la costante di Avogadro minore di quella legata al chilogrammo campione attuale.
[18]
- L'approccio dell'accumulazione ionica coinvolge l'accumulazione di ioni d'
oro
e la misura della corrente elettrica necessaria a neutralizzarli.
- L'utilizzo della
bilancia di Watt
(un apparato elettromeccanico usato per la definizione dell'
ampere
) per correlare il chilogrammo alla
costante di Planck
, e utilizzando le definizioni di
volt
e di
ohm
.
- L'utilizzo della
levitazione
di un
superconduttore
, che mette in relazione il chilogrammo alle quantita elettriche tramite la levitazione di un corpo superconduttore in un campo magnetico generato da una spira
superconduttrice
, e misurando la corrente elettrica circolante nella spira.
- Da quando il valore della
costante di Josephson
(CIPM (1988) Raccomandazione 1, PV 56; 19) e della
costante di Von Klitzing
(CIPM (1988), Raccomandazione 2, PV 56; 20) si conoscono con sufficiente precisione (KJ ≡
4,835979 × 1
014
Hz/V
e RK ≡
2,5812807 × 104 Ω
), e stato proposto di ridefinire il chilogrammo come:
≪Il chilogrammo e quella massa che subisce una accelerazione di
2
×
10
?8
m/s²
se soggetta alla forza che si sviluppa tra due conduttori retti, paralleli, di lunghezza infinita e sezione circolare trascurabile, posti nel vuoto alla distanza di un metro, attraverso cui scorre una corrente elettrica costante di
6,24150962915265
×
10
18
cariche elementari (ovvero 1
coulomb
) al secondo.≫
Con votazione avvenuta il 16 novembre 2018, il
Bureau international des poids et mesures
ha stabilito che, dopo il 20 maggio 2019, il chilogrammo viene definito tramite una proprieta fisica correlata ad una costante fondamentale
[8]
[9]
, ossia come la quantita di massa necessaria per compensare una forza di
6,62607015
×
10
?34
J⋅s
in una
bilancia di Watt
. Affinche quest'ultima sia in equilibrio, e necessario che sia percorsa da una data quantita di corrente e, a causa delle definizioni di
volt
e di
ohm
, la misurazione del chilogrammo e correlata alla
Costante di Planck
(
6,62607015
×
10
?34
J⋅s
)
[19]
tramite la seguente relazione
[20]
:
Dove
e appunto la costante di Planck.
I
prefissi SI
vengono usati per i multipli e i sottomultipli del chilogrammo. E da notare che, contrariamente alle altre unita di misura, il kilogrammo e l'unica unita di base che contiene gia un prefisso ("kilo", inteso come 10
3
volte l'unita di misura), infatti multipli e sottomultipli si applicano al grammo.
Nell'uso comune inoltre, si segnalano alcune particolarita: il megagrammo (10
6
grammi) viene chiamato
tonnellata
, 100 chili (o 10
5
g), che non prevedono un prefisso SI, sono detti
quintale
. Per indicare
10 kg
si usa il
miriagrammo
, ma ora e in disuso. Tali unita di misura, anche se non appartenenti al SI, sono da esso riconosciute in virtu del loro largo uso. Sempre nell'uso comune, ossia non in ambito propriamente scientifico o tecnico, il chilogrammo e l'ettogrammo vengono talvolta indicati semplicemente come "chilo" ed "etto", dando per scontata l'unita di misura.
- 1 000 (10
3
) grammi si chiamano chilogrammi (kg)
- 100 (10
2
) grammi si chiamano ettogrammi (hg)
- 10 (10
1
) grammi si chiamano decagrammi (dag)
- grammi (g)
- 0,1 (10
?1
) grammi si chiamano decigrammi (dg)
- 0,01 (10
?2
) grammi si chiamano centigrammi (cg)
- 0,001 (10
?3
) grammi si chiamano milligrammi (mg)
- 0,000001 (10
?6
) grammi si chiamano microgrammi (μg)
- 0,000000001 (10
?9
) grammi si chiamano nanogrammi (ng)
Il microgrammo (simbolo:
μg
, a volte indicato con mcg) viene usato, insieme al
milligrammo
(mg), per indicare il
dosaggio terapeutico
di
farmaci
o
microelementi
. Ad esempio, il fabbisogno giornaliero di
acido folico
(
vitamina B9
) in una donna e di
200 μg
(
0,2 mg
), ma in
gravidanza
e il doppio (
400 μg
=
0,4 mg
).
La massa di una
cellula uovo
umana e circa
1 μg
.
In alcuni contesti, per esempio in medicina, il microgrammo viene indicato come
gamma
(
γ
):
1 μg
=
1 γ
.
[21]
Questa piccolissima
unita di misura
, posta in rapporto con un volume (ad esempio ng/
ml
), viene usata per indicare concentrazioni bassissime di determinate sostanze, ad esempio:
dosaggio terapeutico
di alcuni
farmaci
, concentrazioni di
enzimi
, concentrazioni di sostanze inquinanti, impurita,
doping
, ecc.
- ^
Le Unita Di Misura
, su
inrim.it
.
URL consultato il 27 dicembre 2017
(archiviato dall'
url originale
il 10 maggio 2020)
.
- ^
Sia la forma
chilogrammo
che la forma
kilogrammo
sono attestate nei dizionari, per quanto la seconda sia entrata nell'uso solo successivamente. Per quanto riguarda quale grafia sia ufficiale o preferibile in italiano si segnala che la direttiva europea e la legislazione svizzera in materia utilizzano esclusivamente la grafia
chilogrammo
mentre la legislazione italiana ammette entrambe le forme. Piu precisamente nel novembre del 1982, al momento della pubblicazione della legge italiana, veniva utilizzata esclusivamente la grafia
kilogrammo
ma gia nel febbraio 1983 il testo venne rettificato in modo da sostituire le occorrenze della parola
kilogrammi
con
chilogrammi
; la doppia grafia venne definitivamente consacrata nell'aprile 2020, quando il testo venne emendato in modo che l'unita di misura figurasse come
chilogrammo o kilogrammo
.
A tal proposito si vedano:
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chilo
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Treccani.it ?
Vocabolario Treccani
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, Roma, Istituto dell'Enciclopedia Italiana.
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chilo
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Dizionario Garzanti
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URL consultato il 22 agosto 2017
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Talvolta erroneamente indicato con
Kg
; vedi
Prefissi del Sistema internazionale di unita di misura
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