Precizia nu este niciodată de prisos. De aceea a fost creat și există în întreaga lume un sistem de măsurători internaționale, exprimat în standardele tuturor măsurătorilor cunoscute omului. Și doar standardul kilogram iese în evidență în gama unităților de măsură. La urma urmei, el este singurul care are un prototip fizic din viața reală. Cât cântărește și în ce țară este stocat standardul internațional al unui kilogram, vom răspunde în acest articol.
De ce avem nevoie de standarde?
Un kilogram, ca și portocalele, cântărește la fel în Africa și Rusia? Răspunsul este da, aproape. Și totul datorită sistemului internațional de determinare a standardelor de kilogram, metru, secundă și alți parametri fizici. Standardele de măsurare sunt necesare pentru ca umanitatea să asigure activitate economică (comerț) și construcții (unitatea desenelor), industrială (unitatea aliajelor) și culturală (unitatea intervalelor de timp) și multe alte domenii de activitate. Și dacă înDacă iPhone-ul tău se sparge în viitorul apropiat, este foarte probabil ca acest lucru să se fi întâmplat din cauza schimbărilor în greutatea celui mai important standard de masă.
Istoria standardelor
Fiecare civilizație avea propriile standarde și standarde, care s-au schimbat reciproc de-a lungul secolelor. În Egiptul antic, masa obiectelor era măsurată în kantari sau kikkars. În Grecia antică, acestea erau talente și drahme. Și în Rusia, masa mărfurilor a fost măsurată în lire sterline sau bobine. În același timp, oameni din diferite sisteme economice și politice, așa cum ar fi, au fost de acord că unitatea de masă, lungime sau alt parametru ar fi comparabil cu o singură unitate contractuală. Interesant este că chiar și un pud din antichitate putea diferi cu o treime între comercianții din diferite țări.
Fizica și standarde
Aranjamente, adesea verbale și condiționate, au funcționat până când o persoană a luat în serios știința și inginerie. Odată cu înțelegerea legilor fizicii și chimiei, dezvoltarea industriei, crearea cazanului cu abur și dezvoltarea comerțului internațional, a fost nevoie de standarde uniforme mai precise. Munca pregătitoare a fost lungă și minuțioasă. Fizicienii, matematicienii, chimiștii din întreaga lume au lucrat pentru a găsi un standard universal. Și în primul rând - standardul internațional al kilogramului, deoarece din măsura greutății alți parametri fizici (Amperi, Volți, Watt) sunt respinși.
Convenția de valori
Un eveniment semnificativ a avut loc la periferia Parisului în 1875. Apoi, pentru prima dată, 17 țări (inclusiv Rusia) au semnat metricaconvenţie. Acesta este un tratat internațional care asigură unitatea standardelor. Astăzi, 55 de țări s-au alăturat acesteia ca membre cu drepturi depline și 41 de țări ca membri asociați. În același timp, au fost create Biroul Internațional de Greutăți și Măsuri și Comitetul Internațional de Greutăți și Măsuri, a căror sarcină principală este de a monitoriza unitatea standardizării în întreaga lume.
Standarde ale primei convenții de valori
Standardul metrului era o riglă făcută dintr-un aliaj de platină și iridiu (9 la 1) cu o lungime de o patruzeci și miliona parte a meridianului Paris. Kilogramul standard al aceluiași aliaj corespundea masei unui litru (decimetru cub) de apă la o temperatură de 4 grade Celsius (cea mai mare densitate) la presiunea standard deasupra nivelului mării. Secunda standard a fost 1/86400 din ziua solară medie. Toate cele 17 țări participante la convenție au primit o copie a standardului.
Locul Z
Prototipurile și originalul standardului sunt astăzi depozitate în Camera de Greutăți și Măsuri din Sèvres, lângă Paris. La periferia Parisului este locul unde standardul kilogramului, metrului, candela (intensitatea luminii), amperul (intensitatea curentului), kelvin (temperatura) și mol (ca unitate de materie, nu există un standard fizic) este stocate. Sistemul de greutăți și măsuri care se bazează pe aceste șase standarde se numește Sistemul Internațional de Unități (SI). Dar istoria standardelor nu s-a încheiat aici, ci doar începea.
SI
Sistemul standard pe care îl folosim - SI (SI), de la Systeme International d'Unites francez - include șapte unități de bază. Acesta este un metru (lungime),kilogram (masă), amper (curent), candela (intensitatea luminii), kelvin (temperatura), mol (cantitate de substanță). Toate celel alte mărimi fizice sunt obținute prin diferite calcule matematice folosind mărimi de bază. De exemplu, unitatea de forță este kg x m/s2. Toate țările din lume, cu excepția Statelor Unite, Nigeria și Myanmar, folosesc sistemul SI pentru măsurători, ceea ce înseamnă compararea unei cantități necunoscute cu un standard. Și un standard este echivalentul unei valori fizice despre care toată lumea este de acord că este absolut exactă.
Cat este kilogramul de referință?
S-ar părea ceva mai simplu - standardul de 1 kilogram este greutatea a 1 litru de apă. Dar, de fapt, acest lucru nu este în întregime adevărat. Ce să luați ca standard de kilogram din aproximativ 80 de prototipuri este o întrebare destul de complicată. Dar întâmplător a fost aleasă varianta optimă a compoziției aliajului, care a durat mai bine de 100 de ani. Etalonul unui kilogram de masă este realizat dintr-un aliaj de platină (90%) și iridiu (10%) și este un cilindru, al cărui diametru este egal cu înălțimea și este de 39,17 milimetri. Au fost realizate și copiile exacte ale acestuia, în valoare de 80 de bucăți. Copii ale standardului kilogramelor se găsesc în țările participante la convenție. Standardul principal este depozitat în suburbiile Parisului și este acoperit cu trei capsule sigilate. Oriunde se află standardul kilogramelor, reconcilierea cu cel mai important standard internațional se realizează la fiecare zece ani.
Cel mai important standard
Standardul internațional al kilogramului a fost turnat în 1889 și este depozitat în Sevres, Franța, în seiful Biroului Internațional de Greutăți și Măsuri, acoperittrei capace de sticlă sigilate. Doar trei reprezentanți de rang în alt ai biroului au cheile acestui seif. Alături de standardul principal, există și șase dintre dublurile sau succesorii săi în seif. În fiecare an, principala măsură a greutății, care este luată ca standard al kilogramului, este înlăturată solemn pentru examinare. Și în fiecare an devine din ce în ce mai slab. Motivul acestei pierderi în greutate este detașarea atomilor la îndepărtarea probei.
versiunea rusă
O copie a standardului este și în Rusia. Este stocat în Institutul de Cercetare de Metrologie din Rusia. Mendeleev din Sankt Petersburg. Acestea sunt două prototipuri de platină-iridiu - nr. 12 și nr. 26. Sunt pe un suport de cuarț, acoperite cu două capace de sticlă și închise într-un seif metalic. Temperatura aerului din interiorul capsulelor este de 20 °C, umiditatea este de 65%. Prototipul autohton cântărește 1,000000087 de kilograme.
Standard de kilogram este pierderea în greutate
Reconcilierea standardului a arătat că acuratețea standardelor naționale este de aproximativ 2 µg. Toate sunt stocate în condiții similare, iar calculele arată că standardul kilogramelor pierde 3 x 10−8în greutate într-o sută de ani. Dar, prin definiție, masa standardului internațional corespunde cu 1 kilogram și orice modificare a masei reale a standardului duce la o modificare a valorii kilogramului. În 2007, s-a dovedit că cilindrul kilogram a început să cântărească cu 50 de micrograme mai puțin. Și pierderea în greutate continuă.
Noi tehnologii și un nou standard de măsurare a greutății
Pentru a eliminaerori, se caută o nouă structură a standardului kilogramelor. Există evoluții pentru a determina standardul unei anumite cantități de izotopi de siliciu-28. Există un proiect „Kilogramul electronic”. Institutul Național de Standarde și Tehnologie (2005, SUA) a proiectat un dispozitiv bazat pe măsurarea puterii necesare pentru a crea un câmp electromagnetic capabil să ridice 1 kg de masă. Precizia unei astfel de măsurători este de 99,999995%. Există evoluții ale definiției masei în raport cu masa de repaus a neutronului. Toate aceste dezvoltări și tehnologii vor face posibilă scăparea de a fi legat de un standard de masă fizică, pentru a obține o precizie mai mare și posibilitatea de reconciliere oriunde în lume.
Alte proiecte promițătoare
Și în timp ce luminarii lumii științifice determină ce modalitate de rezolvare a problemei este mai fiabilă, cel mai promițător este proiectul în care masa nu se va schimba în timp. Un astfel de standard ar fi un corp cubic de atomi de izotop de carbon-12 cu o înălțime de 8,11 centimetri. Într-un astfel de cub vor exista 2250 x 281489633 atomi de carbon-12. Cercetătorii de la Institutul Național de Standarde și Tehnologie din SUA propun să se determine standardul kilogram folosind constanta lui Planck și formula E=mc^2.
Sistem metric modern
Standardele moderne nu mai sunt deloc ceea ce erau înainte. Contorul, legat inițial de circumferința planetei, corespunde astăzi distanței pe care o parcurge o rază de lumină într-o 299792458-a dintr-o secundă. Dar o secundă este timpul în care trece 9192631770vibrațiile atomului de cesiu. Avantajele preciziei cuantice în acest caz sunt evidente, deoarece pot fi reproduse oriunde pe planetă. Drept urmare, singurul standard care există fizic rămâne standardul kilogramelor.
Cât costă standardul?
Există de mai bine de 100 de ani, standardul valorează deja mult, ca obiect unic și artefact. Dar, în general, pentru a determina echivalentul prețului, este necesar să se calculeze numărul de atomi dintr-un kilogram de aur pur. Numărul va fi obținut din aproximativ 25 de cifre, și asta fără a ține cont de valoarea ideologică a acestui artefact. Dar este prea devreme să vorbim despre vânzarea etalonului kilogram, deoarece comunitatea mondială nu a scăpat încă de singurul standard fizic rămas din sistemul internațional de unități.
Mă întreb despre măsurători
În toate fusurile orare ale planetei, ora este determinată în raport cu UTC (de exemplu, UTC+4:00). În mod remarcabil, abrevierea nu are deloc decodare; a fost adoptată în 1970 de Uniunea Internațională a Telecomunicațiilor. Au fost propuse două opțiuni: engleza CUT (Coordinated Universal Time) și francez TUC (Temps Universel Coordonné). Am ales o abreviere neutră medie.
La mare, se folosește măsurarea nodului. Pentru a măsura viteza navei, a fost folosit un buștean special cu noduri la aceeași distanță, care a fost aruncat peste bord și a numărat numărul de noduri pentru o anumită perioadă de timp. Dispozitivele moderne sunt mult mai avansate decât o frânghie cu noduri, dar numele rămâne.
Cuvintele meticulozitate, sensa căror acuratețe și acuratețe extremă au venit la limbi de la numele standardului grecesc antic de greutate - scrupul. Era egal cu 1,14 grame și era folosit la cântărirea monedelor de argint.
Numele unităților monetare provine adesea și din numele măsurilor de greutate. Deci, monedele de argint au fost numite lire sterline în Marea Britanie, iar 240 dintre aceste monede cântăreau o liră. În Rusia antică, erau folosite „grivne de argint” sau „grivne de aur”, ceea ce însemna un anumit număr de monede exprimat în echivalent în greutate.
Măsurarea ciudată a cailor putere a mașinii are o origine foarte reală. Inventatorul mașinii cu abur, James White, a decis să demonstreze avantajul invenției sale față de transportul cu tracțiune în acest fel. El a calculat cât de mult poate ridica un cal o sarcină pe minut și a desemnat această sumă drept un cal putere.
