Độ chính xác không bao giờ thừa. Đó là lý do tại sao một hệ thống đo lường quốc tế đã được tạo ra và tồn tại trên khắp thế giới, được thể hiện trong các tiêu chuẩn của tất cả các phép đo mà con người biết đến. Và chỉ có tiêu chuẩn kilôgam là nổi bật trong phạm vi đơn vị đo lường. Rốt cuộc, anh ta là người duy nhất có nguyên mẫu vật lý ngoài đời thực. Trọng lượng của nó là bao nhiêu và tiêu chuẩn quốc tế của một kg được cất giữ ở nước nào, chúng tôi sẽ giải đáp trong bài viết này.
Tại sao chúng ta cần tiêu chuẩn?
Một kg, giống như quả cam, nặng như nhau ở Châu Phi và Nga? Câu trả lời là có, gần như. Và tất cả là nhờ vào hệ thống quốc tế để xác định các tiêu chuẩn của kilôgam, mét, giây và các thông số vật lý khác. Tiêu chuẩn đo lường cần thiết cho nhân loại để đảm bảo hoạt động kinh tế (thương mại) và xây dựng (sự thống nhất của các bản vẽ), công nghiệp (sự thống nhất của các hợp kim) và văn hóa (sự thống nhất của các khoảng thời gian) và nhiều lĩnh vực hoạt động khác. Và nếu trongNếu iPhone của bạn bị vỡ trong tương lai gần, rất có thể điều này đã xảy ra do sự thay đổi trọng lượng của tiêu chuẩn khối lượng quan trọng nhất.
Lịch sử của các tiêu chuẩn
Mỗi nền văn minh có những tiêu chuẩn và tiêu chuẩn riêng, những tiêu chuẩn này đã thay đổi lẫn nhau qua nhiều thế kỷ. Ở Ai Cập cổ đại, khối lượng của các vật thể được đo bằng kantars hoặc kikkars. Ở Hy Lạp cổ đại, đây là những tài năng và drachmas. Và ở Nga, khối lượng hàng hóa được tính bằng pound hoặc ống cuộn. Đồng thời, những người thuộc các hệ thống kinh tế và chính trị khác nhau, đã đồng ý rằng đơn vị khối lượng, chiều dài hoặc các thông số khác sẽ có thể so sánh với một đơn vị hợp đồng duy nhất. Thật thú vị, ngay cả một con ngựa thời cổ đại cũng có thể chênh lệch 1/3 giữa các thương gia đến từ các quốc gia khác nhau.
Vật lý và tiêu chuẩn
Sự sắp xếp, thường bằng lời nói và có điều kiện, có hiệu quả cho đến khi một người coi trọng khoa học và kỹ thuật. Với sự hiểu biết về các quy luật vật lý và hóa học, sự phát triển của công nghiệp, sự ra đời của nồi hơi và sự phát triển của thương mại quốc tế, cần có những tiêu chuẩn thống nhất chính xác hơn. Công việc chuẩn bị kéo dài và chăm chỉ. Các nhà vật lý, toán học, hóa học trên khắp thế giới đã làm việc để tìm ra một tiêu chuẩn chung. Và trước hết - tiêu chuẩn quốc tế của kilôgam, bởi vì chính từ thước đo trọng lượng mà các thông số vật lý khác (Ampe, Volt, Watt) bị loại bỏ.
Quy ước hệ mét
Một sự kiện quan trọng đã diễn ra ở ngoại ô Paris vào năm 1875. Sau đó, lần đầu tiên 17 quốc gia (bao gồm cả Nga) đã ký kết chỉ số nàyquy ước. Đây là một hiệp ước quốc tế đảm bảo sự thống nhất của các tiêu chuẩn. Ngày nay, 55 quốc gia đã tham gia với tư cách thành viên đầy đủ và 41 quốc gia là thành viên liên kết. Đồng thời, Văn phòng Trọng lượng và Đo lường Quốc tế và Ủy ban Cân nặng và Đo lường Quốc tế đã được thành lập, nhiệm vụ chính là giám sát sự thống nhất của tiêu chuẩn hóa trên toàn thế giới.
Tiêu chuẩn của quy ước số liệu đầu tiên
Tiêu chuẩn của đồng hồ đo là thước làm bằng hợp kim của bạch kim và iridi (9 đến 1) với chiều dài bằng một phần bốn mươi triệu của kinh tuyến Paris. Tiêu chuẩn kilôgam của cùng một hợp kim tương ứng với khối lượng của một lít (decimet khối) nước ở nhiệt độ 4 độ C (mật độ cao nhất) ở áp suất tiêu chuẩn trên mực nước biển. Thứ hai tiêu chuẩn là 1/86400 của ngày mặt trời trung bình. Tất cả 17 quốc gia tham gia công ước đều nhận được một bản sao của tiêu chuẩn.
Nơi Z
Nguyên mẫu và bản gốc của tiêu chuẩn ngày nay được lưu trữ trong Phòng Cân và Đo lường ở Sèvres gần Paris. Ở ngoại ô Paris là nơi đặt tiêu chuẩn của kilôgam, mét, candela (cường độ ánh sáng), ampe (cường độ dòng điện), kelvin (nhiệt độ) và mol (như một đơn vị vật chất, không có tiêu chuẩn vật lý) được lưu trữ. Hệ thống trọng lượng và thước đo dựa trên sáu tiêu chuẩn này được gọi là Hệ thống đơn vị quốc tế (SI). Nhưng lịch sử của các tiêu chuẩn không kết thúc ở đó, nó chỉ mới bắt đầu.
SI
Hệ thống tiêu chuẩn chúng tôi sử dụng - SI (SI), từ Systeme International d'Unites của Pháp - bao gồm bảy đơn vị cơ sở. Đây là một mét (chiều dài),kilôgam (khối lượng), ampe (dòng điện), candela (cường độ ánh sáng), kelvin (nhiệt độ), mol (lượng chất). Tất cả các đại lượng vật lý khác có được bằng các phép tính toán học khác nhau sử dụng các đại lượng cơ bản. Ví dụ, đơn vị của lực là kg x m / s2. Tất cả các quốc gia trên thế giới, ngoại trừ Hoa Kỳ, Nigeria và Myanmar, sử dụng hệ SI để đo lường, có nghĩa là so sánh một đại lượng chưa biết với một tiêu chuẩn. Và một tiêu chuẩn tương đương với giá trị vật lý mà mọi người đồng ý là hoàn toàn chính xác.
Kg tham khảo là bao nhiêu?
Nó sẽ có vẻ đơn giản hơn - tiêu chuẩn của 1 kg là trọng lượng của 1 lít nước. Nhưng trên thực tế, điều này không hoàn toàn đúng. Lấy gì làm tiêu chuẩn cho kilogam từ khoảng 80 nguyên mẫu là một câu hỏi khá phức tạp. Nhưng tình cờ, biến thể tối ưu của thành phần hợp kim đã được chọn, kéo dài hơn 100 năm. Tiêu chuẩn của một kg khối lượng được làm bằng hợp kim của bạch kim (90%) và iridi (10%), và là một hình trụ, có đường kính bằng chiều cao và là 39,17 mm. Các bản sao chính xác của nó cũng đã được thực hiện, với số lượng 80 chiếc. Bản sao của tiêu chuẩn kilôgam được đặt tại các quốc gia tham gia công ước. Chất chuẩn chính được lưu trữ ở ngoại ô Paris và được đậy bằng ba viên nang kín. Bất cứ nơi nào đặt tiêu chuẩn kilôgam, việc đối chiếu với tiêu chuẩn quốc tế quan trọng nhất được thực hiện mười năm một lần.
Tiêu chuẩn quan trọng nhất
Tiêu chuẩn quốc tế của kilogam được đúc vào năm 1889 và được cất giữ tại Sevres, Pháp trong két an toàn của Cục Cân và Đo lường Quốc tế, được bảo hiểmba nắp thủy tinh kín. Chỉ có ba đại diện cấp cao của văn phòng có chìa khóa của chiếc két sắt này. Cùng với tiêu chuẩn chính, cũng có sáu tiêu chuẩn kép hoặc tiêu chuẩn kế nhiệm của nó trong két. Hàng năm, thước đo trọng lượng chính, được lấy làm tiêu chuẩn của kilôgam, được long trọng lấy ra để kiểm tra. Và mỗi năm anh ấy càng ngày càng gầy đi. Lý do cho sự giảm trọng lượng này là sự tách rời của các nguyên tử khi lấy mẫu ra.
phiên bản tiếng Nga
Một bản sao của tiêu chuẩn cũng ở Nga. Nó được lưu trữ trong Viện nghiên cứu toàn Nga về đo lường. Mendeleev ở St. Petersburg. Đây là hai nguyên mẫu platin-iridi - số 12 và số 26. Chúng nằm trên một giá đỡ bằng thạch anh, được đậy bằng hai nắp thủy tinh và được đóng trong một két sắt bằng kim loại. Nhiệt độ không khí bên trong viên nang là 20 ° C, độ ẩm là 65%. Nguyên mẫu trong nước nặng 1.000000087 kg.
ChuẩnKg là giảm cân
Đối chiếu tiêu chuẩn cho thấy độ chính xác của tiêu chuẩn quốc gia là khoảng 2 µg. Tất cả chúng đều được lưu trữ trong các điều kiện tương tự và các tính toán cho thấy tiêu chuẩn kilogam mất 3 x 10−8trọng lượng trong một trăm năm. Nhưng theo định nghĩa, khối lượng của tiêu chuẩn quốc tế tương ứng với 1 kilôgam, và bất kỳ sự thay đổi nào về khối lượng thực của tiêu chuẩn đều dẫn đến sự thay đổi giá trị của kilôgam. Năm 2007, người ta thấy rằng hình trụ kilogam bắt đầu nặng hơn 50 microgam. Và việc giảm cân của anh ấy vẫn tiếp tục.
Công nghệ mới và tiêu chuẩn mới về cân nặng
Để loại bỏlỗi, một cấu trúc mới của tiêu chuẩn kilôgam đang được tìm kiếm. Có những phát triển để xác định tiêu chuẩn của một lượng nhất định của đồng vị silicon-28. Có một dự án "Két điện tử". Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia (2005, Hoa Kỳ) đã thiết kế một thiết bị dựa trên việc đo công suất cần thiết để tạo ra một trường điện từ có khả năng nâng 1 kg khối lượng. Độ chính xác của phép đo như vậy là 99,999995%. Có những phát triển về định nghĩa khối lượng liên quan đến khối lượng nghỉ của nơtron. Tất cả những phát triển và công nghệ này sẽ giúp bạn có thể thoát khỏi sự ràng buộc với một tiêu chuẩn khối lượng vật lý, để đạt được độ chính xác cao hơn và khả năng hòa hợp ở mọi nơi trên thế giới.
Các dự án hứa hẹn khác
Và trong khi các khoa học sáng chói trên thế giới đang xác định cách giải quyết vấn đề nào đáng tin cậy hơn, thì dự án hứa hẹn nhất là dự án trong đó khối lượng sẽ không thay đổi theo thời gian. Tiêu chuẩn như vậy sẽ là một khối nguyên tử đồng vị cacbon-12 với chiều cao 8,11 cm. Trong một khối lập phương như vậy sẽ có 2250 x 281489633 nguyên tử cacbon-12. Các nhà nghiên cứu từ Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia Hoa Kỳ đề xuất xác định tiêu chuẩn kilogam bằng cách sử dụng hằng số Planck và công thức E=mc ^ 2.
Hệ thống thước đo hiện đại
Tiêu chuẩn hiện đại hoàn toàn không phải như trước đây. Mét, ban đầu liên quan đến chu vi của hành tinh, ngày nay tương ứng với khoảng cách mà một tia sáng truyền đi trong một phần 299792458 của giây. Nhưng một giây là thời gian mà 9192631770 trôi quadao động của nguyên tử xêzi. Ưu điểm của độ chính xác lượng tử trong trường hợp này là rõ ràng, bởi vì chúng có thể được tái tạo ở bất kỳ đâu trên hành tinh. Do đó, tiêu chuẩn duy nhất tồn tại về mặt vật lý vẫn là tiêu chuẩn về kg.
Giá chuẩn bao nhiêu?
Đã tồn tại hơn 100 năm, tiêu chuẩn đã có giá trị rất nhiều, như một vật phẩm độc nhất vô nhị. Nhưng nói chung, để xác định giá tương đương, cần phải tính số nguyên tử trong một kg vàng nguyên chất. Con số sẽ được lấy từ khoảng 25 chữ số, và điều này không tính đến giá trị tư tưởng của hiện vật này. Nhưng còn quá sớm để nói về việc bán tiêu chuẩn kg, bởi vì cộng đồng thế giới vẫn chưa loại bỏ tiêu chuẩn vật lý duy nhất còn lại của hệ thống đơn vị quốc tế.
Tôi băn khoăn về số đo
Trong tất cả các múi giờ của hành tinh, thời gian được xác định liên quan đến UTC (ví dụ: UTC + 4: 00). Đáng chú ý, chữ viết tắt này hoàn toàn không có giải mã; nó được Liên minh Viễn thông Quốc tế thông qua vào năm 1970. Hai lựa chọn đã được đề xuất: CUT tiếng Anh (Giờ phối hợp quốc tế) và TUC của Pháp (Temps Universel Coordonné). Chúng tôi đã chọn một từ viết tắt trung tính trung bình.
Trên biển, phép đo nút thắt được sử dụng. Để đo tốc độ của con tàu, một bản ghi đặc biệt có các nút ở cùng khoảng cách đã được sử dụng, được ném lên tàu và đếm số lượng các nút trong một khoảng thời gian nhất định. Các thiết bị hiện đại tiên tiến hơn nhiều so với một sợi dây có nút thắt, nhưng cái tên này vẫn còn.
Từ tỉ mỉ, ý nghĩamà độ chính xác và độ chính xác cực cao đã đến với các ngôn ngữ từ tên gọi tiêu chuẩn trọng lượng của người Hy Lạp cổ đại - scruple. Nó nặng 1,14 gam và được dùng khi cân đồng xu bạc.
Tên của các đơn vị tiền tệ cũng thường bắt nguồn từ tên của các đơn vị đo trọng lượng. Vì vậy, các đồng xu bằng bạc được gọi là đồng bảng Anh ở Anh, và 240 đồng xu trong số này nặng một pound. Ở nước Nga cổ đại, "hryvnias bạc" hoặc "hryvnias vàng" đã được sử dụng, có nghĩa là một số lượng đồng xu nhất định được thể hiện bằng trọng lượng tương đương.
Phép đo mã lực xe hơi kỳ lạ có nguồn gốc rất thực tế. Người phát minh ra động cơ hơi nước, James White, đã quyết định chứng minh lợi thế của phát minh của mình so với vận chuyển bằng sức kéo theo cách này. Anh ấy đã tính toán xem một con ngựa có thể nâng tải bao nhiêu trong một phút và chỉ định số lượng này là một mã lực.
