Precisão nunca é supérflua. É por isso que um sistema de medidas internacionais foi criado e existe em todo o mundo, expresso nos padrões de todas as medidas conhecidas pelo homem. E apenas o padrão do quilograma se destaca na faixa de unidades de medida. Afinal, ele é o único que tem um protótipo físico da vida real. Quanto pesa e em que país está armazenado o padrão internacional de um quilograma, responderemos neste artigo.
Por que precisamos de padrões?
Um quilo, como a laranja, pesa o mesmo na África e na Rússia? A resposta é sim, quase. E tudo graças ao sistema internacional para determinar os padrões do quilograma, metro, segundo e outros parâmetros físicos. Padrões de medição são necessários para a humanidade garantir a atividade econômica (comércio) e construção (unidade de desenhos), industrial (unidade de ligas) e cultural (unidade de intervalos de tempo) e muitas outras áreas de atividade. E se emSe o seu iPhone quebrar em um futuro próximo, é muito provável que isso tenha acontecido devido a mudanças no peso do padrão de massa mais importante.
Histórico dos padrões
Cada civilização tinha seus próprios padrões e padrões, que mudaram uns aos outros ao longo dos séculos. No antigo Egito, a massa dos objetos era medida em kantars ou kikkars. Na Grécia antiga, eram talentos e dracmas. E na Rússia, a massa de mercadorias era medida em libras ou carretéis. Ao mesmo tempo, pessoas de diferentes sistemas econômicos e políticos, por assim dizer, concordaram que a unidade de massa, comprimento ou outro parâmetro seria comparável a uma única unidade contratual. Curiosamente, mesmo um pood nos tempos antigos poderia diferir em um terço entre os comerciantes de diferentes países.
Física e padrões
Arranjos, muitas vezes verbais e condicionais, funcionavam até que uma pessoa levasse a sério a ciência e a engenharia. Com o entendimento das leis da física e da química, o desenvolvimento da indústria, a criação da caldeira a vapor e o desenvolvimento do comércio internacional, havia a necessidade de padrões uniformes mais precisos. O trabalho preparatório foi longo e meticuloso. Físicos, matemáticos, químicos de todo o mundo trabalharam para encontrar um padrão universal. E antes de tudo - o padrão internacional do quilograma, porque é a partir da medida do peso que outros parâmetros físicos (Ampere, Volt, Watt) são repelidos.
Convenção Métrica
Um evento significativo ocorreu nos arredores de Paris em 1875. Então, pela primeira vez, 17 países (incluindo a Rússia) assinaram a métricaconvenção. Este é um tratado internacional que garante a unidade das normas. Hoje, 55 países aderiram como membros plenos e 41 países como membros associados. Ao mesmo tempo, foram criados o Bureau Internacional de Pesos e Medidas e o Comitê Internacional de Pesos e Medidas, cuja principal tarefa é monitorar a unidade de padronização em todo o mundo.
Padrões da primeira convenção métrica
O padrão do metro era uma régua feita de uma liga de platina e irídio (9 a 1) com um comprimento de uma quadragésima milionésima parte do meridiano de Paris. O quilograma padrão da mesma liga correspondia à massa de um litro (decímetro cúbico) de água a uma temperatura de 4 graus Celsius (a maior densidade) à pressão padrão acima do nível do mar. O segundo padrão era 1/86400 do dia solar médio. Todos os 17 países participantes da convenção receberam uma cópia da norma.
Coloque Z
Protótipos e o original do padrão estão hoje guardados na Câmara de Pesos e Medidas em Sèvres perto de Paris. É nos arredores de Paris que se encontra o padrão de quilograma, metro, candela (intensidade da luz), ampere (intensidade da corrente), kelvin (temperatura) e mol (como unidade de matéria, não existe padrão físico) armazenado. O sistema de pesos e medidas que se baseia nesses seis padrões é chamado de Sistema Internacional de Unidades (SI). Mas a história dos padrões não terminou aí, estava apenas começando.
SI
O sistema padrão que usamos - SI (SI), do francês Systeme International d'Unites - inclui sete unidades básicas. Este é um metro (comprimento),quilograma (massa), ampère (corrente), candela (intensidade da luz), kelvin (temperatura), mol (quantidade de substância). Todas as outras quantidades físicas são obtidas por vários cálculos matemáticos usando quantidades básicas. Por exemplo, a unidade de força é kg x m/s2. Todos os países do mundo, exceto Estados Unidos, Nigéria e Mianmar, usam o sistema SI para medições, o que significa comparar uma quantidade desconhecida com um padrão. E um padrão é o equivalente a um valor físico que todos concordam ser absolutamente preciso.
Quilo de referência é quanto?
Parece algo mais simples - o padrão de 1 quilograma é o peso de 1 litro de água. Mas, na verdade, isso não é inteiramente verdade. O que tomar como padrão de quilograma de cerca de 80 protótipos é uma questão bastante complicada. Mas, por acaso, foi escolhida a variante ideal da composição da liga, que durou mais de 100 anos. O padrão de um quilograma de massa é feito de uma liga de platina (90%) e irídio (10%), e é um cilindro, cujo diâmetro é igual à altura e é de 39,17 milímetros. Também foram feitas suas cópias exatas, no valor de 80 peças. As cópias do padrão do quilograma estão localizadas nos países participantes da convenção. O padrão principal é armazenado nos subúrbios de Paris e é coberto com três cápsulas seladas. Onde quer que o padrão do quilograma esteja localizado, a reconciliação com o padrão internacional mais importante é realizada a cada dez anos.
O padrão mais importante
O padrão internacional do quilograma foi lançado em 1889 e está armazenado em Sèvres na França no cofre do Bureau Internacional de Pesos e Medidas, cobertotrês tampas de vidro seladas. Apenas três representantes de alto escalão da agência têm as chaves deste cofre. Junto com o padrão principal, há também seis de seus duplos ou sucessores no cofre. Todos os anos, a principal medida de peso, que é tomada como padrão do quilograma, é solenemente removida para exame. E a cada ano ele fica cada vez mais magro. O motivo dessa perda de peso é o desprendimento de átomos ao remover a amostra.
versão russa
Uma cópia do padrão também está na Rússia. Está armazenado no Instituto de Pesquisa de Metrologia de Toda a Rússia. Mendeleev em São Petersburgo. São dois protótipos de platina-irídio - nº 12 e nº 26. Eles estão em um suporte de quartzo, coberto com duas tampas de vidro e fechado em um cofre de metal. A temperatura do ar dentro das cápsulas é de 20 °C, a umidade é de 65%. O protótipo doméstico pesa 1,000000087 kg.
Padrão de quilograma é perder peso
A reconciliação do padrão mostrou que a precisão dos padrões nacionais é de cerca de 2 µg. Todos eles são armazenados em condições semelhantes, e os cálculos mostram que o padrão do quilograma perde 3 x 10−8de peso em cem anos. Mas, por definição, a massa do padrão internacional corresponde a 1 quilograma, e qualquer mudança na massa real do padrão leva a uma mudança no próprio valor do quilograma. Em 2007, descobriu-se que o cilindro de quilogramas começou a pesar 50 microgramas a menos. E sua perda de peso continua.
Novas tecnologias e um novo padrão de medida de peso
Para eliminarerros, uma nova estrutura do padrão do quilograma está sendo pesquisada. Existem desenvolvimentos para determinar o padrão de uma certa quantidade de isótopos de silício-28. Existe um projeto "quilograma eletrônico". O Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (2005, EUA) projetou um dispositivo baseado na medição da potência necessária para criar um campo eletromagnético capaz de levantar 1 kg de massa. A precisão de tal medição é de 99,999995%. Há desenvolvimentos da definição de massa em relação à massa de repouso do nêutron. Todos esses desenvolvimentos e tecnologias permitirão fugir de um padrão de massa física, para alcançar maior precisão e possibilidade de reconciliação em qualquer lugar do mundo.
Outros projetos promissores
E enquanto os luminares da ciência do mundo estão determinando qual caminho para resolver o problema é mais confiável, o mais promissor é o projeto em que a massa não mudará ao longo do tempo. Tal padrão seria um corpo cúbico de átomos de isótopos de carbono-12 com uma altura de 8,11 centímetros. Em tal cubo haverá 2250 x 281489633 átomos de carbono-12. Pesquisadores do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia dos EUA propõem determinar o padrão do quilograma usando a constante de Planck e a fórmula E=mc^2.
Sistema métrico moderno
Os padrões modernos não são mais o que costumavam ser. O metro, originalmente relacionado à circunferência do planeta, hoje corresponde à distância que um raio de luz percorre em um 299792458 de segundo. Mas um segundo é o tempo durante o qual passa 9192631770vibrações do átomo de césio. As vantagens da precisão quântica neste caso são óbvias, pois podem ser reproduzidas em qualquer lugar do planeta. Como resultado, o único padrão que existe fisicamente continua sendo o padrão do quilograma.
Quanto custa o padrão?
Existindo há mais de 100 anos, o padrão já vale muito, como um item único e artefato. Mas, em geral, para determinar o preço equivalente, é necessário calcular o número de átomos em um quilograma de ouro puro. O número será obtido a partir de cerca de 25 dígitos, e isso sem levar em conta o valor ideológico desse artefato. Mas é muito cedo para falar sobre a venda do padrão do quilograma, porque a comunidade mundial ainda não se livrou do único padrão físico remanescente do sistema internacional de unidades.
Gostaria de saber sobre as medidas
Em todos os fusos horários do planeta, a hora é determinada em relação ao UTC (por exemplo, UTC+4:00). Notavelmente, a abreviação não tem nenhuma decodificação; foi adotada em 1970 pela União Internacional de Telecomunicações. Duas opções foram propostas: o inglês CUT (Coordinated Universal Time) e o francês TUC (Temps Universel Coordonné). Escolhemos uma abreviação neutra média.
No mar, a medida do nó é usada. Para medir a velocidade do navio, foi usado um log especial com nós na mesma distância, que foi lançado ao mar e contou o número de nós por um determinado período de tempo. Os dispositivos modernos são muito mais avançados do que uma corda com nós, mas o nome permanece.
Palavra meticulosa, significadocuja extrema precisão e precisão chegaram às línguas do nome do antigo padrão grego de peso - escrúpulo. Era igual a 1,14 gramas e era usado para pesar moedas de prata.
O nome das unidades monetárias também se origina nos nomes das medidas de peso. Assim, as moedas de prata eram chamadas de esterlinas na Grã-Bretanha, e 240 dessas moedas pesavam uma libra. Na Rússia Antiga, “hryvnias de prata” ou “hryvnias de ouro” estavam em uso, o que significava um certo número de moedas expressas em peso equivalente.
A estranha medida da potência do carro tem uma origem muito real. O inventor da máquina a vapor, James White, decidiu demonstrar a vantagem de sua invenção sobre o transporte de tração dessa maneira. Ele calculou quanto um cavalo pode levantar uma carga por minuto e designou essa quantidade como um cavalo de potência.
