Kilogramm

"kg" leitet hier weiter. Für andere Verwendungen siehe KG.
Kilogramm
Nist-4.jpg
A Knabbereien wird verwendet, um ein Kilogramm mit Elektrizität und Magnetismus zu messen
Allgemeine Information
Einheitssystem SI -Basiseinheit
Einheit von Masse
Symbol kg
Konvertierungen
1 kg in ... ... ist gleich ...
   Avoirdupois    ≈2.204623 Pfund[Anmerkung 1] 
   Britische Gravitation    ≈0,0685 Schnecken 

Das Kilogramm (Auch Kilogramm[1]) ist der Grundeinheit von Masse in dem Internationales System der Einheiten (Si) die metrisches System, mit dem Einheitssymbol haben kg. Es ist eine weit verbreitete Maßnahme in Wissenschaft, Ingenieurwesen und Handel weltweit und wird oft einfach als a genannt Kilo umgangssprachlich. Es bedeutet 'eintausend Gramm'.

Ab 2019 Neudefinition der SI -BasiseinheitenDas Kilogramm ist in Bezug auf das definiert zweite und die Meterbeide basierend auf grundlegend physische Konstanten.[2][3] Dies ermöglicht eine ordnungsgemäß ausgestattete Metrologie Labor zum kalibrieren eines Massenmessinstruments wie a Knabbereien als primärer Standard, um eine genaue Kilogrammmasse zu bestimmen.

Das Kilogramm wurde ursprünglich 1795 als die Masse von einem definiert Liter von Wasser. Die aktuelle Definition eines Kilogramms stimmt dieser ursprünglichen Definition innerhalb von 30 überein Teile pro Million.

1799 das Platin Kilogramm des Archive ersetzt es als Massenstandard. 1889 ein Zylinder von Platin-IRIDIUM, das Internationaler Prototyp des Kilogramms (IPK), wurde zum Standard der Masseneinheit für das metrische System und blieb dies bis zur Neudefinition der SI -Basiseinheiten 2019.[4]

Definition

Das Kilogramm ist in Bezug auf drei grundlegende physikalische Konstanten definiert: die Lichtgeschwindigkeit c, eine spezifische Atomübergangsfrequenz ΔνCS, und die Planck konstant h.

Laut dem Generalkonferenz über Gewichte und Maßnahmen (CGPM)

Das Kilogramm, Symbol kg, ist die Si -Einheit der Masse. Es wird definiert, indem der feste numerische Wert der genommen wird Planck konstant h sein 6.62607015×10–34 Wenn es in der Einheit ausdrückt, die gleich kg�m entspricht2⋅S–1, bei dem die Meter und die zweite werden in Bezug auf definiert c und ΔνCS.

-CGPM [5][6]

Das in diesen Einheiten definierte KG wird als:[7]

kg = (299792458)2/(6.62607015×10–34) (9192631770) hΔνCS/c2 ≈ (1.4755214×1040) hΔνCS/c2 .

Diese Definition stimmt im Allgemeinen mit früheren Definitionen überein: die Masse bleibt innerhalb von 30 ppm der Masse eines Liter Wasser.[8]

Zeitleiste früherer Definitionen

Das alte Internationaler Prototyp des Kilogramms

Name und Terminologie

Das Kilogramm ist die einzige Basis -Si -Einheit mit einer SI Präfix (Kilo) als Teil seines Namens. Das Wort Kilogramm oder Kilogramm wird aus dem abgeleitet Französisch kilogramme,[11] Was selbst eine gelehrte Münzprägung war, die das Präfix der griechisch Stamm von χίλιοι khilioi "tausend" zu gramma, ein spät lateinischer Begriff für "ein kleines Gewicht", selbst aus Griechisch γράμμα.[12] Das Wort kilogramme wurde 1795 in das französische Recht in der geschrieben Dekret von 18 Keim,[13] die das vorläufige System der Einheiten überarbeitete, die von den Franzosen eingeführt wurden Nationalkonvent zwei Jahre zuvor, wo die gravet war definiert als Gewicht (poids) eines kubischen Zentimeters Wasser, gleich 1/1000 a Grab.[14] Im Dekret von 1795 der Begriff gramme So ersetzt gravet, und kilogramme ersetzt grave.

Die französische Schreibweise wurde in Großbritannien adoptiert, als 1795 zum ersten Mal in englischer Sprache verwendet wurde.[15][11] mit der Schreibweise Kilogramm in den Vereinigten Staaten verabschiedet werden. Im Vereinigten Königreich werden beide Schreibweisen verwendet, wobei "Kilogramm" bei weitem häufiger geworden ist.[1] Das britische Gesetz reguliert die Einheiten, die verwendet werden sollen, wenn Handel nach Gewicht oder Maß verhindert nicht die Verwendung einer der beiden Rechtschreibungen.[16]

Im 19. Jahrhundert das französische Wort kilo, a Verkürzung von kilogramme, wurde in die englische Sprache importiert, in der es verwendet wurde, um beide Kilogramm zu bedeuten[17] und Kilometer.[18] Während Kilo als Alternative ist akzeptabel, um Der Ökonom zum Beispiel,[19] die kanadische Regierung Termin plus Das System gibt an, dass "SI (Internationales System of Units), die in wissenschaftlichem und technischem Schreiben befolgt werden", seine Verwendung nicht zulässt und als "gemeinsamer informeller Name" auf Russ Rowletts Wörterbuch über Messeinheiten beschrieben wird.[20][21] Wenn der Kongress der Vereinigten Staaten gab dem metrischen System im Jahr 1866 den Rechtsstatus, es erlaubte die Verwendung des Wortes Kilo als Alternative zum Wort Kilogramm,[22] aber 1990 widerrief der Status des Wortes Kilo.[23]

Das SI -System wurde 1960 und 1970 eingeführt Bipm begann, die zu veröffentlichen Si -Broschüre, was alle relevanten Entscheidungen und Empfehlungen von der enthält CGPM in Bezug auf Einheiten. Das Si -Broschüre gibt an, dass "es nicht zulässig ist, Abkürzungen für Einheitssymbole oder Einheitsnamen zu verwenden ...".[24][Anmerkung 2]

Kilogramm wird zu einer Basiseinheit: Die Rolle von Einheiten für Elektromagnetismus

Es liegt in erster Linie an Einheiten für Elektromagnetismus Dass das Kilogramm und nicht das Gramm als Basiseinheit der Masse im Si angenommen wurde. Die relevante Reihe von Diskussionen und Entscheidungen begann ungefähr in den 1850er Jahren und endete 1946 effektiv. Bis zum Ende des 19. Jahrhundert Ampere und die Volt wurden in praktischer Verwendung gut etabliert (z. B. für Telegrafie). Leider waren sie es nicht kohärent mit den damals predigenden Basiseinheiten für Länge und Masse, den Zentimeter und das Gramm. Die "praktischen Einheiten" enthielten jedoch auch einige rein mechanische Einheiten. Insbesondere das Produkt des Ampere und des Volt ergibt eine rein mechanische Einheit von Energie, das Watt. Es wurde festgestellt, dass die rein mechanischen praktischen Einheiten wie das Watt in einem System kohärent sein würden, in dem die Basiseinheit der Länge das Messgerät war und die Basiseinheit der Masse das Kilogramm war. Da niemand die zweite als Basiseinheit der Zeit ersetzen wollte, sind das Messgerät und das Kilogramm die nur Paar von Basiseinheiten der Länge und der Masse, so dass (1) das Watt eine kohärente Stromeinheit ist, (2) die Basiseinheiten der Länge und Zeit sind die Zahl der Zehnverhältnisse des Messgeräts und des Gramms (so dass so Das System bleibt "metrisch") und (3) die Größen der Grund- und Massegrößen sind für den praktischen Gebrauch geeignet.[Notiz 3] Dies würde immer noch die rein elektrischen und magnetischen Einheiten auslassen: Während die rein mechanischen praktischen Einheiten wie das Watt im Meter-Kilogramm-System kohärent sind, sind die explizit elektrischen und magnetischen Einheiten wie das Volt, die Ampere usw. nicht.[Anmerkung 5] Der einzige Weg, auch zu machen diese Einheiten, die mit dem Meter-Kilogramm-Sekunden-System kohärent sind ).[Anmerkung 6]

Der Zustand der Einheiten für Elektromagnetismus Ende des 19. Jahrhunderts

In der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts die Zentimeter -Gram -Sekunden -System von Einheiten wurde für wissenschaftliche Arbeit weithin akzeptiert und behandelte die Gramm als grundlegende Einheit der Masse und der Kilogramm als Dezimal mehr als ein metrisches Präfix der Basiseinheit. Als das Jahrhundert zu Ende ging, gab es jedoch weit verbreitete Unzufriedenheit mit den Einheiten für Elektrizität und Magnetismus im CGS -System. Es gab zwei offensichtliche Möglichkeiten für absolute Einheiten.[Anmerkung 7] des Elektromagnetismus: die "Elektrostatisch" (CGS-ESU) -System und das "Elektromagnetisch" (CGS-EMU) -System. Aber die Größen von kohärent Elektrische und magnetische Einheiten waren in nicht bequem entweder dieser Systeme; Zum Beispiel die ESU -Einheit von elektrischer Wiederstand, was später die genannt wurde Statohm, entspricht ungefähr 9×1011 Ohm, während die Emu -Einheit, die später die genannt wurde Abohm, entspricht 10–9Ohm.[Anmerkung 8]

Um diese Schwierigkeit zu umgehen, a dritte Einstellungssatz wurde eingeführt: die sogenannten Einheiten Praktische Einheiten. Die praktischen Einheiten wurden als Dezimal mehrfach von kohärenten CGS-EMU-Einheiten erhalten, die so ausgewählt wurden, dass die daraus resultierenden Größen für die praktische Verwendung geeignet waren und die praktischen Einheiten so weit wie möglich miteinander kohärent waren.[27] Die praktischen Einheiten enthielten Einheiten wie die Volt, das Ampere, das Ohm, etc.,[28][29] die später in das SI -System aufgenommen wurden und die bis heute gewöhnt sind.[Anmerkung 9] Der Grund, warum das Messgerät und das Kilogramm später als Grundeinheiten von Länge und Masse ausgewählt wurden , etc.

Der Grund dafür ist, dass elektrische Größen nicht von mechanischen und thermischen Isolierungen isoliert werden können: Sie werden durch Beziehungen wie Strom × elektrische Potentialdifferenz = Leistung verbunden. Aus diesem Grund enthielt das praktische System auch kohärente Einheiten für bestimmte mechanische Mengen. Beispielsweise impliziert die vorherige Gleichung, dass Ampere × Volt eine kohärent abgeleitete praktische Leistungseinheit ist;[Anmerkung 10] Diese Einheit wurde zum genannt Watt. Die kohärente Energieeinheit ist dann die Wattzeit der zweiten, die benannt wurde Joule. Die Joule und das Watt haben auch bequeme Größen und sind Dezimalvoli- multiples von CGS -kohärenten Einheiten für Energie (die Erg) und Kraft (die Erg pro Sekunde). Das Watt ist im Zentimeter-Gramm-Sekunden-System nicht kohärent, aber es ist Kohärent im Meter-Kilogramm-Sekunden-System-und in keinem anderen System, dessen Grund- und Masseeinheiten in Bezug auf Dezimalvariante oder Submultiples des Messgeräts und des Gramms einigermaßen groß sind.

Im Gegensatz zum Watt und der Joule sind die explizit elektrischen und magnetischen Einheiten (der Volt, das Ampere ...) jedoch selbst im (absoluten dreidimensionalen) Meter-Kilogramm-Sekunden-System nicht kohärent. In der Tat kann man herausfinden, was die Grundeinheiten von Länge und Masse sein müssen alle Die praktischen Einheiten sind kohärent (der Watt und die Joule sowie der Volt, der Ampere usw.). Die Werte sind 107 Meter (eine Hälfte eines Meridianer der Erde, genannt a Quadrant) und 10–11Gramm (genannt elfte Gramm[Anmerkung 11]).[Anmerkung 13]

Daher ist das vollständige absolute System von Einheiten, in denen die praktischen elektrischen Einheiten kohärent sind Quadrant-Eleventh-Gramm-Sekunde (QES) System. Die extrem unbequemen Größen der Basiseinheiten für Länge und Masse machten es jedoch so, dass niemand ernsthaft über die Übernahme des QES -Systems überlegte. Daher mussten Menschen, die an praktischen Anwendungen von Strom, Einheiten für elektrische Mengen sowie für Energie und Leistung verwenden, die nicht mit den Einheiten, die sie verwendeten, z. Länge, Masse und Kraft.

In der Zwischenzeit entwickelten Wissenschaftler ein weiteres vollständig kohärentes absolutes System, das als die genannt wurde Gaußscher System, in denen die Einheiten für rein elektrische Mengen von CGE-ESU entnommen werden, während die Einheiten für magnetische Mengen aus dem CGS-EMU entnommen werden. Dieses System erwies sich für wissenschaftliche Arbeiten als sehr bequem und ist immer noch weit verbreitet. Die Größen seiner Einheiten blieben jedoch entweder zu groß oder zu klein - von vielen Größenordnungen- Für praktische Anwendungen.

Schließlich sowohl in CGS-ESU als auch in CGS-EMU sowie im Gaußschen System, Maxwells Gleichungen sind "Unationalisiert", was bedeutet, dass sie verschiedene Faktoren von enthalten 4π Das fanden viele Arbeiter umständlich. Es wurde also ein anderes System entwickelt, um dies zu korrigieren: das „rationalisierte“ Gaußsche System, das normalerweise das genannt wird Lorentz -Heaviside -System. Dieses System wird immer noch in einigen Teilfeldern der Physik verwendet. Die Einheiten in diesem System beziehen sich jedoch mit Gaußschen Einheiten nach Faktoren von √4π ≈ 3.5, was bedeutet, dass ihre Größen wie die der Gaußschen Einheiten blieben, entweder viel zu groß oder viel zu klein für praktische Anwendungen.

Der Giorgi -Vorschlag

Im Jahr 1901, Giovanni Giorgi schlug ein neues Einheitensystem vor, das diese Situation beheben würde.[30] Er stellte fest, dass die mechanischen praktischen Einheiten wie Joule und Watt nicht nur im QES-System, sondern auch im Meter-Kilogramm-Sekunde (MKS) -System kohärent sind.[31][Anmerkung 14] Es war natürlich bekannt, dass die Übernahme des Messgeräts und des Kilogramms als Basiseinheiten - das dreidimensionale MKS -System beobachtet - das Problem nicht lösen würde , der OHM und der Rest der praktischen Einheiten für elektrische und magnetische Mengen (das einzige dreidimensionale absolute System, in dem alle Praktische Einheiten sind kohärent ist das QES -System).

Aber Giorgi wies darauf hin, dass der Volt und der Rest sein könnten gemacht kohärent, wenn die Idee, dass alle physikalischen Größen in Bezug auf Abmessungen von Länge, Masse und Zeit exprimiert werden müssen, aufgegeben wird und a vierte Basisdimension wird für elektrische Mengen hinzugefügt. Jede praktische elektrische Einheit könnte als neue grundlegende Einheit ausgewählt werden, unabhängig vom Messgerät, Kilogramm und zweiter. Wahrscheinliche Kandidaten für die vierte unabhängige Einheit umfassten die Coulomb, die Ampere, den Volt und das OHM, aber schließlich erwies sich der Ampere als am bequemsten für die Metrologie. Darüber hinaus könnte die Freiheit, die durch die Herstellung einer elektrischen Einheit unabhängig von den mechanischen Einheiten gewonnen wurde, zur Rationalisierung der Maxwell -Gleichungen verwendet werden.

Die Idee, dass man aufgeben sollte, ein reines 'absolutes' System zu haben (d. H. Eines, in dem nur Länge, Masse und Zeit die Grundabmessungen sind), war eine Abkehr von einem Standpunkt, der den frühen Durchbrüchen zugrunde lag von zugrunde ließ Gauß und Weber (Besonders ihre berühmten 'absoluten Messungen' des Erdmagnetfeldes der Erde[32]: 54–56), und es dauerte einige Zeit, bis die wissenschaftliche Gemeinschaft es akzeptierte - nicht, weil viele Wissenschaftler an der Vorstellung festhielten, dass die Dimensionen einer Menge in Bezug auf Länge, Masse und Zeit irgendwie ihre „grundlegende physische Natur“ angeben.[33]:24, 26[31]

Akzeptanz des Giorgi -Systems, der zum MKSA -System und zum SI führt

In den 1920er Jahren, Dimensionsanalyse war viel besser verstanden geworden[31] und es wurde allgemein anerkannt, dass die Wahl sowohl der Anzahl als auch der Identität der "grundlegenden" Dimensionen nur durch Bequemlichkeit diktiert werden sollte und dass die Dimensionen einer Menge nichts wirklich Grundlagen gibt.[33] 1935 wurde Giorgis Vorschlag von der verabschiedet IEC als die Giorgi -System. Es ist dieses System, das seitdem die genannt wurde MKS -System,[34] Obwohl "MKSA" in sorgfältiger Verwendung erscheint. 1946 die CIPM genehmigte einen Vorschlag zur Verabschiedung der Ampere als elektromagnetische Einheit des "MKSA -Systems".[35]: 109, 110 1948 die CGPM beauftragte das CIPM, "Empfehlungen für ein einziges praktisches System von Messeinheiten abzugeben, das von allen Ländern geeignet ist, die an der Messgerätkonvention haften".[36] Dies führte zum Start von SI im Jahr 1960.

Zusammenfassend lässt sich sagen Volt-Ampere. Nämlich die Kombination des Messgeräts und des Kilogramm - Ist kohärent, 2. Die Basiseinheiten von Länge und Masse sind Dezimalvariante oder Untermuller des Messgeräts und des Gramms, und 3. Die Grundeinheiten von Länge und Masse haben bequeme Größen.

Die CGS- und MKS-Systeme existierten während eines Großteils des frühen bis mittleren 20. Jahrhunderts gleichzeitig, aber als Ergebnis der Entscheidung, das "Giorgi-System" als internationales System der Einheiten im Jahr 1960 zu übernehmen, ist das Kilogramm jetzt das SI -Basiseinheit für die Masse, während die Definition des Gramms abgeleitet ist.

Neudefinition basierend auf grundlegenden Konstanten

Das Si -System Nach der Neudefinition 2019: Das Kilogramm ist jetzt in Bezug auf die festgelegt zweite, das Lichtgeschwindigkeit und die Planck konstant; außerdem die Ampere nicht mehr vom Kilogramm abhängt
A Knabbereien, was ursprünglich verwendet wurde, um die zu messen Planck konstant In Bezug auf das IPK kann jetzt Sekundärstandardgewichte für die praktische Verwendung kalibriert werden.
Hauptartikel: 2019 Neudefinition der SI -Basiseinheiten

Der Ersatz des internationalen Prototyps des Kilogramms als Hauptstandard wurde durch Beweise motiviert, die über einen langen Zeitraum gesammelt wurden, dass sich die Masse des IPK und seine Replikate verändert hatte. Der IPK war seit ihrer Herstellung Ende des 19. Jahrhunderts von seinen Repliken um ungefähr 50 Mikrogramm abgewiesen. Dies führte zu mehrere konkurrierende Bemühungen Um die Messungstechnologie genau genug zu entwickeln, um das Kilogramm -Artefakt durch eine Definition zu ermitteln, die direkt auf physikalischen grundlegenden Konstanten basiert.[4] Physikalische Standardmassen wie der IPK und seine Repliken dienen immer noch als sekundäre Standards.

Das Internationale Komitee für Gewichte und Maßnahmen (CIPM) genehmigte a Neudefinition der SI -Basiseinheiten neu definiert im November 2018 definiert das Kilogramm durch Definition der Planck konstant genau sein 6.62607015×10–34kgoge2⋅S–1effektiv definieren das Kilogramm in Bezug auf das zweite und das Meter. Die neue Definition trat am 20. Mai 2019 in Kraft.[4][5][37]

Vor der Neudefinition wurden das Kilogramm und mehrere andere SI-Einheiten, die auf dem Kilogramm basieren Kilogramm des Archive von 1799 bis 1889 und die Internationaler Prototyp des Kilogramms von 1889 bis 2019.[4]

1960 die Meterbisher ähnlich wurde in Bezug auf einen einzelnen Platin-IRidium-Stab mit zwei Punkten definiert, wurde in Bezug Krypton,[38] und später die Lichtgeschwindigkeit) so dass der Standard in verschiedenen Labors unabhängig reproduziert werden kann, indem sie eine schriftliche Spezifikation befolgt.

Auf der 94. Sitzung der Internationales Komitee für Gewichte und Maßnahmen (CIPM) Im Jahr 2005 wurde empfohlen, dasselbe mit dem Kilogramm geschehen.[39]

Im Oktober 2010 stimmte das CIPM dafür, einen Beschluss zur Prüfung bei der Einführung vorzulegen Generalkonferenz über Gewichte und Maßnahmen (CGPM), um "eine Absicht zu beachten", dass das Kilogramm in Bezug auf das definiert wird Planck konstant, h (die Abmessungen der Energiezeitzeit und damit der Masse × Länge aufweist2 / Zeit) zusammen mit anderen physischen Konstanten.[40][41] Diese Resolution wurde durch die 24. Konferenz des CGPM akzeptiert[42] im Oktober 2011 und förderte auf der 25. Konferenz 2014 weiter.[43][44] Obwohl der Komitee erkannte, dass erhebliche Fortschritte erzielt wurden, kamen sie zu dem Schluss, dass die Daten noch nicht ausreichend robust erschienen, um die überarbeitete Definition zu verabschieden, und dass die Arbeiten weiterhin die Adoption auf der 26. Sitzung für 2018 ermöglichen sollten.[43] Eine solche Definition würde theoretisch jeden Apparat zulassen, der in der Lage war, das Kilogramm in Bezug auf die Planck -Konstante abzugrenzen, solange es über ausreichende Präzision, Genauigkeit und Stabilität verfügte. Das Knabbereien ist eine Möglichkeit, dies zu tun.

Im Rahmen dieses Projekts eine Vielzahl von sehr verschiedene Technologien und Ansätze wurden über viele Jahre in Betracht gezogen und erforscht. Einige dieser Ansätze basierten auf Geräten und Verfahren, die die reproduzierbare Produktion neuer Kilogramm-Masseprototypen bei Bedarf (wenn auch mit außergewöhnlichem Aufwand) unter Verwendung von Messtechniken und Materialeigenschaften ermöglichen, die letztendlich auf physikalischen Konstanten basieren oder auf physikalische Konstanten verfolgt werden. Andere basierten auf Geräten, die entweder die Beschleunigung oder das Gewicht von handgeschnittenen Kilogramm-Testmassen gemessen haben und die ihre Größen in elektrischer Hinsicht über spezielle Komponenten ausdrückten, die die Rückverfolgbarkeit für physikalische Konstanten ermöglichen. Alle Ansätze hängen von der Umwandlung einer Gewichtsmessung in eine Masse ab und erfordern daher die genaue Messung der Schwerkraft in Laboratorien. Alle Ansätze hätten einen oder mehrere Konstanten der Natur genau mit einem definierten Wert festgelegt.

Si -Vielfache

Hauptartikel: Größenordnungen (Masse)
"Milligram" leitet hier weiter. Für die Band siehe Milligramm (Band). Für das Pferd siehe Milligramm (Pferd).

Weil eine Si -Einheit möglicherweise nicht mehrere Präfixe hat (siehe SI Präfix), Präfixe werden hinzugefügt zu Grammeher als die Basiseinheit Kilogramm, was bereits ein Präfix als Teil seines Namens hat.[45] Zum Beispiel beträgt eine Millionstel eines Kilogramms 1 mg (ein Milligramm), nicht 1 μKG (ein Mikrokilogramm).

Si -Vielfache von Gramm (g)
Submultiples Vielfache
Wert Si -Symbol Name Wert Si -Symbol Name
10–1 g dg Dezigramm 101 g Dag Dekagramm
10–2 g CG Zentigramm 102 g Hg Hektogramm
10–3 g mg Milligramm 103 g kg Kilogramm
10–6 g µg Mikrogramm 106 g Mg Megagramm (Tonne)
10–9 g ng Nanogramm 109 g Gg Gigagramm
10–12 g pg Pikogramm 1012 g Tg Teragram
10–15 g fg Femtogramm 1015 g Pg Petagram
10–18 g Ag ATTogramm 1018 g Z.B Unterbrechung
10–21 g Zg Zeptogramm 1021 g Zg Zettagram
10–24 g yg Yoctogramm 1024 g Yg Yottagramm
Häufige vorangestellte Einheiten sind fettgesicht.[Anmerkung 15]
  • Das Mikrogramm wird typischerweise "MCG" bei der kennzeichneten Kennzeichnung der pharmazeutischen und ernährungspflichtigen Ergänzung abgekürzt, um Verwirrung zu vermeiden, da das "μ" -Präfix außerhalb der technischen Disziplinen nicht immer gut erkannt wird.[Anmerkung 16] (Der Ausdruck "MCG" ist auch das Symbol für ein Veraltteil CGS Maßeinheit, bekannt als "Millicentigramm", das gleich 10 ist μg.)
  • Im Vereinigten Königreich, da aufgrund der Verwirrung zwischen Milligramm und Mikrogramm bei der Abkürzung von Mikrogramm zu schweren Medikamentenfehlern gemacht wurde, ist die Empfehlung in den schottischen Palliativversorgung Richtlinien laut Wort Mikrogramm muss vollständig geschrieben sein und dass es nie akzeptabel ist, "MCG" oder "μg" zu verwenden.[46]
  • Das Hektogramm (100 g) ist eine sehr häufig verwendete Einheit im Lebensmittelhandel im Einzelhandel in Italien, die normalerweise als als genannt wird Etto, kurz für Ettogrammo, der Italiener für Hektogramm.[47][48][49]
  • Die frühere Standard-Rechtschreib- und Abkürzung "Deka-" und "DK" produzierten Abkürzungen wie "DKM" (Dekametre) und "DKG" (Dekagram).[50] Ab 2020, Die Abkürzung "DKG" (10 g) wird im Einzelhandel in Teilen Mitteleuropas für einige Lebensmittel wie Käse und Fleisch, z. hier:.[51][52][53][54][55]
  • Der Einheitenname Megagramm wird selten verwendet und selbst dann nur dann nur in technischen Bereichen in Kontexten, in denen eine besonders strenge Konsistenz mit dem SI -Standard gewünscht wird. Für die meisten Zwecke der Name Tonne wird stattdessen verwendet. Das Tonne und sein Symbol "T" wurden 1879 vom CIPM übernommen. Es ist eine von der BIPM für die Verwendung mit dem SI akzeptierte Nicht-Si-Einheit. Laut BIPM "wird diese Einheit in einigen englischsprachigen Ländern manchmal als" metrische Tonne "bezeichnet."[56] Der Einheitenname Megatonne oder Megaton (MT) wird häufig in der allgemeinen Literatur verwendet Treibhausgasemissionenwährend die äquivalente Einheit in wissenschaftlichen Arbeiten zu diesem Thema häufig das Teragram (TG) ist.

Siehe auch

Anmerkungen

  1. ^ Das Avoirdupois -Pfund ist Teil beider Das übliche Einheitensystem der Vereinigten Staaten und die Imperiales System der Einheiten. es ist definiert als genau 0,45359237Kilogramm.
  2. ^ Der französische Text (der der maßgebliche Text ist) erklärt "Il n'est pas autorisé d'utiliser des abréviations pour les symboles et noms d'unités ..."
  3. ^ Wenn bekannt ist, dass das Messgerät und das Kilogramm alle drei Bedingungen erfüllen, dann ist keine andere Wahl: die kohärente Stromeinheit, wenn sie in Bezug auf die Grundeinheiten Länge, Masse und Zeit ausgeschrieben ist (Basiseinheit der Masse ) × (Basiseinheit der Länge)2/(Basiseinheit der Zeit)3. Es wird angegeben, dass das Watt im Meter-Kilogramm-Sekunden-System kohärent ist; daher, 1 Watt = (1 kg) × (1 m)2/(1 s)3. Die zweite bleibt so wie es ist und es wird angemerkt L m und die Grundeinheit der Masse zu M kgdann ist die kohärente Stromeinheit (ist (M kg) × (L m)2/(1 s)3 = ML2 × (1 kg) × (1 m)2/(1 s)3 = ML2 Watt. Da Basiseinheiten von Länge und Masse so sind, dass die kohärente Stromeinheit das Watt ist, muss es das sein ML2 = 1. Daraus folgt, dass, wenn die Basiseinheit der Länge um den Faktor von geändert wird Lund dann muss sich die Grundeinheit der Masse um einen Faktor von ändern 1/L2 Wenn das Watt eine kohärente Einheit bleiben soll. Es wäre unpraktisch, die Basiseinheit der Länge zu einer Dezimalheit zu machen mehrere eines Messgeräts (10 m, 100 m, oder mehr). Daher ist die einzige Möglichkeit, die Basiseinheit der Länge zu einer Dezimalzahl zu machen Untermultiple des Messgeräts. Das würde bedeuten abnehmen das Messgerät um einen Faktor von 10 Um den Dezimeter zu erhalten (0,1 m) oder um einen Faktor von 100 Um den Zentimeter oder um einen Faktor von zu bekommen 1000 um den Millimeter zu bekommen. Die Basiseinheit der Länge noch kleiner zu machen, wäre nicht praktisch (zum Beispiel der nächste Dezimalfaktor, 10000würde die Grundeinheit der Länge von einem Zehntel Millimeter produzieren), so dass diese drei Faktoren (10, 100, und 1000) sind die einzigen akzeptablen Optionen für die Basiseinheit der Länge. Aber dann müsste die Grundeinheit der Masse sein größer als ein Kilogramm nach folgenden jeweiligen Faktoren: 102 = 100, 1002 = 10000, und 10002 = 106. Mit anderen Worten, das Watt ist eine kohärente Einheit für die folgenden Paare von Basiseinheiten mit Länge und Masse: 0,1 m und 100 kg, 1 cm und 10000kg, und 1 mm und 1000000kg. Auch im ersten Paar ist die Grundeinheit der Masse unpraktisch groß, 100 kgund wenn die Basiseinheit der Länge verringert wird, wird die Basiseinheit der Masse noch größer. Unter der Annahme, dass die zweite die Basiseinheit der Zeit bleibt, ist die Kombination aus Meter-Kilogramm die einzige, die sowohl für Länge als auch für die Masse Basiseinheiten hat, die weder zu groß noch zu klein sind. und Das sind Dezimalvolper oder Abteilungen des Messgeräts und Gramms, und hat das Watt als kohärente Einheit.
  4. ^ Ein System, in dem die Grundmengen Länge, Masse und Zeit sind und nur diese drei.
  5. ^ Es gibt nur ein dreidimensionales "absolutes" System[Anmerkung 4] in welchem alle Praktische Einheiten sind kohärent, einschließlich der Volt, der Ampere usw.: Eine, in der die Basiseinheit der Länge ist 107m und die Grundeinheit der Masse ist 10–11g. Diese Größen sind eindeutig nicht praktisch.
  6. ^ In der Zwischenzeit gab es parallele Entwicklungen, die aus unabhängigen Gründen schließlich zu drei zusätzlichen grundlegenden Dimensionen für insgesamt sieben führten: diejenigen für Temperaturen, Lichtintensität, und die Menge der Substanz.
  7. ^ Das heißt, Einheiten, die Länge, Masse und Zeit als Grundabmessungen haben und das sind kohärent im CGS -System.
  8. ^ Die ESU- und EMU -Einheiten hatten schon lange keine besonderen Namen. Man würde nur sagen, z. die ESU -Widerstandseinheit. Es war anscheinend erst 1903 das A. E. Kennelly schlugen vor, dass die Namen der Emu-Einheiten durch Voranziehen des Namens der entsprechenden „praktischen Einheit“ durch "AB-Abvolt', das 'abmanteln’Usw.) und dass die Namen der ESU-Einheiten analog mit dem Präfix„ Abstat- “erhalten werden, der später auf" stat- "verkürzt wurde (Angabe des" Statohm ",", ",", ",", ",", ",", ",", "Statvolt',' 'Statampere', etc.).[25]: 534–5 Dieses Benennungssystem wurde in den USA weit verbreitet, aber anscheinend nicht in Europa.[26]
  9. ^ Die Verwendung von SI -elektrischen Einheiten ist weltweit im Wesentlichen universell (neben den klar elektrischen Einheiten wie dem OHM, dem Volt und dem Ampere ist es auch nahezu universell, das Watt bei spezifischer Quantifizierung zu verwenden elektrisch Energie). Widerstand gegen die Annahme von SI -Einheiten betrifft meistens mechanische Einheiten (Längen, Masse, Kraft, Drehmoment, Druck), Wärmeeinheiten (Temperatur, Wärme) und Einheiten für die Beschreibung ionisierende Strahlung (Aktivität auf ein Radionuklid, absorbierte Dosis, Dosisäquivalent); Es geht nicht um elektrische Einheiten.
  10. ^ Im Wechselstrom (AC) Schaltungen, die man einführen kann Drei Arten von Macht: aktiv, reaktiv und offensichtlich. Obwohl die drei die gleichen Dimensionen und damit die gleichen Einheiten haben, wenn diese in Bezug2⋅S-3), es ist üblich, jeweils unterschiedliche Namen zu verwenden: jeweils das Watt, die Volt-Ampere-Reaktiv, und die Volt-Ampere.
  11. ^ Zu dieser Zeit war es beliebt, Dezimal -Multiplikatoren und Mengen von Mengen zu bezeichnen, indem ein System verwendet wurde, das von vorgeschlagen wurde G. J. Stoney. Das System ist am einfachsten anhand von Beispielen zu erklären. Für Dezimalzeitläufe: 109Gramm würde als bezeichnet als gram-neun, 1013m wäre ein Meter-Drecksusw. für Submultiples: 10–9Gramm würde als ein bezeichnet werden Neunt-Gramm, 10–13m wäre ein dreizehnte Meterusw. Das System arbeitete auch mit Einheiten, die metrische Präfixe verwendeten, also z. 1015Zentimeter wäre Zentimeter-fünfzehn. Die Regel lautet: Wir bezeichnen den Exponenten der Leistung von 10, die als Multiplikator dient, durch eine angehängte Kardinalzahl, wenn der Exponent positiv ist, und durch eine vorangestellte Ordnungszahl, wenn der Exponent negativ ist . '[28]
  12. ^ Dies ist auch aus der Tatsache offensichtlich, dass sowohl in absoluten als auch in praktischen Einheiten der Strom pro Zeit der Einheit ladet, so dass die Zeiteinheit die Ladungseinheit geteilt durch die Stromeinheit ist. Im praktischen System wissen wir, dass die Basiseinheit der Zeit die zweite ist, so dass die Coulomb per Ampere die zweite angibt. Die Basiseinheit der Zeit in CGS-EMU ist dann der Abcoulomb pro AbaMere, aber dieses Verhältnis ist das gleiche wie der Coulomb per Ampere, da die Stromeinheiten und die Ladung beide denselben Konvertierungsfaktor verwenden. 0,1, um zwischen der Emu und praktischen Einheiten zu gehen (Coulomb/Ampere = ((0,1 Abcoulomb)/((0,1 AbaMere) = abcoulomb/abampere). Die Basiseinheit der Zeit in der Emu ist also auch die zweite.
  13. ^ Dies kann aus den Definitionen von beispielsweise dem Volt, dem Ampere und der Coulomb in Bezug auf die WENU -Einheiten gezeigt werden. Der Volt wurde als 108 EMU -Einheiten (Abzolten), der Ampere als 0,1 EMU -Einheiten (Abbezüge) und die Coulomb als 0,1 EMU -Einheiten (Abcoulombs). Jetzt verwenden wir die Tatsache, dass der Abvolt, wenn es in den Basis -CGS -Einheiten ausgedrückt wird g1/2·cm3/2/s2, Das AbaNere ist g1/2·cm1/2/s, Und der Abcoulomb ist g1/2·cm1/2. Angenommen, wir wählen neue Basiseinheiten mit Länge, Masse und Zeit, die gleich gleich sind L Zentimeter, M Gramm und T Sekunden. Dann wird das Elektroeinheit anstelle des Abvolt (M × g)1/2· (L × cm)3/2/(T × s)2 = M1/2L3/2/T2 × g1/2·cm3/2/s2 = M1/2L3/2/T2 Abzolten. Wir möchten, dass diese neue Einheit der Volt ist, also müssen wir haben M1/2L3/2/T2 = 108. In ähnlicher Weise erhalten wir das, wenn wir möchten, dass die neue Einheit für Strom die Ampere ist M1/2L1/2/T = 0,1Und wenn wir wollen, dass die neue Gebühreneinheit der Coulomb ist, bekommen wir das M1/2L1/2 = 0,1. Dies ist ein System von drei Gleichungen mit drei Unbekannten. Indem wir die mittlere Gleichung durch die letzte teilen, bekommen wir das T = 1Das zweite sollte also die Grundeinheit der Zeit bleiben.[Anmerkung 12] Wenn wir dann die erste Gleichung durch die mittlere teilen (und verwenden Sie die Tatsache, dass das T = 1), wir bekommen das L = 108/0,1 = 109, also sollte die Grundeinheit der Länge sein 109cm = 107m. Schließlich quadrieren wir die endgültige Gleichung und erhalten das M = 0,12/L = 10–11, also sollte die Grundeinheit der Masse sein 10–11Gramm.
  14. ^ Die Abmessungen der Energie sind ML2/T2 und der Macht, ML2/T3. Eine Bedeutung dieser dimensionalen Formeln ist, dass, wenn die Masseneinheit durch den Faktor von geändert wird M, die Längeeinheit um den Faktor von Lund die Zeiteinheit um einen Faktor von Tund dann ändert sich die Energieeinheit um einen Faktor von ML2/T2 und die Stromeinheit um einen Faktor von ML2/T3. Dies bedeutet, dass, wenn die Längeeinheit verringert wird, während gleichzeitig die Masseneinheit so erhöht wird, dass das Produkt ML2 bleibt konstant, die Einheiten der Energie und Kraft würden sich nicht ändern. Klar, dies geschieht, wenn M = 1/L2. Jetzt sind Watt und Joule zusammen in einem System, in dem die Basiseinheit der Länge ist 107m Während die Grundeinheit der Masse ist 10–11Gramm. Sie werden dann auch in jedem System kohärent sein, in dem die Basiseinheit der Länge ist L × 107m und die Grundeinheit der Masse ist 1/L2 × 10–11g, wo L ist eine positive reelle Zahl. Wenn wir setzen L = 10–7Wir erhalten das Messgerät als Basiseinheit der Länge. Dann ist die entsprechende Basiseinheit der Masse 1/((10–7)2 × 10–11g=1014 × 10–11g = 103g = 1 kg.
  15. ^ Kriterium: Eine kombinierte Gesamtzahl von mindestens fünf Ereignissen auf der British National Corpus und die Korpus des zeitgenössischen amerikanischen Englisch, einschließlich sowohl der Singular als auch der Plural für beide -Gramm und die -Gramm Rechtschreibung.
  16. ^ Die Praxis der Abkürzung "MCG" und nicht das SI -Symbol "μg" wurde 2004 in den USA in den USA von der Ärzte offiziell vorgeschrieben Gemeinsame Kommission zur Akkreditierung von Gesundheitsorganisationen (Jcaho) in ihrem Liste der "Verwenden Sie nicht": Abkürzungen, Akronyme und Symbole Weil "μg" und "mg", wenn handgeschriebene handschriftlich miteinander verwechselt werden können, was zu einer tausendfachen Überdosierung (oder zu einer Unterdosierung) führt. Das Mandat wurde auch von der übernommen Institut für sichere Medikamentenpraktiken.

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Externe Links

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image icon Bipm: Dampfreinigung eines 1 -kg -Prototyps vor einem Massenvergleich
image icon Bipm: Der IPK und seine sechs Schwesterkopien in ihrem Gewölbe
image icon Das Alter: Siliziumkugel für das Avogadro -Projekt
image icon Npl: Das Watt Balance -Projekt des NPL
image icon NIST: Diese besondere Ruepreecht Balance, ein österreichischer Präzisionsbilanz, wurde von der NIST von 1945 bis 1960 verwendet
image icon Bipm: Die FB-2-Biegerstreifenbilanz, die moderne Präzisionsbilanz des BIPM mit einer Standardabweichung von einem zehn Milliarden Kilogramm (0,1) μg)
image icon Bipm: Mettler HK1000 Balance, mit 1 μg Auflösung und eine 4 kg maximale Masse. Auch vom NIST- und Sandia National Laboratories 'Primary Standards Laboratory verwendet
image icon Micro-G-Lacoste: FG -5 Absolutes Gravimeter, (Diagramm), in nationalen Labors verwendet, um die Schwerkraft auf 2 zu messen μgal Richtigkeit

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