Kilogramo

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Kilogramo

El kilogramo es la unidad básica de masa del Sistema Internacional de Unidades (SI) y su patrón. Está definido por la masa que tiene el cilindro patrón, compuesto de una aleación de platino‏‎ e Iridio, que se guarda en la Oficina Internacional de Pesos y Medidas en Sèvres‏‎, cerca de París.

Es la única unidad que emplea un prefijo, y la única unidad del SI que todavía se define por un objeto patrón y no por una característica física fundamental. Su símbolo es kg (adviértase que no es una abreviatura: no admite mayúscula, ni punto ni plural; se confunde universalmente con K, símbolo del Kelvin).

Un kilogramo equivale a 1000 Gramos pero, dado que en el SI es la unidad básica de masa, no debe ser considerado derivado del gramo. Es aproximadamente equivalente a 2,205 libras en el sistema de peso americano, así como en el Sistema imperial y el sistema acostumbrado de los pesos y medidas usados en los Estados Unidos.

Historia

La primera definición, decidida por la Revolución Francesa, especificaba que era la masa de un decímetro cúbico (un litro) de Agua destilada a una atmósfera de presión y 3,98 °C, una temperatura singular dado que es la temperatura a la cual el agua tiene la mayor densidad a Presión atmosférica normal. Esta definición era complicada de realizar exactamente, porque la densidad del agua depende levemente de la presión, y las unidades de la presión incluyen la masa como factor, introduciendo una dependencia circular en la definición.

Para evitar estos problemas, el kilogramo fue redefinido mediante una masa estándar particular que creó una cantidad exacta para aproximar a la definición original. Desde 1889, el Sistema Internacional de Medidas define que la unidad debe ser igual a la masa del prototipo internacional del kilogramo, que se hace con una aleación de platino‏‎ e Iridio (en proporción de 90% y 10%, respectivamente, medida por el peso) y se trabaja a máquina en un cilindro derecho-circular (altura = diámetro) de 39 milímetros. El prototipo internacional se guarda en la Oficina Internacional de Pesos y Medidas, ubicada en Sèvres‏‎, en las cercanías de París. Las copias oficiales del prototipo del kilogramo se hacen disponibles como prototipos nacionales, que se comparan al prototipo de París ("Le Grand Kilo") cada 40 años; este prototipo internacional es uno de tres cilindros hechos en 1879. En 1883, es aceptado para ser indistinguible de la masa del estándar del kilogramo en ese entonces, y ratificó formalmente al kilogramo por la primera Conferencia General de Pesos y Medidas en 1889.

Por la definición, el error en la capacidad de repetición de la definición actual es exactamente pequeña; sin embargo, cualquier cambio en un cierto plazo puede ser encontrado comparando el estándar del funcionario a sus copias oficiales. Comparando las masas relativas entre los estándares en un cierto plazo se estima la estabilidad del estándar. El prototipo internacional del kilogramo parece haber perdido cerca de 50 microgramos en los 100 años pasados y la razón de la pérdida sigue siendo desconocida.

Actualmente están efectuándose experimentos con los cuales podría definirse, por leyes físicas, el kilogramo. Existen dos vías principales de investigación. La primera se basa en fijar el valor del Número de Avogadro, para luego materializar la unidad de masa con una esfera de silicio, casi perfecta en su geometría y composición isotópica, cuyas características dimensionales se pueden conocer con gran exactitud; específicamente se determina el volumen ocupado por la esfera y cada uno de sus átomos, y finalmente, con el número de Avogadro, se determina la masa. La otra alternativa consiste en fijar el valor de la carga del electrón o el de la Constante de Planck, y luego mediante mediciones eléctricas se materializa el kilogramo utilizando un dispositivo denominado balanza de Watt, desarrollado por Bryan Kibble del National Physical Laboratory (Reino Unido).

Lastimosamente, existen inconsistencias entre los resultados obtenidos por ambos métodos y tampoco han alcanzado una certidumbre que satisfaga a quienes trabajan en Metrología de masa; en todo caso, se estima que para la próxima Conferencia General de Pesos y Medidas de 2011 los experimentos hayan mejorado lo suficiente, en sus niveles de repetibilidad y reproducibilidad, de tal forma de adoptar una alternativa de materialización de la unidad de masa confiable.

Gramo

El gramo es el término al cual se aplican los prefijos del SI. La razón por la que la unidad básica de la masa tiene un prefijo es histórica. Originalmente, el sistema decimal de unidades fue comisionado por Luis XVI de Francia y en los planes originales, el kilogramo fue llamado supuestamente grave. Un gramo era simplemente un nombre alternativo para un milésimo de un grave, llamado propiamente milligrave, y una tonelada era un nombre alternativo para 1000 graves, llamado propiamente kilograve. Sin embargo, el sistema métrico no intervino hasta después de la Revolución Francesa. En aquel momento, el "grave conocido" había llegado a ser incorrectamente político, puesto que es una palabra alternativa para el título "Conde" (cognada con el Margrave británico y el conde alemán), y los títulos de la nobleza no eran considerados compatibles con la noción del Liberté, égalité, fraternité.

El gramo era también la unidad básica del más viejo sistema de medida, el sistema CGS que no es muy ampliamente utilizado.

Otros

También es común que se utilice la voz como unidad de fuerza en el sistema técnico, aunque debe hacerse bajo el nombre de kilogramo-fuerza o kilopondio. El Kilopondio se corresponde, aproximadamente, con el peso de una masa de 1 kilogramo situada en la superficie terrestre, a nivel del mar. La definición sólo es correcta en la Tierra, por cuanto interviene el valor de la gravedad.

Referencias

Referencias e información de imágenes pulsando en ellas.

Enlaces externos

• Posible redefinición del kilogramo a partir del cristal de silicio