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Chilogrammo

unità di misura di base della massa
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Il chilogrammo (grafia alternativa: kilogrammo)[1][2], nell'uso parlato comunemente chilo[3][4] (simbolo: kg[5]), è l'unità di misura di base della massa nel Sistema internazionale di unità di misura (SI)[6] corrispondente alla massa di ≈4,595×107 mP, (relazione con la massa unitaria di Planck).

Chilogrammo
Massa campione di 1 kg conservato presso il National Institute of Standards and Technology, USA. Il cilindro retto ha un diametro e un'altezza di 39 mm, ed è realizzato in una lega di platino (90%) e iridio (10%).
Informazioni generali
SistemaSI
Grandezzamassa
Simbolokg
Eponimochilo e grammo
Conversioni
1 kg in... ...equivale a...
Unità CGS1000 g
Unità MTS0,001 t
Unità US/Imp≈2,20462 lb
≈35,274 oz
Unità ST≈0,10197 UTM
Unità troy≈32,1507 oz t
Unità di Planck≈4,595×107 mP
Unità atomiche≈1,0978×1030 me
Unità SA≈5,02785×10−31 M☉

La 26ª Conferenza Generale dei Pesi e delle Misure tenuta a Versailles dal 13 al 16 novembre 2018 ha introdotto una nuova definizione secondo la quale anche il chilogrammo, come per le altre unità di base del SI, dal 20 maggio 2019 è riferito ad una costante fisica,[7] in particolare alla costante di Planck tramite una misurazione per mezzo della bilancia di Watt.[8][9]

Storicamente, è nato come la massa di un litro (decimetro cubo) di acqua distillata alla temperatura di circa 4 °C. Fino al 20 maggio 2019, era definito come la massa di un particolare cilindro di altezza e diametro di circa 4 cm di una lega di platino-iridio depositato presso l'Ufficio internazionale dei pesi e delle misure a Sèvres, in Francia, chiamato anche prototipo internazionale.[10][11]

Il chilogrammo è pari a mille grammi (simbolo: g).

Definizione

Il chilogrammo è l'unica tra le unità di misura SI che, fino al 20 maggio 2019, era rimasta definita in relazione a un manufatto, e non da una proprietà fisica. Seguiva cioè ancora l'approccio tipico di un sistema tecnico Il grammo entrò a far parte del sistema metrico francese il 1º agosto 1793, definitoErrore nelle note: </ref> di chiusura mancante per il marcatore <ref>

La conservazione del vecchio prototipo internazionale è stata realizzata con i più rigorosi criteri: viene utilizzato un sotterraneo blindato, per la cui apertura occorre l'uso contemporaneo di tre diverse chiavi, custodite da tre personalità del Bureau international des poids et mesures. L'apertura avviene previa autorizzazione del Comitato Internazionale dei Pesi e delle Misure.

Le condizioni di temperatura, pressione e umidità sono costanti e si evita il contatto con la polvere tenendo il prototipo sotto tre campane di vetro. Tale prototipo veniva usato per le comparazioni (ogni 40 anni circa).[12] Altri campioni dell'unità di massa, realizzati per gli stati aderenti alla Convenzione del Metro differiscono dal capostipite per ±{{M|0.3|u=mg} Sei di tali campioni servivano a ricostruire il prototipo internazionale nel malaugurato caso questo dovesse divenire inservibile[13]

La scomodità legata all'accessibilità dei campioni unita alla loro dubbia accuratezza hanno convinto i tecnici e gli scienziati a cercare una definizione di chilogrammo maggiormente soddisfacente

In Italia il campione del chilogrammo è conservato a Roma presso il Ministero dello sviluppo economico

Per evitare conflitti con una vecchia unità di misura del peso, chiamata anch'essa kilogrammo, e con l'uso del prefisso "kilo" nel nome, nel 1954 la Commissione italiana di metrologia propose il nome "bes" (simbolo b) per l'unità di misura di base della massa; ma la proposta non ricevette il sufficiente consenso internazionale e fu quindi ritirata. Nel 1988 fu la volta della Commissione svedese di metrologia a proporre di sostituire il termine "kilogrammo" con "GIO", per onorare il metrologo italiano Giovanni Giorgi, ma anche questa proposta non ebbe successo[14]

Il Decreto del Presidente della Repubblica n. 802 del 12 agosto 1982[15] ha recepito la Direttiva 80/181/CEE relativa alle unità di misura stabilendo "le unità di misura legali da utilizzare per esprimere grandezze"; nell'allegato, per la massa viene indicato il kilogrammo, definito come "ari alla massa del prototipo internazionale del kilogrammo (3ª CGPM, 1901, 70 del resoconto)".

Nuova definizione

Dal 2010 al 2018 si è lavorato per introdurre una nuova definizione di chilogrammo, per mezzo di costanti fondamentali o atomiche. Ciò allo scopo di renderla maggiormente precisa e realizzabile in ogni laboratorio specializzato.[16]

Le proposte avanzate sono state:

 
Sfera di Silicio intrinseco monocristallino campione del progetto Avogadro
  • Legare la definizione di chilogrammo alla costante di Avogadro. Il valore di questa costante universale è pari al numero di particelle contenute in una mole di una qualunque sostanza. La difficoltà tecnica di questo approccio è legata alla necessità di contare con precisione il numero di atomi della sostanza prescelta e quindi, rendere l'incertezza con cui si conosce la costante di Avogadro minore di quella legata al chilogrammo campione attuale[17]
  • L'approccio dell'accumulazione ionica coinvolge l'accumulazione di ioni d'oro e la misura della corrente elettrica necessaria a neutralizzarli
  • L'utilizzo della bilancia di Watt (un apparato elettromeccanico usato per la definizione dell'ampere) per correlare il chilogrammo alla costante di Planck, e utilizzando le definizioni di volt e di ohm
  • L'utilizzo della levitazione di un superconduttore, che mette in relazione il chilogrammo alle quantità elettriche tramite la levitazione di un corpo superconduttore in un campo magnetico generato da una spira superconduttrice, e misurando la corrente elettrica circolante nella spira.
  • Da quando il valore della costante di Josephson (CIPM (1988) Raccomandazione 1, PV 56; 19) e della costante di Von Klitzing (CIPM (1988), Raccomandazione 2, PV 56; 20) si conoscono con sufficiente precisione (KJ ≡ 4,835979 × 1014 Hz/V e RK ≡ 2,5812807 × 104 Ω), è stato proposto di ridefinire il chilogrammo come:
«Il chilogrammo è quella massa che subisce una accelerazione di 2×10−8 m/s² se soggetta alla forza che si sviluppa tra due conduttori retti, paralleli, di lunghezza infinita e sezione circolare trascurabile, posti nel vuoto alla distanza di un metro, attraverso cui scorre una corrente elettrica costante di 6,24150962915265×1018 cariche elementari (ovvero 1 coulomb) al secondo.»

Con votazione avvenuta il 16 novembre 2018, il Bureau international des poids et mesures ha stabilito che, dopo il 20 maggio 2019, il chilogrammo viene definito tramite una proprietà fisica correlata ad una costante fondamentale[8][9], ossia come la quantità di massa necessaria per compensare una forza di 6,62607015×10−34 J⋅s in una bilancia di Watt. Affinché quest'ultima sia in equilibrio, è necessario che sia percorsa da una data quantità di corrente e, a causa delle definizioni di volt e di ohm, la misurazione del chilogrammo è correlata alla Costante di Planck (6,62607015×10−34 J⋅s)[18] tramite la seguente relazione[19]:

 

Dove   è appunto la costante di Planck

Multipli e sottomultipli

I prefissi SI vengono usati per i multipli e i sottomultipli del chilogrammo. È da notare che, contrariamente alle altre unità di misura, il kilogrammo è l'unica unità di base che contiene già un prefisso ("kilo", inteso come 103 volte l'unità di misura), infatti multipli e sottomultipli si applicano al grammo.

Nell'uso comune inoltre, si segnalano alcune particolarità: il megagrammo (106 grammi) viene chiamato tonnellata, 100 chili (o 105 g), che non prevedono un prefisso SI, sono detti quintale. Per indicare 10 kg si usa il miriagrammo, ma ora è in disuso. Tali unità di misura, anche se non appartenenti al SI, sono da esso riconosciute in virtù del loro largo uso. Sempre nell'uso comune, ossia non in ambito propriamente scientifico o tecnico, il chilogrammo e l'ettogrammo vengono talvolta indicati semplicemente come "chilo" ed "etto", dando per scontata l'unità di misura.

  • 1 000 (103) grammi si chiamano chilogrammi (kg)
  • 100 (102) grammi si chiamano ettogrammi (hg)
  • 10 (101) grammi si chiamano decagrammi (dag)
  • grammi (g)
  • 0,1 (10−1) grammi si chiamano decigrammi (dg)
  • 0,01 (10−2) grammi si chiamano centigrammi (cg)
  • 0,001 (10−3) grammi si chiamano milligrammi (mg)
  • 0,000001 (10−6) grammi si chiamano microgrammi (µg)
  • 0,000000001 (10−9) grammi si chiamano nanogrammi (ng)

Microgrammo

Il microgrammo (simbolo: µg, a volte indicato con mcg) viene usato, insieme al milligrammo (mg), per indicare il dosaggio terapeutico di farmaci o microelementi. Ad esempio, il fabbisogno giornaliero di acido folico (vitamina B9) in una donna è di 200 μg (0,2 mg), ma in gravidanza è il doppio (400 μg = 0,4 mg).

La massa di una cellula uovo umana è circa 1 μg.

In alcuni contesti, per esempio in medicina, il microgrammo viene indicato come gamma (γ): 1 μg = 1 γ.[20]

Nanogrammo

Questa piccolissima unità di misura, posta in rapporto con un volume (ad esempio ng/ml), viene usata per indicare concentrazioni bassissime di determinate sostanze, ad esempio: dosaggio terapeutico di alcuni farmaci, concentrazioni di enzimi, concentrazioni di sostanze inquinanti, impurità, doping, ecc.

Note

  1. ^ Le Unità Di Misura, su inrim.it. URL consultato il 27 dicembre 2017 (archiviato dall'url originale il 10 maggio 2020).
  2. ^ Sia la forma chilogrammo che la forma kilogrammo sono attestate nei dizionari, per quanto la seconda sia entrata nell'uso solo successivamente. Per quanto riguarda quale grafia sia ufficiale o preferibile in italiano si segnala che la direttiva europea e la legislazione svizzera in materia utilizzano esclusivamente la grafia chilogrammo mentre la legislazione italiana ammette entrambe le forme. Più precisamente nel novembre del 1982, al momento della pubblicazione della legge italiana, veniva utilizzata esclusivamente la grafia kilogrammo ma già nel febbraio 1983 il testo venne rettificato in modo da sostituire le occorrenze della parola kilogrammi con chilogrammi; la doppia grafia venne definitivamente consacrata nell'aprile 2020, quando il testo venne emendato in modo che l'unità di misura figurasse come chilogrammo o kilogrammo. A tal proposito si vedano:
  3. ^ chilo, in Treccani.it – Vocabolario Treccani on line, Roma, Istituto dell'Enciclopedia Italiana. URL consultato il 22 agosto 2017.
  4. ^ chilo, su Dizionario Garzanti. URL consultato il 22 agosto 2017.
  5. ^ Talvolta erroneamente indicato con Kg; vedi Prefissi del Sistema internazionale di unità di misura.
  6. ^ (EN) The International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC), IUPAC - kilogram (K03391), su goldbook.iupac.org. URL consultato il 13 marzo 2025.
  7. ^ (EN) BIPM - Resolution 1 of the 26th CGPM, su bipm.org. URL consultato il 22 marzo 2019 (archiviato dall'url originale il 4 febbraio 2021).
  8. ^ a b Pallab Ghosh, Kilogram gets a new definition, BBC, 16 novembre 2018.
  9. ^ a b The Latest: Landmark Change to Kilogram Approved, in New York Times, 16 novembre 2018.
  10. ^ Verso le nuove unità di misura, il chilogrammo, su ansa.it, ANSA, 19 maggio 2019. URL consultato il 20 maggio 2019.
  11. ^ «Le kilogramme est l'unité de masse; il est égal à la masse du prototype international du kilogramme». Comptes rendus de la 3e Conférence Générale des Poids et Mesures (CGPM), 1901, p. 70
  12. ^ (EN) IPK, su bipm.org, BIPM. URL consultato il 13 luglio 2017.
  13. ^ E. Arri e et alii, Le misure di grandezze fisiche, Torino, Paravia, 1984.
  14. ^ Unità di misura SI e raccomandazioni per l'uso dei loro multipli e di alcune altre unità, in Norma Italiana UNI CEI ISO 1000:2004, Milano, UNI-CEI, 2004.
  15. ^ Decreto del presidente della Repubblica 12 agosto 1982, n. 802
  16. ^ (EN) Future revision of the SI, su bipm.org, BIPM. URL consultato il 13 luglio 2017.
  17. ^ Alla ricerca del chilo perfetto, in Il Corriere della Sera, 1º luglio 2018.
  18. ^ (EN) 26 CGPM - Risoluzioni adottate (PDF), su bipm.org. URL consultato il 22 novembre 2018 (archiviato dall'url originale il 19 novembre 2018).
  19. ^ Chilogrammo - kg, su youmath.it. URL consultato il 4 aprile 2021.
  20. ^ (EN) H. G. Jerrard, A Dictionary of Scientific Units, 5ª ed., Springer, 1986, p. 52, DOI:10.1007/978-94-017-0571-4, ISBN 978-0-412-28100-6.

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