Quilogramo

Imaxe xerada por ordenador do prototipo internacional de quilogramo, composto nun 90% de platino e un 10% de iridio, gárdase no Bureau International des Poids et Mesures (Bureau Internacional de Pesos e Medidas) en Sèvres nas aforas de París.

O quilogramo (comunmente quilo cando se usa para quilogramo-forza) é a unidade básica de masa do SI e o seu patrón, que se conserva na Oficina Internacional de Pesos e Medidas. O seu símbolo é kg.

Un quilogramo equivale a 1.000 gramos pero, dado que no SI é a unidade fundamental de masa, non debe ser considerado como derivado do gramo.

Tamén é común que se utilice a voz como unidade de peso, aínda que se debería facer baixo o nome de quilogramo forza. O quilogramo-forza correspóndese, aproximadamente, co peso dunha masa de 1 quilogramo situada na superficie terrestre, a nivel do mar. A definición só é correcta na Terra, por canto intervén o valor da gravidade.

Historia

A primeira definición do quilogramo, decidida durante a Revolución Francesa, especificaba que era a masa dun decímetro cúbico (un litro) de auga destilada a unha atmosfera de presión e 3,98 °C de temperatura. A elección desta temperatura débese a que é a que corresponde á maior densidade da auga á presión dunha atmosfera. Esta definición era complicada de reproducir con exactitude, porque a densidade da auga depende da presión, e as unidades da presión inclúen a masa como factor, introducindo unha dependencia circular na definición.

Para evitar estes problemas, o quilogramo foi redefinido mediante un obxecto, cuxa masa serviu como representación da definición orixinal. Desde 1889, o Sistema Internacional de Unidades define que a unidade debe ser igual á masa do prototipo internacional do quilogramo (IPK pola súa sigla en inglés, International Prototype Kilogram), fabricado cunha aliaxe de 90 % platino e 10 % iridio (porcentaxes en peso) e traballado en forma de cilindro circular recto de 39 milímetros de altura, igual ao diámetro. O prototipo internacional atópase na Oficina Internacional de Pesos e Medidas, en Sèvres, nas proximidades de París. Realizáronse varias copias oficiais do prototipo do quilogramo, dispoñibles como prototipos nacionais, que se comparan co prototipo de París cada 40 anos. Este prototipo internacional é un dos tres cilindros feitos orixinalmente en 1879. En 1883 demostrouse que o IPK era indistinguible do quilogramo estándar de entón, e foi ratificado como “o” quilogramo na primeira Conferencia Xeral de Pesos e Medidas en 1889.

Por definición, o erro na medición da masa do IPK é exactamente cero, pois o IPK é o quilogramo. Emporiso, ao longo do tempo detectáronse pequenos cambios comparando o estándar fronte ás súas copias oficiais. Comparando as masas relativas entre os estándares nun certo prazo estímase a estabilidade do estándar: o prototipo internacional do quilogramo perdeu cerca de 50 microgramos nos últimos 100 anos, e a causa da perda segue sendo descoñecida.

Actualmente están a realizarse experimentos para definir o quilogramo mediante leis físicas. Establecéronse dúas liñas principais de investigación: a primeira baseada en fixar o valor do número de Avogadro, para despois materializar a unidade de masa cunha esfera de silicio, case perfecta na súa forma e composición isotópica, cuxas características dimensionais pódense coñecer cunha grande exactitude. Especificamente, determínase o volume ocupado pola esfera e cada un dos seus átomos, e finalmente, co número de Avogadro, determínase a masa. A outra alternativa consiste en fixar o valor da carga do electrón ou o da constante de Planck e logo, mediante medicións eléctricas, materialízase o quilogramo empregando un dispositivo denominado balanza de Watt. Varios institutos nacionais de metroloxía están a traballar na posta a punto dun sistema deste tipo; por exemplo, o desenvolvido por Brian Kibble, do Laboratorio Nacional de Física do Reino Unido. A principios de 2011, antes da celebración da Conferencia Xeral de Pesos e Medidas dese ano, atopouse consenso en que o método que se vai utilizar é o da constante de Planck, pero ignórase cando se adoptará o cambio, á espera dunha conclusión unánime de todos os laboratorios no que concirne á reproducibilidade e exactitude deste método, xa que é necesario dispoñer primeiro de varias balanzas operativas.

Múltiplos e submúltiplos

Múltiplo	Nome	Símbolo		Múltiplo	Nome	Símbolo
100	gramo	g
101	decagramo	dag		10–1	decigramo	dg
102	hectogramo	hg		10–2	centigramo	cg
103	quilogramo	kg		10–3	miligramo	mg
106	tonelada	t		10–6	microgramo	µg
109	xigagramo	Gg		10–9	nanogramo	ng
1012	teragramo	Tg		10–12	picogramo	pg
1015	petagramo	Pg		10–15	femtogramo	fg
1018	exagramo	Eg		10–18	attogramo	ag
1021	zettagramo	Zg		10–21	zeptogramo	zg
1024	yottagramo	Yg		10–24	yoctogramo	yg