Redaktion og opdatering af indholdet på denstoredanske.dk er indstillet pr. 24. august 2017. Artikler og andet indhold er tilgængeligt i den form, der var gældende ved redaktionens afslutning.

  • Artiklens indhold er godkendt af redaktionen

kilogram

Oprindelig forfatter LaNi Seneste forfatter Redaktionen

kilogram, (af kilo- og -gram), forkortelse kg, måleenhed for masse i SI-systemet. Kilogram er en af de syv grundenheder i SI-systemet og er defineret som massen af den internationale kilogramprototype, der opbevares på Bureau international des poids et mesures (BIPM) i Paris. Enheden kilogram blev ved indførelsen af metersystemet i Frankrig under revolutionen i 1790'erne oprindelig knyttet til længdeenheden meter, idet 1 kg blev defineret som massen af den mængde vand, der har et volumen på 1/1000 m3 ved den temperatur (4 °C), hvor vands densitet er maksimal.

På basis af omhyggelige vejninger af vand blev et lod med en masse så tæt ved 1 kg som muligt fremstillet af sintret platinsvamp. Enheden kilogram blev herefter af praktiske årsager defineret som massen af dette lod, der opbevaredes i det franske nationalarkiv, og som derfor kaldtes arkivkilogrammet.

Efter underskrivelsen af meterkonventionen i 1875 blev arkivkilogrammet i 1889 erstattet af den mere stabile internationale kilogramprototype, der er fremstillet af en platin-iridium-legering (90% Pt,10% Ir), og som ved indførelsen havde en masse, der var så tæt på arkivkilogrammets masse som praktisk muligt. Underskriverne af meterkonventionen råder hver over en national kopi af kilogramprototypen, som periodisk bringes til BIPM for ved sammenligning at få massen bestemt nøjagtigt. Danmark har siden 1949 rådet over kopi nr. 48, hvis masse i 1990 blev bestemt til 1 kg plus 0,112 mg.

Annonce

Kilogram er den eneste af de syv grundenheder, der stadig er defineret ud fra en artefakt. Hvis artefakten ændrer masse (fx ved luftens kemiske indvirkning), ændres også enheden kilogram. Det kan ikke afvises, at kilogrammets størrelse kan have ændret sig helt op til 0,100 mg siden 1889. En ny definition af kilogram ud fra naturkonstanter (fx ud fra massen af et specifikt atom) er derfor ønskelig, men det har hidtil (1997) ikke været muligt at opnå den nødvendige nøjagtighed. Se også gram.

Sideløbende med bestræbelserne på at indføre en atomar definition af kilogrammet som grundenhed i SI-systemet arbejdes der på at aflede enheden kilogram ud fra de elektriske SI-enheder volt og ohm, der som nye grundenheder vil kunne defineres og realiseres med meget stor nøjagtighed ud fra henholdsvis Josephson-effekten og den kvantiserede Hall-effekt. Målsætningen er at aflede enheden kilogram med en relativ usikkerhed på mindre end 1∙10-8.

watt-eksperimentet

Det såkaldte watt-eksperiment er et lovende eksempel på dette arbejde. Det kan bedst illustreres ved en ligearmet vægt, hvor der på den ene arm hænger et lod med ukendt masse m i et tyngdefelt med kendt tyngdeacceleration g, mens der på den anden arm er ophængt en vandret leder i et lodret luftgab i en magnetisk kreds. Bevæges lederen i lodret retning med konstant hastighed v omkring vægtens ligevægtsposition, vil magnetfeltet i luftgabet inducere en spænding U over lederen, som ifølge induktionsloven er givet ved: U = BLv, hvor B er magnetfeltets intensitet (fluxtæthed), og L er den effektive horisontale bredde af luftgabet. Ud fra måling af v og U kan produktet BL = U/v bestemmes.

Sendes der dernæst en strøm I gennem den vandrette leder, vil magnetfeltet frembringe en lodret kraft F på lederen, som ifølge Biot-Savarts lov er givet ved: F = IBL = IU/v. Justeres strømmen I, således at kraften F på den ene side af den ligearmede vægt netop udbalancerer tyngdekraften mg på det ukendte lod på den anden side, gælder der mg = F = IU/v, eller mgv = IU. Denne formel udtrykker, at massen m kan bestemmes ved et eksperiment, der udnytter, at mekanisk effekt (mgv) er ækvivalent med elektrisk effekt (IU), og at de to størrelser i SI-systemet måles i samme enhed, watt.

Referér til denne tekst ved at skrive:
Lars Nielsen: kilogram i Den Store Danske, Gyldendal. Hentet 11. oktober 2019 fra http://denstoredanske.dk/index.php?sideId=106123