Kilogramme
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Le kilogramme (symbole kg) est l’unité de masse du Système international d'unités (SI).
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[modifier] Historique
Le gramme a été introduit lors de l’unification des mesures régionales décidée pendant la Révolution française par la loi du 18 germinal an III (7 avril 1795), art. VI ds Bulletin des lois, 1re série, no 135. C'est un des éléments de la triade "longueur-poids-volume" : décimètre-(kilo)gramme-litre de cette unification.
Le gramme était initialement défini comme la masse d’un centimètre cube d’eau à la température de 4°C, qui correspond à un maximum de densité.
Le 22 juin 1799, un étalon en platine d’un kilogramme (nom originel, le grave), soit la masse d’un décimètre cube d’eau, fut déposé (ainsi qu’un étalon du mètre) aux Archives de France, grâce aux précédents travaux de divers savants, en particulier Lavoisier (guillotiné en 1794).
Cet étalon devint par définition la représentation du kilogramme (mille grammes) par la loi du 10 décembre 1799.
Ce n’est qu’en 1875, cependant, que l’unité de masse fut redéfinie comme « kilogramme », qui devint ainsi la seule unité du SI incluant un préfixe multiplicateur.
Un nouvel étalon en platine irridié de masse pratiquement identique au Kilogramme des Archives devait être réalisé dès 1875, mais la coulée fut rejetée car la proportion d’iridium, 11,1 %, se trouvait en dehors des 9 - 11 % spécifiés. Ce n’est qu’en 1889 que le Kilogramme des Archives fut remplacé par le prototype international du kilogramme, conservé depuis cette date au pavillon de Breteuil.
[modifier] Définitions
[modifier] Définition actuelle
Le kilogramme est actuellement défini comme la masse d’un cylindre en platine iridié (90 % platine et 10 % iridium) de 39 mm de diamètre et 39 mm de haut déclaré unité SI de masse depuis 1889 par le Bureau international des poids et mesures (BIPM).
Cette unité de mesure est la dernière du SI à être définié au moyen d’un étalon matériel, c’est-à-dire un artefact. Celui-ci est conservé sous trois cloches de verre scellées dont il n’est extrait que pour réaliser des étalonnages (opération qui n'a eu lieu que trois fois depuis sa création).
Malgré ces précautions, la masse du prototype a déjà varié de quelques microgrammes.
Selon James Clerk Maxwell (1831 - 1879) :
- Even though the kilogram cylinder is housed in a special vault under controlled conditions at the BIPM, its mass can drift slightly over the years and it is subject to changes in mass because of contamination, material loss from surface cleaning, or other effects. A property of nature is, by definition, always the same and can in theory be measured anywhere, whereas the kilogram is accessible only at BIPM and could be damaged or destroyed.
[modifier] Propositions de futures définitions
Depuis que le SI a défini les valeurs des constantes de Josephson (CIPM (1988) Recommandation 1, PV 56; 19) et von Klitzing (CIPM (1988), Recommandation 2, PV 56; 20), il est possible de combiner ces valeurs (KJ ≡ 4,835 979×10+14 Hz/V et RK ≡ 2,581 280 7×10+4 Ω) avec la définition de l'ampère afin de définir le kilogramme comme ceci :
Le kilogramme est la masse qui subirait une accélération de précisément 2×10-7 m/s² lorsqu'elle est soumise à la force par mètre entre deux conducteurs parallèles, rectilignes, de longueur infinie, de section circulaire négligeable, placés à une distance de un mètre l'un de l'autre dans le vide, et à travers desquels passe un courant électrique constant d’exactement 6,241 509 629 152 65 .1018 charges élémentaires par seconde. </blockquote> Ces unités sont aussi utilisées en physique relativiste comme unités d'énergie (via la relation E = mc²). Il est probable que, à la prochaine convention du BIPM, en octobre 2007, à Paris, le gramme sera défini comme unité dérivée, et la valeur de la constante de Planck (h) sera figée à : 6,626 069 01 . 10-34 . J . s Cela dépendra de la précision améliorée de la balance du watt et de sa concordance avec la précision améliorée de la mesure de la masse d'une mole de silicium très pur, ce qui dépend de la précision du mètre « rayons X », qui pourra s'améliorer via les travaux du physicien Theodor W. Hänsch (pour plus de détails, voir (en) [1] et (en) [2]).[modifier] Multiples, sous-multiples et autres unités
Comme l’unité de base « kilogramme » comporte déjà un préfixe, les préfixes SI sont ajoutés par exception au mot « gramme » ou à son symbole g, bien que le gramme ne soit qu’un sous-multiple du kilogramme (1 g = 10-3 kg).
Par exemple :
- 1 mégagramme (Mg) = 1 000 kg ;
- 1 milligramme (mg) = 0,001 kg.
Dans la pratique, seuls les multiples du kilogramme sont utilisés :
- kilogramme (kg) : 1 kg = 1 kg ;
- mégagramme (Mg) : 1 Mg = 1 000 kg ;
- gigagramme (Gg) : 1 Gg = 1 000 000 kg = 106 kg ;
- téragramme (Tg) : 1 Tg = 1 000 000 000 kg = 109 kg ;
- pétagramme (Pg) : 1 Pg = 1012 kg ;
- exagramme (Eg) : 1 Eg = 1015 kg;
- zettagramme (Zg) : 1 Zg = 1018 kg ;
- yottagramme (Yg) : 1 Yg = 1021 kg.
Correspondance entre les multiples du kilogramme du système international d'unités kg Mg Gg Tg Pg Eg Zg Yg kg 1 0,001 10-6 10-9 10-12 10-15 10-18 10-21 Mg 1 000 1 0,001 10-6 10-9 10-12 10-15 10-18 Gg 106 1 000 1 0,001 10-6 10-9 10-12 10-15 Tg 109 106 1 000 1 0,001 10-6 10-9 10-12 Pg 1012 109 106 1 000 1 0,001 10-6 10-9 Eg 1015 1012 109 106 1 000 1 0,001 10-6 Zg 1018 1015 1012 109 106 1 000 1 0,001 Yg 1021 1018 1015 1012 109 106 1 000 1
Dans la pratique, seuls les sous-multiples du kilogramme sont utilisés (les unités en italiques sont peu usitées) :
- kilogramme (kg) : 1 kg = 1 kg ;
- hectogramme (hg) 1 hg = 0,1 kg ;
- décagramme (dag) : 1 dag = 0,01 kg ;
- gramme (g) : 1 g = 0,001 kg ;
- décigramme (dg) : 1 dg = 0,000 1 kg ;
- centigramme (cg) 1 cg = 0,000 01 kg ;
- milligramme (mg) : 1 mg = 0,000 001 kg = 10-6 kg ;
- microgramme (µg) : 1 µg = 0,000 000 001 kg = 10-9 kg ;
- nanogramme (ng) : 1 ng = 10-12 kg ;
- picogramme (pg) : 1 pg = 10-15 kg;
- femtogramme (fg) : 1 fg = 10-18 kg ;
- attogramme (ag) : 1 ag = 10-21 kg ;
- zeptogramme (zg) : 1 zg = 10-24 kg ;
- yoctogramme (yg) : 1 yg = 10-27 kg.
Correspondance entre les sous-multiples du kilogramme du système international d'unités yg zg ag fg pg ng µg mg cg dg g dag hg kg yg 1 0,001 10-6 10-9 10-12 10-15 10-18 10-21 10-22 10-23 10-24 10-25 10-26 10-27 zg 1 000 1 0,001 10-6 10-9 10-12 10-15 10-18 10-19 10-20 10-21 10-22 10-23 10-24 ag 106 1 000 1 0,001 10-6 10-9 10-12 10-15 10-16 10-17 10-18 10-19 10-20 10-21 fg 109 106 1 000 1 0,001 10-6 10-9 10-12 10-13 10-14 10-15 10-16 10-17 10-18 pg 1012 109 106 1 000 1 0,001 10-6 10-9 10-10 10-11 10-12 10-13 10-14 10-15 ng 1015 1012 109 106 1 000 1 0,001 10-6 10-7 10-8 10-9 10-10 10-11 10-12 µg 1018 1015 1012 109 106 1 000 1 0,001 10-4 10-5 10-6 10-7 10-8 10-9 mg 1021 1018 1015 1012 109 106 1 000 1 0,1 0,01 0,001 10-4 10-5 10-6 cg 1022 1019 1016 1013 1010 107 104 10 1 0,1 0,01 0,001 10-4 10-5 dg 1023 1020 1017 1014 1011 108 105 100 10 1 0,1 0,01 0,001 10-4 g 1024 1021 1018 1015 1012 109 106 1 000 100 10 1 0,1 0,01 0,001 dag 1025 1022 1019 1016 1013 1010 107 104 1 000 100 10 1 0,1 0,01 hg 1026 1023 1020 1017 1014 1011 108 105 104 1 000 100 10 1 0,1 kg 1027 1024 1021 1018 1015 1012 109 106 105 104 1 000 100 10 1
- Article détaillé : Préfixe du système international.
On utilise également couramment des noms d'unités anciennes, mais arrondies à des valeurs « exactes »
- la livre : 1 lb = 0,5 kg, 1 kg = 2 lb ;
- le grave : 1 grave = 1 kg, 1 kg = 1 grave ;
- le quintal : 1 quintal = 100 kg, 1 kg = 0,01 quintal ;
- la tonne : 1 t = 1 000 kg, 1 kg = 0,001 t.
Correspondance entre le kilogramme et les anciennes unités « métrisées » livre kilogramme quintal tonne livre 1 0,5 0,005 5·10-4 grave 2 1 0,01 0,001 kilogramme 2 1 0,01 0,001 quintal 200 100 1 0,1 tonne 2 000 1 000 10 1
Les unités anglo-saxonnes sont assez largement utilisées de par le monde. On utilise couramment les unités du système avoirdupois (av), et, dans certains cas spécifiques, les unités du système troy (t) : médicaments et métaux précieux.
- Système avoirdupois
- Système troy
La table ci-dessous indique les correspondances entre les unités ; les valeurs en italiques indiquent les croisement entre les systèmes anglo-saxons.
Correspondance avec les unités anglo-saxonnes (valeurs arrondies) g oz av oz t lb t lb av kg g 1 0,035 3 0,032 2 0,002 68 0,002 20 0,001 oz av 28,3 1 0,911 0,076 0 0,062 5 (1/16) 0,0283 oz t 31,1 1,097 1 0,083 3 (1/12) 0,068 6 0,031 1 lb t 373 13,2 12 1 0,823 0,373 lb av 454 16 14,6 1,22 1 0,454 kg 1 000 35,3 32,2 2,68 2,20 1 [modifier] Voir aussi
[modifier] Articles connexes
[modifier] Liens externes
- Le nom « kilogramme » : une fantaisie de l'histoire
- Combien pèse exactement un litre d'eau douce en kilogramme? Contient des informations sur la genèse du mot kilogrammeals:Kilogramm
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