Ero sivun ”Kilogramma” versioiden välillä

'''Kilogramma''' (yksikön tunnus '''kg''' <ref name=si_opas/>), yleiskielessäyleis­kielessä usein lyhyesti '''kilo''', on [[SI-järjestelmä]]n mukainen [[mittayksikkö|yksikkö]] [[perussuure|suureelle]] [[massa]]. 1700-luvun lopun [[Ranska]]ssa oli ajatuksena luoda arjen ja tieteen käyttöön sopiva yksikkö, jonka käyttöä olisi helppo soveltaa. Siksi kilogrammakilo­gramma määriteltiin aluksi litran suuruisen vesimääränvesi­määrän massaksi. Vaikka sen tieteellistä määritelmää on vuosien saatossa kehitetty, on alkuperäinenalku­peräinen ajatus säilynyt hyvin.

ArkikielessäArki­kielessä voidaan käyttää ilmaisua ''esineen paino'' vaikka tarkoitetaan ''esineen massaa''. Sanat ''massa'' ja ''paino'' ovat käytössä tieteellisissä teksteissä kahden eri käsitteen niminä. [[Paino]] tarkoittaa massan aiheuttamaa painon tunnetta esimerkiksiesi­merkiksi kädellä, kun maan [[painovoima]] vetää esinettä alaspäinalas­päin. Painon yksikkönä on ''newton'', kun massan yksikkönä on kilogrammakilo­gramma. ArkikielessäArki­kielessä näitä nimityksiä käytetään sekaisin ja se, kumpaa milloinkin tarkoitetaan, selviää vasta asiayhteydestäasia­yhteydestä.

Kilogramma on määritelty antamalla [[Planckin vakio]]lle (''h'') tarkka numeerinen arvo; 6,626&nbsp; 070&nbsp; 15&nbsp; ×&nbsp; 10⁻³⁴&nbsp; [[Joule|J]]⋅[[sekunti|s]], eli 6,626&nbsp; 070&nbsp; 15&nbsp; ×&nbsp; 10⁻³⁴&nbsp; kg⋅m²⋅s⁻¹, jolloin kilogramma määritellään [[metri]]n ja [[sekunti|sekunnin]] avulla. Metri on määritelty [[valonnopeus|valonnopeuden]] (''c'') sekä sekunti [[cesium]]in erään taajuuden (''&Delta;t''_''Cs'') avulla, joten kilogramma on määritelty täysin luonnonvakioiden mukaan eikä riipu enää fyysisestä kappaleesta.<ref name=CGPM_26>{{verkkoviite | Osoite = https://www.bipm.org/utils/common/pdf/CGPM-2018/26th-CGPM-Resolutions.pdf | Nimeke = On the revision of the international system of units, Resolution 1 | Selite = (Yksiköiden määritelmät kohdassa Appendix 3: The base units of the SI) | Julkaisija = Bureau international des poids et mesures | Viitattu = 20.5.2019}}</ref>

Samassa CGPM:n konferenssissa päätettiin, että kilogramman prototyypin, kappaleen ''K'', massa on 1&nbsp; kg, mutta vain samalla suhteellisella tarkkuudella, jolla Planckin vakio voitiin konferenssin aikaan mitata ([[Virhe (kokeellinen tiede)#Suhteellinen virhe|suhteellinen virhe]] 1,0&nbsp; ×&nbsp; 10^&minus;8). Kappaleen ''K'' massa tullaan jatkossa määrittämään kokeellisesti.<ref name=CGPM_26 />

[[Ranskan vallankumous|Ranskan vallankumouksen]] jälkeen [[tasavalta]]lainen hallitus jatkoi kuninkaan ideaa muutamin poikkeuksin. Esimerkiksi massan yksikkö ei jakanut suosiota, koska useimmat punnitukset tehtiin perusyksikköä pienemmille massoille. Siksi päädyttiin pienentämään massan perusyksikköä tuhannesosaan aiemmasta ja sitä kutsuttiin ”grammeksi” eli grammaksi. Koska gramman massainen prototyyppi olisi osaltaan ongelmallinen, tehtiin prototyypistä tuhat kertaa suurempi eli 1&nbsp; 000&nbsp; gramman painoinen. Näin syntyi ajatus, joka sekä myötäili aiempaa perusyksikköehdotusta että uusia ajatuksia.<ref name=bipm_histkg/>

Vuonna 1901 kolmannessa CGPM-kokoontumisessa otettiin kantaa sanaan ''paino'' ja vahvistettiin, että massan yksiköksi tulee kilogramma eli m(''K'')&nbsp; =&nbsp; 1&nbsp; kg. Tämä on edelleen kilogramman määritelmän perusta, vaikka tiedetäänkin, että kappaleen ''K'' massa kasvaa metallin pinnan läpi ilmasta liukenevien aineiden johdosta. Metalliin liukenevien aineiden määrä on noin 1&nbsp; μg eli gramman miljoonasosan vuodessa.<ref name=hamilo/><ref name=SIunits18/><ref name=bipm_m/>

Vuonna 2011 CGPM tarttui tapaan määrittää kilogramma [[Planckin vakio]]n avulla, joka saisi tarkkaan määrätyn arvon 6,626&nbsp; 0&nbsp; ×&nbsp; 10^&minus;34 [[Joule|J]][[Sekunti|s]].

Vaihtoehtona kilogrammalle ehdotettiin myös määritelmää, jonka mukaan kilogramma olisi (6,022&nbsp; 141&nbsp; 5/12)&nbsp; ×&nbsp; 10²⁶ (eli 0,501&nbsp; 845&nbsp; 125&nbsp; ×&nbsp; 10²⁶) kertaa hiili-12-atomin massa. Tämä määritelmä olisi liittynyt läheisesti [[mooli]]n määritelmään, sillä gramman ja [[atomimassayksikkö|atomimassayksikön]] suhde olisi ollut edelleen tarkalleen sama kuin [[Avogadron vakio]]n luku­arvo.<ref>Helsingin sanomat, artikkeli Tiede ja luonto -sivuilla 20.11.2007</ref>

SI-yksiköiden ohella käytettäväksi on (metrinen) tonni, jonka tunnus on '''t''' ja tarkoittaa 1&nbsp; t&nbsp; =&nbsp; 1&nbsp; 000&nbsp; kg&nbsp; =&nbsp; 10³&nbsp; kg. Vuonna 1879 sitä kutsuttiin nimellä ''tonne'', mutta nimi on muuntunut Suomessa muotoon ''tonni''. Englanninkielisissä maissa on käytössä nimitys ''metric ton''. <ref name=SIunits32/>

Pienet atomien massan kokoiset yksiköt on hyväksytty käytettäväksi SI-yksiköiden rinnalla. Ne ovat atomimassayksikkö, jossa 1&nbsp; u&nbsp; =&nbsp; 1,660&nbsp; 538&nbsp; 86(28)&nbsp; ×&nbsp; 10^&minus;27&nbsp; kg, sekä dalton, jossa 1&nbsp; Da&nbsp; =&nbsp; 1&nbsp; u.<ref name=SIunits34/>

Kilogrammaa on aikaisemmin käytetty myös [[voima (fysiikka)|voiman]] yksikkönä. Sellaisena se tarkoitti voimaa, jolla Maa vetää puoleensa yhden kilogramman massaa merenpinnan tasolla 45. leveyspiirillä, missä [[painovoima]]n kiihtyvyydellä on ns. normaaliarvo 9,806&nbsp; 65&nbsp; m/s². Tälle voimayksikölle annettiin myöhemmin nimi [[kilopondi]], ja siihen perustui useilla teknisillä aloilla 1970-luvulle saakka käytetty [[tekninen mittajärjestelmä]].

* [[Voima (fysiikka)|voiman]] yksikkö [[newton]] (N) eli kg&nbsp; m/s² <ref name=SIunits25/>

* [[teho]]n yksikkö [[watti]] (W) eli [[joule|J]]/s eli N&nbsp; m/s eli kg&nbsp; m²/s³ <ref name=SIunits25/>

Kilogramma on SI-järjestelmän perus­­yksiköistä ainoa, jonka nimeen sisältyy [[mittayksikön etuliite|etu­liite]] (k eli kilo). Tämän vuoksi kilo­gramman kerrannais­yksiköitä ei, toisin kuin muiden SI-yksiköiden kerrannaisia, muodostetakaan lisäämällä suoraan sen eteen toinen etu­liite vaan vaihtamalla etu­liite ''kilo'' toiseen etuliitteeseen (tai jättämällä se pois). Niinpä vaikka kilo­gramma on perus­yksikkö, sen kerrannais­yksiköt muodostetaan ikään kuin sen tuhannes­osa eli [[gramma]] olisi perus­yksikkö. Esi­merkiksi miljoonas­osa kilo­grammasta eli 10^&minus;6&nbsp; kg ei ole 1&nbsp; μkg vaan 10^&minus;3&nbsp; g&nbsp; =&nbsp; 1&nbsp; mg eli milligramma.<ref name=SIunits30/><ref name=bipm_SI152/>

Periaatteessa mahdollisia mutta harvoin käytettyjä ovat lisäksi muun muassa dekagramma (10&nbsp; g), hehtogramma (100&nbsp; g), senttitonni (10&nbsp; kg) ja desitonni (100&nbsp; kg).