Quem é Protótipo Internacional do Quilograma?

O Protótipo Internacional do Quilograma (IPK) é uma referência fundamental para a unidade de medida de massa, o quilograma. Ele é considerado o padrão internacional para a medição de massa e é mantido pelo Bureau Internacional de Pesos e Medidas (BIPM), localizado em Sèvres, na França. O IPK é um cilindro de platina-irídio que foi fabricado em 1889 e é usado como base para a calibração de balanças e outros instrumentos de medição de massa em todo o mundo.

A importância do IPK

O IPK é de extrema importância para a ciência e a indústria, pois é a referência fundamental para a medição de massa. Ele é utilizado em uma ampla gama de aplicações, desde a indústria farmacêutica e alimentícia até a pesquisa científica e a fabricação de dispositivos eletrônicos. A precisão e a confiabilidade das medições de massa dependem diretamente da precisão do IPK e de sua rastreabilidade às unidades fundamentais do Sistema Internacional de Unidades (SI).

A definição do quilograma

Por muitos anos, o quilograma foi definido como a massa do IPK. No entanto, essa definição apresentava algumas limitações, pois o IPK poderia sofrer alterações ao longo do tempo devido a fatores como a contaminação e o desgaste. Além disso, a definição do quilograma baseada em um objeto físico não era tão precisa quanto outras unidades de medida do SI, como o segundo e o metro, que são definidos com base em constantes físicas fundamentais.

A mudança para uma definição mais precisa

Com o objetivo de estabelecer uma definição mais precisa e estável para o quilograma, a comunidade científica decidiu adotar uma abordagem baseada em constantes físicas fundamentais. Em 2019, durante a 26ª Conferência Geral de Pesos e Medidas, foi aprovada uma nova definição para o quilograma, que entrou em vigor em 20 de maio de 2019.

A nova definição do quilograma

A nova definição do quilograma está baseada na constante de Planck, uma constante fundamental da física quântica. A constante de Planck relaciona a energia de um fóton à sua frequência e é expressa pela fórmula E = hf, onde E é a energia, h é a constante de Planck e f é a frequência. A partir dessa definição, o quilograma é definido como sendo igual à massa de um objeto cuja energia é igual a 6,62607015 × 10^-34 joules por hertz.

A realização prática da nova definição

Para realizar a nova definição do quilograma na prática, foi desenvolvido um instrumento chamado balança de Kibble, também conhecida como balança de Watt. Essa balança utiliza a constante de Planck para determinar a massa de um objeto com extrema precisão. Ela mede a força eletromagnética necessária para equilibrar a massa em um prato com a força gravitacional exercida sobre ela. Dessa forma, é possível determinar a massa com base na constante de Planck e em outras grandezas físicas.

A rastreabilidade das medições de massa

Com a nova definição do quilograma, a rastreabilidade das medições de massa é assegurada por meio da relação entre a constante de Planck e a unidade de medida de tempo, o segundo. O segundo é definido com base na frequência de oscilação de um átomo de césio-133. Portanto, a partir da definição do segundo e da constante de Planck, é possível estabelecer uma relação entre a massa e o tempo, garantindo a rastreabilidade das medições de massa.

A importância da nova definição

A nova definição do quilograma traz diversas vantagens em relação à definição anterior. Ela é mais precisa e estável, pois não depende de um objeto físico específico que possa sofrer alterações ao longo do tempo. Além disso, a nova definição permite uma maior rastreabilidade das medições de massa, o que é fundamental para a ciência e a indústria.

O impacto da nova definição

A nova definição do quilograma tem um impacto significativo em diversas áreas, como a indústria de balanças e instrumentos de medição de massa, a pesquisa científica e a fabricação de dispositivos eletrônicos. Com a definição mais precisa e estável, é possível realizar medições de massa com maior confiabilidade e precisão, o que é essencial para o desenvolvimento de novas tecnologias e para a garantia da qualidade de produtos e processos industriais.

Conclusão

Em resumo, o Protótipo Internacional do Quilograma é uma referência fundamental para a medição de massa e é utilizado como base para a calibração de balanças e outros instrumentos de medição em todo o mundo. Com a nova definição do quilograma baseada na constante de Planck, é possível realizar medições de massa com maior precisão e rastreabilidade. Essa nova definição traz vantagens significativas em relação à definição anterior e tem um impacto importante em diversas áreas. A nova definição do quilograma representa um avanço na ciência da metrologia e contribui para o desenvolvimento de tecnologias mais precisas e confiáveis.