킬로그램
kg는 여기로 연결됩니다. 다른 뜻에 대해서는 KG 문서를 참고하십시오.킬로그램(문화어: 키로그람, 영어: kilogram[참고 2])은 SI 단위계에서 사용하는 질량의 기본 단위로 기호는 kg이다.
| 킬로그램 | |
|---|---|
 | |
| 일반 정보 | |
| 단위의 종류 | SI 기본 단위 |
| 측정 대상 | 질량 |
| 기호 | kg |
| 단위 환산 | |
| 1 kg ▼ | 동등 환산값 |
| 상형 | ≈ 2.205 파운드[참고 1] |
| 영국 중력 단위 | ≈ 0.0685 슬러그 |
국제 단위계의 기본단위 가운데 질량의 단위인 킬로그램만이 역사적인 이유로 그 명칭이 접두어를 포함하고 있다. 질량 단위의 십진 배수 및 분수에 대한 명칭 및 기호는 단위 명칭 “그램”에 접두어 명칭을 붙이고 단위기호 “g”에 접두어 기호를 붙여서 사용한다.
국제 표준원기에 의한 정의
킬로그램은 다음과 같이 국제 킬로그램 원기로 정의되는 단위이다. 백금-이리듐으로 만들어진 국제 킬로그램 원기는 1889년 제1차 국제도량형총회에서 지정한 상태 하에 국제도량형국(BIPM)에 보관되어 있는데 당시 국제도량형총회는 국제원기를 인가하고 다음과 같이 선언하였다.
이제부터는 이 원기를 질량의 단위로 삼는다.킬로그램은 질량의 단위이며 국제킬로그램원기의 질량과 같으며, 그 기호는 “kg”으로 한다.
질량의 크기를 결정하는 표준물체로 국제도량형총회에서 지정된 킬로그램원기(백금 90％, 이리듐 10％)가 사용되며, 이 원기의 질량을 1kg으로 정하여 질량을 비교하는 질량의 표준단위로 사용한다.
새로운 표준 정의에 관한 논의
종전 킬로그램의 정의는 1901년 3차 국제도량형총회(CGPM)가 정한 "kg은 질량의 기본 단위이며 그 질량은 국제 킬로그램원기의 질량과 같다"는 정의에 따른다. 이에 따라 프랑스 파리 근교의 세브르 국제도량형국(BIPM) 금고에는 가로·세로 각 3.9cm 크기의 1kg 원기 원통이 보관되어 있다. 종전에는 7개의 SI 기본 단위 가운데 시간(s)·길이(m)·전류(A)·온도(K)·몰(mol)·광도(cd) 등 6개 단위는 모두 물리적 원리를 바탕으로 정의되어 있는데 반하여, 질량(kg)만이 유일하게 인공적으로 만든 원기를 표준으로 삼고 있었다.
하지만, 인공적으로 만든 원기를 표준으로 삼을 경우 인공 원기의 물리적 특성이 변할 수 있다는 문제점이 발생한다. 1kg의 기준이 바뀌면 질량과 관련된 물리량의 정의도 덩달아 바뀌게 된다. 실제로 국제도량형국(BIPM)은 2007년 "kg 원기의 질량이 50㎍(마이크로그램) 줄었다."고 밝힌 적이 있다.[1][2] 과학자들이 kg의 정의를 재정립하려는 이유가 바로 여기에 있었다.
인공적으로 만든 인공 원기를 대체하여 kg 표준을 재정립하기 위해 국가간에도 '1kg 표준 정의'를 두고 치열한 대립이 발생하였다.[2] 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 다음의 두 가지 방식으로 kg의 정의를 재정립하려는 국제적인 움직임이 있었다. 첫째, 1kg짜리 실리콘 구를 만든 뒤 그 안에 있는 원자 수를 세어 이를 질량으로 환산하는 일명 '아보가드로 프로젝트(Avogadro project)' 방식과 둘째, 플랑크 상수를 사용하여 전기력을 중력으로 환산하는 소위 '와트 저울(Watt balance)' 방식으로 kg을 재정의하는 방안 등이 논의되었다.[1][2] 한국은 미국, 프랑스 등이 연구하고 있는 '와트 저울' 방식을 지지하였다.[3]
킬로그램의 새로운 정의
2011년 10월 21일, 프랑스 파리 근교에서 열린 제24차 국제도량형총회(CGPM)에서는 120년 이상 킬로그램의 정의로 사용된 '국제 킬로그램 원기(原器)'를 폐지하고, 새로운 정의를 도입한다는 방침을 정했다.[4] 2018년 11월 16일 제26차 국제도량형총회(CGPM)에서[5] 아래와 같이 재정의 되었다.[6] 새로운 정의는 세계 측정의 날인 2019년 5월 20일부터 발효되었다.[5]
킬로그램은 kg을 그 기호로 하며 질량에 관한 SI 단위이다. 플랑크 상수 h를 kg⋅m2⋅s−1와 동등한 J⋅s 단위로 표기할 때 6.62607015×10−34의 고정값을 취하도록 정의되며, 여기서 미터와 초는 c[7]와 ΔνCs[8]에 의하여 정의된다.[9]
새 정의는 질량-에너지 등가 원리를 바탕으로 하고 있어 물질적인 표준 원기 없이 kg의 정의가 가능하다.[6]
이러한 단위로 정의하면, kg은 다음과 같이 공식화된다.
- kg = (299792458)2(6.62607015×10−34)(9192631770)hΔνCsc2 = 917097121160018621541050725904751042hΔνCsc2 ≈ (1.475521399735270×1040)hΔνCsc2 .
이러한 정의는 일반적으로 종전의 정의와 일관성이 있어서, 새로운 1 킬로그램의 질량은 1 리터 물의 질량의 30 ppm의 범위 이내에 있다.[10]
SI 배수
SI 접두어는 두 개 이상이 연속해서 붙여질 수 없기 때문에, 접두어 사용시에는 이미 접두어가 붙은 단어인 ‘킬로그램’ 대신 ‘그램’이 사용된다.[11] 예를 들어, 킬로그램의 백만분의 일은 1 µkg (마이크로킬로그램)이 아닌 1 mg (밀리그램)이다.
| 약수 | 배수 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 값 | 기호 | 이름 | 값 | 기호 | 이름 | |
| 10–1 g | dg | 데시그램 | 101 g | dag | 데카그램 | |
| 10–2 g | cg | 센티그램 | 102 g | hg | 헥토그램 | |
| 10–3 g | mg | 밀리그램 | 103 g | kg | 킬로그램 | |
| 10–6 g | µg | 마이크로그램(mcg)[참고 4][참고 6] | 106 g | Mg | 메가그램(톤)[참고 7][참고 8] | |
| 10–9 g | ng | 나노그램 | 109 g | Gg | 기가그램 | |
| 10–12 g | pg | 피코그램 | 1012 g | Tg | 테라그램(메가톤(Mt))[참고 9] | |
| 10–15 g | fg | 펨토그램 | 1015 g | Pg | 페타그램 | |
| 10–18 g | ag | 아토그램 | 1018 g | Eg | 엑사그램 | |
| 10–21 g | zg | 젭토그램 | 1021 g | Zg | 제타그램 | |
| 10–24 g | yg | 욕토그램 | 1024 g | Yg | 요타그램 | |
| 보편적으로 사용되는 접두어는 굵은 글씨로 표시하였음. | ||||||
