L'objet le plus rond du monde permettra de redéfinir le kilogramme

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L'objet le plus rond au monde a été créé dans le cadre du projet Avogadro. Il s'agit d'une sphère uniquement composée de silicium. Loin d'être une création inutile, cette boule devrait à terme permettre de redéfinir le kilogramme afin qu'il ne dépende plus d'un objet physique. Les chercheurs ont pour but de définir combien d'atomes se trouvent dans le volume (définissable grâce au diamètre) pour que le kilogramme se base sur des propriétés physiques.


Tous les commentaires (53)

Euh.... Un physicien pour m'éclairer... Combien pesé un atome ? Non parce que si le kilo "fluctue" , le gramme aussi par définition, et donc toutes les unités de masse qui en découlent...
Donc peu importe le poids d'arrivée de la sphère, si on part d'un nombre d'atomes qui pèsent x grammes chacun, on tourne en rond... Non ?

a écrit : En fait le kilogramme correspond à mille grammes. Un gramme à été établi en 1795 par l'académie des sciences comme étant égal à la masse d'un cm cube d'eau Un dm3 paraît plus juste.

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a écrit : Euh.... Un physicien pour m'éclairer... Combien pesé un atome ? Non parce que si le kilo "fluctue" , le gramme aussi par définition, et donc toutes les unités de masse qui en découlent...
Donc peu importe le poids d'arrivée de la sphère, si on part d'un nombre d'atomes qui pèsent x
grammes chacun, on tourne en rond... Non ? Afficher tout
Tout dépend de quelle espèce chimique il s'agit !!! Mais un atome est composé de nucléons (protons et neutrons) formant le noyau et d'électrons gravitant autour. Lorsque l'on calcule la masse d'un atome on ne prend en compte que la masse du noyau puisque la masse du nuage électronique est négligeable ( environ 100 000 fois inférieure à celle du noyau). Le nombre de nucléons composants un atome est appelé nombre de masse et est noté A. On considère qu'un nucléon (protons ou neutron) a une masse de 1.67×10^-27 kg. On a donc la masse d'un atome telle que:
A × 1.67×10^-27 kg
J'espère t'avoir éclairé ;)

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Le kilogramme est égale à la masse d'un litre d'eau pur à 20°c... Les mesures, mètres, gramme etc... Ont été créées de façon qu'elles soient facilement reproduisables...

a écrit : Un dm3 paraît plus juste. Non, un dm3 contient un litre, donc pèse un kilo. Un cm3 contient un millilitre, donc nécessairement un gramme.
C'est le commentaire auquel tu répondais qui est vrai.

a écrit : Euh.... Un physicien pour m'éclairer... Combien pesé un atome ? Non parce que si le kilo "fluctue" , le gramme aussi par définition, et donc toutes les unités de masse qui en découlent...
Donc peu importe le poids d'arrivée de la sphère, si on part d'un nombre d'atomes qui pèsent x
grammes chacun, on tourne en rond... Non ? Afficher tout
Lorsqu'on a inventé le kilo, on a crée un objet dont la masse serait égale à celle d'un litre d'eau à 4°C (et non 20 comme j'ai pu le lire.) C'est le prototype international du kilogramme.
Puis, on a décidé que un kilogramme serait défini comme étant "égal à la masse du prototype international du kilogramme."

Donc même si à la base on s'est servi de l'eau, officiellement c'est une masse égale à celle d'un autre objet. Ce serait comme dire que, aujourd'hui, un kilogramme serait égal à la masse d'un ballon.

Sauf que le problème est vite posé : la masse d'un ballon varie. Et celle du prototype international aussi, malgré toutes les précautions prises. Elle varie infimement, mais elle varie quand même.

Et le problème, c'est que quatre des sept unités du Système International sont basées sur le kilo. Il faut donc que celui-ci soit le plus stable possible.
Or déjà à la base, le kilo fut crée avec une certaine marge d'erreur : il possèdait la masse d'1,000025 L d'eau.

Donc pour répondre à ta question, le but de cette sphère et du Projet Avogadro est de redéfinir le kilo comme étant "la masse de X atomes de Silicium."
Le premier but fut donc de créer une sphère de silicium très pur pesant aujourd'hui l'exact masse d'un kilo en se basant sur le prototype international.
Puis on compte ses atomes. Admettons qu'il y en ait 3 milliards.
On pourra alors dire la masse d'un kilo est égale à celle de 3 milliards d'atomes de Silicium.

Or cette masse ne changera dès lors plus. Et on obtient une stabilité intemporelle pour le kilogramme. J'espère avoir été clair.

a écrit : Lorsqu'on a inventé le kilo, on a crée un objet dont la masse serait égale à celle d'un litre d'eau à 4°C (et non 20 comme j'ai pu le lire.) C'est le prototype international du kilogramme.
Puis, on a décidé que un kilogramme serait défini comme étant "égal à la masse du prototype int
ernational du kilogramme."

Donc même si à la base on s'est servi de l'eau, officiellement c'est une masse égale à celle d'un autre objet. Ce serait comme dire que, aujourd'hui, un kilogramme serait égal à la masse d'un ballon.

Sauf que le problème est vite posé : la masse d'un ballon varie. Et celle du prototype international aussi, malgré toutes les précautions prises. Elle varie infimement, mais elle varie quand même.

Et le problème, c'est que quatre des sept unités du Système International sont basées sur le kilo. Il faut donc que celui-ci soit le plus stable possible.
Or déjà à la base, le kilo fut crée avec une certaine marge d'erreur : il possèdait la masse d'1,000025 L d'eau.

Donc pour répondre à ta question, le but de cette sphère et du Projet Avogadro est de redéfinir le kilo comme étant "la masse de X atomes de Silicium."
Le premier but fut donc de créer une sphère de silicium très pur pesant aujourd'hui l'exact masse d'un kilo en se basant sur le prototype international.
Puis on compte ses atomes. Admettons qu'il y en ait 3 milliards.
On pourra alors dire la masse d'un kilo est égale à celle de 3 milliards d'atomes de Silicium.

Or cette masse ne changera dès lors plus. Et on obtient une stabilité intemporelle pour le kilogramme. J'espère avoir été clair.
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Ce que tu dis est juste mais dans une sphère de 1kg de silicium, il y a largement plus d'atomes !!! Pour te donner un ordre d'idées, dans seulement 0.20 g de carbone il y a près de 10^14 atomes soit 100 000 000 000 000 d'atomes (100 000 milliards ou 100 trilliards) !!! Cela signifie que si on devait les compter à raison de 1 par seconde, il aurait fallu commencer à compter bien avant le Big Bang (la création de notre univers).
Je tenais juste à le préciser ;)

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a écrit : Ce que tu dis est juste mais dans une sphère de 1kg de silicium, il y a largement plus d'atomes !!! Pour te donner un ordre d'idées, dans seulement 0.20 g de carbone il y a près de 10^14 atomes soit 100 000 000 000 000 d'atomes (100 000 milliards ou 100 trilliards) !!! Cela signifie que si on devait les compter à raison de 1 par seconde, il aurait fallu commencer à compter bien avant le Big Bang (la création de notre univers).
Je tenais juste à le préciser ;)
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Tu as raison.
Cette litote était en fait là pour m'éviter d'avoir à utiliser une notation scientifique terrible lorsqu'on cherche à vulgariser.
Il y a en vérité (1 000/27,9769265325) × 6,02214179 × 10 puissance 23 atomes de Silicium 28 dans cette sphère.

a écrit : Non, un dm3 contient un litre, donc pèse un kilo. Un cm3 contient un millilitre, donc nécessairement un gramme.
C'est le commentaire auquel tu répondais qui est vrai.
Au temps pour moi, j'avais mal lu.

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Cela n'aurait il pas aussi un rapport avec la constante d'Avogadro permettant de calculer entre autres la concentration molaire d'un élément?

a écrit : Alors 1m50 ou 3 mètres? Faut vous mettre d'accord avec TheLewisstudio.
Je propose un combat à mort. Votre arme, une boule parfaite de 1 kilo.
Hajime !

D'ailleurs Philippe, c'est une sphère ou une boule de silicium? C'est creux ou pas trop?
Dans un reportage que j'ai un (un Youtuber(docteur en physique) qui est allé sur place et interrogé la personne en charge du projet. J'avais le souvenir que l'amplitude la plus haute (en se mettant a échelle humaine) était de 13m (donc entre le point le plus bas et le plus haut

a écrit : Pour se rendre compte à quel point cette sphère est ronde, il faut la mettre à l'échelle de la terre. En effet, si elle faisait le même rayon, la plus grande variation ne serait que d'un mètre 50.. Et quel intérêt que ce soit une sphère et pas un cube?

a écrit : Tout dépend de quelle espèce chimique il s'agit !!! Mais un atome est composé de nucléons (protons et neutrons) formant le noyau et d'électrons gravitant autour. Lorsque l'on calcule la masse d'un atome on ne prend en compte que la masse du noyau puisque la masse du nuage électronique est négligeable ( environ 100 000 fois inférieure à celle du noyau). Le nombre de nucléons composants un atome est appelé nombre de masse et est noté A. On considère qu'un nucléon (protons ou neutron) a une masse de 1.67×10^-27 kg. On a donc la masse d'un atome telle que:
A × 1.67×10^-27 kg
J'espère t'avoir éclairé ;)
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Mais est-ce que la masse des nucléons est fixé?