Mittayksiköt, luku 8 Massa ja aine:

Massa

Massan käsite

Massa on aineen ominaisuus, joka aiheuttaa aineelle hitauden eli sen, että kappale vastustaa nopeuden muutoksia. Massa on riippumaton kappaleen sijainnista. Sen sijaan se suhteel­li­suus­teo­rian mukaisesti riippuu kappaleen liiketilasta.

Massasta puhutaan usein painona ja paino ilmaistaan massan yksiköillä (esimerkiksi ”Laukun paino on 18 kg”), vaikka kyse on periaatteessa aivan eri asioista, kuten kohdassa Voima ja paino kuvataan. Paino riippuu kappaleen sijainnista vetovoimakentässä.

Massan yksiköitä

Nimi TunnuskgAsema
tonnit1 000standardien sallima lisäyksikkö, sama kuin megagramma (Mg)
senttaalisnt100vanhentunut, mutta joissakin maissa vielä käytössä esim. nimellä quintal
kilogrammakg1samakantainen SI-yksikkö
hehtogrammahg0,1SI-johdannaisyksikkö; ei juuri käytetä Suomessa
grammag0,001SI-johdannaisyksikkö; CGS:ssä perusyksikkö
karaattika, ct0,000 2jalokivien tai helmien massaa ilmaistaessa, 200 mg
milligrammamg10⁻⁶SI-johdannaisyksikkö
mikrogrammaμg10⁻⁹SI-johdannaisyksikkö
daltonDa1,660 538 921(73) × 10⁻²⁷empiirisesti määritettävä; aiemmin atomimassayksikkö (u)
elektronin massame9,109 383 56(11) × 10⁻³¹empiirisesti määritettävä; massan ns. atominen yksikkö (a.u. of mass) ja luonnollinen yksikkö (n.u. of mass)

Kilogramma

Nimi kilogramma (arkikielessä yleensä kilo)
Englanniksi kilogram, UK: kilogramme
Tunnus kg
Määritelmä kilogramman kansainvälisen prototyypin massa; määritelmän muutos vireillä
AsemaSI-perusyksikkö
Kerrannaisiatonni (t) = megagramma (Mg), Gramma (g), milligramma (mg), mikrogramma (μg)
EsimerkkiKuormaa on nyt 150 kg.

Historiallisista syistä nimi ”kilogramma” sisältää etuliitteen, mutta se on silti perusyksikkö, ja gramma on sen kerrannainen (1 g = 10⁻³ kg), vaikka onkin etuliitteetön. Muiden ker­ran­nais­ten nimet ja tunnukset muodostetaan gramman nimestä ja tunnuksesta, ja etuliitteet ovat suhteessa grammaan. Esimerkiksi milligramma on kilogramman miljoonasosa (10⁻⁶ kg), vaikka sen nimi ja tunnus mg perustuvatkin siihen, että se on gramman tuhannesosa (10⁻³ kg). BIPM:n piirissä on valmisteltu kilogramman nimen ja tunnuksen korvaamista etuliitteettömällä nimellä ja tunnuksella, mutta ajatus ei ole kovin realistinen kilogramman vakiintuneisuuden takia.

Alkujaan kilogramma määriteltiin vesilitran massaksi. Myöhemmin luovuttiin massan yksikön sidonnaisuudesta tietyn yhdisteen ominaisuuksiin, mutta prototyyppi tehtiin alkuperäisen määritelmän pohjalta, ja tämän takia vesilitran massa (nomaalioloissa) on varsin lähellä kilogrammaa.

BIPM:ssä on vireillä kilogramman määritelmän muutos. Ehdotuksen mukaan uusi määritelmä perustuisi siihen, että Planckin vakion arvoksi määritellään tasan 6,626 069 X × 10⁻³⁴ J s , missä X korvataan yhdellä tai useammalla desimaalilla ennen määritelmän vahvistamista. Koska J = kg m² s⁻¹, tulisi kilogrammakin näin määritellyksi luonnonvakioiden perusteella.

Tonni

Nimi tonni
Englanniksi metric ton, UK: (metric) tonne
Tunnus t
Lyhenne tn (suomessa; kielenhuolto suosittaa yleiskieliseen tekstiin)
ton. (vanhempi lyhenne suomessa)
Määritelmä megagramma (Mg), so. 1 000 kg
AsemaSI-yksiköiden kerrannainen, jolla on erityisnimi
Käyttöalaperiaatteessa rajoittamaton, mutta ei yleensä käytetä tieteessä
Kerrannaisiakilotonni (kt), megatonni (Mt) (yleensä vain ilmaistaessa, miten suurta määrää trotyyliä ydinräjähteen tuhovaikutus vastaa)
EsimerkkiMaan vehnäntuotanto on noin 650 miljoonaa tonnia vuodessa.

Senttaali

Senttaali on vanhentunut massan yksikkö, joka on suuruudeltaan 100 kg. Se sisältyi metrijärjesteolmään sellaisena kuin otettiin Suomessa käyttöön title="Keisarillisen Majesteetin Armollinen Asetus mitoista ja painoista Suomen Suuriruhtinanmaassa"> vuonna 1886 annetulla asetuksella. Se on jäänyt käytöstä, ja sen tunnuskin (snt) on otettu uusiokäyttöön, Suomessa käytetyksi sentin (eurosentin) lyhenteeksi.

Joissakin maissa senttaali on kuitenkin yhä käytössä eri nimillä, kuten quintal, quintale, Quintal, tunnuksena q.

Senttaalista on käytetty myös nimityksiä sentaali, metrinen sentneri, desitonni ja kvintaali.

Anglosaksisia massan yksiköitä

Suomeksi EnglanniksiLyhenne Merkitys
brittiläinen tonni imperial tonne, long ton ton1 016,046 908 8 kg (= 2 240 lb)
amerikkalainen tonni US ton, short ton ton907,184 74 kg (= 2 000 lb)
long hundredweight long hundredweight cwt50,802 345 44 kg (= 112 lb)
sentneri short hundredweight cwt 45,359 237 kg (= 100 lb)
stone stone st 6,350 293 18 kg (= 16 lb)
pauna, naula pound lb 0,453 592 37 kg
unssi (avoirdupois) ounce oz (avdp)0,028 349 523 12 kg (= 1/16 lb) ≈ 28 g
dram (avoirdupois) dram dr (avdp)1,771 845 195 312 5 g (= 1/256 lb)
grain grain gr 64,798 91 mg

Lisäksi anglosaksisissa maissa on tai on ollut käytössä troy-yksiköitä ja apteekkiyksiköitä (apothecaries). Esimerkiksi ”troy ounce”, lyhenne ”oz t”, ja ”apothecary ounce”, lyhenne ”oz ap”, ovat erisuuruisia kuin edellä kuvattu (avoirdupois) ounce, nimittäin noin 31,103 g.

Eri aikoina ja eri alueilla on ollut käytössä hyvin monia paunan eli naulan tapaisia yk­si­kö­itä, joiden suuruudet ovat vaihdelleet. Esimerkiksi antiikin Rooman libra, joka yleensä suo­men­ne­taan naulaksi ja jonka nimestä tunnus lb johtuu, oli todennäköisesti vain 322 g … 329 g. Nykyisin anglosaksinen naula on määritelty täsmällisesti suhteessa SI-järjestelmään.

Nimitys naula viittaa alkujaan Suomen alueella ennen käytettyihin yksiköihin, kuten vuon­na 1886 asetuksella vahvistettuun naulaan, jonka suuruudeksi määriteltiin 0,425 01 kg. Nimitys pauna taas on peräisin amerikansuomesta.

Massaan liittyviä suureita

Massaan liittyvät seuraavat johdetut suureet: