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Lexikon Kilogramm (kg)
Basis-Einheit für die Masse

Kilo
Gramm

1 kg = 1000 g
"Kilo" (k) bedeutet 1 Tausend = 1.000 = 103
"Gramm" (g) physikalische Maßeinheit für die Masse
1 Kilogramm (kg) = 1000 Gramm (g)
 
Beispiele Die Masse eines Körpers ist das Produkt aus Volumen und Dichte, die abhängt von der Temperatur. Dazu einige Beispiele:
Bei 4 °C hat Wasser eine Dichte von nahezu 1, d.h. 1 Liter Wasser hat bei 4 °C die Masse 1 Kilogramm. Mit wachsender Temperatur nimmt die Dichte ab, z.B. bei 100 °C 0,9600 (s. Tabelle unten), 1 Liter Wasser hat also bei 100 °C die Masse 0,96 kg.
Viele andere Flüssigkeiten (aber nicht alle, z.B. Quecksilber 13,5) haben bei üblichen Temperaturen (um die 20 °C) Dichten unter 1, z.B. Ottokraftstoff 0,75 (im Mittel); 1 Liter hat eine Masse von 0,75 kg.
Eis hat die Dichte 0,918 < 1. Ein Liter Eis hat die Masse 0,918 kg.
Viele Metalle (aber nicht alle) haben Dichten > 1, z.B. Eisen 7,874. Ein Würfel mit Kantenlänge 10 cm=1 dm hat ein Volumen von 1 dm³ = 1 Liter und eine Masse von 7,874 kg.
   
SI-System Das Kilogramm (kg) ist eine von ingesamt 7 Basiseinheiten im internationalen Einheitensystem (SI-System) und wurde früher festgelegt durch das "Ur-Kilogramm" aus Platin-Iridium, das im Internationalen Büro für Maß und Gewicht in Paris aufbewahrt wird.
Aus bisher nicht genau geklärten Gründen verliert das Urkilogramm jedoch an Masse, weshalb es und weitere Einheiten neu definiert werden über Naturkonstanten wie die Ladung des Elektrons, die Lichtgeschwindigkeit oder das Plancksche Wirkungsquantum. In Kraft treten die Änderungen am 20.05.2019, dem Welttag der Metrologie (Metrologie = Wissenschaft vom Messen).
    
Zehnerpotenzen
Für die Zehnerpotenzen
von 10-24 bis 10+24,
bei dem der Exponent ein Vielfaches von 3 ist, gibt es Präfixe.
Die Tabelle bietet einen Ausschnitt von
10-12 bis 10+12

1012
Billion
Tera
T
109
Milliarde
Giga
G
106
Million
Mega
M
103
Tausend
Kilo
k
--------
10-3
Tausendstel
Milli
m
10-6
Millionstel
Mikro
µ
10-9
Milliardstel
Nano
n
10-12
Billionstel
Piko
p
Überlicherweise werden SI-Basiseinheiten nicht mit einem SI-Präfix definiert, d.h. das Gramm sollte eigentlich die SI-Basiseinheit sein
(s. Vorabschnitt).

Die SI-Präfixe werden deshalb mit Gramm (g) gebildet, üblicherweise auch nur für negative Potenzen:
Milligramm (mg), Mikrogramm (µg), Nanogramm (ng) usw. (s. Tabelle links)

Unüblich für Gramm (Ausnahme: kg) sind Präfixe für positive Potenzen: M, G, T usw. (s. Tabelle der Zehnerpotenzen). Stattdessen werden sie mit der Tonne (t) gebildet:
 Megatonne (Mt), Gigatonne (Gt).
  
Masse | Gewicht
wägen | wiegen
Umgangssprachlich wird meist der Begriff "Gewicht" statt richtig "Masse" verwendet. In der Physik ist "Gewicht" jedoch die Kraft, die eine Masse aufgrund der Gravitation erzeugt, daher auch die Bezeichnung "Gewichtskraft". Während die Masse gleich bleibt, hängt das Gewicht von der Gravitation ab, die z.B. auf dem Mond rund 6 mal kleiner ist als auf der Erde.
Die Gewichtskraft wird mit einem Kraftmesser ermittelt ("wiegen"), z.B. durch die Dehnung einer Feder (Federwaage), die Masse dagegen mit einer Waage ("wägen"), entweder direkt mit einer Balkenwaage (z.B. ältere Briefwaage), meistens aber indirekt über die Gewichtskraft, z.B. bei allen gängigen Küchenwaagen.
  
Gewichtskraft Statt der Gravitationskraft wird meist die Beschleunigung angegeben, die die Gravitation erzeugt, gemäß der Formel: Kraft = Masse • Beschleunigung.
Die Erdbeschleunigung durch die Gravitation der Erde nimmt mit zunehmenden Abstand vom Erdmittelpunkt ab (Newtonsches Gravitationsgesetz). Als Rotationsellipsoid ist die Erde an den Polen abgeplattet, der Abstand der Pole zum Erdmittelpunkt (≈6357 km) ist deshalb um rund 21 km geringer als der des Äquators (≈6378 km). Daher ist die Erdbeschleunigung am Äquator (9,780 m/s²) geringer als an den Polen (9,832 m/s²). Bei Rechnungen wird meist der auf 2 Stellen gerundete Mittelwert (9,81 m/s²) verwendet.
  
Rechenbeispiel Beispiel: Mensch mit einer Masse von 80 kg:
Gewichtskraft = 80 kg 9,81 m/s² = 784,8 kg • m/s² = 784,8 N (Newton* )
* 1 Newton = 1 Kilogramm • Meter/Sekundenquadrat ( 1N = 1 kg • m/s²)
 
  Im Zusammenhang mit der Agenda 21 geht es meist um große Massen (Mt), die i.d.R. berechnet wird als Produkt aus Volumen und Dichte:
   Masse = Volumen • Dichte

Falls die Dichte ohne Maßeinheit angegeben wird, gelten folgende Quotienten:
    mg/mm³ * = g/cm³ = kg/dm³ * = t/m³ = Gt/km³

* 1 dm³ (Kubikdezimeter) = 1 Liter (l);   1 cm³ (Kubikcentimeter) = 1 Milliliter (ml)

In manchen Fällen, z.B. bei Gasen, deren Dichte bei normierter Angabe mit sehr vielen Nullen nach dem Komma geschrieben werden müsste, bietet es sich an, die vielen Nullen durch variierte Angabe zu vermeiden, z.B. bei gasförmigen Stoffen durch kg/m³.

Die Dichte von festen, flüssigen und gasförmigen Körpern kann aus entsprechenden Tabellen entnommen werden. Im Folgenden einige Beispiele:
  
Dichte
Volumen
Berechnung
Masse
Zahl
Einheit*
Wasser bei 4°C
1,0000
Eimer Wasser: 20 Liter
20 l • 1,0 kg/l
20 kg
Wasser bei 100°C
0,9600
Wasserkocher: 1,5 Liter
1,5 l • 0,96 kg/l
1,44 kg
Eis bei 0°C
0,9170
Gletscher-CH: 74 km³
74 km³ • 0,917 Gt/km³
67,9 Gt
Ottokraftstoff
0,7500
  PKW-Tankfüllung: 70 Liter
70 l • 0,75 kg/l
52,5 kg
Dieselkraftstoff
0,8400
  PKW-Tankfüllung: 70 Liter
70 l • 0,84 kg/l
58,8 kg
Wasserstoff
0,0899
kg/m³
"Hindenburg"-Füllung: 170k 170k m³ • 0,0899 kg/m³
15,3 t
Luft
1,2930
kg/m³
Gasometer-Füllung: 347k 347k m³ • 1,2930 kg/m³
448,7 t
Eichenholz
≈0,8000
Balken (Quader):
 4m   • 25cm • 0,12cm =
40dm•2,5dm•1,2dm


120 dm³ • 0,8 kg/dm³


96 kg
Kupfer
≈8,9400
Draht: 50m, Querschnitt: 4mm²
500 dm   • 0,0004 dm² =
5 dm   • 0,04 dm² = 0,2 dm³


0,2 dm³ • 8,94 kg/dm³


1,788 kg
Blei
11,3400
Würfel: Kantenlänge 12 cm
1,2³ dm³ = 1,728 dm³
1,728 dm³ • 11,34 kg/dm³
19,6 kg
Gold
19,3020
Kugel: Radius 5 cm = ½ dm
4/3 • π • ½ ³ dm³ = π/6 dm³
π/6 dm³ • 19,3 kg/dm³
10,1 kg
   
* falls die Einheit fehlt, gilt der Standard: mg/mm³ = g/cm³ = kg/dm³ = t/m³ = Gt/km³
  
   
CO2-Ausstoß

Der Ausstoß des Treibhausgases Kohlendioxid (CO2) eines PKW wird überlicherweise in Gramm pro Kilometer (g/km) angegeben, z.B.
EU-Grenzwert für Neuwagen: ab 2015: 130 g/km; ab 2020: 95 g/km.

Pro Jahr z.B. 15000 km • 95g/km = 1.425.000 g = 1.425 kg = 1,425 t.

Mit dem 2°C-Ziel für die globale Erwärmung vereinbar sind derzeit (2017) im globen Durchschnitt nur maximal 2,5 Tonnen pro Erdbewohner, die allerdings bei wachsender Erdbevölkerung schnell weiter gesenkt werden müssen auf 2 t/Kopf. Derzeit (2017) werden im Durchschnitt rund 5 t / Kopf ausgestoßen, also doppelt so viel wie klimaverträglich.
  

Stand: 10.11.17/zgh
| Treibhausgase | Energie & Ressourcen |
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