| Referenz | Gran (gr) | Kilogramm (kg) |
|---|---|---|
| A sheet of A4 paper (80 gsm) | 77.1618 gr | 0.005 kg |
| One litre of water | 15432.4 gr | 1 kg |
| Average adult human | 1080265 gr | 70 kg |
| A small car | 21605302 gr | 1400 kg |
Das Grain ist eine Masseneinheit und entspricht genau 64,79891 Milligramm. Sein Zeichen ist gr. Es ist die kleinste Einheit im britisch-imperialen und im US-amerikanischen System und die einzige, die Avoirdupois, Troy und das Apothekersystem in identischer Größe teilen, was sie zum Angelpunkt der Umrechnungen zwischen ihnen macht.
Ihr Ursprung ist landwirtschaftlich und wörtlich: ein Gerstenkorn, in manchen Überlieferungen ein Weizenkorn, als natürlicher Maßstab genommen, weil Samen einer Ernte bemerkenswert gleichförmig ausfallen. Das englische Statut von 1266 definierte den Penny als das Gewicht von zweiunddreißig Weizenkörnern aus der Mitte der Ähre. Diese Bestimmung hielt sich im Grundsatz bis ins neunzehnte Jahrhundert, als das Grain gesetzlich gegen das Pfund und nicht mehr gegen ein Saatkorn festgelegt wurde. Siebentausend Grain ergeben ein Avoirdupois-Pfund, 5760 ein Troy-Pfund.
Am lebendigsten ist die Einheit heute bei Feuerwaffen. Geschossmassen werden nahezu weltweit in Grain angegeben, sodass ein 55-Grain-Büchsengeschoss oder ein 230-Grain-Pistolengeschoss unter Schützen überall gängige Sprache ist, auch in metrischen Ländern. Auch Pulverladungen wiegt man in Grain, und Wiederladewaagen sind darin geeicht.
Die Pharmazie nutzte das Grain jahrhundertelang, und die Fünf-Grain-Aspirintablette ist der Vorfahr der heutigen 325-Milligramm-Tablette, einer Zahl, die metrisch willkürlich und in den alten Einheiten selbstverständlich wirkt. Zahnmedizin, Pfeil- und Bogenbauteile sowie der Perlen- und Edelsteinhandel halten sie stellenweise ebenfalls in Gebrauch.
Seine bemerkenswerteste Eigenschaft ist, dass er in jedem englischen Gewichtssystem derselbe ist. Troygewicht, Handelsgewicht und Apothekergewicht teilen oberhalb des Grans verschieden — ein Troypfund hat 5760 Gran, ein Handelspfund 7000 —, doch alle drei ruhen auf demselben Gran von 64,79891 Milligramm. Damit war das Gran die gemeinsame Münze, an der sich die Gewichte eines Goldschmieds und die eines Krämers vergleichen ließen, und darum überlebte die Einheit die Normung, während ihre größeren Verwandten gestutzt wurden. Wer Patronen selbst lädt, nutzt heute dieselbe Feinheit: Pulverladungen werden auf ein Zehntel Gran genau gewogen, etwa sechs Milligramm, denn ein kleiner Fehler in der Ladung erzeugt eine große Änderung des Drucks.
Ein Grain entspricht genau 64,79891 Milligramm, einem Siebentausendstel Avoirdupois-Pfund oder etwa 0,002286 Unzen.
Das Kilogramm ist die Basiseinheit der Masse im Internationalen Einheitensystem. Sein Zeichen ist kg. Es ist die einzige Basiseinheit, deren Name einen Vorsatz trägt, ein Erbe des frühen metrischen Systems, das nie bereinigt wurde.
Über ein Jahrhundert lang war das Kilogramm durch ein einziges Objekt definiert: einen Zylinder aus Platin-Iridium, aufbewahrt im Internationalen Büro für Maß und Gewicht in Sèvres bei Paris. Vierzig amtliche Kopien gingen an die Mitgliedstaaten und wurden in langen Abständen mit dem Prototyp verglichen. Diese Vergleiche zeigten über hundert Jahre eine langsame Abweichung von mehreren Dutzend Mikrogramm zwischen dem Prototyp und seinen Kopien, ohne dass sich sagen ließ, welcher sich verändert hatte. Eine Einheit, die sich nur durch ein Objekt definieren ließ, das niemand überprüfen konnte, war für ein auf Reproduzierbarkeit gegründetes System peinlich.
Die Neudefinition trat am 20. Mai 2019 in Kraft. Das Kilogramm ist nun festgelegt, indem der Planck-Konstante ein exakter Wert zugewiesen wird, 6,62607015 mal zehn hoch minus vierunddreißig Joulesekunden, was die Masse über die Quantenmechanik an Zeit und Länge bindet. Praktisch erfolgt die Darstellung mit einer Kibble-Waage, die eine Masse gegen eine elektromagnetische Kraft abwägt, deren Betrag in elektrischen Größen bekannt ist, oder durch Zählen der Atome in einer nahezu perfekten Siliciumkugel. Jedes hinreichend ausgestattete Labor kann die Einheit heute selbst darstellen.
Der Alltag bleibt davon unberührt. Körpergewicht, Einkäufe, Gepäckfreigrenzen, Fracht und die Masseseite fast jeder technischen Rechnung stehen in Kilogramm, und der internationale Prototyp liegt weiterhin im Tresor, als historisches Objekt und nicht als Definition.
Die neue Festlegung zu verwirklichen verlangt ein Gerät statt eines Gegenstands. Eine Kibble-Waage hält eine Masse gegen eine elektromagnetische Kraft, deren Wert aus dem Planckschen Wirkungsquantum folgt, und vergleicht so mechanische und elektrische Leistung unmittelbar; ein zweites Verfahren zählt die Atome einer nahezu vollkommenen Kugel aus Silizium-28, deren Durchmesser und Gitterabstand auf wenige Teile in einer Milliarde bekannt sind. Beide Wege stimmen auf etwa zwanzig Mikrogramm im Kilogramm überein, und jedes Labor, das eines baut, kann heute seinen eigenen Primärstandard herstellen. Das ist der praktische Gewinn der Änderung: Masse muss nicht mehr auf einen einzigen Zylinder in einem Tresor zurückgeführt werden, und kein Unglück an ihm kann die Einheit verschieben.
Ein Kilogramm entspricht 1000 Gramm, etwa 2,20462 Pfund oder rund 35,274 Unzen.