Литр

Литр — единица объёма и вместимости, равная одному кубическому дециметру (дм³). В Международной системе единиц (СИ) литр не является основной единицей, но допускается к применению наравне с единицами СИ. Литр широко используется в быту, торговле, промышленности и науке для измерения объёмов жидкостей и сыпучих тел. Обозначается строчной буквой «л» (в России) или «L» (в международной практике). Эталоном литра считается объём, занимаемый одним килограммом чистой воды при температуре максимальной плотности (4 °C) и нормальном атмосферном давлении (101 325 Па).

История

Происхождение термина

Слово «литр» происходит от французского litre, которое, в свою очередь, восходит к греческому λίτρα (litra) — древнегреческой единице веса, равной примерно 327 граммам. В Средние века в Европе существовали различные местные меры объёма, часто называемые «литрами» или «либрами», но их значения варьировались от региона к региону.

Метрическая система

Современное определение литра связано с введением метрической системы мер во Франции в конце XVIII века. После Французской революции Национальное собрание поручило Академии наук разработать единую десятичную систему. В 1795 году был принят закон, установивший литр как единицу объёма, равную объёму куба со стороной в один дециметр. Первоначально литр определялся через массу воды: 1 литр = 1 килограмму дистиллированной воды при температуре таяния льда (0 °C). Однако в 1799 году эталон был пересмотрен: за основу взяли температуру 4 °C, при которой вода имеет наибольшую плотность. В 1879 году на Международной конференции по мерам и весам литр был официально определён как объём одного килограмма чистой воды при 4 °C и атмосферном давлении 760 мм рт. ст.

Переход к кубическому дециметру

В 1901 году на 3-й Генеральной конференции по мерам и весам (ГКМВ) литр был переопределён как объём одного килограмма чистой воды при 4 °C и давлении 1 атмосфера. Однако это определение оказалось неудобным, так как точное измерение массы воды требовало сложных условий. В 1964 году на 12-й ГКМВ было принято решение вернуться к исходному геометрическому определению: литр — это 1 кубический дециметр. С тех пор литр и кубический дециметр считаются тождественными единицами, хотя в метрологии сохраняется незначительная разница, связанная с историческими эталонами (1 литр ≈ 1,000028 дм³ по старому определению). В 1979 году на 16-й ГКМВ было рекомендовано не использовать литр в точных научных измерениях, допуская его только для бытовых и коммерческих целей.

Определение и соотношения

Современное определение

Согласно действующему ГОСТу и Международной системе единиц, 1 литр = 1 дм³ = 0,001 м³. Это объём куба с ребром длиной 10 сантиметров. Литр не является единицей СИ, но входит в число внесистемных единиц, допускаемых к применению наравне с единицами СИ.

Соотношения с другими единицами

• 1 литр = 1000 миллилитров (мл)
• 1 литр = 100 сантилитров (сл) — редко используемая единица
• 1 литр = 1,0567 жидких кварт США (US liquid quart)
• 1 литр = 0,2642 галлона США (US gallon)
• 1 литр = 0,21997 имперского галлона (UK gallon)
• 1 литр = 2,1134 пинты США
• 1 литр = 1,7598 имперской пинты
• 1 литр = 0,0353 кубического фута
• 1 литр = 61,0237 кубического дюйма

Кратные и дольные единицы

В метрической системе для литра используются стандартные приставки СИ:

• Миллилитр (мл) — 10⁻³ л
• Сантилитр (сл) — 10⁻² л (используется редко, в основном в кулинарии некоторых стран)
• Децилитр (дл) — 10⁻¹ л (применяется в рецептах и в некоторых европейских странах для измерения молока и напитков)
• Гектолитр (гл) — 10² л (используется в виноделии, пивоварении и для измерения урожая зерна)
• Килолитр (кл) — 10³ л (редко, в основном в промышленности)

Применение

Быт и торговля

Литр — основная единица измерения объёма жидкостей в быту. Вода, молоко, соки, напитки, масла, бензин и другие жидкости продаются в литровой и миллилитровой фасовке. В России и большинстве стран мира цены на топливо на автозаправочных станциях указываются за литр. В продуктовых магазинах объём жидких продуктов (молоко, кефир, растительное масло) маркируется в литрах или миллилитрах. Для сыпучих продуктов (мука, сахар, крупы) литр также используется как мера объёма, хотя в торговле чаще применяют килограммы.

Кулинария

В рецептах объём ингредиентов часто указывается в литрах и миллилитрах. Стандартный мерный стакан имеет шкалу в миллилитрах. В профессиональной кулинарии и пищевой промышленности литр является стандартной единицей для жидких компонентов.

Медицина

В медицине литр и миллилитр используются для измерения объёмов жидкостей: дозировка лекарств (сиропы, растворы), объём инфузионных растворов (капельницы), объём крови при переливании, суточный диурез (объём мочи). Шприцы и капельницы градуируются в миллилитрах.

Промышленность и наука

В химической и нефтехимической промышленности литр применяется для измерения объёмов реагентов, растворителей, продуктов. В лабораториях мерные колбы, цилиндры и пипетки имеют градуировку в миллилитрах. В метеорологии количество осадков измеряется в миллиметрах водяного столба, но объём выпавшей воды на единицу площади часто пересчитывают в литры на квадратный метр (1 мм осадков = 1 л/м²).

Автомобильная и транспортная отрасль

Объём двигателя внутреннего сгорания измеряется в литрах (например, 1,6 л, 2,0 л). Объём топливного бака автомобиля указывается в литрах. Расход топлива часто выражается в литрах на 100 километров пробега (л/100 км).

Интересные факты

• Литр и килограмм: При 4 °C один литр чистой воды имеет массу ровно 1 килограмм. Это соотношение легло в основу первоначального определения литра. Однако для других жидкостей, имеющих иную плотность, масса литра может отличаться: например, литр молока весит около 1,03 кг, литр бензина — около 0,71–0,77 кг.
• Литр в разных странах: В США и Великобритании литр используется наряду с традиционными единицами (галлоны, кварты, пинты), но в быту американцы чаще пользуются жидкими унциями и чашками. В Великобритании имперская система мер официально заменена метрической, но в обиходе сохраняются пинты (0,568 л) для пива и молока.
• Точность измерений: В метрологии литр считается менее точной единицей, чем кубический дециметр, из-за исторических расхождений. В Международном бюро мер и весов (МБМВ) не хранят эталон литра — эталоном является кубический дециметр.
• Литр в космосе: На Международной космической станции (МКС) объём жидкостей измеряется в литрах, но из-за невесомости жидкость не принимает форму сосуда, поэтому её объём измеряют косвенно, через массу и плотность.
• Литр в истории: В Российской империи до введения метрической системы (1918 год) использовались ведро (12,299 л), штоф (1,2299 л) и чарка (0,123 л). После Октябрьской революции 1918 года Декретом Совнаркома РСФСР была введена метрическая система, и литр стал официальной единицей объёма.

Критика и ограничения

Несмотря на широкое распространение, литр имеет ряд недостатков с точки зрения метрологии. Во-первых, его определение через кубический дециметр делает его зависимым от точности измерения длины (дециметра), что вносит потенциальную погрешность. Во-вторых, при высоких температурах и давлениях объём жидкости меняется, поэтому литр как единица объёма не учитывает тепловое расширение. В связи с этим в точных научных исследованиях (например, в физической химии) предпочитают использовать кубический метр или его дольные единицы. Кроме того, в некоторых отраслях (например, в авиации и ракетостроении) объём топлива измеряют в килограммах, а не в литрах, чтобы избежать влияния температуры на плотность.

Источники

• ГОСТ 8.417-2002 «Государственная система обеспечения единства измерений. Единицы величин»
• Международное бюро мер и весов (BIPM). «The International System of Units (SI)», 9th edition, 2019
• «История метрической системы мер». — М.: Издательство стандартов, 1975
• «Физическая энциклопедия» / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Советская энциклопедия, 1988–1998
• «Справочник по единицам измерения» / Под ред. К. П. Широкова. — М.: Наука, 1980