1.7
W nauce pomiar to przypisanie wartości liczbowej do cechy, takiej jak masa, rozmiar i temperatura materii.
Każdy pomiar dostarcza dwóch rodzajów informacji. Pierwszym z nich jest liczba – rozmiar lub wielkość pomiaru. Drugi to jednostka – standard porównawczy dla pomiaru.
Tak więc, gdy woda wrze w temperaturze 100 °C, liczba 100 reprezentuje wielkość pomiaru, a °C reprezentuje jednostkę. Razem oddają one względną wielkość właściwości danej materii – temperatury wrzenia.
Bez jednostek liczba może być bez znaczenia lub myląca. Na przykład, jeśli wysokość wieży Eiffla wynosi 300, bez podania jednostek, kontekst tej liczby 300 jest niejasny. Oznacza to, że wieża Eiffla może być stosunkowo wysoka lub bardzo niska, ale bez jednostek do porównania trudno to ocenić.
Czasami podawana jest również trzecia forma informacji, błąd. Dane te wskazują na niepewność pomiaru.
W związku z tym, aby dokładnie mierzyć i raportować różne właściwości materii, opracowano powszechne systemy miar. Międzynarodowy Układ Jednostek Miar lub układ SI jest powszechnie używany przez naukowców.
W układzie SI ustalono jednostki miary dla 7 podstawowych właściwości – długości, masy, czasu, temperatury, prądu elektrycznego, ilości substancji i natężenia światła. Są to tak zwane jednostki standardowe lub jednostki podstawowe. Spośród nich jednostki podstawowe dla pierwszych czterech właściwości są najczęściej stosowane w chemii.
Standardową jednostką długości w układzie SI jest metr, reprezentowany przez symbol jednostki "m". Dłuższe odległości są często podawane w kilometrach lub "km", gdzie 1 kilometr jest równy 1000 metrów. I odwrotnie, krótsze odległości można podawać w centymetrach lub "cm", gdzie 1 centymetr jest równy 0,01 metra; lub milimetrów, "mm", gdzie 1 milimetr jest równy 0,001 metra.
Podobnie standardową jednostką masy w układzie SI jest kilogram, reprezentowany przez symbol jednostki "kg". Kilogram jest równy 1000 gramów.
Temperatura to kolejna podstawowa właściwość, z jednostką SI kelwinów i symbolem jednostki "K" zapisanym wielkimi literami. Jest to wyświetlane bez słowa "stopień" lub symbolu stopnia, aby odróżnić go od stopni Celsjusza i stopni Fahrenheita. Dla przykładu, woda wrze w temperaturze 373.15 K, a normalna temperatura ciała człowieka wynosi około 310 K.
Czwartą najczęściej używaną jednostką podstawową jest druga, jednostka czasu SI, o symbolu jednostki "s". Podczas gdy krótsze interwały czasowe mogą być wyrażone w milisekundach, gdzie 1 milisekunda jest równa 0,001 sekundy, dłuższe interwały czasowe mogą być wyrażone jako megasekundy, gdzie 1 megasekunda jest równa 1 milionowi sekund. Alternatywnie używane są również jednostki inne niż SI, takie jak godziny, dni i lata.
Każdy pomiar dostarcza trzech rodzajów informacji: rozmiaru lub wielkości pomiaru (liczba), miary pomiaru (jednostka) oraz wskazania niepewności pomiaru. Chociaż liczba i jednostka są dokładnie opisywane podczas zapisywania wielkości, niepewność jest związana z błędami w wynikach pomiarów.
Liczbę w pomiarze można przedstawić na różne sposoby, w tym w formie dziesiętnej czy w formie notacji naukowej, znanej również jako notacja wykładnicza. Na przykład maksymalna masa startowa samolotu Boeing 777-200ER wynosi 298 000 kilogramów, co można również zapisać jako 2,98 × 105 kg.
Jednostki, takie jak litry, funty i centymetry, są standardami porównawczymi pomiarów. Butelka napoju bezalkoholowego o pojemności 2 litrów zawiera objętość napoju dwukrotnie większą niż dopuszczalna objętość 1 litra. Bez jednostek liczba może być pozbawiona znaczenia lub myląca, a nawet może potencjalnie zagrażać życiu. Załóżmy, że lekarz przepisuje fenobarbital w celu opanowania napadów padaczkowych pacjenta i podaje dawkę „100” bez określenia jednostek. Będzie to nie tylko dezorientujące dla lekarza podającego dawkę, ale może również nieść tragiczne konsekwencje: 100 mg podawane trzy razy dziennie może być skuteczne jako lek przeciwdrgawkowy, ale pojedyncza dawka 100 g to ponad 10-krotność dawki śmiertelnej.
Jednostki miary siedmiu podstawowych właściwości („jednostek podstawowych”): długości, masy, czasu, temperatury, prądu elektrycznego, ilości substancji i natężenia światła zostały ustalone w porozumieniu międzynarodowym. Nazywa się je Międzynarodowym Układem Jednostek lub Jednostkami SI. Jednostki innych właściwości można wyprowadzić z tych siedmiu jednostek podstawowych. Używane w życiu codziennym jednostki miary są często definiowane jako ułamki lub wielokrotności innych jednostek. Mleko jest zwykle pakowane w pojemniki o pojemności 1 galona (4 kwarty), 1 kwarty (0,25 galona) i jednego kufla (0,5 kwarty). To samo podejście jest stosowane w przypadku jednostek SI, ale te ułamki lub wielokrotności są zawsze potęgami liczby 10. Nazwy wielu jednostek SI opierają się na przedrostku i nazwie jednostki podstawowej. Na przykład długość 1000 metrów jest również nazywana kilometrem, ponieważ przedrostek kilo oznacza „tysiąc”, co w notacji naukowej wynosi 103 (1 kilometr = 1000). m = 103 m).
Początkowe jednostki systemu metrycznego, który ostatecznie przekształcił się w system SI, powstały we Francji podczas Rewolucji Francuskiej. Pierwotne standardy metra i kilograma zostały tam przyjęte w 1799 roku, a następnie w innych krajach. Poniżej przedstawiono cztery podstawowe jednostki SI powszechnie stosowane w chemii.
Standardową jednostką długości w układzie SI jest metr (m). Metr definiuje się jako odległość, jaką światło pokonuje w próżni w ciągu 1/299 792 458 sekundy. Dłuższe odległości są często podawane w kilometrach (1 km = 1000 m = 103 m), podczas gdy krótsze odległości można podawać w centymetrach (1 cm = 0,01 m = 10-2 m) lub milimetrach (1 mm = 0,001 m = 10-3 m).
Standardową jednostką masy w układzie SI jest kilogram (kg). Kilogram definiuje się jako masę obiektu wzorcowego - metalowego cylindra wykonanego ze stopu platyny i irydu o wysokości i średnicy 39 mm. Mówi się, że każdy obiekt o tej samej masie co to odniesienie ma masę 1 kilograma. Gram (g) jest dokładnie równy 1/1000 masy kilograma (10-3 kg).
Terminu „waga” często używa się zamiennie z określeniem „masa”. Jednak te dwie ilości są różne. Podczas gdy masa obiektu mierzy ilość zawartej w nim materii, jego waga mierzy siłę grawitacji wywieraną na materię. Na przykład, gdybyśmy mogli zważyć się na Księżycu, który ma słabszą grawitację niż Ziemia, ważylibyśmy mniej niż na Ziemi. Jednakże masa – ilość materii w naszym ciele – pozostanie taka sama.
Jednostką temperatury w układzie SI jest kelwin (K), chociaż w układzie SI dozwolony jest również stopień Celsjusza (°C), przy czym do pomiarów stopni Celsjusza używane jest zarówno słowo „stopień”, jak i symbol stopnia. Stopnie Celsjusza mają tę samą wielkość co Kelwiny, ale w obu skalach zera są umieszczane w różnych miejscach. Woda z definicji zamarza w temperaturze 273,15 K (0 ° C) i wrze w temperaturze 373,15 K (100 ° C), a normalna temperatura ciała człowieka wynosi około 310 K (37 ° C). Skala Fahrenheita (°F) to kolejna powszechnie stosowana jednostka pomiaru temperatury. W skali Fahrenheita woda zamarza w temperaturze 32°F i wrze w temperaturze 212°F, a normalna temperatura ciała człowieka wynosi 96°F.
Podczas gdy skale Fahrenheita i Celsjusza pozwalają na ujemne temperatury, skala Kelvina, zwana także skalą absolutną, nie. W skali Kelvina 0 K to najniższa temperatura, znana jako zero absolutne.
Skale temperatur można wzajemnie konwertować przy użyciu następujących wzorów przeliczeniowych:


Podstawową jednostką czasu w układzie SI jest sekunda (s). Małe i duże przedziały czasowe można wyrazić za pomocą odpowiednich przedrostków. Na przykład:


Alternatywnie można zastosować godziny, dni i lata.
W nauce pomiar to przypisanie wartości liczbowej do cechy, takiej jak masa, rozmiar i temperatura materii.
Każdy pomiar dostarcza dwóch rodzajów informacji. Pierwszym z nich jest liczba – rozmiar lub wielkość pomiaru. Drugi to jednostka – standard porównawczy dla pomiaru.
Tak więc, gdy woda wrze w temperaturze 100 °C, liczba 100 reprezentuje wielkość pomiaru, a °C reprezentuje jednostkę. Razem oddają one względną wielkość właściwości danej materii – temperatury wrzenia.
Bez jednostek liczba może być bez znaczenia lub myląca. Na przykład, jeśli wysokość wieży Eiffla wynosi 300, bez podania jednostek, kontekst tej liczby 300 jest niejasny. Oznacza to, że wieża Eiffla może być stosunkowo wysoka lub bardzo niska, ale bez jednostek do porównania trudno to ocenić.
Czasami podawana jest również trzecia forma informacji, błąd. Dane te wskazują na niepewność pomiaru.
W związku z tym, aby dokładnie mierzyć i raportować różne właściwości materii, opracowano powszechne systemy miar. Międzynarodowy Układ Jednostek Miar lub układ SI jest powszechnie używany przez naukowców.
W układzie SI ustalono jednostki miary dla 7 podstawowych właściwości – długości, masy, czasu, temperatury, prądu elektrycznego, ilości substancji i natężenia światła. Są to tak zwane jednostki standardowe lub jednostki podstawowe. Spośród nich jednostki podstawowe dla pierwszych czterech właściwości są najczęściej stosowane w chemii.
Standardową jednostką długości w układzie SI jest metr, reprezentowany przez symbol jednostki "m". Dłuższe odległości są często podawane w kilometrach lub "km", gdzie 1 kilometr jest równy 1000 metrów. I odwrotnie, krótsze odległości można podawać w centymetrach lub "cm", gdzie 1 centymetr jest równy 0,01 metra; lub milimetrów, "mm", gdzie 1 milimetr jest równy 0,001 metra.
Podobnie standardową jednostką masy w układzie SI jest kilogram, reprezentowany przez symbol jednostki "kg". Kilogram jest równy 1000 gramów.
Temperatura to kolejna podstawowa właściwość, z jednostką SI kelwinów i symbolem jednostki "K" zapisanym wielkimi literami. Jest to wyświetlane bez słowa "stopień" lub symbolu stopnia, aby odróżnić go od stopni Celsjusza i stopni Fahrenheita. Dla przykładu, woda wrze w temperaturze 373.15 K, a normalna temperatura ciała człowieka wynosi około 310 K.
Czwartą najczęściej używaną jednostką podstawową jest druga, jednostka czasu SI, o symbolu jednostki "s". Podczas gdy krótsze interwały czasowe mogą być wyrażone w milisekundach, gdzie 1 milisekunda jest równa 0,001 sekundy, dłuższe interwały czasowe mogą być wyrażone jako megasekundy, gdzie 1 megasekunda jest równa 1 milionowi sekund. Alternatywnie używane są również jednostki inne niż SI, takie jak godziny, dni i lata.
From Chapter 1:
Now Playing
Introduction: Matter and Measurement
63.3K Views
Introduction: Matter and Measurement
72.7K Views
Introduction: Matter and Measurement
53.2K Views
Introduction: Matter and Measurement
95.0K Views
Introduction: Matter and Measurement
80.0K Views
Introduction: Matter and Measurement
149.1K Views
Introduction: Matter and Measurement
46.3K Views
Introduction: Matter and Measurement
42.5K Views
Introduction: Matter and Measurement
95.2K Views
Introduction: Matter and Measurement
38.8K Views
Introduction: Matter and Measurement
59.4K Views
Introduction: Matter and Measurement
52.6K Views