測定：標準単位

すべての測定において、測定したサイズまたは大きさ（数値）、測定の比較基準（単位）、および測定の不確実性の指標という 3 種類の情報が提供されます。 数量が書き込まれると、数値と単位は明示的に表されるが、不確実性は測定結果のエラーの一部を反映しています。

測定値の数値は、 10 進法や科学的記数法、つまり指数表記など、さまざまな方法で表すことができます。 たとえば、ボーイング 777-200ER 旅客機の最大重量は 298,000 kg で、 2.98 × 105 kg と表記することもできます。  

単位（リットル、ポンド、センチメートルなど）は、測定の比較基準です。 2 リットルのソフトドリンクのボトルには、 1 リットルの許容量の 2 倍の量の飲料が入っています。 単位がない場合、数値は無意味で混乱したり、生命を脅かす可能性すらあります。 ある医師が、患者のけいれんをコントロールするためにフェノバルビタールを処方し、単位を指定せずに「 100 」の用量を指示するとします。 これは容量を調製する医療スタッフを混乱させるだけでなく、結果は切迫したものになる場合もあります :1 日 3 回で与えられる 100 mg は抗痙攣として有効である場合もあるが、 一回100 g の量は致死量の 10 倍以上です。

国際単位系（ SI 単位系）

長さ、質量、時間、温度、電流、 物質量と光度、この７つの基本的性質の計測単位（基本単位）は国際的な合意により固定されています。 これらは国際単位系（ SI 単位系）と呼ばれます。その他の性質の単位は、これらの 7 つの基本単位から派生することができます。 日常の測定単位は、多くの場合、他の単位の分数または倍数として定義されます。 ミルクは一般に 1 ガロン (4 クォート ) 、 1 クォート (0.25 ガロン ) および 1 パイント (0.5 クォート) の容器に入っています。 この方法は SI 単位でも使用されているが、これらの分数または倍数は常に 10 の累乗です。 分数または倍数の SI 単位には、接頭語と基本単位を用いて名前が付けられます。 たとえば、 1000 メートルの長さはキロメートルとも呼ばれます。これは、接頭語 キロ が「 1,000 」を意味し、科学的な表記では 10の3乗 （ 1 キロメートル = 1000 m = 103 m ）であるためです。

SI基本単位（ Standard SI Units ）

最終的に SI 単位系に発展した、メートル系の初期単位は、フランスでフランス革命時に確立されました。 メートルとキログラムの最初の基準は 1799 年に採用され、最終的には他の国によって採用されました。 化学で一般的に使用される 4 つの SI 基本単位を以下に示します。

1. 長さ

SI 単位系の長さの標準単位はメートル（ m ）です。 メートルは、 真空において1 秒の 1/299,792,458 に光が移動する距離として定義されます。 長い距離はキロメートル（ 1 km = 1000 m = 103 m ）で表されることが多く、短い距離はセンチメートル（ 1 cm = 0.01 m = 10 – 2 m ）またはミリメートル（ 1 mm = 0.001 m = 10 ^{– 3} m ）で表します。

2. 質量

SI 単位系の質量の標準単位はキログラム（ kg ）です。 キログラムは、基準物質の質量によって定義されます。基準物質は、高さと直径が 39 mm のプラチナ – イリジウム合金製の金属円柱です。 この基準物質と同じ質量を持つすべての物体は、 1 キログラムの質量を持つと言われています。 グラム（ g ）は、キログラム（ 10 ～ 3 kg ）の 1/1000 と正確に等しくなります。

「重量」という用語は、「質量」と同じ意味で使用されることがよくあります。 ただし、 2 つの量は異なります。 物体の質量はその中の物質の量を測定しますが、重量はその物質にかかる重力を測定します。 例えば、地球よりも重力が弱い月の上で自分たちの体重を測定できれば、地球よりも体重が少なくなります。 しかし、質量（私たちの体の物質の量）は同じままです。

3. 温度

SI 単位の温度はケルビン（ K ）ですが、 SI 単位系では摂氏（ ° C ）も使用でき、どちらも「度」という符号が使われます。 摂氏はケルビンと同じ大きさですが、 2 つの目盛りはゼロの位置が異なります。 水は 273.15 K （ 0 ° C ）で凍結し、 373.15 K （ 100 ° C ）で沸騰します。人の正常な温度は約 310 K （ 37 ° C ）です。 華氏（ ° F ）は、温度を測定するために一般的に使用されるもう 1 つの単位です。 華氏では、水は 32 ° F で凍結し、 212 ° F で沸騰し、人の正常な温度は 96 ° F です。  

華氏と摂氏は負の温度を許容しますが、絶対温度とも呼ばれるケルビン温度は許容しません。 ケルビン温度では、 0 K は絶対零度と呼ばれる最低温度です。  

温度スケールは、次の変換式を使用して変換することができます。

4. 時間

時間の SI 基本単位は秒 (s) です。 小さい時間間隔と大きい時間間隔は、適切な接頭語で表すことができます。 例：  

または、時間、日、年を使用することもできます。

このテキストは 、 Openstax 、 Chemistry 2e 、 Section 1.4 ： Measurements から引用しています。