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第4章
单位与测量

国际单位制 (SI) 表述测量数据是在化学研究过程中的首选方法。它为每种物理量的测量提供了一个单位。

科学家们发明了用一系列“SI词头”来表示测量值的方法,在这套表示方法中,不同的词头代表着测量值的“基数”乘10 n 倍。通过调整国际单位的前缀,我们可以用它们来表示任意大小的测量结果。

单位换算

单位换算 是一种数学方法,用于将实际测量的单位折换为解决问题所需的单位。

两种单位在进行 换算 的过程中存在某种 换算关系

假设一辆模型车长15英寸,相当于多少厘米呢?

首先,你需要知道英寸(in)与厘米(cm)之间的换算关系。

英寸与厘米的换算关系是1英寸=2.54厘米。

可以写成如下三种方式:

换算系数取决于数据的原始单位和需要转换成的单位。

上述情况下,你需要知道1英寸相当于多少厘米,所以你会使用这个换算关系:

将给定的长度(15英寸)乘换算系数,便可以得到转换之后的数字,并且以厘米为单位。计算过程如下:

所以,模型车的长度是38.1厘米。

灵活利用单位换算来进行不同的计算是一种解决问题的方法(相同的单位在相互转化的过程中,换算系数为1)。

如果你测量的数据以千米为单位,现在需要用厘米为单位来表示它,那么转化的过程是怎样的呢?

1 .先转化为米。

2 .再将米转化为厘米。

测量的类型

国际单位制中对每一种物理量都规定了一个标准单位。

长度→米(m): 两点之间的距离。

体积→立方米(m 3 物体所占空间的大小。

质量→千克(kg) 在固体、液体、气体中所含物质的多少。

质量和重量是不同的。

如果你去了月球,你的质量不会改变,但你的重量将会减小。这是因为月球的引力大约是地球的

时间→秒(s): 一个事件持续的长短。时间的国际单位是秒,但也可以使用分钟、小时、天、月和年。

密度→千克每立方米(kg/m 3 ): 单位体积的物质所具有的质量。

热力学温度→开尔文(K): 热力学温标表示的温度叫热力学温度。它是国际单位制中的七个基本单位之一。

热量→焦耳(J): 由温度差所引起的传递的能量。

热力学温度的单位是开尔文(K),但大多数科学家使用摄氏度(℃),它是热力学温度单位的转换单位。

将摄氏温度换算成热力学温度的公式:

在美国,华氏温度是常用的温度单位。以下是将华氏温度转换为摄氏温度的公式:

压强: 施加在单位面积上的力。

压强的国际单位是帕斯卡(Pa),也称为牛顿每平方米(N/m 2 )。

千帕和帕之间的换算关系是 1000Pa=1kPa

使用有效数字

有效数字对测量的准确度和精密度来说很重要,呈现的数字必须是实际测量值。根据设备本身的准确度,进行一次估读,这是正确的测量所允许的。例如,如果量筒有可见的刻度,显示几十、一和十分之一的刻度,最后的测量应该报告到百分之一。这是我们能看到的最后一条“实际”刻度线(十分位)后再加上一个百分位估读数值的结果。

精确的有效数字是由测量工具的精密度决定的。例如,用下面这把尺子可以准确地测量出铅笔的长度。

有效数字的规则

1. 所有非零数字都是有效的,它们必须被记录。

例如,452 mL就有三位有效数字。

2. 在非零数字之间“夹”的零是有效的,它们必须被记录。测量结果是否为小数并不重要。

例如:

23.408g有5位有效数字。

408g有3位有效数字。

8.04g有3位有效数字。

3. 不在非零数字之间“夹”的零。

如果存在小数点,则从左到右读取该数值 。从第一个非零数字开始计算有效数字。末尾的零要被算作有效数字。

例如:

6.0 g有2位有效数字。

6.00 g有3位有效数字。

如果小数点不存在,请从右向左读取该值: 从第一个非零数字开始计算有效数字。

58 00g有2位有效数字。

4040 mm有3位有效数字。

5 00 mg有1位有效数字。

不同的精密度

当两个测量装置有不同的精密度时该怎么办呢?

检查所学

1. 质量和重量有什么区别?

2. 压强的单位名称是什么?

3. 把摄氏度换算成华氏度的公式是什么?将65℃转换为华氏度之后的数值为多少?

4. 什么是换算关系?给出英寸到厘米的换算关系。

5. 3.45英尺(ft)等于多少厘米?(5280 ft=1.609 km)

6. 热量和温度有什么区别?

7. 为什么需要使用有效数字?

8. 四舍五入时,何时舍,何时入?

答案见下一页

核对答案

1. 质量是指固体、液体或气体中所包含的物质的量。重量是指有质量的物体在引力场中所受到的重力的大小。

2. 帕斯卡。

3. 将摄氏度转换为华氏度的计算方法是

将65 ℃转换成华氏度的计算是

4. 换算关系表示两个单位之间的关系。英寸到厘米的换算有三种表示方法:

1 in=2.54 cm

或者1 in / 2.54 cm

或者2.54 cm / 1 in

5. 换算关系为

5280 ft=1.609 km

1 km=100000 cm

6. 热量是由温度差所引起的传递的能量。温度衡量的是体系中原子或分子的平均动能。

7. 有效数字对测量的准确度和精密度来说很重要。被报告的数字必须是实际测量得到的,而不是猜测的。这种测量结果是可以与真实值做比较的。

8. 在进行四舍五入的处理时,首先确定你要将已知数四舍五入到哪位,观察四舍五入的数位右侧数位上的数字,如果该数位上的数字在5到9之间,则需要进位。如果该数位上的数字在0到4之间,则将其舍去,前一位不变。 4iCMjDAGV9fWXOyGBVhUKONkPo6WeijELknjyZqKbHSY4GFz61SgpNmKGoufZuPO

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