Содержание

Количество или колличество: как правильно пишется слово?

Произношение некоторых слов в русском языке вводит в заблуждение при их написании. Многие руководствуются правилом: как слышится, так и пишется. Но это не так. Любое слово в русском языке можно проверить, за исключением словарных. Их правописание следует заучивать по мере того, как слова встречаются на письме либо в речи. Одно из таких слов – количество. Ввиду того, что в середине находится звонкий сонорный л, при письме рука непроизвольно пытается удвоить его. Однако это предположение ошибочно. Для того чтобы понять правописание слова, обратимся к этимологии — колличество или количество как правильно писать?

Правописание слова

Согласно источникам, слово количество произошло от церковно-славянского коликий, что означает который. В слове коликий, которое является первоисточником, присутствует лишь одна буква л. В таком же виде, то есть с одной л, слово перекочевало в повседневную речь и по-прежнему остается неизменным.

Для того чтобы сомнения отпали раз и навсегда можно воспользоваться словарем и убедиться, как правильно пишется слово количество. Ранее упоминалось о том, что словарные слова не поддаются проверкам, их нужно заучивать и запоминать. Слово количество является словарным, поэтому следует запомнить, что оно пишется с одной буквой -л в корне. Это единственный правильный вариант, без каких-либо исключений.

Примеры предложений

  1. Количество пролонгаций по данному договору превысило все допустимые лимиты.
  2. Увидев огромное количество ошибок в сочинении, учитель был удивлен и расстроен одновременно.
  3. Мария получила приглашение на семинар с пометкой о том, что количество мест ограничено.
  4. Маленьким детям необходимо ограничивать количество мультфильмов для просмотра, чтобы уберечь еще не сформировавшийся организм от излишних нагрузок на глаза.
  5. Небольшое количество сладостей не только не навредит фигуре, но и окажет благоприятное воздействие, поскольку вызывает позитивный настрой.
  6. В закромах султана хранились несметные богатства: несчитанное количество драгоценных камней, многочисленные золотые слитки, драгоценные украшения.
  7. Количество недочетов было строго регламентированным, поэтому каждый новый промах приближал сотрудника к увольнению.
  8. Увеличение количества рабочих мест непременно приведет к стабилизации экономики в стране.

Ошибочное написание слова

На первый взгляд слово количество достаточно простое, однако многие при написании продолжают делать ошибки. Ниже представлен перечень самых часто встречающихся ошибок при написании слова количество:

— колличество. Неверный вариант слова. В слове количество одна и только одна л, и это нужно запомнить.

— каличество. Неверное написание. Количество произошло от слова коликий, в корне употребляется гласная –о, и это единственный верный вариант. К тому же в первоисточнике корневая гласная является ударной.

— количиство. Неверно. Во избежание подобного рода ошибок нужно пользоваться словарем всякий раз, как возникают сомнения по поводу написания того или иного слова.

Синонимы слова количество

Наверняка каждый усвоил, что словарь – это must have каждого, кто сомневается в правописании слов. Однако часто случаются такие ситуации, когда под рукой нет словаря и возможности заглянуть в него, чтобы посмотреть правильное написание слова тоже. Это может быть экзамен, либо какая-то другая ситуация, оказавшись в которой человек из-за волнения забывает обо всем на свете. Отличный вариант – использовать синонимы к слову. Так, синонимами к слову количество являются следующие слова:

  • величина
  • число
  • численность
  • объем
  • метраж

Важно правильно в зависимости от контекста употребить синоним, чтобы не навредить смыслу текста, а напротив украсить его грамотной красивой речью.

Заключение

Безусловно, грамотная речь является украшением любого человека. Однако, для того чтобы говорить правильно нужно приложить некоторые усилия, как минимум проверять правописание слов в словаре. В идеале в орфографический словарь нужно заглядывать всякий раз, когда встречается незнакомое слово, вызывающее сомнение в написании. Встретив слово некоторое количество раз, проговорив его, вы можете быть уверенны в том, что правильно формируете фундамент для будущих прекрасных и самое главное правильных изречений в вашей речи.

Правильно/неправильно пишется

Количество или колличество: как правильно пишется?

Слово «количество» у многих вызывает затруднение при написании, поскольку при произношении слышится продолжительный звук «л». Поэтому на письме нередко допускается ошибка, и пишется «колличество». Есть и другие варианты ошибочного написания.

Между тем, это словарное слово, проверить его никаким способом не удастся, не предусмотрено правил, которые позволили бы сделать проверку. Все, что нужно сделать, − это запомнить, как пишется слово, и не ошибаться. Хорошим помощником в данном случае станет орфографический словарик, который должен иметься в каждом доме. Он поможет грамотно писать словарные слова.

Как правильно пишется: «количество» или «колличество»

Слово «количество» − это существительное среднего рода. Правописание данного слова нужно запомнить. Стоит отметить, что это словарное слово, грамотность написания которого проверяется по орфографическому словарю.

Никаких специальных правил в данном случае не предусмотрено. Единственно правильным вариантом написания является слово «количество», оно пишется с одной «л». Аналогично пишутся все однокоренные слова, к примеру, прилагательное: «количественный», наречие: «количественно».

В слове также можно допустить ошибку в выборе гласной, написав «каличество» или «количиство». Такие неточности встречаются крайне редко, и все-таки некоторые пишут именно так. В этом случае также следует сверять написание слова по словарю.

Примеры предложений

В предложениях «количество» употребляется с разными смысловыми оттенками. Примеры предложений помогут запомнить, как нужно писать данное слово:

  1. Воды несли в себе огромное количество ила.
  2. У нее были рыжие волосы и огромное количество веснушек.
  3. Стоимость товара определяется количеством затраченного на него труда.
  4. Количество проданных экземпляров достигает нескольких тысяч штук.
  5. Большое количество кровеносных сосудов располагается близко к кожным покровам.
  6. Количество постепенно переходит в качество.
  7. По количественному содержанию минеральных веществ редис уступает редьке.
  8. Нормандское войско значительно превосходило английское не только количественно.

Можно подобрать множество предложений, чтобы обратить внимание на правописание слова и хорошо его запомнить.

Этимология слова

Чтобы вникнуть в суть слова, следует изучить его этимологию, а именно – происхождение, источник. Корни данного слова достаточно глубоки, они уходят в старославянский язык. «Количество» произошло от старославянского «коликий», что означает сколький, некоторый по счету.

В настоящее время слово «количество» трактуется как категория, величина, объем предметов и явлений внешнего мира. С другой стороны, это философская категория, когда объекты материального мира характеризуются с точки зрения их измеримости.

Синонимы слова «количество»

Каждое слово в русском языке имеет несколько синонимов. Синонимы выручают, когда возникает сомнение, как правильно пишется то или иное слово, а также помогают вникнуть в его значение. Если нет возможности вспомнить, как нужно правильно написать слово, нужно подобрать синоним, который не исказил бы смысл предложения. «Количество» имеет схожее значение со следующими словами:

  • число;
  • объем;
  • сумма;
  • величина;
  • численность;
  • обилие.

Также есть и более узкие синонимы, которые для каждого случая будут индивидуальны. Каждое слово имеет свои нюансы. Поэтому при выборе синонима нужно учитывать контекст предложения, чтобы не нарушить его структуру и общее значение.

При написании слова «количество» следует соблюдать осторожность, чтобы не допустить ошибку. Проверить себя следует по словарю, поскольку это словарное слово.

Некоторые используют разные методы запоминания словарных слов. Поэтому можно задействовать фантазию и придумать свою методику. Очень важно обращать внимание на значение и происхождение слов, это также способствует запоминанию правописания.

Как правильно пишется слово «количество»

Правильно пишется: количество

Удвоенной «л» в существительном «количество» нет. У Владимира Даля в «Толковом словаре живого великорусского языка» можно найти устаревший вариант слова «количество» — «коликий» с ударением на второй слог. Обозначало оно следующее — который счётом, сколь великий, сколь многий. Например:

Коликую пользу (сколь великую) даёт учение!

Существительное «количество» образовалось от «коликий» и сохранило одну «л».

Ещё одно существенное дополнение к вышесказанному: звук «л» — сонорный. Сонорными называются звуки, в которых голос преобладает над шумом. В этом они похожи на гласные звуки, которые легко тянутся. Произнося слово «количество», невольно начинаешь тянуть и сонорный «л». И интуитивно хочется написать две «лл». Делать этого не нужно, так как есть строгое орфографическое написание: «количество». И любой орфографический словарь это докажет. В прилагательном «количественный» соответственно также пишется одна «л».

Лексическое значение слова «количество»

Сергей Иванович Ожегов в современном «Толковом словаре» приводит два значения слова «количество». Следовательно, это слово многозначное.

Первое значение связано со «степенью выраженности измеряемых свойств предметов».

Примеры:

Директор строго следит за количеством отработанного времени сотрудниками.

Каждый день мы сталкиваемся с большим количеством разных звуков.

Второе значение связано с «величиной, числом».

Примеры:

Большое количество людей на земле никогда не видели снега.

Великий сыщик за завтраком съедал огромное количество горячих булочек с джемом.

Делегация пожаловала в количестве трёх металлургов.

Морфемный анализ слова «количество»

В слове корень «количеств», окончание «о», основа совпадает с корнем.

Морфологические свойства слова

«Количество» — существительное среднего рода, имеет единственное (в большом количестве) и множественное (в больших количествах) числа, изменяется по падежам (и в единственном, и во множественном числах), относится ко второму склонению, является нарицательным, неодушевлённым.

«На сколько» или «насколько», как правильно пишется?

Слово «насколь­ко», явля­ю­ще­е­ся наре­чи­ем, пишет­ся слит­но. Местоимение в падеж­ной фор­ме «на сколь­ко» (частей) пишет­ся раздельно.

В рус­ском язы­ке суще­ству­ют оба сло­ва: «на сколь­ко» и «насколь­ко». Узнаем, когда пишет­ся «наско́лько» слит­но, а когда «на сколь­ко» — раз­дель­но. Выбор слит­но­го или раз­дель­но­го напи­са­ния этих слов зави­сит от того, к какой части речи они при­над­ле­жат в опре­де­лен­ном контексте.

Слитное написание слова «насколько»

Слово «насколь­ко» явля­ет­ся место­имен­ным наре­чи­ем, обра­зо­ван­ным от одно­ко­рен­но­го место­име­ния «сколь­ко» с помо­щью при­став­ки и суффикса:

сколь­ко → наско́лько

Наречие «наско́лько» пишет­ся слит­но, например:

Наско́лько я был разо­ча­ро­ван ее отве­том, зна­ют толь­ко самые близ­кие люди.

Это слож­но­под­чи­нен­ное пред­ло­же­ние, в кото­ром упо­треб­ле­но союз­ное сло­во «наско́лько» — место­имен­ное наре­чие, к кото­ро­му мож­но задать син­так­си­че­ский вопрос как к чле­ну предложения:

я был разо­ча­ро­ван (в какой мере?) — насколь­ко

Это сло­во не изме­ня­ет­ся по паде­жам и чис­лам. В пред­ло­же­ни­ях, обра­ти­те вни­ма­ние, оно зави­сит от ска­зу­е­мо­го, выра­жен­но­го гла­го­лом, крат­ким при­ла­га­тель­ным или пре­ди­ка­тив­ным наре­чи­ем. Слово «наско́лько» явля­ет­ся обсто­я­тель­ством меры и сте­пе­ни, выра­жен­ным место­имен­ным наречием.

Примеры предложений со словом «насколько»

Наско́лько све­жо в тени­стом лесу!

Наско́лько радост­но ста­ло всё вокруг от выгля­нув­ше­го из-за густых обла­ков ярко­го солнца!

Наско́лько живо­пис­на эта картина?

Наско́лько было позд­но что-то пред­при­ни­мать, никто не знал.

Наско́лько это прав­да, я так и не узнаю.

Я не уве­ре­на, наско́лько полез­на эта яго­да для малыша.

Кто зна­ет, наско́лько дол­го уста­но­ви­лась мороз­ная погода?

Отсюда с горы мне отчёт­ли­во вид­но, наско́лько силь­но ветер треп­лет макуш­ки  деревьев.

Наско́лько это прав­до­по­доб­но, тебе решать.

Раздельное написание слова «на сколько»

А сей­час рас­смот­рим иной контекст:

На сколь­ко частей раз­де­лим яблоко?

Я не знаю, на сколь­ко частей нуж­но раз­де­лить яблоко.

В этих пред­ло­же­ни­ях упо­треб­ле­но вопро­си­тель­ное и отно­си­тель­ное место­име­ние в фор­ме вини­тель­но­го падежа:

раз­де­лим (на что?) на сколь­ко.

У место­име­ния есть зави­си­мое сло­во — суще­стви­тель­ное «частей», что кар­ди­наль­но отли­ча­ет его от похо­же­го по зву­ча­нию наре­чия «насколь­ко».

Правило

Местоимение с пред­ло­гом в фор­ме вини­тель­но­го паде­жа пишет­ся раздельно.

Местоимение в падеж­ной фор­ме «на сколь­ко» высту­па­ет в роли вопро­си­тель­но­го сло­ва  или союз­но­го сло­ва в слож­но­под­чи­нен­ных предложениях.

Чтобы усво­ить раз­дель­ное напи­са­ние место­име­ния с пред­ло­гом, про­чтем при­ме­ры предложений.

Примеры предложений со словом «на сколько»

На сколь­ко недель охот­ник ушёл в тай­гу, Марфа не знала.

На сколь­ко часов заря­дил этот осен­ний мел­кий нуд­ный дождь, как ты думаешь?

На сколь­ко дней мы пла­ни­ру­ем поехать к морю?

На сколь­ко блю­дец раз­ло­жим эту спе­лую землянику?

Вывод

Местоимение «на сколь­ко» пишет­ся раз­дель­но, а наре­чие «насколь­ко» пишет­ся слит­но. Различаем эти сло­ва в контексте.

Скачать ста­тью: PDF

Как правильно пишется слово Огромное количество. Синонимы слова Огромное количество

Популярные слова

  1. org/ListItem»>Буквы
  2. Слова на букву О
  3. огромное количество

Проверка текста на ошибки

Правильное написание слова огромное количество: Огромное количество

Правильный транслит слова: ogromnoe kolichestvo

Написание с не правильной раскладкой клавиатуры: juhjvyjt rjkbxtcndj

Тест на правописание

Синонимы слова Огромное количество

  • Полчище
  • Туча
  • Хор
  • Полк
  • Табун
  • Огромное число
  • Чертова гибель
  • Армия
  • Рой
  • Каскад
  • Лес
  • Целый короб
  • Поток
  • Строй
  • Стая

Популярные запросы

  • как правильно пишется безумно или безумно
  • милое создание как правильно
  • мужское достоинство как пишется
  • заторможенно
  • как пишется слово туманнее

Восколько как пишется, во сколько или восколько

Каждое слово в русском языке подчиняется правилам. Его сравнивают с солдатом на поле боя, беспрекословно подчиняющемуся главнокомандующему. Только солдат подчиняется командиру, а слово делает то, что говорят выработанные человечеством правила.

Возьмем для примера слово «восколько» как пишется оно можно узнать, если обратиться к внутренней логике языка. Здесь ничего не бывает беспричинно.

Правило

Чтобы подробнее узнать о слове восколько как пишется оно, необходимо понять, что это за часть речи. Для этого обратимся к лексическому значению устойчивого выражения. Напомню, что лексическое значение слова или выражения определяется главными признаками. Когда люди говорят «стол», имеют ввиду специфическую мебель с четырьмя ножками, на которой лежат какие-то предметы. Читатель узнал лексическое значение слова «стол».

В нашем случае речь идет о вопросе, который уточняет конкретное время. Теперь обратим внимание на морфологические и синтаксические признаки. Для этого определим о какой части речи идет речь. Узнаем ответ на вопрос о слово «восколько» как пишется правильно.

Части речи

Устойчивое выражение состоит из двух частей:

  • Сколько. Это местоименное наречие. В зависимости от ситуации, слово «сколько» может быть числительным, либо союзным словом.
  • Во. Предлог.

Согласно правилам русского языка, предлоги с другими словами пишутся раздельно, а исключений не существует. Поэтому для грамотного человека, знакомого с правилами русского языка, не существует вопроса о том, восколько или во сколько. Правильный ответ только один.

Полезная информация: в русском языке слова «сколько», «столько», «несколько» и другие подобные называют местоимениями-числительными.

Проверка

Пытливому читателю может быть интересно узнать больше об этом устойчивом выражении русского языка. Может быть, автор ошибся с вопросом о том, как правильно пишется: восколько или во сколько?

Тогда проведем небольшую проверку. Ее можно сравнить с тем, как командующий армией проверяет солдат. Правильно ли войско ведет себя? Не совершают ли ошибок? Выполняют ли указания?

Так и мы проведем пристальную проверка для слова. Начнем с того, что убедимся в самостоятельности слова «сколько». Для этого придумаем предложение, в котором встречается в своей главной форме:

Сколько людей собралось сегодня в доме!

Или:

Сколько автомобилей едет по дороге!

Или:

Сколько всего вкусного лежит на столе!

Совершенно очевидно, что слово самостоятельное. Оно имеет смысл даже без помощи других слов.

Предлог или приставка?

Но совсем пытливый читатель все равно не успокоится и не согласится с тем, что узнал значение слова во сколько как пишется тоже стало понятно. Проверим другое слово. Может оказаться, что «во» — приставка!

Придумаем предложение, в котором есть слово во сколько как пишется заодно тоже сейчас узнаем. Наше предложение будет звучать:

Во сколько приезжает бабушка?

В этой форме предлог выглядит на своем месте. Сравним с другим предложением:

Необходимо положить обувь (во что?) в сумку

Здесь знакомый предлог «в» приобретает беглую гласную «о». Беглянка всегда появляется там, где слово после предлога начинается из нескольких согласных букв. Предлогу сложно самостоятельно преодолеть препятствие и зовет подкрепление в виде беглой гласной буквы.

Обманные подсказки

Иногда даже взрослые ошибаются с правильным написанием выражения «во сколько». Их логика следующая: поскольку неизвестно точно слово «восколько» как пишется слитно или раздельно, можно обратиться за помощью к другим похожим словам.

Например, «вовремя» или «вовсе». Раньше люди писали такие слова раздельно. Но время шло, язык развивался и предлог приблизился к слову вплотную.

Сравним с тем, как у людей, которые часто проводят время вместе постепенно вырабатываются общие привычки. Они становятся ближе.

Близость у слов может заходить дальше, хотя и времени потребуется больше. Многие десятилетия или столетия проходят пока предлог становится приставкой. Соединяясь, рождается новое слово. Часть знатоков русского языка сравнивает появление нового слова с рождением малыша у семейной пары.

Так в чем же здесь ошибка и почему слово «вовремя» пишется вместе, а «во сколько» раздельно?

Наречие и существительное

Проведем уже знакомую нам проверку. Когда мы искали ответ на вопрос о том, как пишется: во сколько или восколько, мы смотрели на части речи. Аналогичную процедуру заслужило слово «вовремя».

Это наречие. Напомним, что наречие относится к самостоятельным неизменяемым частям речи, которые обозначают признак предмета, признак действия или даже признак признака. Придумаем предложение со словом «вовремя».

Например, такое:

Этот поезд приехал вовремя.

В данном случае слово «вовремя» будет признаком действия. Поезд приехал когда? Вовремя! Что будет, если разъединить слово «вовремя» на части? Перед читателем появится два слова:

  • Во. Предлог.
  • Время. Имя существительное.

Если попробовать написать предложение с разъединенным словом, фраза потеряет смысл. Читатель сам может убедиться:

Поезд приехал во время.

Предложение непонятно. Поезд приехал в населенный пункт Время? Тогда почему слово написано с маленькой буквы? Фраза теряет смысл. Поэтому раздельное написание слова неправильно.

Как не запутаться в проверках?

Русский язык — чрезвычайно сложная система. Она не терпит простых подходов. Гуманитарные науки, науки о языках — дисциплины, которые требуют столько же ответственности, что точные науки.

Если читатель не уверен в правильности написания слова, лучше провести проверку. Но не останавливайтесь на половине пути. Ряд задач требует более вдумчивых проверок, привлечения нескольких способов.

Профессиональные исследователи языка, мастера русской словесности помнят о значимости слов. Выступая в роли исследователей, всякий раз ищут нужное слово, которое будет на своем месте в конкретном предложении.

Но для того, чтобы собеседник (читатель) вас понял, слово должно быть написано грамотно и без ошибок.

Человек пишет предложение, выступает в роли настоящего исследователя. Всякий раз непонятное слово должно пройти проверку правильности написания. Если проверка не проходится, со словом придется распрощаться.

Так поступает главнокомандующий с нерадивым солдатом.

Полезная информация: знания в области русского языка нужны чтобы уметь правильно выражать свои мысли. Если читатель не освоит умение, мысли будут выражены неправильно. Другой человек не сможет вас понять. Практически для всех описанное положение нельзя назвать привлекательным.

Вывод

Проведенный анализ показал, что перед нами два слова. Одно самостоятельное, другое относится к служебной части речи — предлогу.

Поэтому нам теперь знакомо выражение «во сколько» как пишется правильно тоже известно. Слово пишется раздельно.

. Исключений не предусмотрено.

Когда в следующий раз вы обнаружите неизвестное или непонятное слово, всегда можно обратиться к орфографическому словарю. Он подскажет как правильно. Не бойтесь и не стесняйтесь обращаться к книгам чтобы узнать правильность написания.

Таким образом вы не только решите имеющуюся проблему, но и приобретете навыки самостоятельного поиска ответов на сложные и непонятные вопросы. Теперь вы знаете, как написать правильно «во сколько».

Как правильно: «растёт число заболевших» или «растёт количество заболевших»

В большом выпуске «Грамотности» мы уже рассказывали, почему «коронавирус» пишется через «А» и какие различия в произношении слов «эпидемия» и «пандемия». Сегодня Елена Юрина, профессор кафедры общего и русского языкознания Государственного института русского языка им. А. С. Пушкина, помогает читателям разобраться в похожих существительных «количество» и «число».

Полезная рассылка «Мела» два раза в неделю: во вторник и пятницу

Оба выражения нормативны и могут использоваться равноправно в одних и тех же контекстах. Это обусловлено тем, что существительные «число» и «количество» и глаголы «расти» и «увеличиваться» полностью совпадают в определенном значении.

Первое значение глагола «расти» — «увеличиваться в размерах», оно относится к объектам материального мира: «трава растет», «ребенок растет». Второе значение — абсолютный синоним глагола «увеличиваться» — «становиться больше». Оно применимо к чему угодно, в том числе к абстрактным математическим величинам, различным параметрам: «расстояние растет», «температура растет».

Существительное «число» в первом значении выражает основное понятие математики — «знак, выражающий количество, состоящий из одной или нескольких цифр» (например, «множество целых чисел»). А во втором значении оно абсолютно синонимично существительному «количество», обозначая степень выраженности свойства мерности, протяженности, счетности у объектов, которую в математике отождествляют с величиной («количество пользователей интернета растёт с каждым днём»). Поэтому употребление этих словосочетаний синонимично и автор при выражении мысли свободен в выборе того или другого варианта.

Сегодня в СМИ активно используют обе конструкции:

  • В Доминиканской Республике растет количество заболевших и погибших от COVID-19.
  • В регионах ужесточают ограничения из-за вспышки коронавируса, граждан призывают самоизолироваться, однако число заражённых пока растёт всё большими темпами.

Есть небольшой оттенок значения, по которому можно противопоставить эти словоупотребления. Выражение «растет число» указывает на тот факт, что это статистические сведения, которые были кем-то собраны и аналитически обработаны: «В кризис растет число людей, потерявших работу и ищущих заработок».

Выражение «растет количество» скорее указывает на какую-то фактическую ситуацию, о которой сообщает автор: «В нашей академии постоянно растет количество разнообразных научно-организационных структур (комиссий, советов, рабочих групп, редколлегий и т. п.)».

Только самые полезные и весёлые карточки о правописании — в телеграм-канале «Грамотность на „Меле“». Подписывайтесь, чтобы всегда говорить и писать правильно!

Иллюстрация: Shutterstock (i43)

Указывайте количество, а не качество. Как использовать количество в ваших интересах | Брюс Флоу

Фото pan xiaozhen на Unsplash

Как использовать количество в ваших интересах

Я утверждаю, что качество и количество — это не противоречивые пути, которые вам нужно выбирать. Количество является предпосылкой качества.

Не может быть качества без количества

Мастера в любой области — это те, кто потратили тысячи часов, оттачивая свое мастерство. Все мы слишком хорошо знаем описание Малкольма Гладуэлла правила 10 000 часов.Его гипотеза состоит в том, что для того, чтобы кого-то считали специалистом мирового класса в определенной области, необходимо 10 000 часов осознанной практики.

Не имеет значения, является ли реальное число 1000 или 10 000 часов. Неважно, что означает «мировой класс». Дело в том, что чем больше времени вы вкладываете в какую-либо деятельность, тем лучше вы ее добиваетесь.

«Ваши первые 10 000 фотографий — ваши худшие».

— Анри Картье-Брессон

Тяжелая работа не заменяет таланта. Это позволяет ему сиять.Есть много замечательных музыкантов. Ни один из них не смог бы выразить себя, не потратив время на изучение инструмента.

Конечно, вы можете настроить эффективность тренировочного времени. Вы можете использовать методы, уловки и тактики, чтобы оптимизировать свои усилия. Фактически, вы должны. Но эффективность не заменяет просто количества необходимых часов. Он его дополняет.

Итак, как можно использовать количество для достижения качества при письме?

1. Измерение количества

Хорошая новость в том, что легче измерить количество, чем качество.

Качество субъективно. Количество объективно.

Количество может быть количеством написанных слов. Это может быть количество статей. Это может быть количество часов написания.

Выберите количество, которое хотите измерить. Неважно, какое количество вы выберете. Каждое написанное вами слово делает вас лучшим писателем. Доверьтесь процессу.

2. Помните, что количество означает не только количество слов

Когда мы думаем о количестве в письменной форме, мы обычно измеряем количество слов или количество статей.

Количество также может означать количество черновиков, которые мы пишем для одного и того же рассказа. Может быть, сколько раз перечитываем наши статьи, когда мы редактируем. Это может быть количество часов, которые мы тратим на то, чтобы сделать одну и ту же историю более читаемой.

3. Курируйте свою работу

Чем больше вы напишете, тем больше хороших статей вы напишете.

Еще вы создадите барахла.

Это реальность процесса.

Вы можете подойти к письму так, как фотографы подходят к съемкам.Они делают несколько сотен снимков одного и того же объекта под разными углами. Потом они решают, какие фото редактировать и публиковать.

Можно написать 5 абзацев об одной идее. Тогда вы просто выбираете один для статьи. Остального мир никогда не увидит.

4. Никогда не предполагайте, что вы можете предсказать результат.

Вы можете попытаться угадать, понравятся ли читателям ваши статьи.

Но вы никогда не узнаете, как они будут восприняты. Статьи, которыми вы гордитесь, могут не найти отклика у читателей. Статьи, которые вы пишете по прихоти, могут стать вирусными. Возможно, никого не заинтересует книга, которую вы пишете год. Мысль, на написание которой ушло 30 секунд, могла получить 5000 ретвитов.

Если у вас нет машины времени, вы никогда не узнаете наверняка, насколько успешным будет произведение. Здесь задействовано множество факторов. Удача — одна из них.

Не отказывайтесь преждевременно от вашей работы, прежде чем это сделает кто-то другой.

5. Не судите себя во время работы

Держите этого внутреннего редактора на расстоянии, когда вы пишете черновики.

Если вы редактируете во время письма, вы могли бы отбросить предложения, которые могли быть красивыми на бумаге. Вы могли отбросить идеи, которые могли бы быть блестящими для читателей. Возможно, вы упустили интересные детали, которые могли бы сделать эту хорошую историю великолепной.

Потратьте время на письмо, чтобы сначала написать. Позвольте мыслям перетекать через вас на клавиатуру.

Будь тем громоотводом в грозу.

Вы всегда можете вернуться и удалить фразы.Вы всегда можете вернуться, чтобы проверить грамматику, последовательность и связность.

Сначала пишите. Редактировать позже.

6. Углубляйтесь, расширяйтесь

Есть два пути достижения количества: углубление и расширение.

Как писатель, углубляться означает создавать огромное количество статей для определенной ниши письма. Вы можете написать 100 статей исключительно о тайм-менеджменте.

Вы также можете пойти дальше: писать на разные темы. Вы можете выбрать 50 тем и написать по 2 статьи по каждой теме.

Здесь нет правильного или неправильного. Глубокий и широкий не противоречат друг другу. Вы можете сделать одно или оба. Написание статьи в любом направлении неизбежно сделает вас лучшим писателем.

7. Не забывайте улыбаться

Важность игры часто недооценивается. Многие из нас начали писать, потому что это весело. Я пишу для развлечения. Об этом легко забыть, когда мы пишем на серьезную тему.

Игра может означать написание чего-то необычного.

На Medium я пишу научно-популярные статьи. Вдобавок я пишу флеш-беллетристику. Я пишу о похищении собак. Я пишу о боях карликов. Эти истории не публикуются (пока). Я пишу их, потому что писать их забавно.

С каждым письмом тебе становится лучше. С таким же успехом можно получить от этого удовольствие.

Неважно, торжественное это или юмористическое произведение. Неважно, художественная это или научная. Неважно, биография это или автобиография.

Когда мы чем-то развлекаемся, мы склонны делать больше. Пишите, чтобы улыбнуться, улыбнитесь, чтобы написать.

Мы пишем для количества, мы пишем для качества. Сосредоточьтесь на одном. Другой последует. Одно — причина, другое — следствие.

We количество сеялки от до качество жатвы.

1,6: Измерения, количества и коэффициенты единицы

Измерения

Допустим, вы столкнулись с конкретной проблемой. Тогда мы сможем увидеть, как научное мышление может помочь решить эту проблему.Предположим, вы живете недалеко от крупного завода по производству цемента. Дым от растения оседает на вашу машину и дом, оставляя на краске небольшие ямки. Вы хотели бы решить проблему загрязнения воздуха, но как?

Как частное лицо вы, вероятно, будете иметь небольшое влияние, и даже в составе группы заинтересованных граждан вы можете оказаться неэффективным, если не докажете, что существует проблема. Ученые приложили руку к написанию большинства нормативных актов по загрязнению воздуха, поэтому вам придется использовать некоторые научные методы (или ученого), чтобы решить вашу проблему.

Вероятно, потребуется определить, сколько загрязнений воздуха производит завод. Это можно сделать, сравнив дым со шкалой от белого до серого и черного, исходя из предположения, что чем темнее дым, тем его больше. Однако для белой цементной пыли это гораздо менее удовлетворительно, чем для дыма черного угля. Лучший способ определить степень загрязнения — измерить массу частиц дыма, которые могут собираться возле вашего дома или автомобиля.Это можно сделать с помощью насоса (например, пылесоса) для всасывания загрязненного газа через фильтр. Взвешивание фильтра до и после такого эксперимента позволит определить, какая масса дыма была собрана.

Масса и вес

Поскольку вес — это сила тяжести на объекте, которая варьируется от места к месту примерно на 0,5%, как показано в таблице, мы должны использовать массу для точных измерений того, сколько у нас материи.Мы по-прежнему называем процесс получения точной массы «взвешиванием».

Значения g на Земле, мс -2
Широта, o Высота = 0 Высота = 10 км
0 9,78036 9,74950
30 9,79324 9,76238
60 9. 81911 9,78825
90 9,83208 9,80122

Вес объекта на самом деле является силой тяжести и рассчитывается как

\ [F = \ text {«W»} = m \ times g \ label {1} ​​\]

Вес измеряется в ньютонах (кг · м с -2 ) или фунтах (фунтах), где 1 фунт = 4,44822162 ньютона. Базовая единица измерения массы — килограммы (кг), но фунт также может использоваться в качестве единицы массы (1 фунт = 0.{-2} = 9.83208 \ text {N или} 2.2103 \ text {lb} \]

Точное взвешивание обычно выполняется на одинарных весах. Пустая кастрюля уравновешивается противовесом. Когда объект помещается на сковороду, гравитационное притяжение заставляет сковороду опускаться. Для восстановления баланса из держателей над кастрюлей снимается ряд грузов (объекты известной массы). Сила гравитационного притяжения пропорциональна массе, и когда сковорода уравновешена, сила на ней всегда должна быть одинаковой. Следовательно, масса взвешиваемого объекта должна равняться массе снятых грузов.Весы показывают одинаковую массу независимо от силы тяжести.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \) Баланс единой панорамы (a) Фактический внешний вид современных замещающих весов. (b) Рентгеновский снимок, показывающий принцип работы. Когда объект помещается на чашу весов, кольцевые грузы, общая масса которых равна массе объекта, удаляются из держателей над чашей весов для восстановления баланса.

Современные лабораторные «весы» основаны на тензодатчиках, которые преобразуют силу, прилагаемую объектом на чашке весов, в электрический сигнал.Датчик веса обычно соединен со специальным преобразователем и цифровым дисплеем. Поскольку сила, прилагаемая объектом, зависит от силы тяжести, на самом деле это весы , которые измеряют вес, и их необходимо часто калибровать (по стандартным массам), чтобы считывать массу .

Измерения массы

Если бы вы вели записную книжку или другую запись своих измерений, вы, вероятно, записали бы что-то вроде 0,0342 г, чтобы обозначить, сколько дыма было собрано.Такой результат, который описывает величину некоторого параметра (в данном случае величину параметра, массу), называется величиной . Обратите внимание, что он состоит из двух частей: числа и единицы. Было бы неоднозначно написать всего 0,0342 — вы, возможно, позже не вспомните, измерялось ли это в граммах, унциях, фунтах или чем-то еще. Величина всегда ведет себя так, как будто число и единицы умножаются вместе. Например, мы можем записать уже полученное количество как 0.{2} \]

может вызвать проблемы во многом так же, как деление на ноль, и его следует избегать, потому что граммы (г) — это единица параметра масса , а дюйм (дюймы) — единица параметра длина .

Преобразования с коэффициентом единицы

Массовые коэффициенты единства

Заметьте также, что то, является ли количество большим или маленьким, зависит от размера единиц, а также от размера числа. Например, масса дыма была измерена как 0.0342 г, но весы могли быть настроены на показания в миллиграммах (или в зернах в английской системе). Тогда показание будет 34,2 мг (или 0,527 гран). Результаты (0,0342 г, 34,2 мг или 0,527 г) — это то же количество , масса дыма. Один включает меньшее количество и большую единицу (0,0342 г), в то время как другие имеют большее количество и меньшую единицу. Пока мы говорим об одном и том же количестве, очень просто отрегулировать число, чтобы оно соответствовало любым единицам, которые мы хотим.

Мы можем преобразовать различные способы выражения массы с множителями единицы следующим образом:

Так как 1 мг и 0.001 г — тот же параметр (масса), можно записать уравнение

\ [1 \ text {mg} = 0,001 \ text {g} \]

Делим обе стороны на 1 мг, получаем

\ [1 = \ dfrac {1 \ text {mg}} {1 \ text {mg}} = \ dfrac {0.001 \ text {g}} {1 \ text {mg}} \]

Поскольку последний член этого уравнения равен единице, он называется коэффициентом единицы . Его можно умножить на любое количество, не изменяя количество.

Мы можем получить еще один множитель единицы, разделив обе части на 0.001 г:

\ [1 = \ dfrac {1 \ text {mg}} {0.001 \ text {g}} = \ dfrac {0.001 \ text {g}} {0.001 \ text {g}} \]

Пример \ (\ PageIndex {1} \): единицы массы

Какова масса в граммах таблетки аспирина 5,0 гран, если 1 грамм = 15,4323584 гран?

Решение:

\ [5.0 \ text {gr} = 5.0 \ text {gr} \ times 1 = 5.0 \ text {gr} \ times \ dfrac {1.0 \ text {g}} {\ text {15.4323 gr}} \]

Единицы gr отменяют, давая результат

\ [5.0 \ text {gr} = 5.0 \ div 15.4323 \ text {g} = 0.324 \ text {g} \]

Коэффициенты единства длины

Параметр Длина может быть измерена в дюймах (дюймах) в английской системе, но научные измерения (все измерения в мире, кроме США) сообщаются в метрических единицах измерения (м) или в более удобных производных единицах. вроде сантиметров (см).

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): Длина стержня может быть измерена в сантиметрах или дюймах. Мы можем записать длину как 3.50 дюймов или 8,89 см. В любом случае мы имеем в виду одно и то же количество.

Пример \ (\ PageIndex {2} \): преобразование единиц

Выразите длину 8,89 см в дюймах, учитывая, что 1 см = 0,3937 дюйма.

Решение

Поскольку 1 см и 0,3937 дюйма — это одно и то же количество, мы можем записать уравнение

\ [1 \ текст {см} = 0,3937 \ текст {in} \ nonumber \]

Делим обе стороны на 1 см, получаем

\ [1 = \ dfrac {0.3937 \ text {in}} {1 \ text {cm}} \ nonumber \]

Поскольку правая часть этого уравнения равна единице, она называется коэффициентом единицы .Его можно умножить на любое количество, не изменяя количество.

\ [8.89 \ text {cm} = 8.89 \ text {cm} \ times 1 = 8.89 \ text {cm} \ times \ dfrac {0.3937 \ text {in}} {\ text {1 cm}} \ nonumber \]

Единицы измерения сантиметр отменяются, давая результат 8,89 см = 8,89 × 0,3937 дюйма = 3,50 дюйма

Это согласуется с прямым наблюдением, сделанным на рисунке.

Давайте посмотрим на нашу проблему загрязнения воздуха. Вам, наверное, уже приходило в голову, что просто измерить массу собранного дыма недостаточно.Некоторые другие переменные могут повлиять на ваш эксперимент, и их также следует измерить, чтобы результаты были воспроизводимы. Например, почти наверняка важны направление и скорость ветра. Также следует отметить время дня и дату, когда было произведено измерение. Кроме того, вам, вероятно, следует указать, какой фильтр вы используете. Некоторые из них недостаточно мелкие, чтобы уловить все частицы дыма.

Температура

Еще одна переменная, которая почти всегда регистрируется, — это температура.Термометром легко пользоваться, а температура может сильно варьироваться на открытом воздухе, где вам придется проводить ваши эксперименты.

Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): сравнение шкал Цельсия и Фаренгейта. Температуры, выделенные жирным шрифтом, точны и легко воспроизводятся. Остальные температуры являются приблизительными и несколько изменчивы.

В научной работе температура обычно указывается в градусах Цельсия (° C), шкале, в которой точка замерзания чистой воды составляет 0 ° C, а нормальная точка кипения — 100 ° C. Однако в Соединенных Штатах у вас, скорее всего, будет доступный термометр, откалиброванный в градусах Фаренгейта (° F).{o} \ text {C)}}} = \ dfrac {9} {5} \]

Обратите внимание, что температурные шкалы не могут быть взаимно преобразованы с помощью простых коэффициентов единицы , потому что они не имеют общей нулевой точки (0 ° C = 32 ° F). Вместо этого должна использоваться математическая функция , приведенная выше. Вышеприведенное уравнение записано в терминах параметра , температура ( T ), при этом в скобках указаны размеры единиц или .

Измерения объема

Более важным, чем любая из вышеперечисленных переменных, является тот факт, что чем больше воздуха вы прокачиваете через фильтр, тем больше дыма вы собираете.{3} \]

Пример \ (\ PageIndex {3} \): Расчет объема

Вычислите объем газа в сфере диаметром 106 дюймов. Выразите результат в кубических сантиметрах (см 3 ).

Решение

Так как радиус сферы равен половине ее диаметра,

\ [r = \ dfrac {1} {2} \ times 106 \ text {in} = 53 \ text {in} \]

Мы можем использовать то же равенство величин, что и в примере 1, чтобы преобразовать радиус в сантиметры.{\ text {3}} \\ & \ end {align} \]

Из примеров 1 и 2 видно, что два множителя единицы могут быть получены из равенства

\ [1 \ text {cm} = 0,3937 \ text {in} \]

Мы можем использовать один из них для преобразования дюймов в сантиметры, а другой — для преобразования сантиметров в дюймы . Правильный коэффициент — это всегда тот, который приводит к отмене единиц, которые нам не нужны.

Результат в Примере 2 также показывает, что кубические сантиметры — довольно маленькие единицы для выражения объема воздушного шара.Если бы мы использовали более крупные единицы, как показано в следующем примере, нам не нужно было бы более 10 миллионов из них, чтобы сообщить наш ответ.

Пример \ (\ PageIndex {4} \): преобразование единиц объема

Выразите результат примера 3 в кубических метрах, учитывая, что 1 м = 100 см.

Решение

Мы снова хотим использовать коэффициент единства, и, поскольку мы пытаемся избавиться от кубических сантиметров, сантиметры должны быть в знаменателе:

\ [\ text {1 =} \ dfrac {\ text {1 m}} {\ text {100 см}} \]

Но это не позволит отказаться от кубических сантиметров.{\ text {3}} \\ & \ end {align} \]

Авторы и авторство

[PDF] Измерение: количества, числа и единицы — Химия

Скачать Измерение: количества, числа и единицы — Химия …

7-1 РАЗДЕЛ 7 ИЗМЕРЕНИЕ: КОЛИЧЕСТВА, ЧИСЛА И ЕДИНИЦЫ В этом разделе будет представлен язык измерения, который является центральным в химии. Химики могут измерить ряд переменных, таких как давление, температура, масса и объем, и использовать экспериментальные значения для расчета некоторых других свойств. Возможными примерами являются чистота соединения или концентрация соединения в коммерческом продукте. Химик должен уметь записывать данные и проводить расчеты в точном и однозначном формате. Для этого требуется универсально принятый язык, включающий концепции, символы и правила. В то время как средний непрофессионал мало знает об этом, знание их необходимо для практики химии. Этот раздел следует рекомендациям Международного союза теоретической и прикладной химии (IUPAC), международного руководящего органа по химии.Количество: измеряемое свойство [например, масса, длина, время, объем, давление]. Единица: стандартная величина, относительно которой измеряется величина [например, грамм, метр, секунда, литр, паскаль; которые являются единицами вышеуказанных величин]. Химики измеряют разные величины. Если масса вещества оказалась равной 6,0 грамма, это можно выразить уравнением m = 6,0 г Здесь m — это символ величины массы, 6.0 — число, а g — символ грамма, стандартное количество масса. Уравнение является сокращением для массы = 6. 0 x (1 грамм) Как правило, уравнение измерения имеет вид количество = (число) x (единица измерения). В печатном виде символы количеств показаны курсивом, а единицы — обычным шрифтом, как это сделано выше. Уравнением можно манипулировать с помощью обычных правил алгебры. Таким образом, заголовок таблицы или ось графика могут быть помечены m / g (т. Е. Масса в граммах), а числа только табулированы или показаны на оси. Важно понимать, что величина величины, выраженная в виде числа без единиц для количества, не имеет смысла, если количество на самом деле не является отношением и безразмерным (т.е. не имеет единиц, так как единицы в числителе и знаменателе отменяют). Многие количества определены в терминах других величин. Таким образом, плотность, обозначенная символом ρ, определяется как масса на единицу объема. Таким образом, если масса и объем образца вещества известны, плотность рассчитывается путем деления массы на объем, плотность = масса / объем или ρ = м / В. [например. образец размером 5 кубических сантиметров имеет массу 15 граммов. Рассчитайте его плотность. ρ = m / V = ​​15 г / 5 см3 = 3 г см-3. ] Для многих величин существуют разные системы единиц.Важно, чтобы можно было переводить из одного набора единиц в другой. Это просто делается путем замены единиц в уравнении их значениями в терминах желаемой единицы [например, Если скорость частицы составляет 200 миль в час

7-2, что это в метрах в секунду? 1 миля = 1609 м. 1 час = 3600 с. Скорость составляет 200 миль в час v = 200 миль / час = 200 миль (час) -1 = 200 x (1609 м) x (3600 с) -1 = 89,4 м / с]. Единицы Международная система единиц (единицы СИ): международно принятая система, которая определяет или выражает все величины в семи основных единицах, шесть из которых используются химиками: длина масса время температура количество вещества электрический ток

метр килограмм секунда кельвин моль ампер

м кг с К моль A

Другие величины, обычно используемые в химии и имеющие специальные названия для единиц, производных от этих основных единиц: частота энергия сила давление мощность электрический заряд электрический заряд разность потенциалов

герц джоуль ньютон паскаль ватт кулон вольт

Гц ДжН Па WCV

с-1 кг м2 с-2 кг м с-2 = Дж м-1 кг м-1 с-2 = Н м-2 кг м2 с-3 = Дж с-1 В кг м2 с-3 A-1 = J A-1 с-1

В химии используются другие величины, но без специальных названий производных единиц: площадь, м2; объем, м3; плотность, кг м-3; абсорбция, безразмерная (следовательно, без единиц). Когерентные единицы СИ: основные и производные от них единицы. Таким образом, все единицы, показанные выше, являются связными единицами СИ. Обратите внимание, что основной единицей массы является килограмм. Это единственная базовая единица, имеющая множественный префикс (см. Ниже). Если при вычислении количества, включающего несколько других величин, используются только согласованные единицы СИ, единицы требуемой величины будут согласованными (то есть соответствующая базовая единица). Размеры этих единиц часто не подходят для некоторых измерений, и используются десятичные кратные, показанные ниже с названием и символом префикса: 10-18 10-15 10-12 10-9 10-6 10-3 10- 2 10-1

атто фемто пико нано микромилли сенти деци

afpn µ mcd

10 102 103 106 109 1012 1015

дека гектом килограмм мега гига тера пета

да час MGTP

7-3 Несколько единиц имеют собственное название, три из которых имеют отношение к химикам: масса объем длина

тонна т литр L ångström Å

1 t = 103 кг = 1 мг 1 L = 10-3 м3 = 1 дм3 = 103 см3 1 Å = 10 -8 см = 10-10 м = 100 пм

Единицы можно записывать полностью или использовать символ. Не допускается сочетание полного слова и символа [например, kgram не допускается]. Буква s никогда не добавляется к символу для обозначения множественного числа. Точка ставится после символов только в конце предложения. Эти символы, названные в честь человека, имеют первую букву с заглавной буквы, но когда название подразделения написано полностью, используется первая буква в нижнем регистре [например, Дж, джоуль]. Когда два или более символа объединяются для обозначения производной единицы, между ними остается пробел. Также оставляется пробел между числом и символом единицы, но не остается пробела между префиксом, указывающим степень десяти, и символом, к которому она применяется.Когда символы объединяются как частное, [например, метров в секунду], можно использовать либо мощность до минус единицы, либо солидус [например, м с-1 или м / с]. Но солидус можно использовать только один раз в производной единице, чтобы избежать двусмысленности [например, запись кг / м / с2 для паскаля может быть интерпретирована как кг м-1 с-2 или как кг м-1 с2]. Количественное исчисление: манипулирование математическими уравнениями, связывающими величины и их измеренные значения, с использованием правил алгебры. Все расчеты в этом руководстве следуют правилам количественного исчисления.Когда одна величина умножается на другую, между их символами не остается пробела, [например, m = ρV]. В расчетах префиксы для кратных могут быть заменены их числовыми значениями. [например. Преобразуйте плотность 3 г / см3 в когерентные единицы СИ. Связанные единицы плотности будут кг м-3. 1 г = 10-3 кг, а 1 см = 10-2 м. ρ = 3 г см-3 = (3 x 10-3 кг) x (10-2 м) -3 = 3 x 103 кг м-3. ] Некоторые единицы, не входящие в систему СИ, обычно используются химиками: температура

градуса Цельсия

(интервалы температур 1 oC и 1 K идентичны) 0 oC = 273.15 K 0 K = -273,15 oC

время

минута час день

мин = 60 sh = 60 мин = 3600 sd = 24 часа

давление

атмосфера бар торр (мм рт. Ст.)

атм = 1,013 x 105 Па = 760 торр бар = 105 Па торр = 133,3 Па

энергия

калория электронвольт киловатт-час

кал = 0,2390 Дж или Дж = 4,184 кал. ЭВ = 1,602 x 10-19 Дж кВтч = 3,6 x 106 Дж

калория , все еще широко используемый в США, это энергия, необходимая для повышения температуры 1 г жидкой воды на 1 ° C.Электронвольты используются на атомном или молекулярном уровне, а киловатт-часы — это обычная единица измерения энергопотребления.

7-4

УПРАЖНЕНИЯ Напишите уравнения для следующих утверждений, используя степень 10 вместо префиксов. 1.

Пример: плотность ρ составляет 3 микрограмма на кубический миллиметр Ответ: ρ = 3 x мкг мм-3 (вместо микрограмм на мкг) = 3 x 10-6 г (10-3 м) -3 (вместо µ с 10-6 и m с 10-3) = 3 x 103 г м-3

2.

Скорость v составляет 50 миллиметров в секунду

3.

Давление p составляет 64 меганьютона на квадратный сантиметр

4.

Концентрация c составляет 2,8 нанограмма на микролитр

Выразите следующие числа под данным заголовком в таблице как обычное уравнение для количества. 5.

Пример: 4.2 под заголовком 105 м / г

Ответ: 105 м / г = 4,2 м = 4,2 x 10-5 г

6.

23 под заголовком 10-2 т / с 7.

8 под заголовком 105 p / Pa

7.

Преобразуйте следующие величины в согласованные единицы СИ.8.

Пример: q = 230 cal

9. T = 27 oC

10. t = 32 h

Ответ: q = 230 (4,184 Дж) = 962 Дж 11. p = 61 мм рт. Па)

12. ρ = 34 фунт фут-3 (фунт = 454 г, фут = 12 дюймов, дюйм = 2,54 см)

Единицы выражения — Введение в химию — 1-е канадское издание

Цели обучения

  1. Выучите единицы, которые идут с разным количеством.
  2. Выразите единицы измерения, используя их сокращения.
  3. Создавайте новые единицы, комбинируя числовые префиксы с единицами.

Число указывает «сколько», а единица измерения указывает «из чего». «Что» важно при передаче количества. Например, если вы спросите друга, насколько вы близки к озеру Эри, и ваш друг скажет «шесть», то он не даст вам полной информации. Шесть какие ? Шесть миль? Шесть дюймов? Шесть городских кварталов? Фактическое расстояние до озера зависит от того, какие юниты вы используете.

В химии, как и в большинстве других наук, используется Международная система единиц, сокращенно СИ.(Буквы SI обозначают французское «le Système International d’unités».) SI определяет определенные единицы для различных типов величин, основанные на семи основных единицах для различных величин. Мы будем использовать большинство фундаментальных единиц химии. Вначале мы будем иметь дело с тремя фундаментальными единицами. Метр (м) — это единица измерения длины в системе СИ. Он немного длиннее ярда (см. Рисунок 2.3 «Счетчик»). Единица измерения массы в системе СИ — килограмм (кг), что составляет около 2,2 фунта (фунт). Единицей времени в системе СИ является секунда (с).

Рисунок 2.3 Измеритель

Стандартная единица измерения длины в системе СИ, метр, немного длиннее ярда.

Чтобы выразить количество, вам нужно объединить число с единицей измерения. Если у вас длина 2,4 м, вы выражаете эту длину просто 2,4 м. Время 15000 с в экспоненциальном представлении может быть выражено как 1,5 × 10 4 с.

Иногда данная единица измерения не подходит по размеру, чтобы легко выразить количество. Например, ширина человеческого волоса очень мала, и нет смысла выражать ее в метрах.SI также определяет серию числовых префиксов, которые относятся к кратным или дробным частям основной единицы, чтобы сделать единицу более удобной для определенной величины. В таблице 2.1 «Мультипликативные префиксы для единиц СИ» перечислены префиксы, их сокращения и их мультипликативные коэффициенты. Некоторые из префиксов, такие как кило-, мега- и гига-, представляют более одной основной единицы, в то время как другие префиксы, такие как санти-, милли- и микро-, представляют доли исходной единицы. Также обратите внимание, что мы снова используем степень 10.Каждый префикс кратен степени 10.

Таблица 2.1 Мультипликативные префиксы для единиц СИ

Префикс Сокращение Мультипликативная сумма
гига- G 1000000000 ×
мега- M 1000000 ×
кило- к 1000 ×
деци- d 1/10 ×
санти- с 1/100 ×
милли- м 1/1000 ×
микро- мк * 1/1000000 ×
нано- n 1/1000000000 ×
пико- п. 1/1000000000000 ×
* Буква μ — греческая строчная буква, эквивалентная m, и называется «мю» (произносится «миоо»).

Чтобы использовать дроби для создания новых единиц, просто объедините префикс с самой единицей; Аббревиатура для новой единицы представляет собой комбинацию аббревиатуры префикса и аббревиатуры единицы. Например, километр (км) равен 1000 × метр или 1000 м. Таким образом, 5 километров (5 км) равны 5000 м. Точно так же миллисекунда (мс) равна 1/1000 × секунды или одной тысячной секунды. Таким образом, 25 мс — это 25 тысячных секунды. Вам нужно будет научиться комбинировать префиксы и единицы измерения.(Вы можете понять, что одна из наших основных единиц, килограмм, автоматически имеет комбинацию префикса и единицы, килограмм. Слово килограмм означает 1000 г.)

В дополнение к фундаментальным единицам СИ также допускает производные единицы, основанные на фундаментальных единицах или единицах. В науке используется много производных единиц. Например, производная единица для площади исходит из идеи, что площадь определяется как ширина, умноженная на высоту. Поскольку и ширина, и высота являются длиной, они оба имеют основную единицу измерения — метр, поэтому единица площади — метр × метр или метр 2 (м 2 ).Иногда это называют «квадратными метрами». Единица с префиксом также может использоваться для получения единицы площади, поэтому мы также можем иметь см 2 , мм 2 или км 2 в качестве приемлемых единиц для площади.

Объем определяется как длина, умноженная на ширину, умноженную на высоту, поэтому он имеет единицы метр × метр × метр или метр 3 (м 3 ), иногда называемый «кубическими метрами». Кубический метр — довольно большая единица измерения, поэтому определена другая единица, более управляемая: литр (L).Литр составляет 1/1000 кубического метра и немного больше 1 литра по объему (см. Рисунок 2.4 «Литр»). Префиксы также могут использоваться с литрами, поэтому мы можем говорить о миллилитрах (1/1000 литра; мл) и килолитрах (1000 л; кл).

Рисунок 2.4 Литр

Единица объема в системе СИ, литр, немного превышает 1 кварту.

Другое определение литра — одна десятая кубического метра. Поскольку одна десятая метра равна 10 см, литр равен 1000 см 3 (Рисунок 2.5 «Размер 1 литр»). Поскольку 1 л равен 1000 мл, мы заключаем, что 1 мл равен 1 см 3 ; таким образом, эти блоки взаимозаменяемы.

Рисунок 2.5 Размер 1 литра

Один литр равен 1000 см 3 , поэтому 1 см 3 равно 1 мл.

Единицы не только умножаются, но и могут быть разделены. Например, если вы путешествуете со скоростью один метр за каждую секунду прошедшего времени, ваша скорость составляет 1 метр в секунду или 1 м / с.Слово на подразумевает деление, поэтому скорость определяется делением величины расстояния на величину времени. Другие единицы измерения скорости включают километры в час (км / ч) или даже микрометры в наносекунду (мкм / нс). Позже мы увидим другие производные единицы, которые можно выразить в виде дробей.

Пример 2

  1. Человеческий волос имеет диаметр около 6,0 × 10 -5 м. Предложите подходящую единицу измерения и запишите диаметр человеческого волоса в этой единице.
  2. Какова скорость автомобиля, если он пролетит 25 м за 5,0 с?

Решение

  1. Научное обозначение 10 −5 близко к 10 −6 , которое определяет микропрефикс. В качестве единицы измерения диаметра волос воспользуемся микрометрами. Число 6,0 × 10 −5 можно записать как 60 × 10 −6 , а микрометр равен 10 −6 м, поэтому диаметр человеческого волоса составляет около 60 мкм.
  2. Если скорость определяется как величина расстояния, деленная на величину времени, тогда скорость составляет 25 метров / 5.0 секунд. Разделение чисел дает нам 25 / 5,0 = 5,0, а деление единиц дает нам метры в секунду или м / с. Скорость 5,0 м / с.

Проверьте себя

  1. Выразите объем бассейна олимпийских размеров, 2 500 000 л, в более подходящих единицах.
  2. Обычная садовая улитка перемещается на 6,1 м за 30 мин. Какова его скорость в метрах в минуту (м / мин)?

Ответы

  1. 2,5 мл
  2. 0.203 м / мин

Основные выводы

  • Числа показывают «сколько», а единицы — «чего».
  • Химия использует набор основных единиц и производных единиц от единиц СИ.
  • Chemistry использует набор префиксов, которые представляют кратные или доли единиц.
  • Единицы можно умножать и делить для создания новых единиц для количества.

Упражнения

  1. Укажите единицу в каждом количестве.

а) 2 коробки мелков

б) 3,5 грамма золота

2. Определите единицу в каждом количестве.

а) 32 унции сыра чеддер

б) 0,045 см 3 воды

3. Определите единицу в каждом количестве.

а) 9,58 с (текущий мировой рекорд в беге на 100 м)

б) 6,14 м (текущий мировой рекорд в прыжках с шестом)

4. Определите единицу в каждом количестве.

а) 2 дюжины яиц

b) 2,4 км / с (космическая скорость Луны, которая является скоростью, необходимой вам на поверхности, чтобы избежать гравитации Луны)

5. Укажите, какой множитель представляет каждый префикс.

а) к

б) м

в) М

6. Укажите, какой множитель представляет каждый префикс.

а) в

б) G

в) μ

7. Укажите префикс, представляющий каждый множитель.

а) 1/1000 ×

б) 1000 ×

в) 1000000000 ×

8. Дайте префикс, представляющий каждый множитель.

а) 1/1000000000-е ×

б) 1/100 ×

в) 1000000 ×

9. Заполните следующую таблицу, указав недостающую информацию.

Установка Сокращение
килосекунда
мл
мг
сантиметр

10.Заполните следующую таблицу недостающей информацией.

Установка Сокращение
километров в секунду
второй
см 3
мкл
наносекунда

11. Выразите каждую величину в более подходящей единице.Может быть несколько приемлемых ответов.

а) 3,44 × 10 −6 с

б) 3500 л

в) 0,045 м

12. Выразите каждую величину в более подходящей единице. Может быть несколько приемлемых ответов.

a) 0,000066 м / с (Подсказка: учитывайте только единицы в числителе.)

б) 4.66 × 10 6 с

в) 7 654 л

13. Выразите каждую величину в более подходящей единице.Может быть несколько приемлемых ответов.

а) 43600 мл

б) 0,0000044 м

c) 1,438 мс

14. Выразите каждую величину в более подходящей единице. Может быть несколько приемлемых ответов.

а) 0,000000345 м 3

б) 47000000 мм 3

в) 0,00665 л

15. Мультипликативные префиксы используются и для других единиц измерения, таких как компьютерная память.Базовая единица памяти компьютера — байт (б). Какая единица измерения для миллиона байтов?

16. Возможно, вы слышали термины микромасштаб или наномасштаб для обозначения размеров небольших объектов. Какие единицы длины, по вашему мнению, полезны в этих масштабах? Какие доли от основной единицы длины составляют эти единицы?

17. Ускорение определяется как изменение скорости во времени. Предложите единицу ускорения в терминах основных единиц СИ.

18. Плотность определяется как масса объекта, деленная на его объем. Предложите единицу плотности в основных единицах СИ.

Ответы

1.

а) коробки мелков

б) золота

граммов

3.

а) секунды

б) метры

5.

а) 1000 ×

б) 1/1000 ×

в) 1000000 ×

7.

а) милли

б) кило-

в) гига-

9.

Установка Сокращение
килосекунда кс
миллилитр мл
мегаграмма мг
сантиметр см

11.

a) 3,44 мкс

б) 3,5 кл

c) 4,5 см

13.

а) 43,6 л

б) 4,4 мкм

в) 1.438 с

15. мегабайт (Мб)

17. м / сек 2

Физические величины и единицы СИ

Обзор

Международная система единиц (сокращенно единиц СИ от французского названия Système International d’unités) — это международно согласованная метрическая система единиц измерения, которая существует с 1960 года.История метра и килограмма, двух основных единиц, на которых основана система, уходит корнями во времена Французской революции. Сама система основана на концепции семи основных базовых единиц количества, из которых могут быть выведены все остальные единицы количества. После окончания Второй мировой войны становилось все более очевидным, что всемирная система измерения необходима, чтобы заменить многочисленные и разнообразные системы измерений, которые использовались в то время. В 1954 году 10 -я Генеральная конференция по мерам и весам , руководствуясь результатами более раннего исследования, предложила систему, основанную на шести основных величинах.Рекомендуемое количество: метров , килограмм , секунд , ампер , кельвин и кандела .

Генеральная конференция по мерам и весам (сокращенно CGPM от французского названия Conférence Générale des Poids et Mesures ), первая из которых проходила в 1889 году, проводится каждые несколько лет с 1897 года в Севре, недалеко от Парижа. .Следуя предложениям 1954 года, конференция 1960 года (11 -й CGPM) представила миру новую систему.

Седьмой базовый блок, моль , был добавлен после 14 -го CGPM, который состоялся в 1971 году. Официальное описание системы под названием SI Brochure , впервые опубликовано в 1970 году и в настоящее время (по состоянию на 2019 год) его девятое издание можно бесплатно загрузить с веб-сайта Bureau International des Poids et Mesures (BIPM). Брошюра написана и поддерживается подкомитетом Международного комитета мер и весов (сокращенно CIPM от французского названия — Comité International des Poids et Mesures ). Соответствующий международный стандарт — ISO / IEC 80000 .

Роль BIPM включает установление стандартов для основных физических величин и поддержание международных прототипов.Его работа включает в себя метрологических исследований, (метрология — это наука об измерениях), сравнение международных прототипов для целей поверки и калибровка эталонов. Работа BIPM контролируется CIPM, который, в свою очередь, подотчетен CGPM. В настоящее время Генеральная конференция собирается каждые четыре года для утверждения новых стандартов и резолюций, а также для согласования финансовых, организационных вопросов и вопросов развития.

Основные величины и единицы СИ

Значение физической величины обычно выражается как произведение числа и единицы . В прошлом (а в некоторых случаях вплоть до самого недавнего времени) устройство представляло конкретный пример или прототип соответствующей величины, которая использовалась в качестве ориентира. Число представляет собой отношение значения количества к единице.

По состоянию на 2019 год все базовые единицы теперь определены со ссылкой на семь «определяющих» физических констант, которые включают фундаментальные константы природы, такие как постоянная Планка и скорость света.Самые последние изменения произошли с публикацией девятого издания брошюры СИ в 2019 году. Четыре базовых единицы — килограмм , ампер , кельвин и моль — были переопределены с использованием физических констант. Секунды секунд , метров и кандела , уже определенные с использованием физических констант, были исправлены.

Например, килограмм был ранее определен со ссылкой на прототип. Рассматриваемый прототип представлял собой платино-иридиевый цилиндр, который в строго контролируемых условиях содержался в хранилище BIPM, идентичные копии которого хранятся в идентичных условиях по всему миру. Количество два килограмма (2 кг) было бы определено как ровно вдвое больше массы прототипа или одного из его экземпляров. Однако теперь, согласно версии SI Brochure 2019 года:

«Килограмм (символ кг) — это единица массы в системе СИ.Он определяется путем принятия фиксированного числового значения постоянной Планка h равным 6,626070 15 × 10 −34 , когда выражается в единицах Дж с, что равно кг · м 2 с −1 , где метр и второй определены в терминах c и Δν Cs «.

Также в соответствии с изданием SI Brochure 2019 года семь определяющих физических констант, используемых для определения единиц SI:

«. . . выбираются таким образом, что любая единица СИ может быть записана либо через саму определяющую константу, либо через произведения или частные определяющих констант ».

Семь определяющих констант, используемых для определения единиц СИ:

  • Частота невозмущенного сверхтонкого перехода в основное состояние атома цезия 133 , Δ ν Cs , составляет 9 192 631770 Гц
  • Скорость света в вакууме, c , составляет 299 792 458 м / с
  • Постоянная Планка h равна 6.626070 15 × 10 −34 Дж с
  • Элементарный заряд e равен 1,602 176 634 × 10 −19 C
  • Постоянная Больцмана k составляет 1,380 649 × 10 −23 Дж / К
  • Константа Авогадро N A равна 6.022 140 76 × 10 23 моль −1
  • Световая отдача монохроматического излучения частотой 540 × 10 12 Гц, К кд , составляет 683 лм / Вт

где, согласно брошюре SI, герц , джоулей , кулонов , люмен и ватт , с символами единиц измерения Гц, Дж, Цельсия, лм и Вт соответственно, относятся к единицы секунда , метр , килограмм , ампер , кельвин , моль и кандела , с символами единиц измерения s, m, kg, A, K, mol и cd, соответственно, согласно Hz = s –1 , J = кг м 2 s –2 , C = A s, lm = cd m 2 m –2 = cd sr, и W = кг м 2 с –3 .

В Международной системе единиц используются семь базовых величин. Семь базовых величин и соответствующие им единицы:

  • время (секунды)
  • длина (метр)
  • Масса (килограмм)
  • электрический ток (ампер)
  • термодинамическая температура (кельвин)
  • количество вещества (моль)
  • сила света (кандела)

Предполагается, что эти базовые количества равны независимым друг от друга.Другими словами, базовое количество не нужно определять в терминах какого-либо другого базового количества (или количества). Однако обратите внимание, что хотя сами базовые величины считаются независимыми, их соответствующие базовые единицы в некоторых случаях зависят друг от друга. Например, метр определяется как длина пути, проходимого светом в вакууме за интервал времени 1/299 792 458 из секунд .

В таблице ниже приведены базовые количества и их единицы.Вы могли заметить, что аномалия возникает в отношении килограмма (единица массы ). Килограмм — единственная базовая единица СИ, название и символ которой включают префикс. Вы должны знать, что кратные и подмножественные единицы этой единицы формируются путем присоединения соответствующего имени префикса к названию единицы грамм и соответствующего символа префикса к символу единицы g . Например, одна миллионная килограмма — это один миллиграмм (1 мг), а не один микрокилограмм (1 мкг).


652 × 10 50 ] герц.

Базовые блоки SI
Кол-во Сим. Установка Установка
Сим.		 Единица Определение
время t секунда с Длительность 9 192 631770 периодов излучения, соответствующих переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атом цезия 133
длина l метр м Длина пути, пройденного светом в вакууме за временной интервал длительностью 1/299 792 458 секунды
масса м килограмм кг Килограмм определяется путем принятия фиксированного числового значения постоянной Планка h равным 6. 626070 15 × 10 −34 при выражении в единицах Дж с, что равно кг м2 с −1 , где счетчик и секунда определены в терминах c и Δ ν Cs .

Ранее предложенное определение, эквивалентное приведенному выше, описывает килограмм как массу тела в состоянии покоя, эквивалентная энергия которой равна энергии набора фотонов, чьи частоты в сумме составляют [1,3563

электрический
ток		 I ампер A Электрический ток, соответствующий потоку 1 / (1.602 176 634 × 10 −19 ) элементарных зарядов в секунду
термодинамическая
температура		 T кельвин K Изменение термодинамической температуры, которое приводит к изменению тепловой энергии на 545 кТл на 1,380 649 × 10 −23 J
количество
вещества
n моль моль Количество вещества в системе, содержащей 6. 022 140 76 × 10 23 заданные элементарные объекты (элементарные объекты могут быть атомами, молекулами, ионами, электронами, другими частицами или заданными группами таких частиц)
яркость
интенсивность		 I v candela cd Сила света в заданном направлении источника, который испускает монохроматическое излучение с частотой 540 × 10 12 Гц и имеет силу излучения в этом направлении 1/683 Вт на стеридиан

Размеры количеств

Как указывалось ранее, каждая из производных единиц количества, определенных Международной системой единиц, определяется как произведение степеней основных единиц.Считается, что каждая базовая величина имеет свой собственный размер , который представлен с использованием символа верхнего регистра, напечатанного римским шрифтом без засечек. Считается, что производные величины имеют размерности, которые могут быть выражены как произведение степеней размерностей базовых величин, из которых они получены. Размер любой величины Q , таким образом, записывается как:

dim Q = L α M β T λ I δ Θ ε N ζ J

Символы верхнего регистра L, M, T, I, Θ, N и J (Θ — греческий символ верхнего регистра Theta ) представляют размеры основных величин длина , масса , время , электрический ток , термодинамическая температура , количество вещества и сила света соответственно.Надстрочные символы — это первые семь строчных букв греческого алфавита ( альфа , бета , лямбда , дельта , эпсилон , дзета и эта ) и представляют собой целые числа, называемые размерные показатели . Значения размерных показателей могут быть положительными, отрицательными или нулевыми. Размерность производной величины по существу передает ту же информацию о взаимосвязи между производными величинами и базовыми величинами, из которых они получены, как символ единицы СИ для производной величины.

В некоторых случаях все показатели размерности равны нулю (как, например, в случае, когда величина определяется как отношение двух величин одного вида). Такие количества называются безразмерными или размерностью один . Связной производной единицей для такой величины (как отношения двух одинаковых единиц) является число и число . Тот же принцип применяется к количествам, которые не могут быть выражены в основных единицах, например, число молекул , что по сути является просто результатом подсчета.Эти величины также считаются безразмерными или имеющими размерность один. Большинство безразмерных величин просто выражаются числами. Исключения включают радиан и стерадиан , используемые для выражения значений плоских углов и телесных углов соответственно. Другое заметное исключение — децибел , описанный выше.

Производные единицы

Все производных единиц величины, определенные Международной системой единиц, определяются как произведений мощности основных единиц.Таким образом, производная величина может быть выражена через одну или несколько основных величин в форме алгебраического выражения. Производные единицы, которые являются производными мощностей базовых единиц, которые не включают числовой коэффициент, отличный от и , называются когерентными производными единицами . Это означает, что они выводятся исключительно с использованием произведений или частных целых степеней основных величин, и что никакой другой числовой коэффициент, кроме единицы, не используется.

Семь базовых единиц и двадцать две когерентных производных единицы СИ образуют когерентный набор из двадцати девяти единиц СИ, который называется набором когерентных единиц СИ .Все другие единицы СИ являются комбинациями некоторых из этих двадцати девяти единиц. Слово «когерентный» в этом контексте означает, что уравнения между числовыми значениями величин находятся в точно такой же форме, как и соответствующие уравнения между самими величинами.

У двадцати двух связанных производных единиц есть специальные имена и символы. Часто выбранное имя отражает вклад конкретного ученого. Единица силы ( ньютон ) названа в честь сэра Исаака Ньютона , одного из крупнейших авторов в области классической механики.Устройство давления ( паскаль ) названо в честь Блеза Паскаля за его работу в области гидродинамики и гидростатики. В таблице ниже перечислены когерентные производные единицы. Обратите внимание, что каждая единица, названная в таблице ниже, имеет свой собственный символ, но может быть определена в терминах других производных единиц или в терминах основных единиц СИ, как показано в последних двух столбцах.


60 сила 00

работа, энергия,
количество тепла 90 579 Вт 9057 9057 -1 м -2 с 4 A 2 магнитный поток 9014-2903 кг с 9014-2903 -1 температура
Единицы СИ со специальными названиями и символами
Кол-во Устройство Обозначение устройства Базовые блоки Другие блоки
плоский угол радиан рад м / м сплошной угол sr m 2 / m 2 —
частота герц Гц s -1 —
кг мс -2 —
давление,
напряжение		 паскаль Па кг м -1 с -2 —
джоуль Дж кг · м 2 с -2 Н · м
мощность,
лучистый поток		 Вт кг м 2 с -3 Дж / с
электрический заряд,
количество электричества		 кулон C A s
59 — электрическая разность потенциалов,
электродвижущая сила		 вольт V кг м 2 с -3 A -1 Вт / А
емкость фарад C / V
электрическое сопротивление Ом Ом кг м 2 с -3 A -2 -2 V / A
электрическая проводимость siemens S кг -1 м -2 с 3 A 2 A / V
weber Wb кг м 2 с -2 A -1 В с
Плотность магнитного потока тесла T Вт / м 2
индуктивность Генри H кг м 2 s -2 A -2 Wb159 9014ius
градусов Цельсия ° C K—
световой поток люмен лм cd sr cd sr 90×90 9057 9057 9057 9057 9057 9057 9057 9057 9057 -2 лм / м 2
активность радионуклида беккерель Бк с -1 —
поглощенная доза,
удельная энергия (переданная),
керма		 серый Гр м 2 с -2 Дж / кг
эквивалент дозы,
амбиентный эквивалент дозы,
направленный эквивалент дозы ,
эквивалент индивидуальной дозы		 зиверт Sv м 2 с -2 Дж / кг
каталитическая активность катал кат

моль с

моль с

Обратите внимание, что единицы для плоского угла и телесного угла ( радиан и стерадиан соответственно) получаются как частное от двух идентичных базовых единиц СИ.Таким образом, говорят, что у них есть блоки и (1). Они описаны как безразмерных единиц или единиц размерности один (концепция размера была описана выше).

Обратите внимание, что разница температур в один градус Цельсия имеет точно такое же значение, как и разница температур в один градус Цельсия . Температурная шкала Цельсия обычно используется для повседневных ненаучных целей, таких как прогноз погоды или для определения температуры, при которой следует хранить продукты питания и лекарства.В таком контексте она имеет большее значение для представителя общественности, чем шкала температуры Кельвина.

Единицы согласованного набора можно комбинировать, чтобы выразить единицы других производных величин. Поскольку это позволяет потенциально неограниченное количество комбинаций, перечислить их все здесь невозможно. В таблице ниже приведены некоторые примеры производных величин вместе с соответствующими согласованными производными единицами, выраженными в базовых единицах.


9057 9057 9045 90451420 м кв. -2
Когерентные производные единицы, выраженные в базовых единицах
Кол-во Сим. Установка Установка
Сим.
площадь A квадратный метр м 2
объем V куб. v метров в секунду мс -1
ускорение a метр в секунду в квадрате мс -2
счетчик обратный м -1
плотность, массовая плотность ρ килограмм на кубический метр кг м -3
960
9 905 905 килограмм на квадратный метр кг м -2
удельный v olume v кубических метров на килограмм м 3 кг -1
плотность тока j ампер на квадратный метр
Напряженность магнитного поля H ампер на метр A m -1
количество концентрации вещества c моль на кубический метр моль м
моль м
массовая концентрация ρ , γ килограмм на кубический метр кг м -3
яркость L v может

Примеры когерентных производных единиц СИ, показанные в таблице ниже, основаны на комбинации производных единиц со специальными названиями и базовых единиц СИ.Названия и символы этих единиц отражают гибридную природу этих единиц. Как и в случае с единицами измерения в предыдущей таблице, каждая единица имеет свой собственный символ, но может быть определена в терминах основных единиц СИ, как показано в последнем столбце. Ценность возможности использовать в уравнениях как специальные, так и гибридные символы можно оценить, если посмотреть на длину некоторых выражений базовых единиц.


14
удельная энтропия 9057 9 В на метр на интенсивность излучения
Производные единицы SI с гибридными названиями
Кол-во Единица Единица
Symbol		 Базовая
Единица
динамическая вязкость паскаль-секунда Па с кг м
42-160143 с момент силы
ньютон-метр Н · м кг · м 2 с -2
поверхностное натяжение ньютон на метр Н · м -1 кг с -2 кг с -2
угловая скорость, угловая частота радиан в секунду рад с -1 с -1
угловое ускорение радиан на секунду в квадрате рад / с с -2
плотность теплового потока,
освещенность		 ватт на квадратный метр Вт / м 2 кг с 9014 2-3
теплоемкость,
энтропия		 джоуль на кельвин JK -1 кг м 2 с -2 K -1
джоуль на килограмм кельвин JK -1 кг -1 м 2 с -2 K -1
удельная энергия джоуль на килограмм Дж кг -1 м 2 с -2
теплопроводность ватт на метр кельвин Вт м -1 K -1 кг мс14 -3 кг мс3 K -1
Плотность энергии джоуль на кубический метр Дж · м -3 кг · м -1 с -2
Напряженность электрического поля В м -1 кг мс -3 A -1
Плотность электрического заряда кулонов на кубический метр Км -3 A см -3
Плотность поверхностного заряда кулонов на квадратный метр Кл м -2 А см -2
плотность электрического потока,
электрическое смещение		 кулонов C м -2 A sm -2
диэлектрическая проницаемость фарад на метр F м -1 кг -1 м -3 с 90 A 2
проницаемость генри на метр H м -1 кг мс -2 A -2
молярная энергия джоуль на моль Дж-моль -1 кг · м 2 с -2 моль -1
молярная энтропия,
молярная теплоемкость		 джоуль на моль кельвин 902-19079 Дж моль -1 кг м 2 с -2 моль -1 K -1
экспозиция (рентгеновские и γ-лучи) кулонов на килограмм C кг -1 А с кг -1
мощность поглощенной дозы серых в секунду Гр с -1 м 2 с -3
Вт на стерадиан Вт sr -1 кг м 2 с -3
яркость Вт на квадратный метр стерадиан Вт sr14 -2 м кг с -3 9014 3
концентрация каталитической активности катал на кубический метр кат м -3 моль с -1 м -3

Единицы, не относящиеся к системе СИ, принятые для использования с системой СИ

Единицы, указанные в итоговой таблице, принимаются для использования с Международной системой единиц по разным причинам.Многие из них все еще используются, некоторые требуются для интерпретации научных текстов, имеющих историческое значение, а некоторые используются в специализированных областях, таких как медицина. Например, га до сих пор обычно используется для обозначения земельной площади. Для современных научных текстов предпочтительно использовать эквивалентные единицы СИ. Везде, где делается ссылка на единицы, не входящие в систему СИ, они должны иметь перекрестную ссылку с их эквивалентными единицами СИ. Для единиц, показанных в следующей таблице, также показано эквивалентное определение в единицах СИ.Большинство перечисленных устройств широко используются ежедневно и, вероятно, будут таковыми в обозримом будущем.

Обратите внимание, что для большинства целей рекомендуется, чтобы дробные значения плоских углов, выраженные в градусах, выражались десятичными дробями, а не минутами и секундами. Исключения составляют навигация и геодезия (в связи с тем, что одна минута широты на поверхности Земли соответствует приблизительно одной морской миле) и астрономия.В области астрономии очень маленькие углы важны из-за огромных расстояний. Поэтому астрономам удобно использовать единицу измерения, которая может значимым образом отображать очень небольшие различия в углах. Очень маленькие углы могут быть представлены в единицах угловых секунд , микросекунд и пикосекунд .


0 9 л0 = 1 дм 3 = 10 3 см 3 = 10 -3 м 3 масса32 Презентационные соглашения

Существует ряд общепринятых правил выражения величин в рукописных или печатных документах и ​​текстах.Эти соглашения были введены в действие с относительно небольшими изменениями с тех пор, как Генеральная конференция по мерам и весам впервые представила Систему международных единиц в 1960 году. Они в первую очередь предназначены для обеспечения единообразного подхода к представлению рукописной или печатной информации и обеспечения удобочитаемость научных журналов, учебников, научных статей, таблиц данных, отчетов и других сопутствующих документов. Требования к оформлению будут в некоторой степени варьироваться в зависимости от норм языка, на котором написано произведение.Здесь нас интересуют только условные обозначения, применимые к английскому языку. В следующем списке представлены некоторые из наиболее важных требований.

  • Символы единиц — пишутся римским (вертикальным) шрифтом. Они печатаются строчными буквами, если они не являются производными от имени собственного, и в этом случае первая буква пишется с заглавной буквы (например, «Па» для паскаль). Исключением из правил является символ литра, который может быть записан как «l» или «L».Последнее допускается, чтобы отличить символ, используемый для литра, от числа один (1). Любой префикс кратного или кратного кратного считается частью символа единицы, к которому он добавляется без промежуточного пробела (например, «км» для километра, «мм» для миллиметра или «мкм» для микрометра).
  • Названия единиц — пишутся римским шрифтом. Все названия единиц печатаются строчными буквами, включая первую букву, независимо от того, названы ли они в честь человека или начинается ли символ единицы с символа верхнего регистра (т.е. «Ньютон», а не «Ньютон»). Если с именем устройства используется префикс, он становится частью имени устройства и формируется как одно слово (например, «микропаскаль», а не «микропаскаль» или «микропаскаль»). Если производная единица является произведением двух или более отдельных единиц, для разделения названий можно использовать пробел или дефис (например, «ньютон-метр» или «ньютон-метр»). Для единиц, возведенных в степень, соответствующий модификатор может предшествовать названию единицы или следовать за ним (например, «квадратный метр» или «метр в кубе»).
  • Составные единицы — единицы, выраженные как произведение или частное других единиц, записываются так же, как стандартные алгебраические выражения.Умножение представлено либо пробелом, либо использованием оператора точек (также называемого средней точкой ). Например, символ «ньютон-метр» записывается как «Н · м» или «Н · м». Деление представлено с помощью солидуса , (прямой ход) или отрицательных показателей степени. Обозначение «ньютон на метр» записывается либо как «Н / м», либо как «Н · м -1 »).
  • Переменные — неизвестные величины в уравнениях обычно представляются с помощью одного символа курсивным шрифтом, e.грамм. « м » для массы или « I » для электрического тока. Символ количества может быть дополнительно уточнен, как правило, с использованием номера или метки с нижним индексом, например « R LOAD » для неизвестного сопротивления нагрузки или « I 1 » для неизвестного тока в определенной ветви электрической цепи (обратите внимание, кстати, что, хотя шрифты с засечками часто используются для уравнений, BIPM конкретно не требует этого).
  • Количество — количество известного значения выражается числом, за которым следует пробел, а затем символ единицы.Пробел представляет собой оператор умножения. Исключением из правила является угол плоскости, выраженный в градусах, минутах и ​​секундах. Символы градуса, минуты и секунды всегда следуют за соответствующими числами без пробела. Например, значение в тридцать пять градусов записывается как «35 °». Цифры всегда отображаются как обычный (прямой) текст.
  • Объединение единиц — разные единицы следует комбинировать только при выражении количества с использованием единиц, не относящихся к системе СИ, то есть времени или угла.Например, время обычно выражается в часах, минутах и ​​секундах. В таких областях, как навигация или астрономия, по-прежнему принято выражать плоские углы в градусах, минутах и ​​секундах. Однако обратите внимание, что для других целей углы, указанные в градусах, могут быть альтернативно записаны как десятичные дроби, например «21,255 °», а не «21 ° 15 ′ 18 ″».
  • Десятичные маркеры — для любого числа, имеющего дробную часть, десятичный маркер (иногда называемый десятичной точкой ) является символом, отделяющим целую часть числа от его дробной части.Обычно это точка или запятая. Для значений от минус один до один десятичному маркеру предшествует ноль, например «0,123».
  • Разделитель тысяч — числа, состоящие из длинных последовательностей цифр, часто разделяются на группы по три цифры, чтобы их было легче читать. Предпочтительный метод разделения этих групп — использовать пробел, поскольку использование точек или запятых может интерпретироваться по-разному в разных частях мира.Например, скорость света выражается как «299 792 458 м / с». Обратите внимание, что если до или после десятичного маркера есть только четыре цифры, разделитель обычно не считается необходимым.
  • Умножение и деление — для обозначения умножения могут использоваться различные методы. Имена перемножаемых переменных могут быть и (размещены рядом друг с другом), например « xy ». Их можно заключить в квадратные скобки, например.грамм. «( x ) ( y )». Знак умножения можно использовать для обозначения умножения, помещая его между переменными, которые нужно умножить, например « x x y «. Обратите внимание, что знак умножения всегда следует использовать там, где только числа умножаются вместе, но его лучше избегать, если используются имена переменных (во избежание путаницы с общим именем переменной x ). Использование средней точки («·») не рекомендуется. Деление указано с помощью солида , , e.грамм. « x / y » или отрицательный индекс, например « x y -1 «.

Кратные и подкратные единицы единиц СИ

Кратные и частные единицы единиц СИ обозначаются путем добавления соответствующего префикса к символу единицы. Префиксы печатаются в виде римских (вертикальных) символов, добавляемых к символу единицы без промежуточного пробела.Большинство кратных единиц префиксов представляют собой символы верхнего регистра (за исключением deca (da), hecto (h) и kilo (k). Все префиксы submultiple являются символами нижнего регистра. Имена префиксов всегда печатаются строчными буквами, за исключением тех случаев, когда они появляются в начале предложения, а единицы с префиксом отображаются как отдельные слова (например, миллиметр , микропаскаль и т. д.). Все кратные и частные кратные — это целые степени десяти .За пределами сто (или сотых ) кратные и подмножители — это целых степеней одной тысячи , хотя они по-прежнему выражаются в степенях десяти. В следующей таблице перечислены наиболее часто встречающиеся множественные и подмножественные префиксы.


Единицы, не относящиеся к системе СИ, все еще широко используются
Кол-во Единица Единица
Символ		 SI
Единицы
время минут минут 1 мин. 1 ч = 60 мин = 3600 с
время день d 1 d = 24 ч = 86 400 с
длина астрономическая единица ua 1 ua = 1.495 978 706 91 (6) × 10 11 м
плоскость и фазовый угол градусов ° 1 ° = (π / 180) рад
плоскость и фазовый угол минут ′ 1 ′ = (1/60) ° = (π / 10 800) rad
плоскость и фазовый угол секунда ″ 1 ″ = (1/60) ′ = (π / 648000) рад
площадь га га 1 га = 1 га 2 = 10 4 м 2
объем литр
масса т т 1 т = 10 3 кг дальтон Да 1 Да = 1.660539 040 (20) × 10 -27 кг
энергия электронвольт эВ 1 эВ = 1.602 176 634 × 10 -19 Дж
на логарифмическое отношение 909 909 Np—
логарифмическое отношение bel B—
логарифмическое отношение децибел дБ—
9014
Префиксы SI
Фактор Название Обозначение Фактор Название Символ
10 1 дека da 9057 9057 da da
10 2 hecto h 10 -2 сенти c
10 3 килограмм 9057 901 9014 901 901 м
10 6 мега M 10 -6 микро мк
10 9 гига nano n
10 12 tera T 10 -12 pico р
10 15 пета P 10 -15 фемто f
10 18 EExa атто a
10 21 zetta Z 10 -21 zepto z
41 9057 -24 yocto y


Измерения в химии — Химия

Глава 1 — Измерения в химии

Это содержимое также можно загрузить в виде PDF-файла для печати или интерактивного PDF-файла.Для интерактивного PDF-файла требуется Adobe Reader для полной функциональности.

Этот текст опубликован под лицензией Creative Commons, для ссылки и адаптации нажмите здесь.

Разделы:

Раздел 1: Химия и вещества
Что такое химия?
Физико-химические свойства
Элементы и соединения
Смеси
Состояния материи

Раздел 2: Как ученые изучают химию
Научный метод

Раздел 3: Научная нотация
Видеоуроки
Практические задачи

Раздел 4: Единицы измерения
Международная система единиц и метрическая система
Производные единицы СИ

Раздел 5: Проведение измерений в лаборатории
Precision vs.Точность
Значимые цифры
Точные числа
Правила округления
Видеоуроки
Расчеты со значащими цифрами
Преобразование и важность единиц
Коэффициенты преобразования

Краткое содержание главы

Список литературы

Раздел 1: Химия и вещества
Что такое химия?

Все вокруг нас состоит из химикатов.От цвета, который делает розу такой красной, до бензина, которым наполняют наши автомобили, и кремниевых чипов, питающих наши компьютеры и сотовые телефоны… Химия повсюду! Понимание того, как химические молекулы образуются и взаимодействуют для создания сложных структур, позволяет нам использовать силу химии и использовать ее, как набор инструментов, для создания многих современных достижений, которые мы наблюдаем сегодня. Это включает в себя достижения в медицине, связи, транспорте, строительной инфраструктуре, науке о продуктах питания и сельском хозяйстве, а также почти во всех других технических областях, которые вы можете себе представить.

Химия — одна из отраслей науки. Наука — это процесс, с помощью которого мы узнаем о естественной Вселенной, наблюдая, проверяя, а затем создавая модели, объясняющие наши наблюдения. это процесс, с помощью которого мы узнаем о естественной Вселенной, наблюдая, проверяя, а затем создавая модели, которые объясняют наши наблюдения. Поскольку физическая вселенная настолько обширна, существует множество различных областей науки (рис. 1.1). Таким образом, химия изучает материю, биология изучает живые существа, а геология изучает горные породы и землю.Математика — это язык науки, и мы будем использовать его для передачи некоторых идей химии.

Хотя мы разделяем науку на разные области, между ними есть много общего. Например, некоторые биологи и химики так много работают в обеих областях, что их работа называется биохимией. Точно так же геология и химия пересекаются в области, называемой геохимией. На рисунке 1.1 показано, сколько отдельных областей науки связаны между собой.

Рисунок 1.1: Отношения между некоторыми из основных отраслей науки. Химия находится более или менее посередине, что подчеркивает ее важность для многих областей науки.

Физические и химические свойства

Часть понимания материи заключается в том, чтобы ее описать. Один из способов описания материи — отнести разные свойства к разным категориям. Свойства, которые химики используют для описания материи, делятся на две основные категории.Физические свойства — это характеристики, которые описывают вещество, такие как температура кипения, точка плавления и цвет. Физические изменения, такие как плавление твердого вещества в жидкость, не изменяют химическую структуру этого вещества. Химические свойства — это характеристики, которые описывают, как химическая структура вещества изменяется во время химической реакции. Примером химического свойства является воспламеняемость — способность материала гореть — потому что горение (также известное как горение) изменяет химический состав материала.

Элементы и соединения

Любой образец вещества, который имеет одинаковые физические и химические свойства во всем образце, называется веществом. Есть два типа веществ. Вещество, которое не может быть разбито на химически более простые компоненты, является элементом. Алюминий, который используется в банках с газировкой, является элементом. Вещество, которое можно разбить на химически более простые компоненты (поскольку оно состоит из более чем одного элемента), представляет собой соединение. Вода — это соединение, состоящее из водорода и кислорода.Сегодня в известной вселенной около 118 элементов, которые организованы на фундаментальной диаграмме, называемой Периодической таблицей элементов (рис. 1.2). Напротив, на сегодняшний день ученые идентифицировали десятки миллионов различных соединений.

Наименьшая часть элемента, которая поддерживает идентичность этого элемента, называется атомом. Атомы очень крошечные; чтобы сделать линию длиной в 1 дюйм, вам понадобится 217 миллионов атомов железа! Точно так же самая маленькая часть соединения, которая поддерживает идентичность этого соединения, называется молекулой.Молекулы состоят из атомов, которые соединены вместе и ведут себя как единое целое (рис. 1.2). Ученые обычно работают с миллионами атомов и молекул одновременно. Когда ученый работает

Рисунок 1.2: ( Верхняя панель) Периодическая таблица элементов — это организованная диаграмма, которая содержит все известные химические элементы. ( Нижняя панель ) Слева от стрелки показан один атом кислорода и два атома водорода. Каждый из них представляет собой отдельные элементы.Когда они объединены с правой стороны, они образуют единую молекулу воды (H 2 O). Обратите внимание, что вода определяется как соединение, потому что каждая отдельная молекула состоит из более чем одного типа элементов, в данном случае из одного атома кислорода и двух атомов водорода.

с большим количеством атомов или молекул одновременно, ученый изучает макроскопическое представление Вселенной. Однако ученые могут также описывать химические явления на уровне отдельных атомов или молекул, что называется микроскопической точкой зрения.В этой книге мы увидим примеры как макроскопических, так и микроскопических точек зрения (рис. 1.3).

Рисунок 1.3: Сколько молекул необходимо для точки в предложении? Хотя мы не замечаем этого с макроскопической точки зрения, материя состоит из микроскопических частиц, настолько крошечных, что для создания точки, которую мы можем видеть невооруженным глазом, нужны миллиарды их. X25 и X400000000 указывают, сколько раз изображение было увеличено.

Смеси

Материал, состоящий из двух или более веществ, представляет собой смесь.В смеси отдельные вещества сохраняют свою химическую идентичность. Многие смеси представляют собой очевидные комбинации двух или более веществ, например, смесь песка и воды. Такие смеси называют гетерогенными смесями. В некоторых смесях компоненты настолько тесно связаны, что действуют как единое вещество, хотя это не так. Смеси с однородным составом называются гомогенными смесями. Гомогенные смеси, которые перемешиваются настолько тщательно, что ни один компонент не может наблюдаться независимо от другого, называются растворами.Растворенный в воде сахар является примером решения. Металлический сплав, такой как сталь, является примером твердого раствора. Воздух, состоящий в основном из азота и кислорода, представляет собой газообразный раствор.

Рисунок 1.4: Гетерогенные и однородные смеси. Смесь содержит более одного вещества. На верхней панели вы видите пример неоднородной смеси масла и воды. Смесь неоднородна, потому что вы можете визуально увидеть два разных компонента в смеси.На нижней панели вы видите пример однородной смеси, кофе. Он однороден, потому что вы не можете различить множество различных компонентов, из которых состоит чашка кофе (вода; кофеин; кофейные алкалоиды и дубильные вещества). Все выглядит одинаково. Если смесь однородная, а также прозрачная или прозрачная, ее называют раствором. В нашем примере кофе — это раствор; однако концентрированный эспрессо может быть очень непрозрачным и представлять собой только гомогенную смесь, а не раствор.

Состояния материи

Другой способ классификации материи — описать ее как твердое тело, жидкость или газ, как это было сделано в примерах растворов выше. Эти три описания, каждое из которых подразумевает, что материя обладает определенными физическими свойствами, представляют три фазы материи. Твердое тело имеет определенную форму и определенный объем. Жидкости имеют определенный объем, но не определенную форму; они принимают форму своих контейнеров. У газов нет ни формы, ни объема, они расширяются, заполняя свои сосуды.Каждый день мы сталкиваемся с материей в каждой фазе. Фактически, мы регулярно встречаем воду во всех трех фазах: лед (твердая фаза), вода (жидкость) и пар (газ).

Из нашего опыта работы с водой мы знаем, что вещества могут переходить из одной фазы в другую при подходящих условиях. Обычно изменение температуры вещества (и реже оказываемого на него давления) может вызвать фазовый переход или физический процесс, в котором вещество переходит из одной фазы в другую (рис. 1.5). Фазовые изменения имеют определенные названия в зависимости от того, какие фазы задействованы, как показано в Таблице 1.1.

Рисунок 1.5. Анализ фазовых изменений. ( Верхняя панель ) Фотография кипящей воды демонстрирует фазовый переход воды из жидкой в ​​газообразную фазу. Обратите внимание, что фазовые изменения — это физическое свойство молекулы. Вода остается химически такой же (H 2 O) в твердом, жидком или газообразном состоянии. ( Нижняя панель ) Изменение температуры может вызвать фазовые изменения. Выше — температурная шкала фазовых переходов воды.Если вы добавите тепло к твердому льду, вода будет таять при 0 o C и закипать при 100 o C. 0 o C.

Таким образом, рис. 1.6 «Классификация материи» иллюстрирует взаимосвязь между различными способами классификации материи.

Рисунок 1.6 Классификация материи. Вещество можно классифицировать по-разному в зависимости от его свойств

(Вернуться к началу)

Раздел 2: Как ученые изучают химию

Научный метод

Как работают ученые? Как правило, они следуют процессу, называемому научным методом.Научный метод — это организованная процедура изучения ответов на вопросы. Чтобы найти ответ на вопрос (например, «Почему птицы летают к экватору Земли в холодные месяцы?»), Ученый выполняет следующие шаги, которые также показаны на рисунке 1.7.

Рисунок 1.7 Общие этапы научного метода. В реальной жизни шаги могут быть не такими четкими, как описано здесь, но большинство научных работ следует этому общему плану.

Предложите гипотезу. Ученый генерирует проверяемую идею или гипотезу, чтобы попытаться ответить на вопрос или объяснить, как устроена естественная вселенная. Некоторые люди используют слово теория вместо гипотезы, но слово гипотеза — правильное слово в науке. В научных приложениях слово теория — это общее утверждение, описывающее большой набор наблюдений и данных. Теория представляет собой высший уровень научного понимания и построена на широком спектре фактических знаний или данных.

Проверьте гипотезу. Ученый оценивает гипотезу, разрабатывая и проводя эксперименты для ее проверки. Если гипотеза проходит проверку, это может быть правильным ответом на вопрос. Если гипотеза не проходит проверку, это может быть плохой ответ.

При необходимости уточните гипотезу. В зависимости от результатов экспериментов, ученый может захотеть изменить гипотезу, а затем снова проверить ее. Иногда результаты показывают, что исходная гипотеза полностью ошибочна, и в этом случае ученому придется разработать новую гипотезу.

Не все научные исследования достаточно просты, чтобы их можно было разделить на эти три отдельных этапа. Но эти шаги представляют собой общий метод, с помощью которого ученые узнают о нашей естественной вселенной.

(Вернуться к началу)

Раздел 3: Научная нотация

Изучение химии может включать очень большие числа. Он также может включать в себя очень маленькие числа. Записать такие числа и использовать их в полной форме проблематично, потому что мы потратим слишком много времени на написание нулей и, вероятно, сделаем много ошибок! Решение этой проблемы есть.Это называется научным обозначением.

Научная нотация позволяет нам выражать очень большие и очень маленькие числа, используя степень 10.

Напомним, что:

10

0 = 1 10 1 = 10 10 2 = 100

10

3 = 1000 10 4 = 10000 10 5 = 100000

Как видите, степень возведения 10 равна количеству нулей, следующих за 1. Это поможет определить, какой показатель использовать, когда мы выражаем числа в экспоненциальной нотации.

Возьмем очень большое число:

579, 000, 000, 000

и выразите его в экспоненциальной нотации.

Сначала мы находим коэффициент, который представляет собой число от 1 до 10, которое будет умножено на 10 в некоторой степени.

Наш коэффициент: 5,79

Это число будет умножено на 10 в некоторой степени. Теперь давайте разберемся, что это за сила.

Мы можем сделать это, посчитав количество позиций, которые стоят между концом исходного числа и новой позицией десятичной точки в нашем коэффициенте.

5. 7 9 0 0 0 0 0 0 0 0 0

↑ ↑

Сколько всего позиций?

Мы видим, что между десятичной запятой и концом исходного числа есть 11 позиций. Это означает, что наш коэффициент 5,79 будет умножен на 10 в 11-й степени.

Наше число, выраженное в экспоненциальной системе, составляет:

5,79 x 10

11

А как насчет очень маленьких чисел?

Вы можете вспомнить, что:

10

-1 = 0.1 10 -2 = 0,01 10 -3 = 0,001

10

-4 = 0,0001 10 -5 = 0,00001

Число пробелов справа от десятичной точки для нашей 1 равно числу в экспоненте, стоящему за отрицательным знаком. Это полезно иметь в виду, когда мы выражаем очень маленькие числа в научных обозначениях.

Вот очень маленький номер:

0,0000642

Выразим это число, используя научную запись.

Наш коэффициент будет 6.42

Это число будет умножено на 10 в некоторой степени, которая будет отрицательной. Давайте выясним правильную мощность. Мы можем выяснить это, посчитав, сколько позиций находится между десятичной точкой в ​​нашем коэффициенте и десятичной точкой в ​​нашем исходном числе.

0. 0 0 0 0 6 4 2


↑ ↑

Сколько позиций?

Между нашей новой десятичной точкой и десятичной точкой в ​​исходном числе 5 позиций, поэтому наш коэффициент будет умножен на 10 в отрицательной пятой степени.

Наше число, записанное в экспоненциальном формате:

6,42 х 10

-5

Вы можете использовать эти методы для выражения любого большого или малого числа в экспоненциальной нотации.

ВИДЕОУЧИТЕЛЬ ДЛЯ ЗНАЧИТЕЛЬНЫХ ЦИФР:

(Вернуться к началу)

Раздел 4: Единицы измерения
Международная система единиц и метрическая система

Международная система единиц, сокращенно SI от французской Système International D’unités, является основной системой единиц измерения, используемой в науке.С 1960-х годов Международная система единиц была принята на международном уровне как стандартная метрическая система. Базовые единицы СИ основаны на физических стандартах. Определения базовых единиц СИ изменялись и продолжают изменяться, и по мере достижений науки добавляются новые базовые единицы. Каждая базовая единица СИ, кроме килограмма, описывается стабильными свойствами Вселенной.

Существует семь базовых единиц, которые перечислены в Таблице 1.2. В химии в основном используются пять основных единиц: моль для количества, килограмм для массы, метр для длины, второй для времени и кельвин для температуры.Градус Цельсия ( o C) также обычно используется для измерения температуры. Числовое соотношение между градусами Кельвина и градусами Цельсия выглядит следующим образом:

К =

o С + 273

Размер каждой базовой единицы определяется международным соглашением. Например, килограмм определяется как масса специального металлического цилиндра, хранящегося в хранилище во Франции (рис. 1.8). Другие базовые единицы имеют аналогичные определения. Размеры базовых блоков не всегда удобны для всех измерений.Например, метр — довольно большая единица измерения ширины чего-то столь узкого, как человеческий волос. Вместо того, чтобы сообщать диаметр волоса как 0,00012 м или даже 1,2 × 10 -4 м, SI также предоставляет серию префиксов, которые могут быть прикреплены к единицам измерения, создавая единицы, которые больше или меньше по степени 10, известные как метрическая система.

Рисунок 1.8 Килограмм. Эталон килограмма — платино-иридиевый цилиндр, хранящийся в особом хранилище во Франции.Источник: Wikimedea (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:National_prototype_kilogram_K20_replica.jpg)

Общие префиксы и их мультипликативные коэффициенты перечислены в Таблице 1.3 «Префиксы, используемые с единицами SI». (Возможно, вы уже заметили, что основная единица измерения килограмм представляет собой комбинацию префикса килограмм, означающего 1000 ×, и единицы массы, грамма.) Некоторые префиксы образуют кратную исходную единицу: 1 килограмм равен 1000 граммов ( или 1 кг = 1 000 г), а 1 мегаметр равен 1 000 000 метров (или 1 Мм = 1 000 000 м).Другие префиксы составляют часть исходной единицы. Таким образом, 1 сантиметр равен 1/100 метра, 1 миллиметр равен 1/1000 метра, 1 микрограмм равен 1/1000000 грамма и так далее.

Масса

Основной единицей массы в Международной системе единиц является килограмм. Килограмм равен 1000 граммам. Грамм — это относительно небольшое количество массы, поэтому большие массы часто выражаются в килограммах. Когда измеряются очень крошечные количества вещества, мы часто используем миллиграммы, которые равны 0.001 грамм. Есть множество больших, меньших и средних единиц массы, которые также могут быть подходящими. В конце 18 века килограмм был массой литра воды. В 1889 году из платино-иридиевого сплава был изготовлен новый международный прототип килограмма. Килограмм равен массе этого международного прототипа, который хранится в Париже, Франция.

Масса и вес — это не одно и то же. Хотя мы часто используем термины масса и вес как синонимы, у каждого из них есть свое определение и использование.Масса объекта — это мера количества вещества в нем. Масса (количество вещества) объекта остается неизменной независимо от того, где он находится. Например, перемещение кирпича на Луну не приводит к исчезновению или удалению какой-либо находящейся в нем материи.

Вес объекта определяется силой гравитации. Вес равен массе объекта, умноженной на местное ускорение свободного падения. Таким образом, на Земле вес определяется силой притяжения между объектом и Землей.Поскольку сила тяжести неодинакова в каждой точке поверхности Земли, вес объекта не постоянен. Гравитационное притяжение объекта меняется в зависимости от его положения относительно Земли или другого объекта, создающего гравитацию. Например, человек, который весит 180 фунтов на Земле, весил бы всего 45 фунтов, если бы он находился в неподвижном положении на высоте 4000 миль над поверхностью Земли. Этот же человек весил бы на Луне всего 30 фунтов, потому что гравитация Луны составляет лишь одну шестую гравитации Земли.Однако масса этого человека будет одинаковой в каждой ситуации. Для научных экспериментов важно измерять массу вещества, а не вес, чтобы сохранить согласованность результатов независимо от того, где вы проводите эксперимент.

Длина

Единица измерения длины в системе СИ — метр. В 1889 году измеритель представлял собой слиток из платино-иридиевого сплава, хранившийся в условиях, установленных Международным бюро стандартов.В 1960 году это определение стандартного измерителя было заменено определением, основанным на длине волны излучения криптона-86. В 1983 году это определение было заменено следующим: метр — это длина пути, пройденного светом в вакууме за интервал времени в секунду.

Температура

В научном контексте слова тепло и температура НЕ означают одно и то же. Температура представляет собой среднюю кинетическую энергию частиц, составляющих материал.Повышение температуры материала увеличивает его тепловую энергию. Тепловая энергия — это сумма кинетической и потенциальной энергии частиц, из которых состоит материал. Предметы не «содержат» тепло; скорее они содержат тепловую энергию. Тепло — это движение тепловой энергии от более теплого объекта к более холодному. Когда тепловая энергия переходит от одного объекта к другому, температура обоих объектов изменяется.

Термометр — это прибор для измерения температуры. Название состоит из слова «термо», что означает тепло, и «метр», что означает измерение.Температура вещества прямо пропорциональна средней кинетической энергии, которую оно содержит. Чтобы средняя кинетическая энергия и температура вещества были прямо пропорциональны, необходимо, чтобы при нулевой температуре средняя кинетическая энергия также была равна нулю. Это было необходимо для использования в расчетах в науке для третьей шкалы температур, в которой ноль градусов соответствует нулевой кинетической энергии, то есть точке, в которой молекулы перестают двигаться. Эта температурная шкала была разработана лордом Кельвином.Лорд Кельвин заявил, что не существует верхнего предела того, насколько горячо может быть, но есть предел того, насколько холодным может стать. В 1848 году Уильям лорд Кельвин разработал идею абсолютного нуля, то есть температуры, при которой молекулы перестают двигаться и, следовательно, имеют нулевую кинетическую энергию. Это известно как температурная шкала Кельвина.

Шкала Цельсия основана на температуре замерзания и кипения воды. Таким образом, 0 o C — это точка замерзания воды, а 100 o C — температура кипения воды.Большинство из нас знакомы с температурами ниже точки замерзания воды. Должно быть очевидно, что даже несмотря на то, что температура воздуха может составлять -5 o C, молекулы воздуха все еще движутся (т.е. 0 o C не является абсолютным нулем). Такие вещества, как газообразный кислород и газообразный азот, уже расплавились и превратились в пар при температурах ниже -150 o C.

Шкала Фаренгейта также определяется точкой замерзания и температурой кипения воды. Однако шкала отличается от шкалы Кельвина и Цельсия.По шкале Фаренгейта точка замерзания воды составляет 32 o F, а точка кипения воды составляет 212 o F. Для преобразования шкалы Фаренгейта в шкалу Цельсия можно использовать следующие преобразования:

[

° ° C] = ([ ° ° F] -32) × 5/9 или [ ° ° F] = [ ° ° C] × 9/5 + 32

Шкала температуры Кельвина имеет нулевой уровень при абсолютном нуле (определено как -273,15 o C) и использует ту же шкалу градусов, что и шкала Цельсия.Следовательно, математическая связь между шкалой Цельсия и шкалой Кельвина составляет

.

К =

o С + 273,15

В случае шкалы Кельвина знак градуса не используется. Температуры выражаются просто как 450 К и всегда положительны.

Время

Единицей измерения времени в системе СИ является секунда. Второй изначально определялся как крошечная часть времени, необходимого Земле для обращения вокруг Солнца. С тех пор его определение несколько раз менялось.Определение секунды (установлено в 1967 г. и подтверждено в 1997 г.): продолжительность 9 192 631 770 периодов излучения, соответствующих переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133.

Сумма

Химики используют термин «моль» для обозначения большого количества атомов или молекул. Подобно тому, как дюжина подразумевает 12 вещей, моль (моль) представляет 6,022 × 10 23 единиц. Число 6,022 × 10 23 , названное числом Авогадро в честь химика XIX века Амедео Авогадро, — это число, которое мы используем в химии для обозначения макроскопических количеств атомов и молекул.Таким образом, если у нас есть 6,022 × 10 23 атомов кислорода, мы говорим, что у нас есть 1 моль атомов кислорода. Если у нас есть 2 моля атомов Na, у нас будет 2 × (6,022 × 10 23 ) атомов Na, или 1,2044 × 10 24 атомов Na. Точно так же, если у нас есть 0,5 моль молекул бензола (C 6 H 6 ), мы имеем 0,5 × (6,022 × 10 23 ) C 6 H 6 молекул, или 3,011 × 10 23 C 6 H 6 молекул.

Производные единицы СИ

Производные единицы представляют собой комбинации базовых единиц СИ.Единицы можно умножать и делить, так же как числа можно умножать и делить. Например, площадь квадрата со стороной 2 см составляет 2 см × 2 см или 4 см2 (читается как «четыре сантиметра в квадрате» или «четыре квадратных сантиметра»). Обратите внимание, что мы возведем в квадрат единицу длины, сантиметр, чтобы получить производную единицу площади, квадратный сантиметр.

Объем

Объем — важная величина, в которой используется производная единица. Объем — это количество пространства, которое занимает данное вещество, геометрически определяемое как длина × ширина × высота.Каждое расстояние может быть выражено с помощью единицы измерения, поэтому объем имеет производную единицу m × m × m, или m 3 (читается как «кубические метры» или «кубические метры»). Кубический метр — это довольно большой объем, поэтому ученые обычно выражают объемы в единицах 1/1000 кубического метра. У этой единицы есть собственное название — литр (L). Литр немного больше 1 кварты США по объему. (Таблица 1.4) дает приблизительные эквиваленты для некоторых единиц, используемых в химии.) Как показано на Рисунке 1.9 «Литр», литр также равен 1 000 см 3 .По определению, в 1 л содержится 1000 мл, поэтому 1 миллилитр и 1 кубический сантиметр представляют собой один и тот же объем.

1 мл = 1 см 3

Рисунок 1.9: Литр. Литр — это куб со стороной 10 см (1/10 метра). Миллилитр, 1/1000 литра, равен 1 кубическому сантиметру (1 см 3 ).

Энергетика

Энергия, еще одна важная величина в химии, — это способность выполнять работу.Например, перемещение коробки с книгами из одной стороны комнаты в другую требует энергии. Его производная единица: кг · м 2 / с 2 . (Точка между кг и м 2 единиц означает, что единицы умножаются вместе, а затем весь член делится на s 2 .) Поскольку эта комбинация громоздка, эта совокупность единиц переопределяется как джоуль (Дж) , которая является единицей измерения энергии в системе СИ. Также широко используется более старая единица энергии — калория (cal). Всего:

4.184 Дж = 1 ккал

Обратите внимание, что это отличается от нашего обычного использования больших «калорий» или «кал», указанных на упаковках продуктов в США. Большой «Cal» на самом деле является килокалорией или ккал (рис. 1.10). Обратите внимание, что все химические процессы или реакции происходят с одновременным изменением энергии, и эта энергия может храниться в химических связях.

Рисунок 1.10: Разница между килокалориями в научном и обычном использовании . Калории, представленные на упаковке пищевых продуктов, на самом деле относятся к килокалориям с научной точки зрения.

Плотность

Плотность определяется как масса объекта, деленная на его объем; он описывает количество вещества, содержащегося в данном объеме пространства.

плотность = масса / объем

Таким образом, единицы плотности — это единицы массы, разделенные на единицы объема: г / см3 или г / мл (для твердых и жидких веществ соответственно), г / л (для газов), кг / м3 и т. Д. . Например, плотность воды составляет около 1,00 г / мл, а плотность ртути — 13.6 г / мл. Ртуть более чем в 13 раз плотнее воды, а это означает, что она содержит в 13 раз больше вещества в том же объеме пространства. Плотность воздуха при комнатной температуре около 1,3 г / л.

Раздел 5: Проведение измерений в лаборатории

Точность и точность

Важно отметить различную терминологию, которую мы используем в научных разговорах. Один из таких наборов терминов — точность и аккуратность. Хотя в ненаучном сообществе термин «точность» и «аккуратность» часто используются как взаимозаменяемые, чрезвычайно важно понимать разницу между этими терминами.Точность говорит вам, насколько близки два измерения друг к другу, а точность говорит вам, насколько близко измерение к известному значению. Измерение может быть точным, но не точным, или точным, но неточным; эти два термина НЕ связаны. Хорошую аналогию можно найти в игре в дартс (рис. 1.11). Игрок, который всегда попадает в одно и то же место слева от доски для дротика, будет точным, но не очень точным. Однако игрок в дартс, который находится по всей доске, но в среднем попадает в центр доски, будет точным, но не точным.Хороший игрок в дартс, как и хороший ученый, хочет быть точным и аккуратным.

Рисунок 1.11: Разница между точностью и точностью. Игра в дартс может использоваться, чтобы показать разницу между точностью и точностью.

По материалам: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/5d/Reliability_and_validity.svg/717px-Reliability_and_validity.svg.png

Обычно в лаборатории точность — это мера того, насколько хорошо откалибровано ваше оборудование.Например, если ваши весы откалиброваны правильно, вы можете проводить очень точные, повторяющиеся измерения, но измерения не будут отражать истинное значение. С другой стороны, точность обычно определяется тем, насколько осторожен ученый при проведении измерений. Если вы проявите неосторожность и пролили часть образца по пути, ваши измерения в повторных экспериментах не будут точными, даже если ваши весы будут точными.

Значимые цифры

Важно понимать, что значения в научных измерениях никогда не бывают точными на 100%.Наши инструменты измеряют только с определенной степенью точности. Таким образом, мы можем выбрать разные инструменты для измерения в зависимости от уровня точности, который нам нужен для эксперимента. Из-за присущей неточности любого измеряемого числа мы должны отслеживать различные уровни точности каждого числа со значащими цифрами. Под значащими цифрами измеряемой величины понимаются все достоверно известные цифры и первая неопределенная или оценочная цифра. Нет смысла сообщать какие-либо цифры после первой неопределенной, поэтому это последняя цифра, указанная в измерении.Нули используются, когда необходимо разместить значащие цифры на их правильных позициях. Таким образом, нули могут быть значащими цифрами, а могут и не быть. Значимые цифры применимы в реальном мире, поскольку они позволяют количественно оценить точность любого типа измерения. Чтобы определить, сколько чисел в измерении имеет значение, вы можете следовать осторожному набору правил, показанных ниже и справа.

Рисунок 1.12: Измерение объекта по правильному количеству значащих цифр.
Сколько цифр должно быть показано в этом измерении?

Правильный ответ — 3! Два, которые вы знаете наверняка + предполагаемое положение… для этого значения оно будет близко к 1.37

Точные номера

Точные числа — это числа, которые не измеряются научными приборами. Они либо используются в качестве определений для определения понятия или терминологии, либо создаются путем подсчета всего чего-то присутствующего. Примером точного числа может быть количество яиц в коробке или определенная единица измерения, например 100 см на 1 м. Точные числа, такие как количество людей в комнате, НЕ влияют на количество значащих цифр в расчетах, сделанных с измеренными значениями.

Правила округления

В научных операциях правила округления могут немного отличаться от тех, к которым вы привыкли. Обычные правила округления предполагают, что если число 4 или меньше, оно должно быть округлено до меньшего числа, тогда как если оно равно 5 или больше, оно должно быть округлено в большую сторону. Однако обратите внимание, что 5 находится прямо посередине и вызывает проблемы при использовании этих обычных правил округления. Если у вас есть большой набор данных чисел, который вам нужно округлить, использование этого правила округления приведет к смещению в вашем наборе данных (т.е. 4/9 времени вы будете округлять в меньшую сторону, и 5/9 времени вы будете округлять в большую сторону). В большом наборе данных такое смещение недопустимо.

В научном округлении мы обычно используем правило под названием «Округление до четного». В этой системе округления правила одинаковы для 4 и ниже, вы округляете до меньшего числа, а для 6 и выше вы округляете до большее число. Однако, если число, которое вы округляете, равно 5, вы округляете до четного числа. Это помогает уменьшить смещение выборки, которое может возникнуть при округлении больших наборов данных.

Расчеты со значащими цифрами

Прежде чем выполнять какие-либо научные вычисления, необходимо осознать, что все измеряемые числа хороши ровно настолько, насколько хорош инструмент, используемый для их измерения. Даже с использованием самого лучшего доступного инструмента измеренное число никогда не будет точным на 100%. Ученые используют правило «достаточно хорошей» точности, означающее, что мы допускаем некоторую погрешность, присущую каждому измерению, которое мы делаем, до тех пор, пока конечный результат достаточно близок к желаемому.Эта концепция становится опасной, когда мы начинаем использовать эти «достаточно хорошие» числа для любых расчетов, если мы не будем осторожны, чтобы отслеживать наши значащие цифры, наши числа могут быстро потерять свой «достаточно хороший» статус. Чтобы защитить свои «достаточно хорошие» числа, научное сообщество установило определенные правила для выполнения любых расчетов; в этом разделе нам нужно уделить внимание только двум очень важным правилам: правилу сложения / вычитания и правилу умножения / деления.

Правило сложения / вычитания:
  1. Найдите число с наименьшим количеством десятичных знаков и отслеживайте количество десятичных знаков
  2. Выполнить сложение / вычитание
  3. Округлите окончательный ответ до наименьшего числа десятичных знаков, найденных на этапе 1

Правило умножения / деления:
  1. Подсчитайте количество значащих цифр в каждом числе (отслеживайте количество значащих цифр)
  2. Произвести умножение / деление
  3. Округлите окончательный ответ до наименьшего числа значащих цифр, найденных на этапе 1

Расчет сложных задач:
  1. Используя порядок операций, разбейте проблему на несколько этапов
  2. Выполните любые шаги сложения / вычитания в соответствии с правилом сложения / вычитания (пока не округляйте, просто отслеживайте правильное количество десятичных знаков при нахождении числа значащих цифр)
  3. Выполните умножение / деление по правилу умножения / деления
  4. Округлите окончательный ответ до правильного числа значащих цифр
Преобразование и важность единиц

Умение конвертировать из одного юнита в другой — важный навык.Например, медсестра с таблетками аспирина 50 мг, которая должна дать пациенту 0,2 г аспирина, должна знать, что 0,2 г равняется 200 мг, поэтому необходимо 4 таблетки. К счастью, есть простой способ преобразовать одну единицу в другую.

Коэффициенты преобразования

Если вы выучили единицы СИ и префиксы, описанные в разделе 1.4 «Единицы измерения», то вы знаете, что 1 см составляет 1/100 метра или:

100 см = 1 м

Предположим, мы делим обе части уравнения на 1 м (как число, так и единицу; обратите внимание, что критически важно всегда записывать свои единицы! Это позволяет избежать путаницы и ошибок при преобразовании.):

Пока мы выполняем одну и ту же операцию с обеими сторонами знака равенства, выражение остается равенством. Посмотрите на правую часть уравнения; теперь у него такое же количество в числителе (вверху), что и в знаменателе (внизу). Любая дробь, имеющая одинаковое количество в числителе и знаменателе, имеет значение 1:

.

Мы знаем, что 100 см — это 1 м, поэтому у нас одинаковое количество сверху и снизу нашей дроби, хотя оно выражается в разных единицах.Дробь, у которой в числителе и знаменателе есть эквивалентные величины, но выраженные в разных единицах, называется коэффициентом преобразования

.

Обратите внимание, что коэффициенты преобразования могут быть записаны с использованием любого члена в числителе или знаменателе и использоваться в зависимости от проблемы, которую вы хотите решить. Это потому, что оба члена равны 1

.

Вот простой пример. Сколько сантиметров в 3.55 м? Возможно, вы сможете определить ответ в уме. Если в каждом метре 100 см, то 3,55 м равняется 355 см. Чтобы решить проблему более формально с коэффициентом преобразования, мы сначала записываем заданное нам количество, 3,55 м. Затем мы умножаем это количество на коэффициент преобразования, который совпадает с умножением на 1. Мы можем записать 1 как 100 см / 1 м и умножить:

Поскольку m, сокращение от метров, встречается как в числителе, так и в знаменателе нашего выражения, они сокращаются.Последний шаг — выполнить расчет, который остается после отмены единиц. Обратите внимание, что КРИТИЧНО сохранить правильные единицы в окончательном ответе, иначе это не будет иметь смысла. Обобщенное описание этого процесса выглядит следующим образом:

количество (старые единицы) × коэффициент пересчета = количество (новые единицы)

Вам может быть интересно, почему мы используем кажущуюся сложной процедуру прямого преобразования. В более поздних исследованиях проблемы преобразования, с которыми вы столкнетесь, не всегда будут такими простыми.Если вы овладеете техникой применения коэффициентов пересчета, вы сможете решить большое количество разнообразных задач.
В предыдущем примере мы использовали дробь 100 см / 1 м в качестве коэффициента преобразования. Равен ли коэффициент преобразования 1 м / 100 см также 1? Да, это так; в числителе у него такое же количество, что и в знаменателе (за исключением того, что они переворачиваются). Почему мы не использовали этот коэффициент преобразования? Если бы мы использовали второй коэффициент преобразования, исходная единица не была бы отменена, и результат был бы бессмысленным.Вот что мы получили бы:

НЕПРАВИЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ !!

Вы можете видеть, что ни одна из единиц не отменена. Чтобы ответ был осмысленным, мы должны сконструировать коэффициент преобразования в форме, которая приведет к отмене исходной единицы. На рис. 1.13 «Концептуальная карта конверсий» показана концептуальная карта для построения правильного преобразования.

Рис. 1.13. Концептуальная карта конверсий. Вот как вы создаете коэффициент преобразования для преобразования одной единицы в другую.

(Вернуться к началу)

Краткое содержание главы

Ссылки:

Материалы Главы 1 были адаптированы и изменены из следующих ресурсов Creative Commons, если не указано иное:
1. Анонимно. (2012) Введение в химию: общие, органические и биологические (V1.0). Опубликовано по лицензии Creative Commons by-NC-sa 3.0. Доступно по адресу: http://2012books.lardbucket.org/books/introduction-to-chemistry-general-organic-and-biological/index.html
2. Поульсен Т. (2010) Введение в химию. Опубликовано по лицензии Creative Commons by-NC-sa 3.0. Доступно по адресу: http://openedgroup.org/books/Chemistry.pdf
3. OpenStax (2015) Атомы, изотопы, ионы и молекулы: строительные блоки. OpenStax CNX. Доступно по адресу: http://cnx.org/contents/be8818d0-2dba-4bf3-859a-737c25fb2c99@12.

измерение | Определение, типы, инструменты и факты

Измерение , процесс соотнесения чисел с физическими величинами и явлениями.Измерение фундаментально для наук; в машиностроение, строительство и другие технические области; и почти во всех повседневных делах. По этой причине элементы, условия, ограничения и теоретические основы измерения были хорошо изучены. См. Также «Система измерения» для сравнения различных систем и истории их развития.

Британская викторина

Мания измерений

Что такое метр? Сколько граммов в фунте? Посмотрите, «складываются» ли ваши знания в этой викторине по измерениям.

Измерения могут производиться невооруженными человеческими чувствами, и в этом случае их часто называют оценками, или, что чаще, с помощью инструментов, которые могут варьироваться по сложности от простых правил измерения длины до очень сложных систем, предназначенных для обнаружения и измерения величины, полностью выходящие за пределы возможностей органов чувств, такие как радиоволны от далекой звезды или магнитный момент субатомной частицы. (См. Приборы.)

Измерение начинается с определения величины, которая должна быть измерена, и всегда включает сравнение с некоторой известной величиной того же типа.Если объект или величина, подлежащие измерению, недоступны для прямого сравнения, они преобразуются или «преобразуются» в аналогичный измерительный сигнал. Поскольку измерение всегда связано с каким-либо взаимодействием между объектом и наблюдателем или наблюдающим инструментом, всегда происходит обмен энергией, который, хотя в повседневных приложениях незначителен, может стать значительным в некоторых типах измерений и тем самым ограничить точность.

Измерительные приборы и системы

В целом измерительные системы состоят из ряда функциональных элементов.Один элемент необходим, чтобы различать объект и определять его размеры или частоту. Затем эта информация передается по системе с помощью физических сигналов. Если объект сам по себе активен, например, поток воды, он может питать сигнал; если он пассивный, он должен запускать сигнал посредством взаимодействия либо с энергетическим датчиком, таким как источник света или рентгеновская трубка, либо с несущим сигналом. В конце концов, физический сигнал сравнивается с опорным сигналом известной величины, который был разделен или умножен для соответствия требуемому диапазону измерения.Опорный сигнал извлекается из объектов известного количества с помощью процесса, называемого калибровкой. Сравнение может быть аналоговым процессом, в котором сигналы в непрерывном измерении приводятся к равенству. Альтернативный процесс сравнения — это квантование путем подсчета, то есть деления сигнала на части равного и известного размера и суммирования количества частей.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Другие функции измерительных систем облегчают основной процесс, описанный выше.Усиление гарантирует, что физический сигнал будет достаточно сильным для завершения измерения. Чтобы уменьшить ухудшение результатов измерения по мере прохождения через систему, сигнал может быть преобразован в кодированную или цифровую форму. Увеличение, увеличение измерительного сигнала без увеличения его мощности, часто необходимо для согласования выхода одного элемента системы с входом другого, например, для согласования размера считывающего измерителя с различительной способностью человеческого глаза.

Одним из важных типов измерения является анализ резонанса или частоты колебаний в физической системе.Это определяется гармоническим анализом, обычно применяемым при сортировке сигналов радиоприемником. Вычисления — еще один важный процесс измерения, в котором измерительные сигналы обрабатываются математически, как правило, с помощью аналогового или цифрового компьютера. Компьютеры также могут выполнять функцию контроля при мониторинге производительности системы.

Измерительные системы могут также включать устройства для передачи сигналов на большие расстояния (см. Телеметрию). Все измерительные системы, даже высокоавтоматизированные, включают в себя какой-либо способ отображения сигнала наблюдателю.Системы визуального отображения могут содержать откалиброванную диаграмму и указатель, встроенный дисплей на электронно-лучевой трубке или цифровое устройство считывания. Системы измерения часто включают элементы для записи. В распространенном типе используется пишущее перо, которое записывает измерения на движущейся диаграмме. Электрические самописцы могут включать устройства считывания с обратной связью для большей точности.

Фактические характеристики измерительных приборов зависят от множества внешних и внутренних факторов. К внешним факторам относятся шум и помехи, которые имеют тенденцию маскировать или искажать измерительный сигнал.Внутренние факторы включают линейность, разрешение, прецизионность и точность, которые характерны для данного прибора или системы, а также динамический отклик, дрейф и гистерезис, которые возникают в процессе самого измерения. Общий вопрос об ошибке измерения поднимает тему теории измерения.

Теория измерений

Теория измерений — это исследование того, как числа присваиваются объектам и явлениям, и ее интересы включают виды вещей, которые могут быть измерены, как различные меры соотносятся друг с другом, а также проблема погрешности измерения. процесс.Любая общая теория измерения должна решать три основные проблемы: ошибка; представление, являющееся обоснованием присвоения номера; и уникальность, то есть степень, в которой выбранный вид представления приближается к единственно возможному для рассматриваемого объекта или явления.

Различные системы аксиом или основных правил и допущений были сформулированы в качестве основы для теории измерений. Некоторые из наиболее важных типов аксиом включают аксиомы порядка, аксиомы расширения, аксиомы разности, аксиомы совместности и аксиомы геометрии.Аксиомы порядка гарантируют, что порядок, налагаемый на объекты путем присвоения номеров, является таким же порядком, который достигается при реальном наблюдении или измерении. Аксиомы расширения имеют дело с представлением таких атрибутов, как продолжительность, длина и масса, которые могут быть объединены или сцеплены для нескольких объектов, демонстрирующих рассматриваемый атрибут. Аксиомы различия управляют измерением интервалов. Аксиомы совместности постулируют, что атрибуты, которые нельзя измерить эмпирически (например, громкость, интеллект или голод), можно измерить, наблюдая за тем, как их составляющие измерения изменяются по отношению друг к другу.Аксиомы геометрии управляют представлением размерно сложных атрибутов парами чисел, тройками чисел или даже наборами чисел n .

Проблема ошибки — одна из центральных задач теории измерений. Когда-то считалось, что ошибки измерения в конечном итоге могут быть устранены путем уточнения научных принципов и оборудования. Это убеждение больше не поддерживается большинством ученых, и почти все физические измерения, о которых сообщается сегодня, сопровождаются некоторыми указаниями на ограничение точности или вероятную степень ошибки.Среди различных типов ошибок, которые необходимо учитывать, входят ошибки наблюдения (которые включают инструментальные ошибки, личные ошибки, систематические ошибки и случайные ошибки), ошибки выборки, а также прямые и косвенные ошибки (в которых используется одно ошибочное измерение. при вычислении других измерений).

Теория измерений восходит к 4 веку до нашей эры, когда теория величин, разработанная греческими математиками Евдоксом Книдским и Феатетом, была включена в книгу Евклида Elements .Первая систематическая работа по ошибкам наблюдений была произведена английским математиком Томасом Симпсоном в 1757 году, но фундаментальная работа по теории ошибок была сделана двумя французскими астрономами 18-го века, Жозефом-Луи Лагранжем и Пьером-Симоном Лапласом. Первая попытка включить теорию измерения в социальные науки также была предпринята в 18 веке, когда Джереми Бентам, британский моралист-утилитарист, попытался создать теорию измерения ценности. Современные аксиоматические теории измерения происходят из работ двух немецких ученых, Германа фон Гельмгольца и Отто Гёльдера, а современные работы по применению теории измерения к психологии и экономике во многом основаны на работах Оскара Моргенштерна и Джона фон Неймана.

Поскольку большинство социальных теорий носят спекулятивный характер, попытки установить для них стандартные измерительные последовательности или методы имели ограниченный успех. Некоторые из проблем, связанных с социальным измерением, включают отсутствие общепринятых теоретических основ и, следовательно, количественных показателей, ошибки выборки, проблемы, связанные с вторжением измерителя в измеряемый объект, и субъективный характер информации, полученной от людей. . Экономика, вероятно, является той социальной наукой, которая добилась наибольшего успеха в применении теорий измерения, прежде всего потому, что многие экономические переменные (например, цена и количество) можно легко и объективно измерить.Демография также успешно использовала методы измерения, особенно в области таблиц смертности.

Эта статья была последней отредактирована и обновлена ​​Адамом Августином, управляющим редактором, Справочное содержание.

Узнайте больше в этих связанных статьях Britannica:

  • измерительная система

    … понятие мер и весов сегодня включает в себя такие факторы, как температуру, яркость, давление и электрический ток, когда-то оно состояло только из четырех основных измерений: массы (веса), расстояния или длины, площади и объема (мера жидкости или зерна). ).Последние три, конечно, тесно связаны.…

  • приборы

    Контрольно-измерительные приборы, в технологии, разработка и использование точного измерительного оборудования. Хотя органы чувств человеческого тела могут быть чрезвычайно чувствительными и отзывчивыми, современная наука и техника полагаются на разработку гораздо более точных измерительных и аналитических инструментов для изучения, мониторинга или управления всеми видами явлений.Некоторые…

  • телеметрия

    Телеметрия, высокоавтоматизированный процесс связи, с помощью которого производятся измерения и другие данные, собираемые в удаленных или недоступных точках и передаваемые на принимающее оборудование для мониторинга, отображения и записи.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *