Ученым во всем мире необходимо использовать общий язык, сообщая об измерениях, которые они проводят, используя метрическую систему. Изучите метрические единицы длины, массы, объема, плотности и температуры и узнайте, как выполнять различные преобразования.
Метрическое измерение
Что общего у всех этих слов: термометр, барометр, диаметр, одометр и параметр? Все эти слова заканчиваются на -метр . Вы наверняка слышали это слово раньше, но что оно означает? Метр в конце слова означает меру . Вы используете все виды измерений каждый день. Сколько сахара нужно в печенье, которое вы печете? Будет ли достаточно тепло, чтобы оставить куртку дома? Как быстро вы едете? Сколько будет стоить мешок яблок? Сколько времени вам понадобится, чтобы вернуться домой с работы?
Единицы измерения в английской и метрической системах
Большинство американцев изучают английскую или стандартную систему измерения, но никогда не получают по-настоящему хорошей дозы метрической системы. К счастью для вас, эту систему гораздо проще освоить, чем английскую, потому что все измерения основаны на 10, а это означает, что при преобразовании из одного в другое вы всегда будете умножать или делить на кратное 10. Это намного проще, чем пытаться вычислять между унциями и фунтами, а также футами и милями.
Поскольку вы, возможно, не привыкли мыслить метрически, может потребоваться небольшая практика использования и работы с метрической системой, прежде чем вы лучше поймете ее и станете более свободно говорить на языке измерений ученых (и большинства неамериканцев). Я призываю вас добавить немного больше показателей в свою жизнь. Может быть, вы прочитаете количество миллилитров на банке с газировкой или посмотрите на показания спидометра в километрах. Способность изображать метрические величины действительно поможет в остальной части этого курса.
Длина
Мы собираемся начать с единиц длины, чтобы мы могли вернуться к этому слову -метру , с которого мы начали. Метр — основная единица длины в метрической системе. Метр чуть длиннее ярда. Для расстояний, намного превышающих метр, вы должны добавить префикс kilo- , чтобы сделать измерение километром . Километр — это метрическая версия нашей мили, хотя она немного короче нашей мили. Километр равен ровно 1000 метров. Любая единица, перед которой стоит слово «кило-», эквивалентна 1000 единицам. Вы можете прикрепить префикс kilo- к чему угодно. Если что-то занимает 1000 секунд, это занимает килосекунду. Если в лесу 1000 деревьев, то в нем есть килограмм дерева. Вы поняли идею.
Весы измеряют массу в граммах.
Для расстояний, намного меньших метра, мы будем использовать либо сантиметр , либо миллиметр . Сантиметр примерно равен ширине вашего мизинца. В метре ровно 100 сантиметров. На самом деле все, что имеет префикс санти- , составляет одну сотую от этой базовой единицы. Это должно быть очень легко запомнить, потому что в одном долларе 100 центов. Один цент это сотая часть доллара!
Последний префикс, с которым вы должны быть знакомы, это милли- . В метре ровно 1000 миллиметров. Все, что имеет префикс милли-, составляет тысячную часть своей базовой единицы. Этот префикс немного сложнее запомнить, но это определенно тот префикс, который вы чаще всего будете использовать на уроках химии.
Масса
Следующей в нашем списке важных метрических величин является масса . Это одно из самых важных измерений, которое делает химик. Масса — это количество чего-то, что у вас есть, или количество материи в объекте. Не путайте это с объемом (к которому мы немного вернемся). Масса измеряется с помощью весов , и основной единицей массы является грамм . Чтобы дать вам представление об относительном размере грамма, масса пенни составляет около 2,5 граммов.
Иногда люди путаются в разнице между массой и весом. В конечном итоге они очень похожи, потому что все, что мы с вами делаем, происходит на Земле. Но масса и вес различаются, потому что масса — это то, сколько чего-то у вас есть, а вес — это сила тяжести, действующая на объект. Взгляните на этот пример. Оба этих блока имеют одинаковую массу (один килограмм или 1000 граммов), но один находится на Земле, а другой — на Луне. Поскольку Земля имеет большую массу, чем Луна, она будет тянуть блок с большей силой. Вот почему предметы на Земле имеют больший вес, чем предметы на Луне, хотя оба имеют одинаковую массу. Это может быть трудно представить, потому что вы не собираетесь каждый день летать на Луну, чтобы проверить это.
Вещи на Земле весят больше, чем Луна, потому что первая имеет большую массу.
Объем
Если масса — это мера того, сколько у вас есть, то объем — это мера того, сколько места он занимает. Основной единицей объема является литр. Даже в Америке литр является общепринятой мерой объема. Например, мы отмеряем газировку с шагом 2 л. Часто мы будем иметь дело с гораздо меньшими объемами, поэтому будет использоваться миллилитр (или тысячная часть литра). Литр – это трехмерная единица измерения. Интересным фактом является то, что один миллилитр имеет тот же размер, что и кубический сантиметр, поэтому вы можете увидеть, что эти единицы взаимозаменяемы.
Плотность
Наша следующая общая единица представляет собой комбинацию двух предыдущих единиц (массы и объема). Эта единица называется плотностью и показывает, насколько плотно упакованы частицы объекта. Твердые тела имеют очень высокую плотность, потому что их частицы находятся очень близко друг к другу. Газы имеют очень низкую плотность, потому что их частицы сильно разбросаны. Вот почему, если вы пускаете пузыри под водой, они всплывают на поверхность. Вещи, которые менее плотны, плавают на вещах, которые более плотны.
Плотность можно рассчитать, разделив массу объекта на его объем. Единицы плотности остаются теми же, что и единицы, которые вы использовали для массы, по сравнению с единицами, которые вы использовали для объема. Например, я могу измерить массу камня как 8,3 грамма. Этот камень также имеет объем 3,5 кубических сантиметра (что соответствует размеру 3,5 миллилитров). Если я возьму 8,3 разделить на 3,5, то получится около 2,4. Это означает, что плотность породы составляет 2,4 грамма на кубический сантиметр. Одна очень удивительная особенность метрической системы заключается в том, что плотность воды составляет около 1 г/мл, или 1 г/см3. Итак, если у вас есть 300 мл воды, она будет иметь массу 300 г.
Температура
Наша последняя единица измерения в этом уроке — метрическая единица измерения температуры: градусы Цельсия. Это то, с чем вы, возможно, больше всего не знакомы, но эта маленькая стишок помогла мне лучше понять и запомнить измерения температуры в градусах Цельсия:
- 30 жарко
- 20 это хорошо
- 10 холодно
- 0 это лед
Это также помогает мне помнить, что точка замерзания воды составляет 0 градусов по Цельсию, а точка кипения воды — 100 градусов по Цельсию. Насколько легко это запомнить? Позже вам может потребоваться использовать другую единицу измерения температуры: Кельвин. Это очень удобная шкала для использования, потому что она напрямую связана с градусами Цельсия и является абсолютной шкалой, то есть она не становится отрицательной. Ноль Кельвинов – это самая низкая возможная температура! Ноль Кельвинов составляет около -273 градусов по Цельсию, а каждый кельвин имеет такой же размер, как градус Цельсия. Итак, ноль градусов по Цельсию равен примерно 273 Кельвинам. Не забывайте об этом - это пригодится на уроках по газам!
Резюме
По мере прохождения курса мы столкнемся с некоторыми другими, более специализированными единицами измерения. А пока лучше познакомьтесь с метрическими единицами. К этому легко привыкнуть, потому что это система с основанием 10, что означает, что все кратно десяткам, и она может пригодиться, если вы когда-нибудь будете в отпуске за границей... если только вы не планируете посетить Либерию (одну из единственные другие страны, использующие стандартную систему).