Yleiskatsaus

Tarkat havainnot ilmiöistä ovat yksi avain menestykseen laboratoriotieteissä kuten kemiassa, fysiikassa ja biologiassa. Metrijärjestelmää eli kansainvälistä järjestelmää (SI) käytetään kuvaamaan monien suureiden, kuten pituuden, massan, tilavuuden ja lämpötilan mittauksia.

Pituuden tieteellinen mittaaminen

Pituuden mittaaminen oli yksi ensimmäisistä mittauksista, jotka standardisoitiin, koska pituuden mittaaminen vaihteli maasta toiseen ja toisinaan myös aikajaksojen aikana. Muinaisina aikoina pituuden mittaaminen voitiin määritellä kuninkaan askeleen pituudeksi. Oletetaan, että yksi kuningas oli pitkä ja hänellä oli pitkä askel, kun taas seuraavassa valtakunnassa asuva kuningas oli lyhyempi ja hänellä oli lyhyt askel. Koska tiedemiesten välinen viestintä on usein kansainvälistä, tiedemiesten oli sovittava yhdestä määritelmästä. Kun mittaukset ovat tarkentuneet, myös metrin määritelmä on tarkentunut. Tavanomaisissa yksiköissä metri on 39,37 tuumaa eli hieman yli metrin. Tiedeyhteisössä metri on määritelty etäisyydeksi, jonka valo kulkee tyhjiössä 1/299 792 458 sekunnin aikana. Metrijärjestelmän mukaan senttimetri on 1/100 metriä (2,54 tuumaa). Monissa luonnontieteiden tunneilla tehdyissä havainnoissa käytetään senttimetrejä.

Kuva 2: Pituuden mittausmenetelmiä.

Massan tieteellinen mittaaminen

Massaa mitataan vaa’alla, joka on usein ratkaisevan tärkeä kemiallisia kokeita tehtäessä, kun taas painoa mitataan usein jousityyppisellä vaa’alla. (Ajattele vaakaa kylpyhuoneessa tai lääkärin vastaanotolla.) Metrijärjestelmässä massa mitataan kilogrammoina (kg), tavanomaisissa yksiköissä 2,2 kiloa. Gramma, joka on 1/1000 kilogrammaa, on tavanomaisissa yksiköissä 0,035 unssia, joten se on liian pieni moniin käyttötarkoituksiin.

Kuva 3: Vaaka, jota käytetään massan tieteellisessä mittaamisessa.

Tilavuuden tieteellinen mittaaminen

Tilavuus, jota mitataan kemiassa, on tilan määrä, jonka aine vie. Se mitataan useimmiten litroina (L), perinteisissä yksiköissä 1,057 qt, tai millilitroina (ml), 1/1000 litraa, noin 0,0338 unssia. Sitä mitataan usein sylintereillä, pulloilla, pipeteillä tai ruiskuilla laboratoriossa ja sen ulkopuolella. Jos olet käynyt lääkärissä ja saanut pistoksen tai muun nestemäisen lääkkeen, oikea annos mitataan millilitroina eikä unsseina.

Kuva 4: Tarkka mittaus varmistaa oikean annoksen.

Kuva 5: Tilavuuspullot mittaavat nestemäiset kemikaalit tarkasti.

Lämpötilan tieteellinen mittaaminen

Lämpötila on luonnontieteissä mitattuna mittari, jolla mitataan sitä, kuinka voimakasta lämpöä jossakin kohteessa on. Se mitataan yleensä Celsius- tai Kelvin-asteina. Kelvin-asteikkoa käytetään hyvin kylmien lämpötilojen mittaamiseen, sillä 0 kelviniä on absoluuttinen nollapiste, sekä hyvin kuumien lämpötilojen, kuten auringon ja muiden tähtien lämpötilojen, mittaamiseen. Celsius-asteet kirjoitetaan asteen merkillä (o) ja C-kirjaimella, kun taas Kelvin-asteissa käytetään K-kirjainta ilman asteen merkkiä. Perinteisessä mittauksessa veden kiehumispiste on 212o F. Celsius-asteikolla veden kiehumispiste on 100o C, Kelvin-asteikolla 373.

Kuva 6: Celsius- ja Kelvin-asteikkojen vertailu.

Kiinnostuitko kemian tukiopetuspalveluista? Lue lisää siitä, miten autamme tuhansia opiskelijoita joka lukuvuosi.

SchoolTutoring Academy on johtava koulutuspalveluyritys K-12- ja korkeakouluopiskelijoille. Tarjoamme tukiopetusohjelmia K-12-oppilaille, AP-luokille ja korkeakouluopiskelijoille. Jos haluat lisätietoja siitä, miten autamme vanhempia ja oppilaita Devils Lake, ND:ssä: käy osoitteessa Tutoring in Devils Lake, ND