Розмірний аналіз - хімія LibreTexts
Розмірний аналіз є одним з найцінніших інструментів, які використовують фізичні вчені. Простіше кажучи, це перетворення між сумою в одній одиниці до відповідної суми у бажаній одиниці за допомогою різних коефіцієнтів перерахунку. Це цінно, оскільки певні вимірювання є точнішими або легшими для пошуку, ніж інші.
Виконання розмірного аналізу
Використання одиниць вимірювання для забезпечення отримання остаточних власних одиниць називається розмірним аналізом. Наприклад, якщо ми експериментально спостерігаємо, що потенційна енергія об'єкта пов'язана з його масою, висотою від землі та силою тяжіння, то при множенні одиниці маси, висоти та сили тяжіння повинні дати нам одиниці що відповідає енергетичним.
Енергія зазвичай вимірюється в джоулях, калоріях або електрон-вольтах (еВ), що визначається наступними виразами:
- 1 Дж = 1 (кг · м 2)/с 2 = 1 кулон · вольт
- 1 кал = 4,184 Дж
- 1 еВ = 1,602 × 10 −19 Дж
Виконання розмірного аналізу починається з пошуку відповідних коефіцієнтів перерахунку. Потім ви просто множите значення разом так, що одиниці скасовуються, маючи рівні одиниці в чисельнику та знаменнику. Щоб зрозуміти цей процес, давайте проглянемо кілька прикладів.
Уявіть, що хімік хоче виміряти 0,214 мл бензолу, але йому не вистачає обладнання для точного вимірювання такого малого об’єму. Однак хімік оснащений аналітичним вагою, здатним вимірювати до \ (\ pm 0,0001 \; g \). Переглядаючи довідкову таблицю, хімік дізнається щільність бензолу (\ (\ rho = 0,8765 \; г/мл \)). Скільки грамів бензолу повинен використовувати хімік?
Рішення
Зверніть увагу, що мл ділиться на мл, що є еквівалентною одиницею. Ми можемо скасувати ці наші, що призводить до 0,187571 g. Однак це не наша остаточна відповідь, оскільки цей результат має забагато значущих цифр і повинен бути округлений до трьох значущих цифр. Це тому, що 0,214 мл має три значущих цифри, а коефіцієнт перерахунку чотири значущих цифри. Оскільки 5 більше або дорівнює 5, ми повинні округлити попередні 7 до 8.