数值 + 单位
“这杯水有 250。”250 什么?毫升还是克?测量的结果必须同时写出数值和单位:250 mL。少了单位,数字就没有意义。
常用的单位
| 物理量 | 国际单位(SI) | 化学中常用 |
|---|---|---|
| 长度 | 米 m | cm、mm、nm |
| 质量 | 千克 kg | g、mg |
| 体积 | 立方米 m³ | L、mL(1 mL = 1 cm³) |
| 温度 | 开尔文 K | 摄氏度 °C |
| 时间 | 秒 s | min |
| 物质的量 | 摩尔 mol | 阶段二会学 |
词头:一眼看出大小
单位前面的词头表示乘以 10 的多少次方:
| 词头 | 符号 | 含义 | 例子 |
|---|---|---|---|
| 千 kilo | k | 10³ = 1000 | 1 kg = 1000 g |
| 厘 centi | c | 10⁻² = 1/100 | 1 m = 100 cm |
| 毫 milli | m | 10⁻³ = 1/1000 | 1 L = 1000 mL |
| 微 micro | μ | 10⁻⁶ | 1 g = 10⁶ μg |
| 纳 nano | n | 10⁻⁹ | 1 m = 10⁹ nm |
表里的 10⁻² 读作“10 的负 2 次方”。负指数表示“1 除以 10 的几次方”:10⁻ⁿ = 1/10ⁿ。所以 10⁻² = 1/100 = 0.01,10⁻⁶ = 1/1 000 000 = 0.000 001。正指数就是 1 后面跟几个 0:10⁶ = 1 000 000。后面例题里 5 × 10⁴ 这样的写法叫科学计数法,1.3.2 节的“科学计数法”工具卡会系统地讲。
温度:T(K)= t(°C)+ 273(精确值是 273.15)。比如水的冰点 0 °C = 273 K,沸点 100 °C = 373 K。
🔧 数学工具卡 · 单位与换算会了可以跳过
换算因子:把“1 L = 1000 mL”写成一个等于 1 的分数 。任何数乘以 1,大小都不变,只是换了单位。
分数的方向怎么定:想去掉的单位放在分母上,让它和原来的单位约掉。
例:
把 350 mL 换成 L,应该乘以哪个换算因子?
要去掉 mL,就把 mL 放在分母:350 mL × (1 L / 1000 mL) = 0.35 L。
选一个物理量,输入数值,换一换单位,看看换算因子是怎么写的:
例题 1:两步换算
0.5 km 是多少 cm?
- 先换成 m。
- 再换成 cm。
- 也可以连起来写。
例题 2:温度换算
人的正常体温约 37 °C,是多少开尔文?
- 用公式。 T(K)= t(°C)+ 273。
- 代入。 T = 37 + 273 = 310 K。
- 一片维生素 C 的质量
大约 100 mg。
- 一个鸡蛋的质量
大约 50 g。
- 一名中学生的质量
大约 50 kg。
- 一瓶矿泉水的体积
大约 550 mL。
- 一桶饮水机用的桶装水的体积
大约 19 L。
- 一次实验用量筒量取的盐酸
大约 10 mL。
常见误区
误区 1:只写数,不写单位。 “加入 5 的盐酸”没有意义,必须写成“加入 5 mL 盐酸”。
误区 2:换算因子方向写反。 里单位约不掉,算出来的单位很奇怪。检查单位能不能约掉,是发现错误的好办法。
误区 3:大小写不分。 m 是“毫”(10⁻³),M 是“兆”(10⁶):mg 和 Mg 差了 10⁹ 倍。而且 Mg 还是镁的元素符号!
即时小测
1.5 L 等于多少 mL?
1.5 L × (1000 mL / 1 L) = 1500 mL。
−10 °C 是多少开尔文?
T = −10 + 273 = 263 K。
小结
- 测量结果 = 数值 + 单位。
- 常用词头:k(10³)、c(10⁻²)、m(10⁻³)、μ(10⁻⁶)、n(10⁻⁹);1 mL = 1 cm³;T(K)= t(°C)+ 273。
- 单位换算:乘以等于 1 的换算因子,想去掉的单位放在分母,让单位约掉。
通往 AP(以后再看)
AP 化学大量使用这种“量纲分析”(dimensional analysis):摩尔、浓度、气体的计算,几乎都可以写成一串换算因子相乘、单位一个个约掉。阶段二的 2.1.2 会专门练习多步换算。