Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

1.2: Метрики та вимірювання

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    6220

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Цілі навчання

    Цілі:

    • Перегляньте метричну систему.
    • Навчіться конвертувати між метричними одиницями.
    • Використовуйте різні інструменти, знайдені в біотехнологічній лабораторії.
    • Вимірюйте масу та об'єм з точністю та точністю.
    • Піпет з точністю і точністю.
    • Дізнайтеся, як використовувати мікропіпетку для вимірювання дуже малих обсягів.

    Результати навчання студентів:

    Після закінчення цієї лабораторії студенти зможуть:

    • Перетворення між метричними одиницями для маси, обсягу та розміру.
    • Використовуйте грамовий баланс для отримання маси об'єкта.
    • Робіть точні і точні вимірювання за допомогою градуйованого циліндра і серологічної піпетки.
    • Обчисліть процентну похибку для даного вимірювання.
    • Читайте, встановлюйте та керуйте мікропіпеткою.
    • Визначте, яку піпетку слід використовувати для вимірювання конкретного обсягу.
    • Визначте, наскільки точно можна виміряти за допомогою кожної мікропіпетки.

    Частина 1: Метрики

    Вступ до метрик

    Робота в біотехнологічній лабораторії вимагає знання метричної системи. Метрична система використовує стандартизовані одиниці вимірювання довжини, маси та об'єму, забезпечуючи відтворення та легкість вимірювання. Для проведення цих вимірювань використовуються відповідні прилади. Наприклад, залишки вимірюють масу в грамах, а градуйовані циліндри вимірюють обсяг в мілілітрах.

    Метрична система має базові вимірювання. Лічильник використовується для вимірювання відстаней; літр вимірює об'єм; а грам вимірює масу. Вимірювання завжди повинно складатися з числа і одиниці, наприклад, 2 м, передає довжину вдвічі більше базової одиниці довжини, метра. Скорочення допускаються при вираженні вимірювань. Метрична система дозволяє легко конвертувати між одиницями, оскільки все є базовим 10. Це означає, що ви будете або множити, або ділити на десять, коли ви конвертуєте з однієї одиниці в іншу. Наприклад, один декаметр в 10 разів більше метра. Тому потрібно 10 метрів, щоб дорівнювати декаметру. Кілометр в 1000 разів більше метра. Тому потрібно 1000 м дорівнювати одному кілометру.

    Базові одиниці виміру

    • Довжина: метр (м)
    • Маса: грам (г)
    • Об'єм: літр (л)
    • Час: секунди
    • Температура: за Цельсієм (C)
    Метричні префікси
    Префікс Одиниця множник Наукові позначення

    Кіло-

    к

    1 000

    \(10^3\)

    Гекто-

    ч

    100

    		 \(10^2\)

    Дека-

    да

    10

    		 \(10^1\)

    Один

    		 база (м, л, г)

    1

    10

    Дечі-

    d

    0.1 =\(1/10\)

    		 \(10^{-1}\)

    Центі-

    c

    0,01 =\(1/100\)

    		 \(10^{-2}\)

    Міллі-

    м

    0,001 =\(1/1,000\)

    		 \(10^{-3}\)

    Мікро-

    μ

    0.000001 =\(1/1,000,000\)

    		 \(10^{-6}\)

    Перетворення метричних одиниць

    Запам'ятайте таблицю вище і знайте, як використовувати метричні префікси. Ви можете скористатися корисною мнемонікою нижче.

    Мнемоніка для запам'ятовування метричних перетворень
    Мнемонічний

    Кінг

    Н. Вхід

    D робить

    U зазвичай

    D каток

    C Шоколад

    ТМ Молоко
    Префікс

    Кіло-

    Гекто-

    Дека-

    Базові одиниці

    Дечі-

    Центі-

    Міллі-

    Мікро
    одиниця

    к

    ч

    да

    м, Л, г

    d

    c

    м

    μ

    Коли ви перетворюєте меншу одиницю на більшу одиницю, ви переміщуєте десяткову крапку вліво відповідну кількість кроків. Майте на увазі кожен раз, коли ви переміщуєте десяткову крапку, яку ви ділите на 10.

    Коли ви конвертуєте з більшої одиниці в меншу, ви перемістіть десяткову крапку вправо. Це означає, що кожен раз, коли ви переміщуєте десяткову крапку, яку ви множите на 10.

    Кроки для перетворення метричних одиниць

    1. Запишіть число, яке ви конвертуєте, наприклад (100 см). Потім прямо в десятковій крапці. Це завжди відразу після того, як ті розміщуються праворуч від числа.
      100 = 100
    2. Якщо ви хочете перетворити 100 см в метри (м), ви тепер подивитеся на свою діаграму і визначите, скільки «кроків» ви повинні перемістити десяткові знаки вправо або вліво. Від сантиметра до метра потрібно зробити 2 кроки вліво. Це означає, що ви повинні перемістити десяткові 2 розряди вліво.
      100. см = 1.00 метрів

    Практика перетворення метрик

    Використовуючи наведені вище дії, виконайте наступні проблеми у вашому лабораторному блокноті.

    1. 50 мм = Х см
    2. 50 см = Х км
    3. 700 мл = Х Л
    4. 30 м = Х мкм
    5. 3 дм = Х м
    6. 15 кг = Х кг
    7. 55 Л = Х мл
    8. 52 мг = Х мкг

    Частина 2: Вимірювання за допомогою метричної системи

    А. проведення лінійних вимірювань за допомогою лінійки

    Лінійні вимірювання в науці знаходяться в метричних одиницях. Базовою одиницею є лічильник (м). Лінійки, які ви будете використовувати сьогодні, - це сантиметрові (см) лінійки. Є 100 см в метрі. Якщо ви подивитеся на лінійку, то побачите 10 міток штрихування між кожною сантиметровою розміткою. Кожна мітка люка являє собою міліметр (мм). Є 10 міліметрів в сантиметрі.

    лінійка, що показує дюйми і сантиметрову шка
    Малюнок 1. Лінійка: сантиметрова шкала знизу. Дюймова шкала зверху.
    діаметр шайби
    Малюнок 2. діаметр шайби, вимірюється по прямій лінії через центр шайби від зовнішнього краю до зовнішнього краю.

    Матеріали

    • 5-6 шайб різних розмірів
    • сантиметрова лінійка

    Порядок дій

    1. Отримайте 5 шайб від вашого інструктора.
    2. Замовте шайби на аркуші паперу від найменшого діаметра до найбільшого, маркуючи їх #1 -5.
    3. Використовуючи сантиметрову лінійку, запишіть діаметр кожної шайби в сантиметрах. Див. Рисунок 2 для і зображення про те, як виміряти діаметр.
    4. Запишіть свої результати в таблиці 1.
    5. Перетворіть усі вимірювання діаметра шайби в міліметри та метри. Запис у таблиці 1.
    6. Тримайте шайби в порядку, оскільки ви будете використовувати їх пізніше.

    Результати

    Намалюйте наступну таблицю в лабораторному зошиті, включаючи назву таблиці.

    Таблиця 1. Вимірювання діаметра шайб з одиницею перетворення

    Шайба #

    Діаметр шайби (см)

    Діаметр шайби (м)

    Діаметр шайби (мм)

    1

    2

    3

    4

    5

    Б. проведення вимірювань маси за допомогою електронного балансу

    Вимірювання ваги в науці також в метричних одиницях. Базова одиниця - грам (г). Електронні баланси, які ви будете використовувати сьогодні, - це грамові залишки. Модель, яку ви будете використовувати, точно виміряє до 0,01 грама. У кілограмі 1000 грам. Однією з найбільш поширених одиниць, що використовуються, є міліграм (мг). У грамі 1000 міліграм. Якщо вам потрібно дуже невелика кількість чогось, ви вимірюєте його в мікрограмах (мкг). Є\(10^6\) мкг в грамі. Деякі конверсії вказані нижче:

    • 1000 г = 1 кг
    • 1 г = 1000 мг
    • 1 г = 1,000,000 мкг (106 мкг)
    • 1 мг= 1000 мкг

    Матеріали

    • 5 шайб різних розмірів, які раніше вимірювалися.
    • Грамовий баланс

    Порядок дій

    1. Натисніть кнопку включення і дочекайтеся, поки баланс відобразить нулі на екрані.
    2. Якщо на екрані не відображаються нулі, натисніть кнопку «нуль» або «тара».
    3. Як тільки машина відобразить нулі (0,00 г), помістіть шайбу по центру платформи.
    4. Зачекайте, поки шкала досягне стабільного показання (цифри не коливаються).
    5. Запишіть свою масу в грамах в таблиці 2 для кожної шайби, починаючи від найменшої до найбільшої.

    Результати

    1. Намалюйте наступну таблицю у вашому лабораторному посібнику, включаючи назву.
    2. Запишіть свої результати в грамах (г), а потім перетворіть ці маси в кг і мгс.
    Таблиця 2. Вимірювання ваги шайб з одиницею перетворення

    Шайба #

    Діаметр шайби (см)

    Діаметр шайби (м)

    Діаметр шайби (мм)

    1

    2

    3

    4

    5

    C. Об'ємні вимірювання

    Метрична одиниця об'єму - ЛІТР (L). Є 1000 мілілітрів (мл) в одному літрі. Ще одна поширена одиниця за обсягом - мікролітр (мкл). Є 106 мкл в одному літрі і 1000 мкл в одному мілілітрі. Нижче наведено деякі поширені конверсії:

    • 1 л = 1000 мл
    • 1 л = 1,000,000 мкл (10 6 мкл)
    • 1 мл = 1000 мкл

    Вам потрібно буде ознайомитися з різними типами приладобудування та скляного посуду, які ви будете використовувати протягом цього семестру. Сьогодні ми зупинимося на скляному посуді і приладах, що вимірюють більші обсяги рідини. Ви також визначите, коли конкретний пристрій доцільно використовувати, виходячи з обсягу, який ви видаєте. Типи вимірювальних приладів дуже різні, якщо ви хочете виміряти і дозувати літр проти мілілітра!

    градуйований циліндр

    Ви будете використовувати це для дозування великих обсягів, які перевищують 10 мл. У цьому класі ви будете використовувати градуйовані циліндри різного розміру, починаючи від 20 мл - 2000 мл (2L).

    Серологічний піпет

    Ці піпетки точно дозують обсяги від 1 мл до 10 мл і можуть використовуватися для обсягів до 50 мл. У цьому класі ви будете використовувати переважно серологічні піпетки 5 мл та 10 мл.

    кілька розмірів градуйованих циліндрів
    Малюнок 3. градуйовані циліндри
    різних розмірів серологічних піпеток.
    Малюнок 4. Серологічні піпетки
    різні розміри мензурок.
    Малюнок 5. мензури

    Матеріали

    • 1 - 50 мл склянка
    • Сквірт пляшка з DiH20
    • 1 - 50 мл градуйований циліндр
    • 1 - грамова шкала
    • 1 - 5 мл серологічної піпетки
    • 1 піпетка насос або електронний піпетний помічник

    Порядок дій

    Градуйовані вимірювання циліндра
    1. Намалюйте таблицю 3 у своєму лабораторному посібнику, як показано на наступній сторінці.
    2. Отримайте склянку об'ємом 50 мл. Зважте і запишіть вагу в грамах на таблиці 3 в розділі «Вага контейнера». Це контейнер, який ви будете використовувати для зважування води. Це не те, що ви будете використовувати для вимірювання в цьому експерименті.
    3. Цільова кількість води, яку ви будете вимірювати за допомогою градуйованого циліндра, становить 42 мл. Це було зафіксовано в таблиці 3.
    4. За допомогою пляшечки для бризок набризніть 42 мл води в градуйований циліндр. Обов'язково читайте знизу меніска.
    5. Налийте 42 мл з градуйованого циліндра у зважений стакан.
    6. Зважте склянку з водою і запишіть на табл. 3 під «вагою ємності та води».
    7. Визначте вагу води і запишіть як «тільки вага води».
    8. Перетворіть цю вагу в мл. Вода має щільність 1г/мл. Оскільки вода має щільність 1 г/мл, то число G = MLs (50ml = 50g) Запишіть це число як «фактичний обсяг, що видається».
    9. Визначте похибку% для кожного з ваших вимірювань наступним чином:
      ∖[«ID="Mathjax-елемент-5-кадр» role="presentation» style="position:relative;» tabindex="0"> % Помилка = [(Цільова кількість води - Фактичний об'єм диспергованої)/