保持单位一致,意思是每个量都带上单位,并且在计算之前先换算。这在三门科学里都很重要:物理的速度、化学的浓度和生物的放大倍数,出错的方式其实一模一样。
这是三科数字运算能力的第一课,因为之后每一课都依赖它。本页所有数据都是为练习而虚构的。
“一致”在实际做题中是什么意思?
公式只有在输入量属于同一个单位体系时才成立。速度 = 距离 ÷ 时间,只有当距离用米、时间用秒时,结果才是 m/s。浓度 = 物质的量 ÷ 体积,只有当体积用 dm³ 时,结果才是 mol/dm³。
所以步骤有三步:把每个量连同单位列出来,换算与公式不匹配的量,然后计算并给答案加上单位。
例题详解(虚构数据)
一名学生画了一个细胞,图中长度为 36 mm。显微镜标尺显示细胞的实际长度为 120 µm。求放大倍数(magnification)。
第一步,列出: 图中 36 mm,实际 120 µm。
第二步,换算: 1 mm = 1000 µm,所以 120 µm = 120 ÷ 1000 = 0.12 mm。
第三步,计算: 放大倍数 = 图中长度 ÷ 实际长度 = 36 ÷ 0.12 = 300。放大倍数没有单位,因为现在两个长度都用毫米。
倒推检查:0.12 mm × 300 = 36 mm。✓
要留意的错误
错误答案: 放大倍数 = 36 ÷ 120 = 0.3
学生没有换算就把毫米除以微米。0.3 看起来是个整齐的小数,所以没有觉得哪里不对。
改正的方法是在相除之前,把两个长度换成同一个单位。另一个警示信号是:放大后的图,倍数却小于 1。图比细胞大,答案就必须大于 1。
自我检测
先不用计算器试做,再打开答案核对。
1. 一位骑车的人以 72 km/h 行驶。用 m/s 表示速度。
查看答案
72 ÷ 3.6 = 20 m/s。检查:20 × 3.6 = 72。✓
2. 一名学生使用 50 cm³ 浓度为 0.40 mol/dm³ 的溶液。这是多少 mol?
查看答案
50 cm³ = 0.050 dm³。物质的量 = 0.40 × 0.050 = 0.020 mol。
3. 一个加热器传递了 1500 J 的能量。用 kJ 表示。
查看答案
1 kJ = 1000 J,所以 1500 ÷ 1000 = 1.5 kJ。
下一步
单位是运算能力的前半部分。后半部分是弄清自己手里的量属于哪一类,这正是区分速率与总量的重点。想在一个虚构的实验上检验自己的推理时,可以用科学探究评析工具。
课堂上每一步换算都跟得上,但时间紧时就跳过,这种情况并不少见。Co-ordinated Sciences 线上一对一补习的老师可以在你自己的解题过程中看出这类失误。