Perbandingan adil mengubah satu faktor dan mengekalkan semua yang lain sama. Dalam jadual beberapa larian, tugas pertama anda ialah mencari pasangan yang berbeza dalam satu cara sahaja.
Pelajaran ini menutup kadar tindak balas. Ia menggabungkan kadar daripada graf, kepekatan, luas permukaan dan mangkin. Semua nombor di sini adalah rekaan.
Bagaimana menguji keadilan set data?
Tanya tiga soalan mengikut turutan.
- Apakah pemboleh ubah dimanipulasikan? Ini ialah satu faktor yang dikatakan soalan sedang disiasat.
- Apakah yang diukur? Ini ialah pemboleh ubah bergerak balas, seperti masa untuk mengumpul isi padu gas tetap.
- Faktor lain yang manakah dikawal? Jisim pepejal, saiz zarah, isi padu dan kepekatan asid, serta suhu ialah kawalan yang lazim.
Kemudian pilih dua larian yang berbeza dalam pemboleh ubah dimanipulasikan sahaja.
Contoh berlangkah
Data rekaan. Empat larian menggunakan tindak balas kalsium karbonat dengan asid hidroklorik cair.
Setiap larian mengumpul 40 cm³ gas. Masa dicatat.
| Larian | Asid (mol/dm³) | Bentuk CaCO₃ (1.0 g) | Suhu (°C) | Masa (s) |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 1.0 | ketulan | 30 | 40 |
| 2 | 0.5 | ketulan | 30 | 85 |
| 3 | 0.5 | serbuk | 30 | 35 |
| 4 | 0.5 | ketulan | 40 | 50 |
Soalan: Larian mana yang memberi ujian adil bagi kepekatan, dan apakah yang dibuktikannya?
Langkah 1. Kepekatan ialah pemboleh ubah dimanipulasikan. Larian 1 dan 2 berbeza dalam kepekatan sahaja, kerana kedua-duanya menggunakan ketulan pada 30 °C. Larian 1 dan 3 berbeza dalam dua faktor, jadi bukan ujian adil.
Langkah 2, banding kadar. Kadar boleh dinilai sebagai 1 ÷ masa. Larian 1: 1 ÷ 40 = 0.025 s⁻¹. Larian 2: 1 ÷ 85 = 0.0118 s⁻¹, kira-kira 0.012 s⁻¹.
Langkah 3, rumuskan. Kepekatan lebih tinggi memberi kadar lebih tinggi. Larian 1 mengambil 40 s dan larian 2 mengambil 85 s.
Langkah 4, terangkan. Lebih banyak zarah per unit isi padu bermakna perlanggaran lebih kerap, jadi lebih banyak perlanggaran berkesan setiap saat.
Pasangan adil yang lain: Larian 2 dan 3 menguji saiz zarah (serbuk lebih cepat). Larian 2 dan 4 menguji suhu (suhu lebih tinggi lebih cepat). Pada suhu lebih tinggi zarah mempunyai lebih tenaga, maka perlanggaran lebih kerap dan perkadaran yang lebih besar mempunyai tenaga mencukupi.
Bagaimana ulangan membantu?
Andaikan larian 1 diulang tiga kali dan memberi 40 s, 42 s dan 38 s. Min ialah (40 + 42 + 38) ÷ 3 = 120 ÷ 3 = 40 s.
Jika satu ulangan memberi 70 s, ia jauh daripada yang lain dan dianggap luar biasa (anomalous). Anda akan menyatakan sebab mengecualikannya dan mengira min daripada yang selebihnya.
Apakah kesilapan yang perlu dielakkan?
Jawapan yang salah: “Larian 1 dan 3 menunjukkan kepekatan penting kerana larian 3 lebih cepat.”
Larian 3 mempunyai kepekatan asid lebih rendah daripada larian 1 namun lebih cepat, yang nampaknya bercanggah dengan kesan kepekatan. Perbezaan sebenar ialah larian 3 menggunakan serbuk. Dua faktor berubah, jadi pasangan itu tidak boleh digunakan.
Pembetulan: potong setiap pasangan yang berbeza lebih daripada pemboleh ubah yang diuji sebelum membaca sebarang masa.
Semak kendiri
1. Larian mana yang anda bandingkan untuk menguji suhu, dan apakah yang dapat dirumuskan?
Lihat jawapan
Larian 2 dan 4. Hanya suhu berbeza (30 °C dan 40 °C). Larian 4 mengambil 50 s berbanding 85 s, jadi suhu lebih tinggi memberi kadar lebih cepat.
2. Seorang pelajar mengulang larian keempat dan memperoleh 52 s, 49 s, 75 s dan 51 s. Beri min yang munasabah.
Lihat jawapan
75 s ialah luar biasa dan dikecualikan dengan sebab. Min = (52 + 49 + 51) ÷ 3 = 152 ÷ 3 = 50.7 s (3 a.b.).
3. Mengapakah larian 1 dan larian 3 tidak boleh digunakan untuk menguji kepekatan?
Lihat jawapan
Kedua-dua kepekatan dan bentuk pepejal berbeza, jadi anda tidak boleh memastikan yang mana satu menyebabkan perubahan masa.
Ke mana selepas ini?
Satukan semuanya dalam latihan campuran kadar tindak balas. Penterjemah graf kadar dan tenaga berguna untuk menyemak rupa set data sebagai graf, dan guru mol dan nisbah persamaan untuk amaun.
Jika merancang perbandingan adil di atas kertas masih terasa licin, guru boleh membimbing anda langkah demi langkah dalam tuisyen Kimia satu dengan satu dalam talian.