煤質(zhì)分析儀器使用中有效數(shù)字確定及計(jì)算
一、 有效數(shù)字及其位數(shù)
一、 有效數(shù)字及其位數(shù)
有效數(shù)字是指有意義的數(shù)字,在分析工作中,就是能實(shí)際測量到的數(shù)字。例如,坩堝重為18.5734g,有六位有效數(shù)字;滴定劑體積為24.30mL,有四位有效數(shù)字。
由于分析天平能稱準(zhǔn)至±0.0001g,可見上述 煤質(zhì)分析儀器坩堝重應(yīng)是(18.5734±0.0001)g,因此這個(gè)數(shù)值只有*后一位數(shù)字不是很準(zhǔn)確的,是可疑的。
如數(shù)字中有“0”時(shí),應(yīng)分析具體情況。例如,0.0054g有四位有效數(shù)字,前面“0”起定位作用;1.0002g有五位有效數(shù)字;25.00mL有四位有效數(shù)字;0.1000g有四位有效數(shù)字,前面“0”起定位作用,后面三個(gè)“0”都是有效數(shù)字。同樣這些有效數(shù)字的*后一位數(shù)字是可疑數(shù)字。
因此,在記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果時(shí),根據(jù)所使用儀器的準(zhǔn)確度,注意在所保留的有效數(shù)字中,只有*后一位數(shù)字是可疑數(shù)字。如分析天平能準(zhǔn)確到0.0001g,所以物體的質(zhì)量如果是10.4000g就不能寫成10.40000g。在平時(shí)加權(quán)平均中10.00×500+9.80×400/2,這個(gè)2沒有可疑數(shù)字,可視為無限有效。一般的倍數(shù)或分?jǐn)?shù),都是無限有效數(shù)字。
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二、運(yùn)算過程中的有效數(shù)字取舍規(guī)則
1.加減法
如有三個(gè)質(zhì)量相加:0.0121g+25.64g+1.0578g=?從上述數(shù)字看,三個(gè)測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度不同,**個(gè)和第三個(gè)準(zhǔn)確到±0.0001g,**個(gè)準(zhǔn)確到±0.01g,以**個(gè)的**誤差*大。
計(jì)算(1) 0.0121 計(jì)算(2) 0.01
25.64 25.64
+1.0578 +1.06
26.7099 26.71
計(jì)算(1)中26.7099后面的099都是不可靠的,因?yàn)?5.64的4是可疑數(shù)字,有0.01g誤差,那么在其他數(shù)值中比0.01更小的數(shù)加在一起就沒有必要了。因此可從0.01處為界,以下的數(shù)字按數(shù)字修約法原則取舍,所以計(jì)算(2)所得到的結(jié)果26.71g更符合實(shí)際情況。
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1.乘除法
1.乘除法
與加減法不同,乘除法中取有效數(shù)字的位數(shù)決定于相對誤差*大的那個(gè)數(shù)。如0.0121×25.64×1.05782=?
三個(gè)數(shù)的相對誤差
±0.0001/0.0121×100=±0.8%
±0.00001/1.05782×100=±0.0009%
±0.01/25.64×100=±0.04%
**個(gè)數(shù)是三位有效數(shù)字,其相對誤差*大,應(yīng)以此數(shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn),確定其他數(shù)字的修約數(shù),即用數(shù)字的修約法將各數(shù)都保留三位有效數(shù)字 ,即上述三個(gè)數(shù)字的乘積為0.0121×25.6×1.06=0.328。
當(dāng)各數(shù)的有校數(shù)字位數(shù)不同時(shí) ,相對誤差*大的數(shù),一定是有效數(shù)字位數(shù)*少的數(shù)。因此在乘除法中,所得結(jié)果的有效數(shù)字位數(shù)應(yīng)以有效數(shù)字*少的數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)。
有效數(shù)字取舍規(guī)則可總結(jié)如下 :
(1) 記錄分析結(jié)果時(shí),只應(yīng)保留一位可疑數(shù)字。
(2) 在運(yùn)算中棄去多余數(shù)字時(shí),一律以數(shù)字修約原則為標(biāo)準(zhǔn)。
(3) 幾個(gè)數(shù)相加減時(shí),保留有效數(shù)字位數(shù)決定于**誤差*大的數(shù)位。
(4) 幾個(gè)數(shù)相乘除時(shí),以有效數(shù)字位數(shù)*少的為標(biāo)準(zhǔn),棄去多余的位數(shù),然后進(jìn)行乘除,在計(jì)算過程中,可以暫時(shí)多保留一位數(shù),得到*后結(jié)果時(shí)再棄去多余的數(shù)字。