物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)()

1、物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究方法物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究方法緒緒 論論第一章第一章 概述概述一、物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的方法分類一、物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的方法分類 物理化學(xué)物理化學(xué)化學(xué)熱力學(xué)化學(xué)熱力學(xué)化學(xué)動(dòng)力學(xué)化學(xué)動(dòng)力學(xué)電化學(xué)電化學(xué)表面與膠體化學(xué)表面與膠體化學(xué)熱化學(xué)實(shí)驗(yàn)熱化學(xué)實(shí)驗(yàn)平衡實(shí)驗(yàn)平衡實(shí)驗(yàn)電化學(xué)實(shí)驗(yàn)電化學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)與量子化學(xué)結(jié)構(gòu)與量子化學(xué)表面與膠體化學(xué)實(shí)驗(yàn)表面與膠體化學(xué)實(shí)驗(yàn)量子化學(xué)計(jì)算方法量子化學(xué)計(jì)算方法物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)第一章第一章 概述概述二、物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的目的與基本要求二、物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的目的與基本要求 1.1.目的目的 物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的一個(gè)重要分支。物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)

2、實(shí)驗(yàn)課程的一個(gè)重要分支。它綜合了化學(xué)領(lǐng)域中各分支所需要的基本實(shí)驗(yàn)工具和它綜合了化學(xué)領(lǐng)域中各分支所需要的基本實(shí)驗(yàn)工具和研究方法，主要是應(yīng)用物理學(xué)的研究方法，主要是應(yīng)用物理學(xué)的原理與技術(shù)原理與技術(shù)，使用某，使用某個(gè)儀器或若干儀器組合成的測(cè)量體系，對(duì)系統(tǒng)的某一個(gè)儀器或若干儀器組合成的測(cè)量體系，對(duì)系統(tǒng)的某一物理物理( (化學(xué)化學(xué)) )性質(zhì)進(jìn)行測(cè)量，進(jìn)而研究化學(xué)問題。物理性質(zhì)進(jìn)行測(cè)量，進(jìn)而研究化學(xué)問題。物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究方法和實(shí)驗(yàn)技能是化學(xué)工作者所必備化學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究方法和實(shí)驗(yàn)技能是化學(xué)工作者所必備的基本功。的基本功。 第一章第一章 概述概述 物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的主要目的是：物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的主要目的是：（

3、1 1）使學(xué)生了解物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究方法）使學(xué)生了解物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究方法（2 2）使學(xué)生掌握物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本方法和技能，學(xué)會(huì)）使學(xué)生掌握物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本方法和技能，學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)測(cè)定物質(zhì)特性的基本方法實(shí)驗(yàn)測(cè)定物質(zhì)特性的基本方法（3 3）培養(yǎng)學(xué)生正確記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象、正確處理實(shí)驗(yàn)）培養(yǎng)學(xué)生正確記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象、正確處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的能力，從而了解物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)條件數(shù)據(jù)和分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的能力，從而了解物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)條件的選擇與確定的方法與依據(jù)的選擇與確定的方法與依據(jù)（4 4）加深學(xué)生對(duì)物理化學(xué)基本理論和概念的理解，提高）加深學(xué)生對(duì)物理化學(xué)基本理論和概念的理解，提高靈活運(yùn)用物理化學(xué)原理的能力

4、靈活運(yùn)用物理化學(xué)原理的能力第一章第一章 概述概述2.2.要求要求（1 1）實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)）實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí) 由于物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)需要使用儀器，所以實(shí)驗(yàn)之前，學(xué)生由于物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)需要使用儀器，所以實(shí)驗(yàn)之前，學(xué)生要閱讀相關(guān)的實(shí)驗(yàn)教材、參考書和儀器說明書，預(yù)先了解實(shí)要閱讀相關(guān)的實(shí)驗(yàn)教材、參考書和儀器說明書，預(yù)先了解實(shí)驗(yàn)的目的和原理，所使用儀器的構(gòu)造和使用方法，實(shí)驗(yàn)操作驗(yàn)的目的和原理，所使用儀器的構(gòu)造和使用方法，實(shí)驗(yàn)操作過程和步驟，做到心中有數(shù)。在此基礎(chǔ)上撰寫實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告。過程和步驟，做到心中有數(shù)。在此基礎(chǔ)上撰寫實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告。其內(nèi)容包括：實(shí)驗(yàn)名稱；實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮恚恢饕獙?shí)驗(yàn)儀器、其內(nèi)容包括：實(shí)驗(yàn)名稱；實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮?；主?/p>

5、實(shí)驗(yàn)儀器、試劑；實(shí)驗(yàn)試劑；實(shí)驗(yàn)( (主要主要) )操作步驟；在此基礎(chǔ)上，應(yīng)該初步設(shè)計(jì)一操作步驟；在此基礎(chǔ)上，應(yīng)該初步設(shè)計(jì)一個(gè)合理的原始數(shù)據(jù)記錄表。個(gè)合理的原始數(shù)據(jù)記錄表。第一章第一章 概述概述（2 2）實(shí)驗(yàn)操作）實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)前首先要檢查儀器、試劑及其它實(shí)驗(yàn)用品是否符實(shí)驗(yàn)前首先要檢查儀器、試劑及其它實(shí)驗(yàn)用品是否符合實(shí)驗(yàn)要求，并做好實(shí)驗(yàn)的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，按照實(shí)驗(yàn)要求合實(shí)驗(yàn)要求，并做好實(shí)驗(yàn)的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，按照實(shí)驗(yàn)要求安裝、調(diào)試實(shí)驗(yàn)設(shè)備，然后才能開始實(shí)驗(yàn)。安裝、調(diào)試實(shí)驗(yàn)設(shè)備，然后才能開始實(shí)驗(yàn)。 實(shí)驗(yàn)過程中，要嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)條件，仔細(xì)觀察和分析實(shí)驗(yàn)過程中，要嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)條件，仔細(xì)觀察和分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，客觀、

6、正確地記錄原始數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，客觀、正確地記錄原始數(shù)據(jù)。 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，要整理和清潔實(shí)驗(yàn)所用的儀器、試劑和實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，要整理和清潔實(shí)驗(yàn)所用的儀器、試劑和相關(guān)用品，實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)記錄要經(jīng)指導(dǎo)教師審查、簽字。相關(guān)用品，實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)記錄要經(jīng)指導(dǎo)教師審查、簽字。第一章第一章 概述概述（3 3）實(shí)驗(yàn)記錄）實(shí)驗(yàn)記錄 實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)首先是實(shí)驗(yàn)條件的記錄，包括環(huán)境條實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)首先是實(shí)驗(yàn)條件的記錄，包括環(huán)境條件件實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)日期日期，室溫室溫，大氣壓大氣壓；儀器及藥品條件；儀器及藥品條件所所用儀器的用儀器的名稱名稱、型號(hào)型號(hào)和和精度精度，試劑的，試劑的名稱名稱和和級(jí)別級(jí)別，溶液的，溶液的濃度濃度，等等。實(shí)驗(yàn)條件是分析實(shí)

7、驗(yàn)中出現(xiàn)的問題和誤差大，等等。實(shí)驗(yàn)條件是分析實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題和誤差大小的重要依據(jù)，對(duì)培養(yǎng)敏銳的科學(xué)洞察力是大有益處的。小的重要依據(jù)，對(duì)培養(yǎng)敏銳的科學(xué)洞察力是大有益處的。其次記錄實(shí)驗(yàn)所測(cè)定的目標(biāo)物理量其次記錄實(shí)驗(yàn)所測(cè)定的目標(biāo)物理量( (實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)) )和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象必須忠實(shí)、準(zhǔn)確，不能只揀記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象必須忠實(shí)、準(zhǔn)確，不能只揀“好好”的的數(shù)據(jù)記，不能隨意涂改數(shù)據(jù)，不能用鉛筆記錄原始數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)記，不能隨意涂改數(shù)據(jù)，不能用鉛筆記錄原始數(shù)據(jù)。第一章第一章 概述概述（4 4）實(shí)驗(yàn)報(bào)告）實(shí)驗(yàn)報(bào)告 完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告是本課程的一個(gè)基本訓(xùn)練，使學(xué)生在實(shí)完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告是本課程的一個(gè)

8、基本訓(xùn)練，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、作圖、誤差分析、問題的歸納等方面得到訓(xùn)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、作圖、誤差分析、問題的歸納等方面得到訓(xùn)練和提高。實(shí)驗(yàn)報(bào)告的質(zhì)量在很大程度上反映了學(xué)習(xí)態(tài)度、練和提高。實(shí)驗(yàn)報(bào)告的質(zhì)量在很大程度上反映了學(xué)習(xí)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰退?，必須?shí)驗(yàn)?zāi)芰退剑仨毆?dú)立完成獨(dú)立完成。 實(shí)驗(yàn)報(bào)告的大致內(nèi)容有：實(shí)驗(yàn)的目的、原理、儀器與實(shí)驗(yàn)報(bào)告的大致內(nèi)容有：實(shí)驗(yàn)的目的、原理、儀器與試劑、實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖、實(shí)驗(yàn)操作步驟與現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處試劑、實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖、實(shí)驗(yàn)操作步驟與現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理理( (數(shù)據(jù)處理采用的計(jì)算公式、計(jì)算示例、數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)處理采用的計(jì)算公式、計(jì)算示例、數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果的列表、必要的圖形、誤

9、差計(jì)算等的列表、必要的圖形、誤差計(jì)算等) )、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論等。、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論等。第一章第一章 概述概述 撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)要開動(dòng)腦筋，鉆研問題，耐心計(jì)算，撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)要開動(dòng)腦筋，鉆研問題，耐心計(jì)算，認(rèn)真作圖，重點(diǎn)放在對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分認(rèn)真作圖，重點(diǎn)放在對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析討論上。討論可包括：對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析和解釋；對(duì)實(shí)析討論上。討論可包括：對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析和解釋；對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差的定量分析及誤差產(chǎn)生的原因分析；文獻(xiàn)查閱驗(yàn)結(jié)果誤差的定量分析及誤差產(chǎn)生的原因分析；文獻(xiàn)查閱情況；實(shí)驗(yàn)后的心得體會(huì)，對(duì)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)一步研究或改進(jìn)的情況；實(shí)驗(yàn)后的心得體會(huì)，對(duì)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)一步研究或改進(jìn)的

10、建議等建議等( (創(chuàng)新思維創(chuàng)新思維) )。實(shí)驗(yàn)的原始記錄必須作為實(shí)驗(yàn)報(bào)告的。實(shí)驗(yàn)的原始記錄必須作為實(shí)驗(yàn)報(bào)告的附件一并上交。附件一并上交。 一份合格的實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)該是：目的明確、原理清楚、一份合格的實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)該是：目的明確、原理清楚、數(shù)據(jù)處理正確、作圖合理、討論切題深入、字跡整齊。數(shù)據(jù)處理正確、作圖合理、討論切題深入、字跡整齊。第一章第一章 概述概述（5 5）實(shí)驗(yàn)室安全）實(shí)驗(yàn)室安全 要嚴(yán)格按照儀器操作規(guī)程使用儀器，遵守實(shí)驗(yàn)室的各要嚴(yán)格按照儀器操作規(guī)程使用儀器，遵守實(shí)驗(yàn)室的各有關(guān)規(guī)定。有關(guān)規(guī)定。 安全用電安全用電 防止觸電：操作電器時(shí)必須保持手是干燥的，一切防止觸電：操作電器時(shí)必須保持手是干燥的，一

11、切電源裸露部分都應(yīng)該有絕緣裝置；電源裸露部分都應(yīng)該有絕緣裝置； 負(fù)荷與短路：物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)室總電閘一般允許最大負(fù)荷與短路：物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)室總電閘一般允許最大電流為電流為303050A50A，一般實(shí)驗(yàn)臺(tái)上分閘的最大允許電流為，一般實(shí)驗(yàn)臺(tái)上分閘的最大允許電流為15A15A；使用功率較大的儀器時(shí)，應(yīng)該事先計(jì)算電流量；使用功率較大的儀器時(shí)，應(yīng)該事先計(jì)算電流量；第一章第一章 概述概述 電器儀表的使用：電器儀表的使用：注意儀器所要求的電源是交流電還是直流電，是單相注意儀器所要求的電源是交流電還是直流電，是單相電還是三相電，電壓的大小，功率是否合適，電極的正、電還是三相電，電壓的大小，功率是否合適，電極的正、負(fù)

12、，等等。負(fù)，等等。注意儀表的量程，不清楚時(shí)應(yīng)該先從儀器的最大量程注意儀表的量程，不清楚時(shí)應(yīng)該先從儀器的最大量程開始。開始。正式開始實(shí)驗(yàn)之前，應(yīng)該先使線路接通一瞬間，根據(jù)正式開始實(shí)驗(yàn)之前，應(yīng)該先使線路接通一瞬間，根據(jù)儀表指針擺動(dòng)的速度及方向判斷儀器線路安裝是否正確。儀表指針擺動(dòng)的速度及方向判斷儀器線路安裝是否正確。不進(jìn)行測(cè)量時(shí)，應(yīng)該斷開線路或關(guān)閉電源。不進(jìn)行測(cè)量時(shí)，應(yīng)該斷開線路或關(guān)閉電源。第一章第一章 概述概述 化學(xué)用品安全化學(xué)用品安全 防毒、防爆、防火、防灼傷、防水防毒、防爆、防火、防灼傷、防水 高壓鋼瓶使用注意事項(xiàng)高壓鋼瓶使用注意事項(xiàng) 氣體鋼瓶是由無縫碳素鋼或合金鋼制成，適用于盛裝氣體鋼瓶是

13、由無縫碳素鋼或合金鋼制成，適用于盛裝介質(zhì)壓力在介質(zhì)壓力在15.0MPa(15015.0MPa(150大氣壓大氣壓) )以下的氣體。常見標(biāo)準(zhǔn)氣以下的氣體。常見標(biāo)準(zhǔn)氣瓶類型有：瓶類型有： 鋼瓶的鋼瓶的使用必須注使用必須注意以下幾點(diǎn)：意以下幾點(diǎn)：氣瓶氣瓶類型類型盛裝氣體種類盛裝氣體種類工作壓力工作壓力MPa試驗(yàn)壓力試驗(yàn)壓力/MPa水壓試驗(yàn)水壓試驗(yàn)氣壓試驗(yàn)氣壓試驗(yàn)甲甲O2、H2、N2、CH4、壓縮、壓縮空氣和惰性氣體空氣和惰性氣體15.022.515.0乙乙純凈水煤氣及純凈水煤氣及CO2等等12.519.012.5丙丙NH3、氯、光氣和異丁烯等、氯、光氣和異丁烯等3.06.03.0丁丁SO2等等0.6

14、1.20.6第一章第一章 概述概述搬運(yùn)前旋好瓶帽；放置時(shí)必須牢靠、固定好；搬運(yùn)前旋好瓶帽；放置時(shí)必須牢靠、固定好；存放地點(diǎn)應(yīng)該是陰涼、干燥、遠(yuǎn)離熱源；存放地點(diǎn)應(yīng)該是陰涼、干燥、遠(yuǎn)離熱源；使用時(shí)要用氣表，各種氣壓表一般不得混用；使用時(shí)要用氣表，各種氣壓表一般不得混用；氣瓶上絕不可沾有油或其它易燃有機(jī)物，也不可用棉、氣瓶上絕不可沾有油或其它易燃有機(jī)物，也不可用棉、麻等材料堵漏；麻等材料堵漏；開啟氣瓶時(shí)應(yīng)站在氣壓表氣口的另一側(cè)；開啟氣瓶時(shí)應(yīng)站在氣壓表氣口的另一側(cè)；不可把氣瓶中的氣體用盡再灌裝新氣，以防灌氣時(shí)發(fā)生不可把氣瓶中的氣體用盡再灌裝新氣，以防灌氣時(shí)發(fā)生危險(xiǎn)；危險(xiǎn)；使用時(shí)要注意氣瓶上漆的顏色及標(biāo)

15、字，以免混淆使用時(shí)要注意氣瓶上漆的顏色及標(biāo)字，以免混淆第一章第一章 概述概述使用期間的氣瓶，每隔三年至少要進(jìn)行一次檢驗(yàn)。盛腐蝕使用期間的氣瓶，每隔三年至少要進(jìn)行一次檢驗(yàn)。盛腐蝕性氣體的氣瓶每?jī)赡曛辽僖M(jìn)行一次檢驗(yàn)；性氣體的氣瓶每?jī)赡曛辽僖M(jìn)行一次檢驗(yàn)；氫氣瓶最好放在遠(yuǎn)離實(shí)驗(yàn)室的小屋內(nèi)，用導(dǎo)管引入，并加氫氣瓶最好放在遠(yuǎn)離實(shí)驗(yàn)室的小屋內(nèi)，用導(dǎo)管引入，并加裝防止回火的裝置，還特別要防止漏氣。裝防止回火的裝置，還特別要防止漏氣。氣體類別氣體類別氮氮氧氧氫氫空氣空氣氨氨二氧二氧化硫化硫氯氯其他一切可其他一切可燃?xì)怏w燃?xì)怏w其他一切不可其他一切不可燃?xì)怏w燃?xì)怏w瓶身顏色瓶身顏色黑黑天藍(lán)天藍(lán) 深綠深綠黑黑黃黃黑

16、黑黃綠黃綠紅紅黑黑標(biāo)字顏色標(biāo)字顏色黃黃黑黑紅紅白白黑黑黃黃黃黃白白黃黃我國氣瓶常用標(biāo)記一覽表我國氣瓶常用標(biāo)記一覽表第一章第一章 概述概述三、物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測(cè)量與誤差三、物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測(cè)量與誤差 1.1.科學(xué)測(cè)量與誤差科學(xué)測(cè)量與誤差 物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)就是以測(cè)量該體系的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)就是以測(cè)量該體系的某些物理量某些物理量為基本內(nèi)為基本內(nèi)容，然后對(duì)所測(cè)量數(shù)據(jù)加以處理獲得相關(guān)的規(guī)律，從而實(shí)現(xiàn)容，然后對(duì)所測(cè)量數(shù)據(jù)加以處理獲得相關(guān)的規(guī)律，從而實(shí)現(xiàn)這種研究。這種研究。 物理量的測(cè)量可分為物理量的測(cè)量可分為直接直接和和間接間接兩種，但無論是哪種測(cè)兩種，但無論是哪種測(cè)量，由于外界的隨機(jī)干擾，所測(cè)得的數(shù)據(jù)實(shí)際上

17、是帶有隨機(jī)量，由于外界的隨機(jī)干擾，所測(cè)得的數(shù)據(jù)實(shí)際上是帶有隨機(jī)誤差的近似值，因此要對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)處理，經(jīng)過處理誤差的近似值，因此要對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)處理，經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)才是科學(xué)測(cè)量的結(jié)果。的數(shù)據(jù)才是科學(xué)測(cè)量的結(jié)果。第一章第一章 概述概述 所謂適當(dāng)處理包含兩方面：所謂適當(dāng)處理包含兩方面：A、要估計(jì)出測(cè)量數(shù)據(jù)的可靠程度要估計(jì)出測(cè)量數(shù)據(jù)的可靠程度 即進(jìn)行誤差計(jì)算，并給出合理解釋，將涉及一些誤差即進(jìn)行誤差計(jì)算，并給出合理解釋，將涉及一些誤差理論的基礎(chǔ)知識(shí)，如高斯誤差定律，誤差傳遞，平均值計(jì)理論的基礎(chǔ)知識(shí)，如高斯誤差定律，誤差傳遞，平均值計(jì)算法，誤差的表示法，等等；算法，誤差的表示法，等等；B、要對(duì)

18、測(cè)量數(shù)據(jù)加以整理歸納要對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)加以整理歸納 通過一定的方法把干擾通過一定的方法把干擾“過濾過濾”掉，并用一定的方式掉，并用一定的方式表示出各數(shù)值之間的相互關(guān)系。測(cè)量數(shù)據(jù)的整理歸納方法表示出各數(shù)值之間的相互關(guān)系。測(cè)量數(shù)據(jù)的整理歸納方法包括包括插值法插值法、曲線擬合法曲線擬合法、實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)光滑法數(shù)據(jù)光滑法、濾波法濾波法等，等，處理數(shù)據(jù)的表達(dá)方式有列表法、數(shù)學(xué)方程法和圖解法等。處理數(shù)據(jù)的表達(dá)方式有列表法、數(shù)學(xué)方程法和圖解法等。第一章第一章 概述概述2.2.誤差的分類與特點(diǎn)誤差的分類與特點(diǎn) 誤差誤差 描述測(cè)量值與真值之間差異大小的量；描述測(cè)量值與真值之間差異大小的量； 偏差偏差 描述測(cè)量值與平均

19、值之間差異大小的量。描述測(cè)量值與平均值之間差異大小的量。 嚴(yán)格地說，對(duì)任何一種測(cè)量而言，無論所采用的儀器嚴(yán)格地說，對(duì)任何一種測(cè)量而言，無論所采用的儀器有多么精密、測(cè)量方法多么完善、測(cè)量者多么細(xì)致，所測(cè)有多么精密、測(cè)量方法多么完善、測(cè)量者多么細(xì)致，所測(cè)出的結(jié)果常常不能完全一致，特別是隨著測(cè)量次數(shù)的增加出的結(jié)果常常不能完全一致，特別是隨著測(cè)量次數(shù)的增加這種現(xiàn)象一定會(huì)出現(xiàn)，即總有一定的誤差或偏差。這種現(xiàn)象一定會(huì)出現(xiàn)，即總有一定的誤差或偏差。 根據(jù)誤差的性質(zhì)和來源，可以將誤差分為根據(jù)誤差的性質(zhì)和來源，可以將誤差分為系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差、偶然誤差偶然誤差和和過失過失( (人為人為) )誤差誤差幾種。幾種。第

20、一章第一章 概述概述 系統(tǒng)誤差是在測(cè)量過程中，由某種未發(fā)覺或未確認(rèn)的影系統(tǒng)誤差是在測(cè)量過程中，由某種未發(fā)覺或未確認(rèn)的影響因素起作用而引起的誤差。系統(tǒng)誤差的一個(gè)響因素起作用而引起的誤差。系統(tǒng)誤差的一個(gè)最顯著最顯著的特的特點(diǎn)是：使測(cè)量結(jié)果永遠(yuǎn)朝著一個(gè)方向偏移，其大小和符號(hào)點(diǎn)是：使測(cè)量結(jié)果永遠(yuǎn)朝著一個(gè)方向偏移，其大小和符號(hào)在同一實(shí)驗(yàn)中完全相同。系統(tǒng)誤差的來源有：在同一實(shí)驗(yàn)中完全相同。系統(tǒng)誤差的來源有：儀器誤差：由于儀器不良或校正、調(diào)節(jié)不當(dāng)所致，可以儀器誤差：由于儀器不良或校正、調(diào)節(jié)不當(dāng)所致，可以被發(fā)覺和改正；被發(fā)覺和改正；試劑誤差：試劑純度未達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求所致；試劑誤差：試劑純度未達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求所致；環(huán)

21、境誤差：儀器使用環(huán)境不當(dāng)或外界條件發(fā)生恒向變化；環(huán)境誤差：儀器使用環(huán)境不當(dāng)或外界條件發(fā)生恒向變化；方法誤差：測(cè)量方法所依據(jù)的理論不完善所致，可以通方法誤差：測(cè)量方法所依據(jù)的理論不完善所致，可以通過不同的測(cè)量方法的對(duì)比實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行檢核；過不同的測(cè)量方法的對(duì)比實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行檢核；人身誤差：測(cè)量人發(fā)不當(dāng)視讀習(xí)慣、偏向或感官不完善。人身誤差：測(cè)量人發(fā)不當(dāng)視讀習(xí)慣、偏向或感官不完善。第一章第一章 概述概述 偶然誤差是某些無法發(fā)覺，無法確認(rèn)和無法控制的影響偶然誤差是某些無法發(fā)覺，無法確認(rèn)和無法控制的影響因素所引起的。偶然誤差有時(shí)大、有時(shí)小、有時(shí)正、有時(shí)因素所引起的。偶然誤差有時(shí)大、有時(shí)小、有時(shí)正、有時(shí)負(fù)，方向不

22、一定，完全服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律，誤差大小及正負(fù)的負(fù)，方向不一定，完全服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律，誤差大小及正負(fù)的出現(xiàn)情況由概率決定。偶然誤差的分布和解析式見出現(xiàn)情況由概率決定。偶然誤差的分布和解析式見P3： 式中式中yi是是n次測(cè)量中偶然誤差次測(cè)量中偶然誤差 i 出現(xiàn)的概率，出現(xiàn)的概率， 稱為均稱為均方根誤差。方根誤差。 越小，誤差分布曲線越尖銳，說明測(cè)量的精越小，誤差分布曲線越尖銳，說明測(cè)量的精密度就越高，密度就越高，可以用作評(píng)價(jià)測(cè)量精度的標(biāo)準(zhǔn)，因此可以用作評(píng)價(jià)測(cè)量精度的標(biāo)準(zhǔn)，因此 又又稱稱為標(biāo)準(zhǔn)誤差。為標(biāo)準(zhǔn)誤差。222exp21iiyniin121第一章第一章 概述概述 偶然誤差的算術(shù)平均值偶然誤差的算術(shù)平均值

23、隨測(cè)量次數(shù)隨測(cè)量次數(shù)n的增加而減小：的增加而減?。?可見，增加測(cè)量次數(shù)可以減少偶然誤差的影響，以提可見，增加測(cè)量次數(shù)可以減少偶然誤差的影響，以提高測(cè)量的精密度和重現(xiàn)性。高測(cè)量的精密度和重現(xiàn)性。 系統(tǒng)誤差與偶然誤差雖然有著本質(zhì)的不同，但在一定系統(tǒng)誤差與偶然誤差雖然有著本質(zhì)的不同，但在一定條件下它們之間可以相互轉(zhuǎn)化。如一批容量瓶中每個(gè)瓶子條件下它們之間可以相互轉(zhuǎn)化。如一批容量瓶中每個(gè)瓶子的系統(tǒng)誤差不相同，它們之間的差異是隨機(jī)的，屬于偶然的系統(tǒng)誤差不相同，它們之間的差異是隨機(jī)的，屬于偶然誤差。當(dāng)只使用其中一個(gè)容量瓶時(shí)，這種偶然誤差轉(zhuǎn)化成誤差。當(dāng)只使用其中一個(gè)容量瓶時(shí)，這種偶然誤差轉(zhuǎn)化成系統(tǒng)誤差。系統(tǒng)

24、誤差。011limlimniinnn第一章第一章 概述概述過失過失( (人為人為) )誤差：是一種不應(yīng)該有的人為錯(cuò)誤所致，如誤差：是一種不應(yīng)該有的人為錯(cuò)誤所致，如標(biāo)度看錯(cuò)，記錄寫錯(cuò)等，細(xì)心是可以避免產(chǎn)生過失誤差的。標(biāo)度看錯(cuò)，記錄寫錯(cuò)等，細(xì)心是可以避免產(chǎn)生過失誤差的。3.3.測(cè)量的準(zhǔn)確度與測(cè)量精密度的表示測(cè)量的準(zhǔn)確度與測(cè)量精密度的表示 測(cè)量誤差和測(cè)量偏差是兩個(gè)不同的概念，但它們的表示測(cè)量誤差和測(cè)量偏差是兩個(gè)不同的概念，但它們的表示方法相同：方法相同：絕對(duì)誤差絕對(duì)誤差i =測(cè)量值測(cè)量值xi 真值真值x真真絕對(duì)偏差絕對(duì)偏差di =測(cè)量值測(cè)量值xi 平均值平均值x相對(duì)誤差相對(duì)誤差=(絕對(duì)誤差絕對(duì)誤差i

25、 /真值真值x真真)100%相對(duì)偏差相對(duì)偏差=(絕對(duì)偏差絕對(duì)偏差di /平均值平均值x)100%第一章第一章 概述概述 由于真值難以獲得，所以，在實(shí)際運(yùn)算中，常常以由于真值難以獲得，所以，在實(shí)際運(yùn)算中，常常以di代代替替i ，即我們常說的誤差實(shí)際上是偏差。此外，在實(shí)際應(yīng)，即我們常說的誤差實(shí)際上是偏差。此外，在實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常采用的誤差用中經(jīng)常采用的誤差( (偏差偏差) )表示還有：表示還有：平均誤差平均誤差( (偏差偏差) )：標(biāo)準(zhǔn)誤差標(biāo)準(zhǔn)誤差( (偏差偏差) )： ( (測(cè)量次數(shù)測(cè)量次數(shù)n為無限值為無限值) ) ( (測(cè)量次數(shù)測(cè)量次數(shù)n為有限值為有限值) ) ndnii1|ndnii12112

26、ndnii第一章第一章 概述概述 從定義上看，測(cè)量的準(zhǔn)確度與測(cè)量精密度也是兩個(gè)從定義上看，測(cè)量的準(zhǔn)確度與測(cè)量精密度也是兩個(gè)不同的概念。不同的概念。準(zhǔn)確度準(zhǔn)確度是指測(cè)量值偏離真值的程度，體現(xiàn)是指測(cè)量值偏離真值的程度，體現(xiàn)了測(cè)量的準(zhǔn)確程度；而了測(cè)量的準(zhǔn)確程度；而精密度精密度是指測(cè)量值偏離是指測(cè)量值偏離( (測(cè)量測(cè)量) )平平均值的程度，體現(xiàn)了測(cè)量結(jié)果的重現(xiàn)性好壞，對(duì)測(cè)量的均值的程度，體現(xiàn)了測(cè)量結(jié)果的重現(xiàn)性好壞，對(duì)測(cè)量的準(zhǔn)確度與測(cè)量精密度的認(rèn)識(shí)見教材準(zhǔn)確度與測(cè)量精密度的認(rèn)識(shí)見教材P4P4圖圖1-21-2。 精密度高不能保證準(zhǔn)確度好，但精密度低，準(zhǔn)確度精密度高不能保證準(zhǔn)確度好，但精密度低，準(zhǔn)確度一定不

27、高。一定不高。因此，高精密度是高準(zhǔn)確度的一個(gè)前提，儀因此，高精密度是高準(zhǔn)確度的一個(gè)前提，儀器的精密度就應(yīng)該為我們所關(guān)注。器的精密度就應(yīng)該為我們所關(guān)注。第一章第一章 概述概述4. 儀器的測(cè)量精度與可靠程度估計(jì)儀器的測(cè)量精度與可靠程度估計(jì) 一般儀器儀表都會(huì)給出一個(gè)測(cè)量精度，稱為最小讀數(shù)精一般儀器儀表都會(huì)給出一個(gè)測(cè)量精度，稱為最小讀數(shù)精密度密度(或最小分度或最小分度)，相當(dāng)于絕對(duì)誤差。如一個(gè)溫度計(jì)，相當(dāng)于絕對(duì)誤差。如一個(gè)溫度計(jì)()的的測(cè)量精度為測(cè)量精度為0.02，那么當(dāng)測(cè)量的溫度讀數(shù)為，那么當(dāng)測(cè)量的溫度讀數(shù)為25.24時(shí)，對(duì)該時(shí)，對(duì)該溫度測(cè)量值的正確表述應(yīng)該是溫度測(cè)量值的正確表述應(yīng)該是(25.240

28、.02)；而該讀數(shù)的；而該讀數(shù)的相對(duì)精密度為：相對(duì)精密度為：(0.02/25.24)100% = 0.08%，與測(cè)量值大，與測(cè)量值大小有關(guān)。在一定測(cè)量精度條件下，儀器測(cè)量值的可靠程度小有關(guān)。在一定測(cè)量精度條件下，儀器測(cè)量值的可靠程度(準(zhǔn)確度準(zhǔn)確度)與測(cè)量次數(shù)有關(guān)。一般要求測(cè)量次數(shù)大于與測(cè)量次數(shù)有關(guān)。一般要求測(cè)量次數(shù)大于5，但許，但許多物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的測(cè)量次數(shù)只是多物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的測(cè)量次數(shù)只是12次次(如在線測(cè)量如在線測(cè)量)，這就，這就需要根據(jù)儀器的測(cè)量精度對(duì)測(cè)量值的可靠程度進(jìn)行評(píng)價(jià)。需要根據(jù)儀器的測(cè)量精度對(duì)測(cè)量值的可靠程度進(jìn)行評(píng)價(jià)。第一章第一章 概述概述 許多儀器的精密度以許多儀器的精密度以“級(jí)級(jí)

29、”表示，如一個(gè)滿檔為表示，如一個(gè)滿檔為3V的一級(jí)電表，其最小讀數(shù)精密度為的一級(jí)電表，其最小讀數(shù)精密度為3V0.01= 0.03V；若該電表為；若該電表為0.2級(jí)，則最小讀數(shù)精密度為級(jí)，則最小讀數(shù)精密度為3V0.002= 0.006V；若是一個(gè)多檔電表，則不同檔所；若是一個(gè)多檔電表，則不同檔所對(duì)應(yīng)的最小讀數(shù)精密度是不一樣的，因此在進(jìn)行測(cè)量對(duì)應(yīng)的最小讀數(shù)精密度是不一樣的，因此在進(jìn)行測(cè)量時(shí)最好不要換檔，同時(shí)要考慮選擇最小讀數(shù)精密度值時(shí)最好不要換檔，同時(shí)要考慮選擇最小讀數(shù)精密度值為最小的檔，這樣才能充分利用該電表所能達(dá)到的最為最小的檔，這樣才能充分利用該電表所能達(dá)到的最佳準(zhǔn)確度的效果。佳準(zhǔn)確度的效果。

30、第一章第一章 概述概述5. 測(cè)量結(jié)果的正確記錄和有效數(shù)字測(cè)量結(jié)果的正確記錄和有效數(shù)字 由于測(cè)得的物理量或多或少都有誤差，那么一個(gè)物理量由于測(cè)得的物理量或多或少都有誤差，那么一個(gè)物理量的數(shù)值與數(shù)學(xué)上的的數(shù)值就有著不同的意義。物理量的數(shù)值的數(shù)值與數(shù)學(xué)上的的數(shù)值就有著不同的意義。物理量的數(shù)值反映了量的大小、數(shù)據(jù)的可靠程度、儀器的精確度，甚至是反映了量的大小、數(shù)據(jù)的可靠程度、儀器的精確度，甚至是實(shí)驗(yàn)方法的優(yōu)劣。如：實(shí)驗(yàn)方法的優(yōu)劣。如： 數(shù)學(xué)上：數(shù)學(xué)上：1.35 = 1.350000 物理上物理上：(1.350.01)m (1.35000.0001)m (1.350.01)m表明該長(zhǎng)度是采用普通米尺測(cè)量

31、的；而表明該長(zhǎng)度是采用普通米尺測(cè)量的；而(1.35000.0001)m 則必須采用精密儀器。有效數(shù)字的位數(shù)則必須采用精密儀器。有效數(shù)字的位數(shù)就指明了測(cè)量精確度，它包括了可靠位數(shù)和估計(jì)的一位數(shù)。就指明了測(cè)量精確度，它包括了可靠位數(shù)和估計(jì)的一位數(shù)。第一章第一章 概述概述 對(duì)于有效數(shù)字有如下一些規(guī)則和概念：對(duì)于有效數(shù)字有如下一些規(guī)則和概念： 誤差值誤差值一般只有一般只有一位一位有效數(shù)值，最多不能超過兩位。有效數(shù)值，最多不能超過兩位。物理量數(shù)據(jù)有效數(shù)字的最后一位在位數(shù)上應(yīng)該與誤差的最物理量數(shù)據(jù)有效數(shù)字的最后一位在位數(shù)上應(yīng)該與誤差的最后一位劃齊，如：后一位劃齊，如：1.350.01(正確正確)；1.35

32、10.01(縮小了結(jié)縮小了結(jié)果的精確度果的精確度)；1.30.01(夸大了結(jié)果的精確度夸大了結(jié)果的精確度)。有效數(shù)字的位數(shù)越多，數(shù)值的精確程度越高，相對(duì)誤差越有效數(shù)字的位數(shù)越多，數(shù)值的精確程度越高，相對(duì)誤差越小，如小，如(1.350.01)m，三位，三位有效數(shù)字，相對(duì)誤差有效數(shù)字，相對(duì)誤差0.7%；而；而(1.35000.0001)m，五位，五位有效數(shù)字，相對(duì)誤差有效數(shù)字，相對(duì)誤差0.007%。有效數(shù)字的位數(shù)與十進(jìn)制單位的變換無關(guān)，與小數(shù)點(diǎn)的位有效數(shù)字的位數(shù)與十進(jìn)制單位的變換無關(guān)，與小數(shù)點(diǎn)的位數(shù)無關(guān)，如數(shù)無關(guān)，如(1.350.01)m與與(1351)cm等效。等效。第一章第一章 概述概述 另，

33、通常采用指數(shù)表示法，以避免對(duì)如數(shù)值另，通常采用指數(shù)表示法，以避免對(duì)如數(shù)值158000的有的有效數(shù)字位數(shù)的判斷。若效數(shù)字位數(shù)的判斷。若158000表示的是三位有效數(shù)字，則寫表示的是三位有效數(shù)字，則寫成成1.58105，若表示四位有效數(shù)字，則寫成，若表示四位有效數(shù)字，則寫成1.580105；又，；又，緊跟在小數(shù)點(diǎn)后面的緊跟在小數(shù)點(diǎn)后面的“0”是不代表有效位數(shù)的。是不代表有效位數(shù)的。若數(shù)值的第一位數(shù)等于或大于若數(shù)值的第一位數(shù)等于或大于8，則有效數(shù)字的總位數(shù)可以，則有效數(shù)字的總位數(shù)可以多計(jì)一位，如多計(jì)一位，如9.15，在運(yùn)算時(shí)可視為，在運(yùn)算時(shí)可視為4位有效數(shù)字。位有效數(shù)字。計(jì)算平均值時(shí)，若計(jì)算平均值時(shí)

34、，若n4，則平均值的有效位數(shù)可增加，則平均值的有效位數(shù)可增加1位。位。直接量度值都要記到儀器刻度的最小估計(jì)讀數(shù)。直接量度值都要記到儀器刻度的最小估計(jì)讀數(shù)。運(yùn)算時(shí)對(duì)要舍棄的數(shù)可先作運(yùn)算時(shí)對(duì)要舍棄的數(shù)可先作4舍舍5入處理，然后進(jìn)行加減運(yùn)入處理，然后進(jìn)行加減運(yùn)算；乘除運(yùn)算所獲得的值按各值中有效數(shù)字位數(shù)最少的計(jì)。算；乘除運(yùn)算所獲得的值按各值中有效數(shù)字位數(shù)最少的計(jì)。第一章第一章 概述概述6. 間接測(cè)量結(jié)果的誤差計(jì)算間接測(cè)量結(jié)果的誤差計(jì)算 物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)在大多數(shù)情況下是要對(duì)幾個(gè)物理量進(jìn)行測(cè)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)在大多數(shù)情況下是要對(duì)幾個(gè)物理量進(jìn)行測(cè)定，然后通過函數(shù)關(guān)系加以運(yùn)算才能獲得目標(biāo)結(jié)果，這就稱定，然后通過函數(shù)關(guān)系

35、加以運(yùn)算才能獲得目標(biāo)結(jié)果，這就稱為間接測(cè)量。在間接測(cè)量中，每一個(gè)直接測(cè)量值的精確度都為間接測(cè)量。在間接測(cè)量中，每一個(gè)直接測(cè)量值的精確度都會(huì)影響到目標(biāo)結(jié)果的精確度，以下就討論由直接測(cè)量誤差來會(huì)影響到目標(biāo)結(jié)果的精確度，以下就討論由直接測(cè)量誤差來計(jì)算間接測(cè)量誤差的方法。計(jì)算間接測(cè)量誤差的方法。平均誤差平均誤差 設(shè)直接測(cè)量的數(shù)據(jù)為設(shè)直接測(cè)量的數(shù)據(jù)為x和和y，其絕對(duì)誤差為，其絕對(duì)誤差為dx和和dy，而目標(biāo)結(jié)果為，而目標(biāo)結(jié)果為u，與直接測(cè)量數(shù)據(jù)的函數(shù)關(guān)系為：，與直接測(cè)量數(shù)據(jù)的函數(shù)關(guān)系為：u =F(x, y)，則目標(biāo)，則目標(biāo)結(jié)果的絕對(duì)誤差為：結(jié)果的絕對(duì)誤差為：yyFxxFud)(d)(d第一章第一章 概述概

36、述 目標(biāo)結(jié)果的相對(duì)誤差為：目標(biāo)結(jié)果的相對(duì)誤差為： 如如 u =x/y ，則絕對(duì)誤差為：，則絕對(duì)誤差為： 相對(duì)誤差為：相對(duì)誤差為： 百分誤差為：百分誤差為：uyyFxxFuud)(d)(d2|yyxxyyyxx100100100yyxxuu第一章第一章 概述概述例例1 在通過溶劑凝固點(diǎn)降低值測(cè)定溶質(zhì)摩爾質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)中在通過溶劑凝固點(diǎn)降低值測(cè)定溶質(zhì)摩爾質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)中有有 ，在此直接測(cè)量的物理量是，在此直接測(cè)量的物理量是WA， WB，Tf,A*，Tf。求測(cè)量誤差。求測(cè)量誤差。 設(shè)設(shè)WB=0.300g，在分析天平上的絕對(duì)誤差為，在分析天平上的絕對(duì)誤差為WB=0.0002g，WA=20.00g，在粗天平上的

37、絕對(duì)誤差為，在粗天平上的絕對(duì)誤差為WA=0.05g。測(cè)量凝。測(cè)量凝固點(diǎn)用貝克曼溫度計(jì)，精確度為固點(diǎn)用貝克曼溫度計(jì)，精確度為0.002，3次測(cè)出溶劑的凝固次測(cè)出溶劑的凝固點(diǎn)點(diǎn)Tf,A*值分別為值分別為5.801，5.790，5.802，則：，則： ，每，每次測(cè)量的偏差分別為次測(cè)量的偏差分別為 ， ， ；平均絕對(duì)誤差為；平均絕對(duì)誤差為 )(1000f*Af,ABfBTTWWKM798.5*Af,T003.0|801.5798.5|*A(1)f,T008.0*A(2)f,T004.0*A(3)f,T005.0*Af,T第一章第一章 概述概述 同樣同樣3次測(cè)出溶液的凝固點(diǎn)次測(cè)出溶液的凝固點(diǎn)Tf值分別為

38、值分別為5.500，5.504和和5.495，計(jì)算可得，計(jì)算可得 ， 。這樣凝固點(diǎn)降。這樣凝固點(diǎn)降低值就為：低值就為：各直接測(cè)量值的相對(duì)誤差為：各直接測(cè)量值的相對(duì)誤差為： ，間接測(cè)量溶質(zhì)摩爾質(zhì)量的相對(duì)誤差為：間接測(cè)量溶質(zhì)摩爾質(zhì)量的相對(duì)誤差為：500.5fT008.0298.0)()(ff*Af,*Af,f*Af,fTTTTTTT003.0fT027.0298.0008.0)(ffTT4BB106 .63 .00002.0WW4AA10252005.0WW030.0)(ffBBAABBTTWWWWMM第一章第一章 概述概述 因此采用凝固點(diǎn)降低法測(cè)量溶質(zhì)摩爾質(zhì)量的最大相對(duì)誤因此采用凝固點(diǎn)降低法測(cè)量

39、溶質(zhì)摩爾質(zhì)量的最大相對(duì)誤差可達(dá)到差可達(dá)到3.0%。同時(shí)，計(jì)算結(jié)果表明：。同時(shí)，計(jì)算結(jié)果表明：采用凝固點(diǎn)降低法測(cè)量溶質(zhì)摩爾質(zhì)量的相對(duì)誤差決定于采用凝固點(diǎn)降低法測(cè)量溶質(zhì)摩爾質(zhì)量的相對(duì)誤差決定于測(cè)量溫度的精度。若溶質(zhì)量較大，測(cè)量溫度的精度。若溶質(zhì)量較大，Tf可較大，相對(duì)誤差減可較大，相對(duì)誤差減?。坏?jì)算公式只適用于稀溶液，因此，雖然增加濃度可以?。坏?jì)算公式只適用于稀溶液，因此，雖然增加濃度可以減小偶然誤差，卻在同時(shí)增加了系統(tǒng)誤差。減小偶然誤差，卻在同時(shí)增加了系統(tǒng)誤差。提高樣品的稱量精度并不能增加測(cè)量溶質(zhì)摩爾質(zhì)量的精提高樣品的稱量精度并不能增加測(cè)量溶質(zhì)摩爾質(zhì)量的精度，過分精確的稱量是不適宜的。而實(shí)驗(yàn)

40、的關(guān)鍵在于溫度測(cè)度，過分精確的稱量是不適宜的。而實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵在于溫度測(cè)量的讀數(shù)。量的讀數(shù)。第一章第一章 概述概述標(biāo)準(zhǔn)誤差標(biāo)準(zhǔn)誤差 設(shè)直接測(cè)量的數(shù)據(jù)為設(shè)直接測(cè)量的數(shù)據(jù)為x和和y，目標(biāo)結(jié)果為，目標(biāo)結(jié)果為u，與直接測(cè)量數(shù)據(jù)的函數(shù)關(guān)系為：與直接測(cè)量數(shù)據(jù)的函數(shù)關(guān)系為：u =F(x, y)，則目標(biāo)結(jié)果的，則目標(biāo)結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)誤差為：標(biāo)準(zhǔn)誤差為：例例2 以苯為溶劑，采用沸點(diǎn)升高法測(cè)定溶質(zhì)萘的摩爾質(zhì)量。以苯為溶劑，采用沸點(diǎn)升高法測(cè)定溶質(zhì)萘的摩爾質(zhì)量。用貝克曼溫度計(jì)測(cè)得純苯的沸點(diǎn)為用貝克曼溫度計(jì)測(cè)得純苯的沸點(diǎn)為2.9750.003，而溶液中，而溶液中含苯含苯87.00.1g，含萘，含萘1.0540.001g，溶液的沸

41、點(diǎn)為，溶液的沸點(diǎn)為3.2100.003，試用下公式計(jì)算萘的摩爾質(zhì)量，并估計(jì)其標(biāo)準(zhǔn)誤差。，試用下公式計(jì)算萘的摩爾質(zhì)量，并估計(jì)其標(biāo)準(zhǔn)誤差。2222)()(yxuyFxFbAB100053.2TWWM第一章第一章 概述概述由函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)誤差的公式可得：由函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)誤差的公式可得：22b2A2A2B2Bb)()()(TMTMWMWM124100053. 2bABTWWM50. 1100053. 2b2ABATWWWM5551100053. 2bABbTWWTM3 . 3)003. 0003. 0()555() 1 . 0() 5 . 1 ()001. 0()124(222222M130235. 00 .87

42、054. 1100053. 2M則萘的摩爾質(zhì)量為：則萘的摩爾質(zhì)量為：1303g第一章第一章 概述概述7. 實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)驗(yàn)誤差計(jì)算實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)驗(yàn)誤差計(jì)算 對(duì)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程所做實(shí)驗(yàn)的誤差計(jì)算一般要求是：對(duì)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程所做實(shí)驗(yàn)的誤差計(jì)算一般要求是：相對(duì)誤差：相對(duì)誤差： ，實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果 = x實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)式中的式中的x實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)所測(cè)得的目標(biāo)結(jié)果，是實(shí)驗(yàn)所測(cè)得的目標(biāo)結(jié)果，x文獻(xiàn)文獻(xiàn)是查閱相關(guān)手冊(cè)、是查閱相關(guān)手冊(cè)、資料獲得的他人所得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果資料獲得的他人所得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果(得到公認(rèn)得到公認(rèn))，這種文獻(xiàn)值可，這種文獻(xiàn)值可以是直接的，也可以是間接的以是直接的，也可以是間接的(如偏摩爾體積測(cè)量，如偏摩

43、爾體積測(cè)量，CaCO3分解壓測(cè)定分解壓測(cè)定)。該誤差值是實(shí)驗(yàn)結(jié)果的總誤差，包括了前面。該誤差值是實(shí)驗(yàn)結(jié)果的總誤差，包括了前面所講的各物理量的間接測(cè)量誤差、偶然誤差、系統(tǒng)誤差及人所講的各物理量的間接測(cè)量誤差、偶然誤差、系統(tǒng)誤差及人為誤差等種種誤差，在分析誤差原因時(shí)可以詳細(xì)討論。為誤差等種種誤差，在分析誤差原因時(shí)可以詳細(xì)討論。%100|文獻(xiàn)文獻(xiàn)實(shí)驗(yàn)xxx第一章第一章 概述概述四、物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理四、物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理 1.1.原始數(shù)據(jù)測(cè)量的要求原始數(shù)據(jù)測(cè)量的要求 任何物理化學(xué)數(shù)據(jù)，如果實(shí)驗(yàn)中不存在系統(tǒng)誤差，數(shù)據(jù)任何物理化學(xué)數(shù)據(jù)，如果實(shí)驗(yàn)中不存在系統(tǒng)誤差，數(shù)據(jù)處理方法正確，則實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精密

44、度和準(zhǔn)確度就主要取決于處理方法正確，則實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精密度和準(zhǔn)確度就主要取決于原始數(shù)據(jù)的測(cè)量精密度和準(zhǔn)確度。在實(shí)驗(yàn)儀器確定的情況原始數(shù)據(jù)的測(cè)量精密度和準(zhǔn)確度。在實(shí)驗(yàn)儀器確定的情況( (儀器的精密度已確定儀器的精密度已確定) )下，對(duì)于原始數(shù)據(jù)的測(cè)量的要求就是下，對(duì)于原始數(shù)據(jù)的測(cè)量的要求就是測(cè)量的重現(xiàn)性測(cè)量的重現(xiàn)性( (準(zhǔn)確度準(zhǔn)確度) )，而測(cè)量重現(xiàn)性的好壞只能通過多次，而測(cè)量重現(xiàn)性的好壞只能通過多次測(cè)量來檢驗(yàn)。所以，一般物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)需要做平行實(shí)驗(yàn)。如測(cè)量來檢驗(yàn)。所以，一般物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)需要做平行實(shí)驗(yàn)。如果測(cè)量數(shù)據(jù)值與時(shí)間相關(guān)，即原始數(shù)據(jù)無法重復(fù)，則實(shí)驗(yàn)結(jié)果測(cè)量數(shù)據(jù)值與時(shí)間相關(guān)，即原始數(shù)據(jù)無法重復(fù)，則

45、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精密度和準(zhǔn)確度就與儀器的精密度相關(guān)，通過測(cè)量誤差果的精密度和準(zhǔn)確度就與儀器的精密度相關(guān)，通過測(cè)量誤差傳遞在實(shí)驗(yàn)最終結(jié)果上體現(xiàn)重現(xiàn)性。傳遞在實(shí)驗(yàn)最終結(jié)果上體現(xiàn)重現(xiàn)性。第一章第一章 概述概述2. 影響測(cè)量精密度的因素影響測(cè)量精密度的因素 影響原始數(shù)據(jù)的測(cè)量精度的因素有主觀和客觀兩個(gè)方面。影響原始數(shù)據(jù)的測(cè)量精度的因素有主觀和客觀兩個(gè)方面。首先我們應(yīng)該盡量排除操作者的主觀因素影響，如不良的操首先我們應(yīng)該盡量排除操作者的主觀因素影響，如不良的操作習(xí)慣；然后考慮環(huán)境、方法、體系特點(diǎn)作習(xí)慣；然后考慮環(huán)境、方法、體系特點(diǎn)(包括穩(wěn)定性和均包括穩(wěn)定性和均勻性勻性)等客觀因素的影響。等客觀因素的影響。 環(huán)

46、境因素：主要的溫度和濕度，要與儀器所要求的條件環(huán)境因素：主要的溫度和濕度，要與儀器所要求的條件匹配；匹配； 測(cè)量方法：不同的方法獲得的數(shù)據(jù)不同，精度也不同；測(cè)量方法：不同的方法獲得的數(shù)據(jù)不同，精度也不同； 體系特點(diǎn)：盡量保持體系的穩(wěn)定性和均勻性。體系特點(diǎn)：盡量保持體系的穩(wěn)定性和均勻性。第一章第一章 概述概述3. 可疑原始數(shù)據(jù)的舍棄依據(jù)可疑原始數(shù)據(jù)的舍棄依據(jù) 在測(cè)量過程中常常會(huì)發(fā)現(xiàn)有個(gè)別數(shù)據(jù)很分散，如果保留在測(cè)量過程中常常會(huì)發(fā)現(xiàn)有個(gè)別數(shù)據(jù)很分散，如果保留它，則計(jì)算出的誤差將較大，初學(xué)者多傾向于舍棄這些數(shù)據(jù)，它，則計(jì)算出的誤差將較大，初學(xué)者多傾向于舍棄這些數(shù)據(jù)，以期獲得較好的實(shí)驗(yàn)重現(xiàn)性，這種任意舍

47、棄不合心意的數(shù)據(jù)以期獲得較好的實(shí)驗(yàn)重現(xiàn)性，這種任意舍棄不合心意的數(shù)據(jù)是不科學(xué)的。在實(shí)驗(yàn)過程中，除非當(dāng)場(chǎng)有充分的證據(jù)證明所是不科學(xué)的。在實(shí)驗(yàn)過程中，除非當(dāng)場(chǎng)有充分的證據(jù)證明所記錄的數(shù)據(jù)是錯(cuò)誤的，才能舍棄該錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，否則只能根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)是錯(cuò)誤的，才能舍棄該錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，否則只能根據(jù)誤差理論來決定數(shù)據(jù)的舍取。根據(jù)正態(tài)分布曲線的積分計(jì)算誤差理論來決定數(shù)據(jù)的舍取。根據(jù)正態(tài)分布曲線的積分計(jì)算可知，一組數(shù)據(jù)中包含偏差大于可知，一組數(shù)據(jù)中包含偏差大于3的數(shù)據(jù)的概率小于的數(shù)據(jù)的概率小于1%，所以，如果一組數(shù)據(jù)中有某個(gè)數(shù)據(jù)的偏差大于所以，如果一組數(shù)據(jù)中有某個(gè)數(shù)據(jù)的偏差大于3，則可以，則可以將其舍棄，但這一原則只適用

48、于原始數(shù)據(jù)。將其舍棄，但這一原則只適用于原始數(shù)據(jù)。第一章第一章 概述概述 當(dāng)測(cè)量次數(shù)較少時(shí)，上述方法是不適用的。從少數(shù)測(cè)量當(dāng)測(cè)量次數(shù)較少時(shí)，上述方法是不適用的。從少數(shù)測(cè)量值中舍棄可疑值可以采用值中舍棄可疑值可以采用古德溫判斷法古德溫判斷法： 把舍棄可疑值后的剩余數(shù)據(jù)取平均值，并計(jì)算平均誤差，把舍棄可疑值后的剩余數(shù)據(jù)取平均值，并計(jì)算平均誤差，記為記為，然后計(jì)算可疑值與平均值的偏差，記為，然后計(jì)算可疑值與平均值的偏差，記為d，若存在，若存在d44，則該可疑值可以舍棄。，則該可疑值可以舍棄。 另一種從少數(shù)測(cè)量值中舍棄可疑值的判斷方法是另一種從少數(shù)測(cè)量值中舍棄可疑值的判斷方法是喬喬(文文)涅涅原理原理

49、：見教材：見教材P13。4. 原始數(shù)據(jù)的處理方法和基本原則原始數(shù)據(jù)的處理方法和基本原則 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法主要有三種：列表法、作圖法和方實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法主要有三種：列表法、作圖法和方程式法。程式法。第一章第一章 概述概述（1）列表法）列表法 做完實(shí)驗(yàn)后，所獲得的大量原始數(shù)據(jù)應(yīng)該盡做完實(shí)驗(yàn)后，所獲得的大量原始數(shù)據(jù)應(yīng)該盡可能整齊地、有規(guī)律地列表表達(dá)出來，使得全部數(shù)據(jù)一目了可能整齊地、有規(guī)律地列表表達(dá)出來，使得全部數(shù)據(jù)一目了然，便于處理、運(yùn)算，易于檢查而減少差錯(cuò)。列表時(shí)要注意：然，便于處理、運(yùn)算，易于檢查而減少差錯(cuò)。列表時(shí)要注意：每一個(gè)表都應(yīng)該有簡(jiǎn)明而又完備的名稱；每一個(gè)表都應(yīng)該有簡(jiǎn)明而又完備的名

50、稱；表頭中要詳細(xì)表頭中要詳細(xì)寫出所列物理量的名稱與單位；寫出所列物理量的名稱與單位；表中的數(shù)據(jù)應(yīng)該化為最簡(jiǎn)表中的數(shù)據(jù)應(yīng)該化為最簡(jiǎn)單的形式表示，公共的乘方因子應(yīng)列于表頭中的物理量名稱單的形式表示，公共的乘方因子應(yīng)列于表頭中的物理量名稱下；下；各行、各列的數(shù)字應(yīng)該排列整齊，如位數(shù)和小數(shù)點(diǎn)都各行、各列的數(shù)字應(yīng)該排列整齊，如位數(shù)和小數(shù)點(diǎn)都應(yīng)對(duì)齊；應(yīng)對(duì)齊；把處理方法和運(yùn)算公式在表下注明；把處理方法和運(yùn)算公式在表下注明；可以把原可以把原始數(shù)據(jù)與處理結(jié)果列于同一表中。始數(shù)據(jù)與處理結(jié)果列于同一表中。第一章第一章 概述概述（2）作圖法）作圖法 利用圖形表達(dá)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有許多優(yōu)點(diǎn)，可以直利用圖形表達(dá)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有許多優(yōu)點(diǎn)

51、，可以直接顯示數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，如極值點(diǎn)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)等；可以對(duì)圖形作切接顯示數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，如極值點(diǎn)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)等；可以對(duì)圖形作切線、求面積等進(jìn)一步的處理線、求面積等進(jìn)一步的處理(圖解圖解)，從而獲得更多的實(shí)驗(yàn)信，從而獲得更多的實(shí)驗(yàn)信息與結(jié)果。圖解的方法也有多種：息與結(jié)果。圖解的方法也有多種：求內(nèi)插值：根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出相關(guān)函數(shù)曲線，然后可以在求內(nèi)插值：根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出相關(guān)函數(shù)曲線，然后可以在曲線上直接讀出函數(shù)相應(yīng)的物理量值，如溶解度曲線；曲線上直接讀出函數(shù)相應(yīng)的物理量值，如溶解度曲線；求外推值：根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出相關(guān)函數(shù)曲線，在一定條件求外推值：根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出相關(guān)函數(shù)曲線，在一定條件下下(存在線性段存在線性段)

52、可以將函數(shù)曲線外推到測(cè)量范圍之外，求出可以將函數(shù)曲線外推到測(cè)量范圍之外，求出函數(shù)的極限值，如偏摩爾體積的測(cè)定；函數(shù)的極限值，如偏摩爾體積的測(cè)定；第一章第一章 概述概述作切線，求函數(shù)的微商值：根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出相關(guān)函數(shù)曲作切線，求函數(shù)的微商值：根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出相關(guān)函數(shù)曲線，然后作出曲線上某些點(diǎn)的切線，從而求出相關(guān)的函數(shù)微線，然后作出曲線上某些點(diǎn)的切線，從而求出相關(guān)的函數(shù)微商值，如最大泡壓法測(cè)溶液表面張力的實(shí)驗(yàn)，求商值，如最大泡壓法測(cè)溶液表面張力的實(shí)驗(yàn)，求d/dc；求經(jīng)驗(yàn)方程：如函數(shù)與自變量存在求經(jīng)驗(yàn)方程：如函數(shù)與自變量存在 y=ax+b 的線性關(guān)系，的線性關(guān)系，則通過實(shí)驗(yàn)測(cè)出一系列對(duì)應(yīng)條件下的則通

53、過實(shí)驗(yàn)測(cè)出一系列對(duì)應(yīng)條件下的(xi，yi)，然后作圖可求，然后作圖可求出該函數(shù)關(guān)系中的出該函數(shù)關(guān)系中的a和和b值，從而確定了該經(jīng)驗(yàn)方程，如偏摩值，從而確定了該經(jīng)驗(yàn)方程，如偏摩爾體積的測(cè)定，爾體積的測(cè)定，CaCO3分解壓測(cè)定等諸多實(shí)驗(yàn)；分解壓測(cè)定等諸多實(shí)驗(yàn)；求面積計(jì)算相應(yīng)的物理量：如差熱分析實(shí)驗(yàn)；求面積計(jì)算相應(yīng)的物理量：如差熱分析實(shí)驗(yàn)；求轉(zhuǎn)折點(diǎn)和極值：如最低恒沸點(diǎn)確定，相變點(diǎn)確定等求轉(zhuǎn)折點(diǎn)和極值：如最低恒沸點(diǎn)確定，相變點(diǎn)確定等第一章第一章 概述概述 作圖法應(yīng)用廣泛，我們應(yīng)該認(rèn)真掌握作圖技術(shù)。作圖作圖法應(yīng)用廣泛，我們應(yīng)該認(rèn)真掌握作圖技術(shù)。作圖的一般步驟和規(guī)則的一般步驟和規(guī)則(要求要求)有：有： 坐

54、標(biāo)紙和比例尺的選擇：坐標(biāo)紙和比例尺的選擇： 作圖必須使用坐標(biāo)紙！作圖必須使用坐標(biāo)紙！ 直角坐標(biāo)紙最常用，還有半對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙和全對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙直角坐標(biāo)紙最常用，還有半對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙和全對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙(可將曲線線性化可將曲線線性化)，三角坐標(biāo)紙通常是作三元相圖時(shí)專用。，三角坐標(biāo)紙通常是作三元相圖時(shí)專用。 采用直角坐標(biāo)紙時(shí)，橫坐標(biāo)代表自變數(shù)，縱坐標(biāo)代表因采用直角坐標(biāo)紙時(shí)，橫坐標(biāo)代表自變數(shù)，縱坐標(biāo)代表因變數(shù)；坐標(biāo)刻度不一定從變數(shù)；坐標(biāo)刻度不一定從“0”開始，但在圖解求截距時(shí)要開始，但在圖解求截距時(shí)要注意變換。由于比例尺不同，曲線形狀也會(huì)不同，甚至影響注意變換。由于比例尺不同，曲線形狀也會(huì)不同，甚至影響圖解結(jié)果。因此，比例尺的選擇應(yīng)該遵守以下原則：圖解結(jié)果。因此，比例尺的選擇應(yīng)該遵守以下原則：第一章第一章 概述概述 要能夠表示出全部有效數(shù)字，使圖解求出的物理量的精要能夠表示出全部有效數(shù)字，使圖解求出的物理量的精度與測(cè)量精度相適應(yīng)；度與測(cè)量精度相適應(yīng)； 圖紙的每一小格所對(duì)應(yīng)的數(shù)字應(yīng)便于迅速、簡(jiǎn)便地讀出，圖紙的每一小格所對(duì)應(yīng)的數(shù)字應(yīng)便于迅速、簡(jiǎn)便地讀出，便于計(jì)算，即坐標(biāo)的分度要合理。便于計(jì)算，即坐標(biāo)的分度要合理。