Método de etiqueta de factor en química: definición, ejemplos y problemas de práctica
El método de etiqueta de factor
Lo crea o no, se puede usar un método simple para realizar muchos de los cálculos básicos en química. El método no implica años de cursos de cálculo u otras matemáticas de nivel superior. De hecho, las únicas habilidades que necesita para realizar este método de cálculo es la capacidad de multiplicar y dividir. ¿Cuál es este método de cálculo? ¡El nombre de esta técnica se conoce como etiqueta de factor!
La etiqueta de factor , también conocida como análisis dimensional en algunos círculos, describe una técnica para convertir una cantidad (una longitud, masa o cualquier otra cosa) en otra cantidad. La técnica se basa en el uso de igualdades, llamadas factores de conversión , que proporcionan el vínculo entre la unidad que se convierte y la nueva unidad de medida. Las unidades, expresadas como fracciones, se multiplican junto con los factores de conversión dispuestos de tal manera que todas las unidades se cancelen excepto la unidad objetivo.
Para ilustrar el proceso de etiqueta de factor, considere la conversión de 250 gigabytes de memoria de computadora al número real de bytes. El factor de conversión en este caso se expresa como 1 GB = 1 * 10 ^ 9 bytes (tenga en cuenta que 1 * 10 ^ 9 es un ejemplo de notación científica, una forma de escribir números grandes que los expresa como potencias de 10, y es el igual que 1.000.000.000 La conversión de etiqueta de factor en este caso coloca los 250 GB sobre 1. El factor de conversión se organiza como una fracción, con 1 GB como denominador, y se multiplica por 250 GB.
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Conversiones de unidades simples de etiqueta de factor
El método de etiqueta de factor se puede utilizar para convertir fácilmente unidades del Système International o sistema métrico. El sistema métrico , un sistema de medición que se utiliza en todo el mundo, se basa en potencias de 10, como se muestra en la siguiente tabla. Los prefijos se pueden utilizar para crear fácilmente factores de conversión para el método de etiqueta de factor. Por ejemplo, 256 centímetros se pueden convertir en kilómetros creando dos factores de conversión: 1 cm = 0.01 my 1 km = 1,000 m.
| Prefijo SI | Símbolo | Poder de 10 |
|---|---|---|
| giga- | GRAMO | 10 ^ 9 |
| mega- | METRO | 10 ^ 6 |
| kilo- | k | 10 ^ 3 |
| deci- | re | 10 ^ -1 |
| centi- | C | 10 ^ -2 |
| mili- | metro | 10 ^ -3 |
| nano- | norte | 10 ^ -9 |
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El método de etiqueta de factor también es muy útil para convertir unidades no métricas en unidades métricas. Por ejemplo, en algunos problemas de química se le puede pedir que convierta la energía de un alimento expresada en kilocalorías (kcal o Cal) a la unidad métrica de energía, el Joule (J). Para realizar esta conversión, necesitaría encontrar el factor de conversión de cal a J: 1 cal = 4.184 J. La configuración general para este tipo de conversión se da a continuación. Tenga en cuenta que también necesitaría convertir kilocalorías en calorías usando el factor de conversión 1 Cal = 1,000 cal.
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Conversiones de unidades derivadas de etiqueta de factor
Las unidades de medida no siempre se expresan tan fácilmente en términos de unidades simples como metros, pulgadas o kilogramos. En muchos casos, los cálculos dan como resultado combinaciones de unidades, llamadas unidades derivadas , como áreas expresadas en unidades como m ^ 2 o volúmenes expresados en unidades como cm ^ 3. Al convertir unidades derivadas como cm ^ 3 a pulgadas cúbicas, el factor de conversión simple, 1 pulgada = 2,54 cm, se aplica tres veces en la conversión de etiqueta de factor de 3 cm ^ 3 a pulgada ^ 3.
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En química, una de las unidades derivadas más comunes conecta la unidad de masa, el gramo, con la unidad métrica del número de partículas, el mol (mol), a través de una cantidad conocida como masa molar . La masa molar de las sustancias da el número de partículas, como átomos, que se pueden encontrar en una masa determinada. Por ejemplo, 1 mol de átomos de carbono (6,02 * 10 ^ 23 átomos) pesa aproximadamente 12,01 g. Por tanto, la masa molar de carbono se daría como 12,01 g / mol. En este punto, la masa molar se convierte en un factor de conversión útil para convertir cualquier muestra de carbono puro en moles.
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Resumen de la lección
Revisemos. El método de etiqueta de factor es una técnica para convertir unidades de medida en otras unidades de medida. La técnica utiliza factores de conversión que se obtienen a partir de igualdades entre unidades. Las unidades de conversión están dispuestas en forma de fracción de tal manera que cancele todas las demás unidades excepto la unidad deseada. El método de etiqueta de factor se puede utilizar para convertir unidades simples y unidades derivadas .
Los resultados del aprendizaje
Después de esta lección, debería tener la capacidad de:
- Definir factores de conversión, sistema métrico y unidades derivadas.
- Explicar cómo utilizar el método de etiqueta de factor.