อ่านอย่างเดียว25 นาที

Classifications of Matter, Units & Significant Figures

Part 1 / 4

Classifications of Matter, Units & Significant Figures

FMMD 1104 Chemistry for Health Science · Week 1


Part 1 — Classifications of Matter (สสาร)

Matter (สสาร) คือทุกสิ่งที่มีมวลและพื้นที่ แบ่งออกได้ 2 กลุ่มใหญ่ตามองค์ประกอบ

Pure Substances (สารบริสุทธิ์)

  • มี fixed composition (สัดส่วนคงที่ ไม่เปลี่ยนแปลง)
  • แบ่งย่อยเป็น Elements (ธาตุ เช่น Cu) และ Compounds (สารประกอบ เช่น H₂O)
  • บอกได้ว่า pure ไหม? → pure substance มี melting point และ boiling point ที่ชัดเจน เพียงจุดเดียว ที่ pressure ที่กำหนด
  • ตัวอย่าง: NaCl, น้ำบริสุทธิ์ (H₂O only), ทองคำ 24 กะรัต

Mixtures (สารผสม)

  • ประกอบด้วยสาร 2 ชนิดขึ้นไป, สัดส่วนเปลี่ยนได้
  • หลอม/เดือดในช่วงอุณหภูมิ (range of temperature) ไม่ใช่จุดเดียว → ใช้ตรวจสอบว่าเป็น mixture ได้
  • เปลี่ยนองค์ประกอบได้ด้วย physical methods เช่น distillation, filtration, chromatography
ประเภทลักษณะภาพตัวอย่าง
Homogeneous mixtureดูเหมือนเนื้อเดียวกันน้ำเกลือ, น้ำผึ้งใส, soda water
Heterogeneous mixtureเห็นส่วนประกอบต่างกันน้ำที่มีน้ำแข็ง, blood, sparkling water

Trick สำคัญ: Pure water with ice = pure (H₂O ทั้งคู่ แค่ต่าง phase) | Blood = mixture (heterogeneous) | Clear honey = mixture, homogeneous (solution)

Solutions, Colloids และ Suspensions

เมื่อนำ solid ละลายใน liquid จะได้ mixture 3 แบบตามขนาด particle:

คุณสมบัติSolution (สารละลาย)Colloids (คอลลอยด์)Suspensions (สารแขวนลอย)
ลักษณะHomogeneousHomogeneous (ตา) / Heterogeneous (สมบัติ)Heterogeneous
Particle size0.01–1 nm1–1,000 nm> 1,000 nm
ตกตะกอน?ไม่ตกไม่ตกตก (settle out)
กระเจิงแสง?ไม่ใช่ (Tyndall effect)อาจ opaque
ตัวอย่างSaline (น้ำเกลือ)นม (Milk)ทรายในน้ำ

Solution = homogeneous mixture = solute(s) (สารที่ละลาย, minor) + solvent (ตัวทำละลาย, major)

Solution มีได้ทั้ง 3 states:

  • Gas: O₂ ใน air
  • Liquid: ethanol in water, saline
  • Solid: alloys เช่น ใน prosthetic limbs

Part 2 / 4

Part 2 — Units & Measurements (หน่วยวัด)

SI และ Metric System

ในวิทยาศาสตร์และสาธารณสุข ใช้ 2 ระบบหลัก:

การวัดMetric unitSI unit
Lengthmetre (m)metre (m)
Volumelitre (L)cubic metre (m³)
Massgram (g)kilogram (kg)
Temperaturedegree Celsius (°C)Kelvin (K)
Timesecond (s)second (s)

Volume conversion ที่ใช้บ่อยในคลินิก:

  • 1 L = 1 dm³
  • 1 mL = 1 cm³ = 1 cc (cc ย่อจาก cubic centimetre — ใช้บ่อยมากใน order ยาและ IV)

Temperature conversion:

  • x °C = x + 273.15 K ≈ x + 273 K
  • การเปลี่ยนแปลง อุณหภูมิ: 1 °C = 1 K (ขนาด step เท่ากัน)

Accuracy vs Precision

  • Accuracy = ค่าที่ได้ใกล้ค่าจริง (true value) แค่ไหน
  • Precision = ค่าที่วัดซ้ำๆ ใกล้กันแค่ไหน
  • สิ่งที่ดีที่สุด = precise AND accurate (กลุ่มๆ ตรงกลาง)
  • แย่ที่สุด = accurate แต่ไม่ precise (กระจาย แต่ค่าเฉลี่ยถูก) หรือ precise แต่ไม่ accurate (กลุ่มๆ แต่ผิดทิศ)

Prefixes (คำอุปสรรค)

Prefixes เพิ่มหรือลดขนาดหน่วยตาม order of magnitude:

PrefixSymbolScientific notationตัวอย่าง
petaP10¹⁵1 Pg = 10¹⁵ g
gigaG10⁹1 Gm = 10⁹ m
megaM10⁶1 Mg = 10⁶ g
kilok10³1 km = 10³ m
decid10⁻¹1 dL = 10⁻¹ L
centic10⁻²1 cm = 10⁻² m
millim10⁻³1 ms = 10⁻³ s
microμ (หรือ mc ในทางการแพทย์)10⁻⁶1 μg = 10⁻⁶ g
nanon10⁻⁹1 nm = 10⁻⁹ m

⚠️ ระวังตัวพิมพ์! mega = M (ตัวใหญ่) แต่ milli = m (ตัวเล็ก) — สับสนอาจผิด 1,000,000 เท่า! ในทางการแพทย์ ใช้ mcg แทน μg เพื่อป้องกัน medication error


Part 3 / 4

Part 3 — Significant Figures (เลขนัยสำคัญ)

นิยาม

Significant figures (SFs) = ตัวเลขทุกตัวในการอ่านค่า รวมถึงตัวเลขที่ประมาณ (estimated digit) 1 ตัวท้ายสุด

ตัวอย่างจากไม้บรรทัด:

  • ไม้บรรทัดหยาบ (ขีดทุก 1 cm) → อ่าน 4.5 cm = 2 SFs (4 แน่, 5 ประมาณ)
  • ไม้บรรทัดละเอียด (ขีดทุก 1 mm) → อ่าน 4.55 cm = 3 SFs (4.5 แน่, 5 ประมาณ)

กฎนับ SFs

ตัวเลขที่ นับ เป็น SF:

  1. ตัวเลขที่ไม่ใช่ศูนย์ทุกตัว → 4.5 g = 2 SF, 122.35 m = 5 SF
  2. ศูนย์ที่อยู่ ระหว่าง ตัวเลขไม่เป็นศูนย์ → 205 m = 3 SF, 5.008 kg = 4 SF
  3. ศูนย์ ท้าย ตัวเลขที่มี decimal point → 50. L = 2 SF, 25.0 °C = 3 SF, 16.00 g = 4 SF
  4. ตัวเลขใน coefficient ของ scientific notation → 4.8 × 10⁵ m = 2 SF, 5.70 × 10⁻³ g = 3 SF

ตัวเลขที่ ไม่นับ เป็น SF:

  1. ศูนย์ นำหน้า decimal → 0.0004 s = 1 SF, 0.075 cm = 2 SF
  2. ศูนย์ที่เป็น placeholder ในตัวเลขใหญ่ไม่มี decimal point → 850,000 m = 2 SF, 1,250,000 g = 3 SF

SFs ในการคำนวณ

คูณหรือหาร (× ÷):

คำตอบมี SFs = SFs น้อยที่สุดของตัวเลขที่ใช้คำนวณ

ตัวอย่าง: 2.8 × 67.40 ÷ 34.8 = 5.422... → 5.4 (2 SFs เพราะ 2.8 มีแค่ 2 SF) ตัวอย่างเพิ่มเติม: 3.2 × 35.30 ÷ 13.1 = 8.6 (2 SFs)

บวกหรือลบ (+ -):

คำตอบมี decimal places = decimal places น้อยที่สุดของตัวเลขที่ใช้คำนวณ

ตัวอย่าง: 2.045 + 34.1 = 36.145 → 36.1 (ทศนิยม 1 ตำแหน่ง เพราะ 34.1 มีแค่ 1 dp) ตัวอย่างเพิ่มเติม: 1.3153 + 52.8 − 13.32 = 40.8 (1 dp)

Exact Numbers ไม่มีผลต่อ SFs

Exact numbers คือตัวเลขที่ได้จากการนับ หรือจาก unit conversion ในระบบเดียวกัน:

  • นับได้: "31 นักศึกษา", "7 วัน"
  • Unit definition: "60 นาที ใน 1 ชั่วโมง"

ตัวอย่าง: Recommended fluid intake คือ 3.7 L/day สำหรับผู้ชาย และ 2.7 L/day สำหรับผู้หญิง ต่างกันในหนึ่งสัปดาห์: (3.7 − 2.7) × 7 = 7.0 L → "7" คือ exact number จึงไม่กำหนด SFs; คำตอบกำหนดจาก 3.7 − 2.7 = 1.0 (1 dp) แล้ว × 7 → 7.0 (2 SF)


Part 4 / 4

ถามเพิ่ม

สงสัยตรงไหน ถามได้เลย — ระบบตอบจากเนื้อหาในบทนี้ และนำคำถามไปพัฒนาเนื้อหาให้ละเอียดขึ้น

ที่มา: 1.Intro To Chem.pdf, 1.Introduction To Chemistry.pdf