제어 변수

과학적 실험의 제어 변수(또는 과학적 상수)는 조사 과정 내내 일정하고 변하지 않는 실험 요소다.종속 변수와 독립 변수의 상대적 관계를 검정하기 위해 실험 중에 일정하게 유지되지 않으면 제어 변수는 실험 결과에 큰 영향을 미칠 수 있다.제어 변수 자체는 실험자에게 주된 관심사가 아니다.

사용법

다중 변수 사이의 관계를 평가하기 위해 일정하게 유지되는 실험의 변수는 관리 변수다.^[1][2]대조군 변수는 실험 내내 변경되지 않는 요소인데, 그 불변 상태가 시험 중인 다른 변수들 사이의 관계를 더 잘 이해할 수 있게 해주기 때문이다.^[3]

본질적으로, 제어 변수는 실험 내내 동일하게 유지되는 것이며, 실험 결과에서 주요 관심사는 아니다.^[3][2]실험에서 제어 변수가 변경되면 독립 변수(IV)에 대한 종속 변수(DV)의 상관관계가 무효화되므로 결과가 왜곡된다.^[3]

실험 사례

자연 상태에 존재하는 어떤 시스템에서든, 많은 변수는 상호의존적일 수 있으며, 서로 영향을 미친다.과학 실험은 실험자에 의해 조작되는 IV 원소와 IV의 조작에 의해 영향을 받는 DV 원소의 관계를 시험한다.추가 독립 변수는 제어 변수가 될 수 있다.^[1]

예를 들어 다음과 같이 수학적으로 기술된 복합 가스 법칙을 예로 들어보자.

${\displaystyle \qquad {\frac {PV}{T}}=k}$

여기서:

P는 압력이다.

V는 볼륨이다.

T는 켈빈 단위로 측정한 열역학적 온도다.

k는 상수(에너지 단위를 온도로 나눈 값)이다.

이것은 압력 용적 제품과 시스템 온도 사이의 비율이 일정하게 유지됨을 보여준다.

복합 가스 법칙의 일부에 대한 실험적 검증에서 (P * V = T), 압력, 온도 및 체적이 모두 변수인 경우, 이러한 변수에 대한 결과적 변화를 시험하려면 최소한 하나를 일정하게 유지해야 한다.^[2]나머지 변수에서 비교 가능한 실험 결과를 보기 위해서다.

온도가 제어 변수를 만들고 실험 과정 내내 변화가 허용되지 않는다면, 한 가지에 대한 값을 변경함으로써 종속 변수인 압력과 부피 사이의 관계를 빠르게 확립할 수 있으며, 이것이 보일의 법칙이다.예를 들어, 압력이 상승하면 볼륨이 감소해야 한다.

그러나 부피가 제어변수로 만들어지고 실험과정 내내 변경이 허용되지 않는다면, 한쪽의 값을 변경함으로써 종속변수인 압력과 온도와의 관계를 빠르게 확립할 수 있으며, 이것이 게이-루작의 법칙이다.예를 들어, 압력이 상승하면 온도가 상승해야 한다.

참조

외부 링크

• 정의; 과학 친구 – 과학 박람회 프로젝트.