เหตุใดอุณหภูมิคงที่จึงมีความสำคัญในการทดลอง

การทดลองดำเนินการเพื่อแสดงให้เห็นถึงผลกระทบของตัวแปรอิสระต่อตัวแปรตาม ในระหว่างการทดลอง นักวิทยาศาสตร์ต้องป้องกันไม่ให้อิทธิพลภายนอก หรือที่เรียกว่าตัวแปรรบกวน (confounding variable) เปลี่ยนแปลงผลลัพธ์ เมื่อนักวิทยาศาสตร์ตัดสินใจที่จะจำกัดผลกระทบของตัวแปรที่ทำให้เกิดความสับสน ตัวแปรนั้นจะเรียกว่าตัวแปรควบคุมแทน แม้ว่าจะไม่ใช่ตัวแปรที่ทำให้เกิดความสับสนในการทดลองเสมอไป แต่นักวิทยาศาสตร์มักจะเลือกที่จะควบคุมตัวแปรของอุณหภูมิด้วยการคงค่าให้คงที่

ตัวแปรควบคุมเป็นปัจจัยที่นักวิทยาศาสตร์เลือกที่จะควบคุมอย่างแข็งขันในระหว่างการทดลอง ตัวแปรควบคุมมีความสำคัญเนื่องจากลดอิทธิพลภายนอกของตัวแปรตามในขณะที่ทำให้แน่ใจว่าตัวแปรอิสระของผลกระทบเป็นเพียงสิ่งเดียวที่ถูกวัด ตัวอย่างเช่น หากนักวิทยาศาสตร์กำลังทดสอบผลกระทบของความชื้นต่อโครงสร้างของโมเลกุลใดโมเลกุลหนึ่ง เธอก็ต้องการให้แน่ใจว่าความชื้นเป็นสิ่งเดียวที่เปลี่ยนแปลงโมเลกุล ดังนั้น เธออาจควบคุมอิทธิพลอื่นๆ ที่อาจมีผลกระทบต่อโครงสร้างโมเลกุล เช่น การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ

ตัวแปรควบคุมช่วยป้องกันข้อผิดพลาดในการทดสอบ หากไม่มีตัวแปรควบคุมที่เหมาะสม การทดลองมักจะเกิดข้อผิดพลาดประเภทที่ 3 ในข้อผิดพลาด Type III ผู้ทดลองยอมรับสมมติฐานของเธอด้วยเหตุผลที่ไม่ถูกต้อง ตัวอย่างเช่น หากนักวิทยาศาสตร์ในตัวอย่างก่อนหน้าเลือกไม่ให้อุณหภูมิเป็นตัวแปรควบคุม เธออาจสังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงในโมเลกุลและสันนิษฐานว่าความชื้นทำให้เกิดอุณหภูมิ ในความเป็นจริง อาจเป็นเพราะการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ไม่ใช่ความชื้น ที่ทำให้ผลลัพธ์ยาวนานขึ้น

เมื่อคุณเข้าใจถึงความสำคัญของการระบุตัวแปรที่สับสนและสร้างตัวแปรควบคุมแล้ว คุณจะมีแนวโน้มที่จะพัฒนาการทดลองที่หนักแน่นและทำซ้ำได้ อย่างไรก็ตาม การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเป็นตัวแปรที่สร้างความสับสน ซึ่งมักถูกมองข้ามหรือไม่เชื่อว่ามีความสำคัญ เพื่อให้ทราบว่าการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิสามารถรบกวนการทดลองได้อย่างไร ให้พิจารณาตัวอย่างต่อไปนี้: Sue is ดำเนินการทดลองโดยที่รสนิยมทางเพศเป็นตัวแปรอิสระและความก้าวร้าวขึ้นอยู่กับ ตัวแปร. เธอนำกลุ่มชายรักร่วมเพศเข้ามาในห้องทดลองและเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ที่วัดอัตราการเต้นของหัวใจและความดันโลหิต จากนั้น เธออ่านเรื่องราวที่มีความรุนแรงมากมายเพื่อดูว่าจะส่งผลต่อการตอบสนองทางสรีรวิทยาของพวกเขาอย่างไร เธอทำสิ่งเดียวกันกับกลุ่มชายต่างเพศ อย่างไรก็ตาม ระหว่างการทดสอบในห้องนั้นร้อนมากเพราะว่าเครื่องปรับอากาศเสีย ในการตรวจสอบผลลัพธ์ของเธอ เธอสังเกตเห็นว่าชีพจรและความดันโลหิตของชายต่างเพศเพิ่มขึ้นมากกว่าผู้ชายรักร่วมเพศ เธอถือว่าผู้ชายต่างเพศมีความก้าวร้าวมากกว่าผู้ชายรักร่วมเพศโดยธรรมชาติ อย่างไรก็ตาม ทราบกันว่าอุณหภูมิที่ร้อนจัดจะเพิ่มความก้าวร้าว เธอได้ทำข้อผิดพลาดประเภท III เนื่องจากความร้อนอาจทำให้กลุ่มรักต่างเพศแสดงความก้าวร้าวทางสรีรวิทยามากกว่าที่พวกเขาจะมีที่อุณหภูมิต่ำกว่า เพื่อป้องกันสิ่งนี้ เธอควรกำหนดให้อุณหภูมิเป็นตัวแปรควบคุม และทำให้แน่ใจว่าทั้งสองกลุ่มได้รับการทดสอบในห้องที่มีอุณหภูมิใกล้เคียงกัน

เมื่อสร้างการทดลอง นักวิทยาศาสตร์ต้องระบุตัวแปรทั้งหมดและพัฒนาแผนสำหรับการทดสอบ ในการทำให้การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเป็นตัวแปรควบคุมในการทดลองของคุณ คุณต้องรวมไว้ในแผนการวิจัยของคุณ ระบุอย่างชัดเจนว่าคุณตั้งใจที่จะควบคุมการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ อธิบายว่าทำไมความผันผวนของอุณหภูมิจึงอาจทำให้การทดลองสับสน และสรุปกลยุทธ์ของคุณในการรักษาอุณหภูมิให้คงที่ ในระหว่างการทดสอบ คุณควรปฏิบัติตามแผนของคุณอย่างระมัดระวัง