L'un des appareils de mesure les plus couramment utilisés en science est le cylindre gradué, qui mesure le volume de liquide. Étant donné que les cylindres gradués sont de tailles différentes, ils mesurent également avec différents degrés de précision. Les cylindres gradués peuvent être en verre, en borosilicate ou en plastique et doivent être lus attentivement pour garantir l'exactitude, quel que soit le matériau utilisé.
Le terme "gradué" vient des gradations, ou marques de mesure, sur le cylindre. Le cylindre gradué aura une série de lignes pour montrer les intervalles de mesure. Certaines lignes seront numérotées tandis que les marques intermédiaires ne seront pas numérotées. Les cylindres gradués plus petits ont généralement des intervalles de mesure plus étroits, ils mesurent donc avec une plus grande précision. En tant qu'instrument scientifique, le cylindre gradué utilise le système métrique plutôt que le système standard américain, de sorte que les mesures sont en millilitres au lieu d'onces. Millilitres, abrégés en ml ou ml, convertis en centimètres cubes, écrits en cc ou cm
3. Par conséquent, 20 millilitres (20 ml) d'un liquide mesuré ont un volume de 20 centimètres cubes (20 cc ou 20 cm3).Comptez le nombre de divisions plus petites entre les intervalles marqués. Par exemple, supposons que les intervalles marqués sont de 1 ml, 2 ml et ainsi de suite, et qu'il y a cinq divisions plus petites comptées d'une ligne numérotée à la suivante. Dans ce cas, l'intervalle de mesure marqué par chaque ligne est égal à 1 (l'intervalle numéroté) divisé par 5 (le compte d'une ligne d'intervalle à la suivante), ou :
\frac{1}{5}=0.2\text{ ml}
Ainsi, cet échantillon cylindre gradué mesure avec précision à 0,2 ml. Une estimation raisonnable peut être faite si le liquide mesuré se situe entre les intervalles marqués, mais cette lecture estimée sera moins précise.
Tous les liquides ont une cohésion ou une attraction entre leurs molécules. Cette cohésion maintient la surface du liquide en place, mais les molécules en contact avec le côté d'un récipient adhèrent à cette paroi, ce qui donne une surface incurvée. Cette surface courbe s'appelle le ménisque. La courbure du ménisque dépend du liquide. L'eau et le mercure ont deux des courbes les plus extrêmes en raison de leur forte cohésion. L'alcool isopropylique, en revanche, a un ménisque très plat.
Pour lire correctement une éprouvette graduée, il faut lire la surface au centre du ménisque et non le haut de l'anneau de liquide accroché à la paroi de l'éprouvette graduée. Pour la plupart des liquides, ce "centre" sera le point le plus bas du ménisque. Pour très peu de liquides, comme le mercure, le centre du ménisque sera le point le plus élevé du liquide. Pour bien lire le ménisque, votre champ de vision doit être au niveau du centre de la courbe du ménisque.
Une fois l'intervalle de mesure déterminé et le ménisque évalué, la lecture d'une éprouvette graduée est une question de minutie. En regardant droit et au niveau du centre du ménisque, lisez la ligne numérotée sous le ménisque. Ajoutez les mesures incrémentielles jusqu'à la dernière marque sous le ménisque. Si le centre du ménisque n'est pas aligné avec une gradation prémarquée, estimez la quantité de liquide supplémentaire au-dessus de la ligne.
Par exemple, supposons que la quantité de liquide mesurée dans l'éprouvette graduée se trouve à environ un tiers de la distance entre les troisième et quatrième intervalles entre les repères 60 ml et 70 ml. Il y a, à partir de la barre des 60 ml, 10 notes intermédiaires. La division de l'intervalle (70 – 60 = 10) par le nombre d'incréments (10) montre que chaque marque intermédiaire est égale à 1 ml car :
\frac{10}{10}=1\text{ ml}
L'addition des mesures donne donc 60 ml plus 3 ml plus environ un tiers de ml, soit 60 + 3 + 0,3 = 63,3 ml de liquide dans l'éprouvette graduée.
Mises en garde
En raison de leur forme, les éprouvettes graduées se renversent facilement. Si possible, stabilisez le cylindre d'une main tout en versant des liquides. Les cylindres gradués en verre peuvent s'ébrécher ou se briser s'ils tombent. Beaucoup sont livrés avec un anneau de protection en plastique pour empêcher le haut du cylindre de frapper si le cylindre tombe. Comme pour tout récipient en verre, veillez à éviter les bris et signalez immédiatement les déversements, les bris de verre ou les accidents.