Одним из наиболее часто используемых измерительных приборов в науке является градуированный цилиндр, который измеряет объем жидкости. Поскольку градуированные цилиндры бывают разных размеров, они также измеряют с разной степенью точности. Градуированные цилиндры могут быть изготовлены из стекла, боросиликата или пластика, и их необходимо внимательно читать, чтобы гарантировать точность, независимо от того, какой материал используется.
Термин «градуированный» происходит от градаций или меток измерения на цилиндре. Градуированный цилиндр будет иметь серию линий для отображения интервалов измерения. Некоторые строки будут отмечены цифрами, а промежуточные отметки нумеровать не будут. Меньшие градуированные цилиндры обычно имеют более узкие интервалы измерения, поэтому они проводят измерения с большей точностью. В качестве научного инструмента в градуированном цилиндре используется метрическая система, а не стандартная система США, поэтому измерения ведутся в миллилитрах, а не в унциях. Миллилитры, обозначаемые как мл или мл, переводятся в кубические сантиметры, записываемые как кубические сантиметры или см.
Подсчитайте количество меньших делений между отмеченными интервалами. Например, предположим, что отмеченные интервалы составляют 1 мл, 2 мл и так далее, и есть пять меньших делений, отсчитываемых от одной пронумерованной строки до следующей. В этом случае интервал измерения, отмеченный каждой линией, равен 1 (пронумерованный интервал), деленному на 5 (счет от одной строки интервала к следующей), или:
\ frac {1} {5} = 0,2 \ text {ml}
Таким образом, этот образец градуированного цилиндра имеет точные размеры до 0,2 мл. Разумная оценка может быть сделана, если измеряемая жидкость находится между отмеченными интервалами, но это оценочное показание будет менее точным.
Все жидкости имеют сцепление или притяжение между своими молекулами. Эта когезия удерживает поверхность жидкости на месте, но молекулы, контактирующие со стороной контейнера, прилипают к этой стенке, что приводит к изогнутой поверхности. Эта изогнутая поверхность называется мениском. Кривая мениска зависит от жидкости. Вода и ртуть имеют две самые экстремальные кривые из-за их сильного сцепления. С другой стороны, изопропиловый спирт имеет очень плоский мениск.
Для правильного считывания показаний градуированного цилиндра необходимо считывать поверхность в центре мениска, а не верхнюю часть кольца жидкости, прилипшей к стенке градуированного цилиндра. Для большинства жидкостей этот «центр» будет самой низкой точкой мениска. Для очень небольшого количества жидкостей, таких как ртуть, центр мениска будет самой высокой точкой жидкости. Чтобы правильно прочитать мениск, ваша линия обзора должна находиться на уровне центра кривой мениска.
После определения интервала измерения и оценки мениска считывание показаний градуированного цилиндра становится предметом внимания к деталям. Глядя прямо на центр мениска и на уровне его, прочтите пронумерованную линию под мениском. Добавьте инкрементальные измерения до последней отметки под мениском. Если центр мениска не совпадает с предварительно отмеченной градацией, оцените количество дополнительной жидкости над линией.
Например, предположим, что количество жидкости, измеренное в градуированном цилиндре, находится примерно на одной трети расстояния между третьим и четвертым интервалами между отметками 60 и 70 мл. Имеется, считая от отметки 60 мл, 10 промежуточных отметок. Разделение интервала (70 - 60 = 10) на количество приращений (10) показывает, что каждая промежуточная отметка равна 1 мл, потому что:
\ frac {10} {10} = 1 \ text {ml}
Таким образом, сложение измерений дает 60 мл плюс 3 мл плюс приблизительно треть мл, или 60 + 3 + 0,3 = 63,3 мл жидкости в мерном цилиндре.
Предупреждения
Градуированные цилиндры из-за своей формы легко опрокидываются. По возможности удерживайте баллон одной рукой во время заливки жидкости. Стеклянные градуированные цилиндры могут расколоться или сломаться при падении. Многие поставляются с пластиковым защитным кольцом, чтобы предотвратить удар верхней части цилиндра в случае его падения. Как и в случае с любой стеклянной тарой, позаботьтесь о том, чтобы не разбить ее, и немедленно сообщите о пролитой жидкости, разбитом стекле или несчастных случаях.