На уроке физики или химии перед учащимися стоит практическое задание: посмотреть на мензурку с жидкостью и назвать конкретный объем. Кажется просто — но без понимания того, как читать шкалу, ответ часто оказывается неточным или вовсе неправильным.
Что такое цена деления и почему её нужно находить первой
Цена деления — это количество единиц измерения, которое соответствует одному промежутку между соседними штрихами на шкале. Именно с этого начинают, когда нужно определить объем жидкости, налитой в мензурку, — иначе прочитанное число не будет иметь смысла.
Чтобы найти цену деления, берут два соседних подписанных значения на шкале и делят разность между ними на количество промежутков между этими отметками. Например, если между числами 20 и 30 есть 5 промежутков, то цена деления равна (30 − 20) ÷ 5 = 2 мл. Это означает, что каждый малый штрих соответствует 2 миллилитрам.
Цена деления не всегда равна 1. На разных мензурках она может быть 2 мл, 5 мл или даже 10 мл — в зависимости от общего объема и количества штрихов на шкале.
Распространённая ошибка — сразу читать число, рядом с которым находится уровень жидкости, не проверив, чем подписаны деления. В результате учащийся называет, скажем, 3, тогда как на самом деле жидкость стоит на отметке 6 мл — потому что каждое деление равно 2, а не 1.
Как правильно отсчитать объем по шкале мензурки
После того как цена деления найдена, переходят к чтению уровня. Здесь важны две вещи: положение глаз и правило менiska.
Глаза должны быть на уровне жидкости, а не выше или ниже. Если смотреть сверху — уровень покажется выше, чем он есть. Если снизу — наоборот. Это дает систематическую погрешность, которая может достигать нескольких делений.
Большинство жидкостей в стеклянном сосуде образуют вогнутый мениск — поверхность посередине ниже, чем у стенок. Объем читают именно по нижнему краю этого изгиба. Для ртути и некоторых технических жидкостей мениск выпуклый — там читают по верхнему краю, но в школьных задачах такой случай редок.
Чтобы найти итоговый объем, считают количество делений от нуля до уровня жидкости и умножают на цену деления. Или просто читают ближайшую подписанную отметку и добавляют количество «лишних» делений, умноженное на цену деления.
Типовые задачи на определение цены деления и объема
В большинстве школьных заданий дают изображение мензурки с нанесенными значениями и просят выполнить два шага. Покажем логику на примерах без конкретных «правильных» ответов — чтобы понять сам алгоритм.
Первый тип: шкала подписана через равные интервалы, между подписями — несколько штрихов. Задача сводится к подсчету промежутков и делению. Главное — считать именно промежутки между штрихами, а не сами штрихи. Между двумя отметками с 5 штрихами внутри будет 4 промежутка, но если крайние штрихи подписаны — уже другая ситуация.
Второй тип: дан уровень жидкости, и нужно определить объем. Здесь после нахождения цены деления нужно правильно посчитать, сколько делений занимает столб жидкости от нулевой отметки. Эта часть реже вызывает трудности — ошибки в основном случаются именно на этапе определения цены деления.
Распространённое представление
Количество штрихов между отметками — это и есть количество делений
Уточнение
Деление — это промежуток между двумя соседними штрихами. Если между отметками 10 и 20 есть 4 штриха внутри, то промежутков будет 5. Формула: число промежутков = число внутренних штрихов + 1.
Распространённое представление
Объем всегда читают по верхней границе жидкости
Уточнение
Для большинства жидкостей, образующих вогнутый мениск, отсчет ведут по нижнему краю кривой поверхности. «Верхняя граница» — это стенки, где жидкость поднимается выше из-за поверхностного натяжения.
Распространённое представление
Цена деления одинакова для всех мензурок
Уточнение
Цена деления зависит от конкретного прибора и определяется каждый раз заново. Мензурка на 100 мл и мензурка на 500 мл с одинаковым количеством штрихов будут иметь разную цену деления.
Точность измерения и возможные ошибки
Даже когда цена деления найдена правильно, а мениск прочитан корректно, остается вопрос точности. Мензурка — прибор с ограниченной разрешающей способностью. Минимальная погрешность измерения равна половине цены деления. Если цена деления составляет 2 мл, то измерение с точностью до 1 мл уже выходит за пределы возможностей этого прибора.
На практике часто ожидают, что мензурка даст абсолютно точное значение. На самом деле её используют, когда нужна приблизительная точность — скажем, до ближайших 2 или 5 мл. Для более точных измерений берут другую посуду или приборы.
Ещё один источник погрешности — неровное положение мензурки. Если сосуд стоит под углом, уровень жидкости с одной стороны будет выше, и прочитанное значение окажется некорректным. Перед измерением мензурку всегда ставят на ровную горизонтальную поверхность.
Когда нужно определить объем жидкости, налитой в мензурку, алгоритм всегда одинаков: сначала найти цену деления, затем выровнять взгляд до уровня жидкости, прочитать нижний край менiska и перевести полученное количество делений в миллилитры. Ни один из шагов пропустить нельзя — каждый влияет на конечный результат.
Имею профильное образование и опыт работы с подготовкой текстов, проверкой информации и редакционной обработкой публикаций. Основное внимание уделяю точности фактов, понятному изложению и соответствию материалов выбранной теме. В рамках работы над сайтом участвую в подготовке, актуализации и редактировании контента.
Добавить комментарий