現在帶水壺的人愈來愈多了,加上政府提倡自己帶水壺去飲料店,就可以折價,的確是環保又衛生的方法,不過,你有想過,你的水壺上面的刻度,有可能是錯的嗎?

好的,今天我們就簡單來做一個實驗,看看手邊的水壺所標示的刻度是不是準確

實驗方式很簡單,你大概也想到了,就拿一個500cc的杯子,把他裝滿,然後倒進水壺裡面,如果刻度是在500,那就是正確的,如果刻度低500或是高於500,那就是有問題的,很簡單吧。

只不過,先請大家看一下這個故事:

錯誤的標準,會得到錯誤的結果

為何要講這個呢?因為,當你要從事剛剛講的那個實驗手法時,你必須先確定你手上的那個500cc容器也是真的500cc,這樣結果才會是對的。

不過在繼續我們的實驗時,我要跟各位在提一個簡單的概念:比重

大家知道水的比重是多少嗎?

 


不管你從物理還是化學的角度,很直接的都會想到「1」。


這不是錯,你直覺回答的結果是正確的,但是我們今天需要更正確的來定義這個名詞:

比重(Specific Gravity)
一物質在一定溫度下的密度與一標準物質的密度之比值。
液體和固體物質的比重,以攝氏四度時的蒸餾水(或華氏六十度時的蒸餾水)為標準物質。

氣體比重的標準物質為攝氏零度,壓力760毫米水銀柱時的氫、空氣或氧。
比重是因溫度而異的量,常用的記號是d(t1,t2),其中t1是該物質的溫度,t2為標準物質的溫度。
氣體的比重亦可以攝氏零度時的蒸餾水之密度為比較的標準。

所以,要提醒正在準備考高中的小朋友,如果你有看到這邊,要記住:比重是沒有單位的。





這件事情跟我們要做的實驗有關係嗎?

讓我們看下去:

今天我們要請到的實驗主角,就是他們:

一個紅色的水壺,一個白色的量壺,一隻大型針筒,一台電子天秤

今天實驗的方法超簡單,就是找一個在刻度上比較精確的容器,也就是我們的針筒,將水倒入需要測量的容器中,就是水壺和量壺,這樣就可以分變得出來他們的誤差了。

但是要需要先定量我的針筒刻度是不是準確,所以我使用了電子天秤。

使用電子天秤的意義就在於:要量測水的體積比較困難,但是要量測水的重量比較容易,

也因此,就回到剛剛問各位的問題:1g的水,有多少體積呢?

這件事就牽涉到比重,不過今天我們不要把問題複雜化,也不需要在定溫空間裡面做操作,就當做比重是1吧。

想要深入探討的人,可以自己找一間實驗室來試試看。

好的,既然我們現在認定水的比重在我的環境下是1了,所以也就是一公克的水,體積就是1cc。

因此,我們拿出已經校正過的電子天秤,將空的針筒放上去,進行歸零的動作(或是你說扣重也行)

接著,我們將針筒裝到30cc的刻度

秤一下他的重量:

當然會有誤差,因為針筒不是精密儀器,尤其是愈大型的針筒,誤差值會愈高,不過科學上以5%的問差為可容許範圍,我們就姑且接受吧

所以現在很簡單的,就是抽出500cc的水,裝進容器中,就知道發生什麼事情了。

首先,我們拿量壺來做實驗,

畫上藍色的記號,是500cc的刻度:

可以見到,水位在刻度以下一點點的地方,以誤差值來算,應該算是準確度比較高的了。

接著我們就用水壺來做實驗:

是的,你沒有看走眼,他幾乎已經到了600cc的位置了。

所以,其實這個水壺的刻度是灌水的。

下次如果你去飲料店買飲料之前,也可以拿一隻針筒來做的小實驗,不然可就虧大了。

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