Incertezza nella misurazione: strumenti di lettura

Il conteggio è il tipo di misurazione privo di incertezza, a condizione che il numero di oggetti conteggiati non cambi durante il processo. Tali misurazioni si traducono in numeri esatti. Contando le uova in un cartone, ad esempio, si può determinare esattamente quante uova ci sono nel cartone. Allo stesso modo, anche il numero di quantità definite è esatto. Ad esempio, 1 piede è esattamente 12 pollici, 1 pollice è esattamente 2,54 centimetri e 1 grammo è esattamente 0,001 chilogrammi. Le quantità derivate da misurazioni diverse dal conteggio, tuttavia, sono incerte a causa delle limitazioni pratiche del processo di misurazione utilizzato.

Cifre significative

Ogni misura ha una certa incertezza, che dipende dal dispositivo utilizzato (e dalla capacità dell’utente). Ad esempio, il volume di liquido in un cilindro graduato viene misurato leggendo il fondo del menisco – il punto più basso sulla superficie curva del liquido. Supponiamo che il fondo del menisco si trovi tra i segni 15 e 16; significa che il volume del liquido è certamente superiore a 15 mL ma inferiore a 16 mL. Il menisco sembra essere un po ‘ più vicino al marchio da 16 mL, e quindi una stima ragionevole del volume del liquido sarebbe di 16,6 mL. In questo valore misurato, le cifre 1 e 6 sono certe, ma l’ultima cifra al decimo posto, 6, è una stima. Alcune persone potrebbero stimare che la posizione del menisco sia ugualmente distante da ciascuna delle marcature e stimare la cifra del decimo posto come 5, mentre altre potrebbero pensare che sia ancora più vicina alla marcatura di 16 mL e stimarla come 7. La scala numerica su questo cilindro graduato ha divisioni da 1 mL; pertanto, i volumi possono essere misurati al più vicino 0,1 mL. Allo stesso modo, un saldo elettronico standard può leggere la massa di un quarto come 5,74 g. Le cifre 5 e 7 sono certe, e il 4 indica che la massa del trimestre è probabilmente compresa tra 5,73 e 5,75 grammi. Il trimestre pesa circa 5,74 grammi, con un’incertezza nominale nella misura di + 0,01 grammi. Se la moneta viene pesata su un bilancio più sensibile, la massa potrebbe essere di 5,743 g. Ciò significa che la sua massa si trova tra 5.742 e 5.744 grammi, un’incertezza di 0,001 grammi.

Questo testo è adattato da Openstax, Chemistry 2e, Section 1.5: Measurement Uncertainty, Accuracy, and Precision.