DETERMINACIÓN DE LA INCERTIDUMBRE EN MEDIDAS DE TEMPERATURA. Universidad Central de Bogotá Pedro Alejandro Castaño Raigoza Cód 1010226216
Cód 1014261659
Anamaría García Daza Daza
TABLA DE DATOS Lectura
Termómetro 1(°C)
Termómetro digital (°C)
Termopar (°C)
1
1
3
1,3
2
1
4
1,1
3
1
5
1,4
4
1
4
1,2
5
0.5
4
0,9
R e s o l u c i ón ón t e r m óm óm e t r o v i d r i o : 0,5°C Resoluc ión termómetro digital: 0,1°C 0,1°C R e s o l u c i ón ón t e r m o p a r : 0,1°C
CÁLCULOS Y RESULTADOS 1. Calcule el promedio de temperatura medida para cada termómetro.
*
Termómetro de vidrio.
Termómetro digital.
Termopar.
2. Calcule la desviación de cada medida realizada.
Termómetro de vidrio.
Termómetro digital.
Termopar.
3. Calcule la desviación promedio de cada termómetro.
Termómetro de vidrio.
Termómetro digital.
Termopar.
4. Compare las desviaciones con la precisión de cada termómetro.
Para el t e r m óm e t r o d e v i d r i o se aprecia una desviación de 0,16°C en consideración a una precisión de 1°C, se destaca un error aleatorio debido a una potencial equivocación en la toma de medidas por la imprecisión a simple vista del elemento, se puede asumir equívocamente como 1 o 0,5 °C y esto a mediano plazo en el momento de establecer un rango puede alterar considerablemente las mediciones. Es este el segundo en precisión. El termómetro digital presentó grandes variaciones, de 0,4°C ante una precisión de 1°C; estas en las mediciones registradas evidencian la imprecisión del instrumento y hacen plantear un descarte en el momento de llevar a cabo nuevamente este experimento, este incrementa el índice de incertidumbre, por el contrario de cumplir el objetivo del laboratorio, disminuirlo. Según las mediciones del termopar , frente a una desviación de 0,144°C y una precisión de 0,1°C se evidencia una alta precisión; es este el elemento más preciso dado que las mediciones registradas se encontraban más cercanas entre si y esto le hace el instrumento más adecuado para llevar a cabo estas mediciones.
5. Exprese la temperatura medida con cada termómetro, utilizando los cálculos anteriores.
Termómetro de vidrio.
Termómetro digital.
Termopar.
6. Compare la medida realizada con cada termómetro, considerando la incertidumbre en la temperatura. Se evidenció que el termómetro de vidrio y el termopar indican una menor desviación según el cálculo realizado para dar a conocer dicho valor, mientras en el termómetro digital su desviación es mayor. Teniendo en cuenta los resultados experimentales, comparando los valores de las tres desviaciones se dedujo que el termopar es el más preciso, ya que demuestra una menor desviación.
7. Determinar el error en la medida para cada termómetro, considerando que el baño del hielo tiene una temperatura de 0°c.
Error= Valor promedio del instrumento - valor aceptado
Termómetro de vidrio . Error =0,9- 0,0=0,9
Termómetro digital. Error =4 - 0,0=4
Termopar. Error =1,18 - 0,0=1,18
8. De acuerdo con lo anterior seleccione el termómetro más adecuado para la determinación dada. Según los datos experimentales se puede evidenciar de acuerdo a los tres termómetros, los siguientes son los más importantes al momento de realizar una medición: -Más preciso= Termopar -Más exacto=Termómetro de vidrio
ANÁLISIS DE RESULTADO
Teniendo en cuenta los resultados experimentales, cuando se halla la respectiva desviación de los tres termómetros, se demostró que tanto el termómetro de vidrio y el termopar poseen una menor medida, mientras que el termómetro digital el valor es mayor, esto significa que no se tomara en cuenta ya que su precisión no es significativa.
Se puede evidenciar que la tendencia encontrada en la solución de la ecuación para determinar la temperatura promedio, entre la medida de cada uno de los termómetros se encuentra por debajo de los 5°c, por lo cual refleja que el vaso precipitado tendría mayor cantidad de hielo, lo que representaba que descendiera su temperatura. Al analizar el resultado hallado, en el promedio de desviación, demuestra un valor menor al 1°c, mostrando así entre las tres medidas que uno refleja la mejor precisión. Se puede justificar que a partir del resultado, según el margen de error, el instrumento con mayor exactitud es el termómetro de vidrio al reflejar un valor mínimo de error, por tal motivo el termómetro digital y el termopar no son las más apropiadas al determinar la medida de la temperatura, ya que sus valores son mayores.
Relación con otras fuentes Calibración de un instrumento para registrar la temperatura n cantidad de veces y despejar la incertidumbre, se sigue un proceso similar –en cuanto a la determinación del factor específico de la temperatura- y llevando el caso al experimento elaborado en clase se aprecia una similitud en el proceso de determinación de incertidumbre, se establece finalmente para reflejar su resultado un nivel de confianza fijado en 1 porcentaje.
Resultados esperados En consideración a la experimentación de agua a temperatura ambiente con hielo, su punto de equilibrio debía llevarse a cabo en los 0°C, pero se evidencia que dista notablemente la resultante experimental de estos datos planteados, tenemos entonces unas dispersiones de los valores previamente expuestos en los cálculos.
Conclusiones
1
El sistema trabajado arroja cifras dispersas para determinados elementos de medición ya especificados debido a errores plenamente sistemáticos causados por potenciales tomas erróneas de mediciones que representan una considerable alteración en el momento de determinar una desviación para dispersar la incertidumbre.
“Cálculo de la incertidumbre del si stema”. Extraído de http://mediciones-i-incertidumbre.blogspot.com/ . Agosto 10 de 2014.
Se cumplen satisfactoriamente ambos objetivos del laboratorio, significando una nueva herramienta para la resolución de incertidumbres en medición de datos aplicando los mecanismos de los que fue proveído el estudiante en la práctica. Se destaca la alta relevancia de la mayor minuciosidad posible en la medición registrada durante cada toma debido a las repercusiones que esto representa en los porcentajes de error en el mediano plazo; asimismo se considera para el termómetro digital la falla del cable para llevar a cabo la medición correspondiente.
Bibliografía 1. Günzler, Helmut; De Viébre, Paul. (2003) Measurement uncertainty in chemical analysis. Londres: Springer science & business media.
2. Dieck, Ronald H. (2007) Measurement uncertainty: Methods and applications. Manhattan: ISA.
3. Gonzalez Jiménez, Maria Eugenia; Rozo Balcero, Ana Patricia.(2012) Manual de prácticas de fisicoquímica. Bogotá: Ediciones Fundación Universidad Central.
4. Emmanuel, Marlinda; López, Luis. (2008) Cálculo de incertidumbre de medición . Extraído el 9 de Agosto de 2014 de http://mediciones-i-incertidumbre.blogspot.com/
5. Alkins, W.F. (1986). Fisicoquímica. Fondo Educativo Interamericano.Mexico 6. Chang, R. (1986), Fisicoquímica con Aplicaciones a Sistemas Biologicos, CECSA, Mexico.
