guia de trabajos experimentales

GUIA DE TRABAJOS EXPERIMENTALES
CINÉTICA Y DISEÑO DE REACTORES
JORGE B. AMUSQUIVAR FERNÁNDEZ
INGENIERIA QUÍMICA
FACULTAD NACIONAL DE INGENIERIA
ORURO BOLIVIA
LAB. CINETICA Y DISEÑO DE REACTORES
ING. JORGE AMUSQUIVAE FERNANDEZ
1
TRABAJO EXPERIMENTAL Nº 1
TRATAMIENTO DEL ERROR EXPERIMENTAL ACCIDENTAL
1. INTRODUCCIÓN.
1.1.
PRINCIPIOS TEÓRICOS.
Cuando se efectúan mediciones de determinadas magnitudes en la
realización de un trabajo experimental, es importante efectuar el reporte
de la magnitud medida con el grado de precisión y exactitud que el
instrumento permita, además del tratamiento estadístico básico de la serie
de lecturas efectuadas.
MEDICION DIRECTA
La secuencia del tratamiento estadístico comienza con el cálculo del
promedio de las lecturas definido por:
X 
la desviación estándar
X
i
N
N  X I2   X I 
2
SN 
N  1N
la desviación estandar del promedio
SX 
S N2
S
 N
N
N
la magnitud del error
E  S X t , N 
donde t(,N) es el coeficiente de confianza de Student (tablas)
El resultado de la medición deberá expresarse como:
X  X E
Y el error relativo porcentual:
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e
2
E
100
X
En caso de producirse lecturas equivocadas, se adopta el criterio de:
X I  X  2SN
Si se cumple esa condición , la lectura Xi se desecha y se vuelve a
calcular X , SN , SX . EL PROCEDIMIENTO ES REITERATIVO HASTA
QUE NO SE CUMPLA EL CRITERIO ANTERIOR.
MEDICION INDIRECTA.
Se trata cada serie de mediciones, lo mismo que las mediciones directas
con la misma fiabilidad (). Se establece la expresión del error según el
tipo de la dependencia funcional del resultado, en base a las
consideraciones siguientes:
Sea la variable Y que se quiere medir:
Y  f  X , Z ,W 
Por definición el error relativo es:
dY f X'  X , Z ,W 
f '  X , Z ,W 
f '  X , Z ,W 

dX  Z
dZ  W
dW
Y
f  X , Z ,W 
f  X , Z ,W 
f  X , Z ,W 
Que también puede expresarse como:
d ln Y  d ln f  X , Z ,W 
En incrementos:
Y
f'
f'
f'
 X X  Z Z  W W
Y
fX
fZ
fW
Luego:
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2
2

 f'
  f'
  f'
  X E X    Z EZ    W EW 
Y
 fX
  fZ
  fW

SY
3
2
f Y   f X , Z ,W 
EY  SY t , N 
Y finalmente:
Y  Y  EY
Error porcentual
e
EY
Y
100
1.2. OBJETIVO.Sistematizar las características del error accidental en el proceso de
medición, sus componentes y el tratamiento estadístico para mediciones
directas e indirectas.
2. METODOLOGÍA.
2.1. DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO Y MATERIAL
Se utilizará el siguiente equipo:
- Balanza de brazo.
- Probeta y probeta de 500 ml
- Matraz aforado de 500 ml
- Sensor de temperatura o Termómetro graduado.
- Hornilla eléctrica
2.2. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
Cada grupo deberá realizar las siguientes tareas:
DETERMINACIÓN DE LA TEMPERATURA DE EBULLICIÓN DEL AGUA:
en un vaso de precipitación se coloca cierta cantidad de agua,
procediéndose al calentamiento del mismo en la hornilla eléctrica hasta
ebullición. Se toma la lectura de la temperatura del agua en ebullición en
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no menos de cinco lecturas si se hace uso del termómetro graduado o de
manera continua si se usa el sensor de temperatura.
DETERMINACION DE LA DENSIDAD DEL AGUA: Se mide un volumen
asignado de agua en la probeta, en no menos de cinco repeticiones (mí
dase la temperatura como referencia del trabajo experimental). El
volumen de agua más la probeta al igual que la probeta vacía, se pesan
también en no menos de cinco repeticiones.
2.3. TRATAMIENTO DE DATOS
Elaborar el siguiente cuadro para cada magnitud:
Lectura
MEDICION
DIRECTA
Temperatura de
ebullición del agua
MEDICION INDIRECTA
Masa del
agua
Volumen Temperatura del
de agua
agua
1
..
N
Para cada caso del procedimiento experimental, presentar los resultados
con coeficiente de confianza de 70, 95 y 99% y su respectivo error
relativo. Tomar en cuenta el criterio para desechar lecturas equivocadas.
Tabla Nº1. Coeficientes de Student t(,N)
N
2
3
4
5
6
7
8
9
0.70 2.0 1.3 1.3 1.2 1.2 1.1 1.1 1.1
0.95 12.7 4.3 3.2 2.8 2.6 2.4 2.4 2.3
0.99 63.7 9.9 5.8 4.6 4.0 3.7 3.5 3.4

10
1.1
2.3
3.3
15
1.1
2.1
3.0
En el caso de la toma de mediciones con el sensor de temperatura,
es necesario extraer la información del datalogger