Mediciones

TÍTULO: “MEDICIONES”

OBJETIVOS:

Familiarizarse con los tipos de mediciones que se realizan en el laboratorio.

Conocer las técnicas más usadas en la determinación de las diferentes clases de magnitudes susceptibles a ser medidas, tales como masa, temperatura, tiempo, longitud.

Realizar dichas medidas con la mayor exactitud y precisión.

FUNDAMENTO TEÓRICO:

1. LA MEDICIÓN:

La medición es la determinación de la proporción entre la dimensión o suceso de un objeto y una determinada unidad de medida. La dimensión del objeto y la unidad deben ser de la misma magnitud. Una parte importante de la medición es la estimación de error o análisis de errores.

Medida directa: Una medida o medición diremos que es directa, cuando disponemos de un instrumento de medida que la obtiene, así si deseamos medir la distancia de un punto a a un punto b, y disponemos del instrumento que nos permite realizar la medición, esta es directa.

Error absoluto:

Es el error en valor absoluto que se comete expresado en las mismas unidades que la magnitud medida. Su formula es:

Dr. – Dm = C. error absoluto

Error relativo:

Es la relación que existe entre el error absoluto y la magnitud medida, es a dimensional, y suele expresarse en porcentaje. Su formula es:

C. error absoluto

Dr.

Porcentaje de error:

Viene a ser el error relativo por 100.

Proceso de medición

Definición 1. Una medición es un acto para determinar la magnitud de un objeto en cuanto a cantidad

Aunque caben definiciones más complejas y descriptivas de como es el proceso como la siguiente definición sobre la medición de una magnitud geométrica:

Definición 2. Una medición es comparar la cantidad desconocida que queremos determinar y una cantidad conocida de la misma magnitud, que elegimos como unidad. Al resultado de medir se le denomina medida.

Los procesos de medición de magnitudes físicas que no son dimensiones geométricas entrañan algunas dificultades adicionales, relacionadas con la precisión y el efecto provocado sobre el sistema. Así cuando se mide alguna magnitud física se requiere en muchas ocasiones que el aparato de medida interfiera de alguna manera sobre el sistema físico en el que se debe medir algo o entre en contacto con dicho sistema. En esas situaciones se debe poner mucho cuidado, en evitar alterar seriamente el sistema observado. De acuerdo con la mecánica clásica no existe un límite teórico a la precisión o el grado de perturbación que dicha medida provocará sobre el sistema (esto contrasta seriamente con la mecánica cuántica o con ciertos experimentos en ciencias sociales donde el propio experimento de medición puede interferir en los sujetos participantes).

Por otro lado, no hemos de perder de vista que las medidas se realizan con algún tipo de error, debido a imperfecciones del instrumental o a limitaciones del medidor, errores experimentales, por eso, se ha de realizar la medida de forma que la alteración producida sea mucho menor que el error experimental que pueda cometerse. Por esa razón una magnitud medida se considera como una variable aleatoria, y se acepta que un proceso de medición es adecuado si la media estadística de dichas medidas converge hacia la media poblacional. En mecánica clásica las restricciones para el grado de precisión son siempre de carácter tecnológico o práctico, sin embargo, en mecánica cuántica existen límites teóricos para el grado de precisión que puede alcanzarse (véase principio de incertidumbre, teorema de Kochen-Specker).

Medición directa

La medida o medición diremos que es directa, cuando se obtiene con un instrumento de medida que compara la variable a medir con un patrón. Así, si deseamos medir la longitud de un objeto, se puede usar un calibrador. Obsérvese que se compara la longitud del objeto con la longitud del patrón marcado en el calibrador, haciéndose la comparación distancia-distancia. También, se da el caso con la medición de la frecuencia de un ventilador con un estroboscopio, la medición es frecuencia del ventilador (nº de vueltas por tiempo) frente a la frecuencia del estroboscopio (nº de destellos por tiempo).

Medidas reproducibles

Son aquellas que al efectuar una serie de comparaciones entre la misma variable y el aparato de medida empleado, se obtiene siempre el mismo resultado. Ejemplo: Si se mide cualquier número de veces un lado de un escritorio, siempre se obtiene el mismo resultado. Las medidas reproducibles son procedimientos no destructivos que además no producen una alteración importante en el sistema físico sujeto a medición.

Medición estadística

Son aquellas que al efectuar una serie de comparaciones entre la misma variable y el aparato de medida empleado, se obtienen distintos resultados cada vez. Ejemplo: Determinar el número de personas que leen este artículo diariamente.

Aunque se obtienen resultados diferentes cada día, se puede obtener un valor medio mensual o anual.

Medición indirecta

No siempre es posible realizar una medida directa, porque existen variables que no se pueden medir por comparación directa, es por lo tanto con patrones de la misma naturaleza, o porque el valor a medir es muy grande o muy pequeño y depende de obstáculos de otra naturaleza, etc. Medición indirecta es aquella en la que una magnitud buscada se estima midiendo una o más magnitudes diferentes, y se calcula la magnitud buscada mediante cálculo a partir de la magnitud o magnitudes directamente medidas.

Ejemplo 1: Se quiere medir la temperatura de un litro de agua, pero no existe un medidor de comparación directa para ello. Así que se usa una termopar, la cual, al ingresar los alambres de metal al agua, se dilatan y dicha dilatación se convierte en una diferencia de voltaje gracias a un transductor, que es función de la diferencia de temperatura. En síntesis, un instrumento de medición indirecta mide los efectos de la variable a medir en otra instancia física, cuyo cambio es análogo de alguna manera.

Ejemplo 2: Se desea medir la altura de un edificio demasiado alto, dadas las dificultades de realizar la medición directamente, emplearemos un método indirecto. Colocaremos en las proximidades del edificio un objeto vertical, que sí podamos medir, así como su sombra. Mediremos también la longitud de la sombra del edificio. Dada la distancia del Sol a la tierra los rayos solares los podemos considerar paralelos, luego la relación de la sombra del objeto y su altura, es la misma que la relación entre la sombra del edificio y la suya. Llamando:

SOb: a la sombra del objeto.

AOb: a la altura del objeto.

SEd: a la sombra del edificio.

AEd: a la altura del edificio.

, luego,

Esto permite calcular la altura del edificio a partir de las medidas directas tomadas.

I.(Wikipedia)

2. MASA

Es una medida de la inercia .mas estrictamente la masa es ,una medida de la cantidad de materia. No varia de un lugar a otro en el universo, se determina mediante una balanza .es una medida de la cantidad de materia que posee un cuerpo. Es una propiedad intrínseca de los cuerpos que determina la medida de la masa inercial y de la masa gravitacional. La unidad utilizada para medir la masa en el Sistema Internacional de Unidades es el kilogramo (kg). Es una magnitud escalar.

3. TEMPERATURA:

Mide la intensidad o nivel calorífico de un sistema o de un cuerpo para la medición de la temperatura se hace uso del termómetro, el que contiene mercurio sellado dentro de un tubo de vidrio (capilar).los pirómetros registran la energía radiante que se desprende de un cuerpo caliente ,o sea se utiliza cuando se tienen las temperaturas altas.

Escalas termométricas: llamamos escalas termométricas a una sucesión ordenada de rayas o señales trazadas sobre un cuerpo en base a una propiedad termométrica de ese cuerpo o de otro contenido en el .

Las escalas termométricas más usadas son: la escala kelvin, la escala Celsius y la escala Fahrenheit. La primera se llama escala absoluta y las otras dos, escala relativa, En la escala absoluta a la temperatura más baja de la naturaleza se le ha asignado el valor de cero y se conoce como cero absoluto, a esa temperatura la moléculas han perdido, hipotéticamente, toda su energía cinética .

Las temperaturas altas se expresan en grados, en una escala relativa o en escalas absolutas teniéndose la siguiente relación para su conversión de una escala a otra.

MATERIALES Y REACTIVOS:

Balanzas.

probetas.

Vaso de precipitado.

pipetas.

buretas

matraces

tubo de ensayo.

PARTE EXPERIMENTAL:

Medición de masa:

Seguir las indicaciones respecto al empleo de la balanza.

En primer lugar dar un valor real o estimado de la cantidad de masa de la muestra.

Luego efectuar el pesado con la balanza y se obtiene el dato medido.

Finalmente comparar los valores.

Nº Material de laboratorio Balanza(A)

Dato real Balanza(B)

Dato medido Error Absoluto Error Relativo % de error

1 Pipeta volumétrica 21.55 gr. 23.1 gr. 1.55 gr. 0.0719 7.19

2 Matraz 23.2 gr. 22.5 gr. 0.7 gr. 0.030 3

Mediciones de volumen:

Los vasos de precipitados, matraces, probetas, pipetas, buretas, tienen su capacidad marcada o grabada. Demuestre

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