UNIVERSIDAD CATOLICA DE SANTA MARIA Facultad de Arquitectura, Ingeniería Civil A!"iental
EVALUACION DE LA E#ACTITUD $ %RECISION %ARA DATOS DE SISTEMAS TERMODINAMICOS &ernal %ac'ec(, Andrea )i!ena E*cuela %r(+e*i(nal de Ingeniería A!"iental
RESUMEN La *iguiente r-ctica, *e reali.a ara !e/(rar el !ane/( de in*tru!ent(* de !edici0n1 C(n(ciend( *u adecuad( u*(, !anteni!ient( c(!( *a"er *i el in*tru!ent( *e 'aa c(rrecta!ente cali"rad(1 %ara que nue*tr(* re*ultad(* *ean c(n2a"le*, de"er-n de (*eer e3actitud reci*i0n, "a*ad(* en l(* dat( dat(* * ("te ("teni nid( d(* * en la* la* di*ti di*tint nta* a* !edi !edici ci(n (ne* e*,, t(!a t(!ada da* * c(n c(n di*t di*tin int( t(* * in*tru!ent(* e3re* e3re*ad(* ad(* en la l a !i*!a unidad1 %ala"ra* clave*4 cali"raci0n, c(n2an.a, e3actitud, re*i0n
ABSTRACT T'e ne3t ractice i* d(ne t( i!r(ve t'e !anage!ent (+ !ea*uring in*tru!ent*1 5n(6ing t'eir r(er u*e, !aintenance and '(6 t( 7n(6 i+ t'e in*tru!ent i* r(erl cali"rated1 S( t'at (ur re*ult* are relia"le, t'e !u*t (**e** accurac and reci*i(n, "a*ed (n data ("tained +r(! t'e vari(u* !ea*ure!ent*, ta7en 6it' di8erent in*tru!ent* den(!inated in t'e *a!e unit 5e6(rd*4 5e6(rd*4 cali"rati(n, relia"ilit, accurac, re**ure re**ure
INTRODUCCION En l(* *i*te!a* ter!(din-!ic(* (tra* -rea*, *e reali.an e3eri!ent(* ara que e*t(* *ean e3it(*(* e* de gran i!(rtancia *a"er el u*( adecuad( de l(* di+erente* in*tru!ent(* a di*(*ici0n tener !edici(ne* c(rrecta*, ara e*t( e* nece*ari( tener en cuenta cuale* *(n l(* in*tru!ent(* !-* c(n2a"le* reci*(*1 C(n l(* di*tint(* in*tru!ent(*, *e reali.ara una *eria de e3eri!ent(* ara c(!r("ar c(!( l(* re*ultad(* ("tenid(* (r diver*(* in*tru!ent(* varían entre *í, c(n(ciend( cu-l de ell(* e* !-* reci*( e3act(1 Si *e c(!ara!(* re*ultad(* ("tenid(* en una "alan.a analítica una electr electr0ni 0nica, ca, n(ta!( n(ta!(* * que la analít analítica ica r((r r((rci( ci(na na !e/(r !e/(re* e* re*ul re*ultad tad(* (* ( reale* 9cuatr( deci!ale*:, ent(nce* ("*erva!(* l( !i*!( c(n una ieta v(lu!;trica una ieta !ec-nica, la ieta !ec-nica e* !-* c(n2a"le1 Ta!"i;n Ta!"i;n e3i*te la variaci0n de l(* re*ultad(* u*and( el !i*!( in*tru!ent(, (r e/e!l( cuand( *e !ide <= !l c(n una ieta, nunca *e ("tendr-n l(* !i*! !i*!( ( re*u re*ult ltad ad(, (, de"i de"id( d( a dive diver* r*(* (* +act +act(r (re* e* c(nd c(ndic ici(n i(ne* e*>> err( err(rr del del
alu!n(, el in*tru!ent( n( *e encuentra cali"rad(, te!eratura, re*i0n at!(*+;rica, etc1 C(n el u*( de ecuaci(ne* *e c(n(cer- l(* val(re* de interval( de c(n2an.a 9CI:, err(r relativ( 9?E rel:, !edia, de*viaci0n e*t-ndar 9DS: c(e2ciente de variaci0n 9CV:1
FUNDAMENTO TEORICO •
•
•
•
E3actitud4 indica cuan cercana e*ta una !edici0n del val(r real de la cantidad !edida1 En t;r!in(* e*tadí*tic(*, la e3actitud e*t- relaci(nada c(n el *e*g( de una e*ti!aci0n, cuan !en(r *ea el *e*g( !-* e3act( e* una e*ti!aci0n Cuand( e3re*a!(* la e3actitud de un re*ultad( *e e3re*a !ediante el err(r a"*(lut( que e* la di+erencia entre el val(r e3eri!ental el val(r verdader( %reci*i0n4 Se re2ere a la di*er*i0n del c(n/unt( de val(re* ("tenid(*1 Se uede de2nir c(!( la caacidad de un in*tru!ent( de reetir la !i*!a lectura de !edici0n "a/( la* !i*!a* c(ndici(ne* de (eraci0n1 E* un ar-!etr( relevante, e*ecial!ente en la inve*tigaci0n de +en0!en(* +í*ic(*, e* decir, *e indica una .(na dentr( de la cual e*t- c(!r(!etid( el verdader( val(r de la !agnitud Medici0n4 e* i!(rtante en la e3eri!entaci0n ara c(!r("ar 'ec'(* *u valide., c(n e*t( (de!(* veri2car la veracidad ( +al*edad de un event( Se le de2ne c(!( cualquier !agnitud c(!arada c(n (tra c(!( unidad, *iend( a!"a* de la !i*!a naturale.a Media arit!;tica4 e* el val(r ("tenid( al *u!ar t(d(* l(* dat(* dividir el re*ultad( entre el n@!er( t(tal de dat(*1 ×=
•
∑ x n
Interval( de c(n2an.a4 e* un rang( de val(re* 9calculad( en una !ue*tra: en el cual *e encuentra el verdader( val(r del ar-!etr(, c(n una r("a"ilidad deter!inada La r("a"ilidad de que el verdader( val(r del ar-!etr( *e encuentre en el interval( c(n*truid( *e den(!ina nivel de c(n2an.a, *e den(ta 1−α 1 La r("a"ilidad de equiv(carn(* *e lla!a nivel de *igni2cancia *e *i!"(li.a 1 Beneral!ente *e c(n*truen interval(* c(n c(n2an.a 1−α = 95 9*igni2cancia ?:
(± σ t ) ( V ) α
IC 95 =
2
√ n
D(nde V e* grad( de li"ertad
•
De*viaci0n e*t-ndar4 e* la raí. cuadrada de la varian.a1 E* decir, la raí. cuadrada de la !edia de l(* cuadrad(* de la* untuaci(ne* de de*viaci0n1 La de*viaci0n e*t-ndar *e rere*enta (r σ =
•
√
∑ ( ×−× )
•
n−1
C(e2ciente de variaci0n4 e* la relaci0n entre la de*viaci0n tíica de una !ue*tra *u !edia1 CV =
•
2
σ x
Si l( e3re*a!(* en (rcenta/e *e le !ultilica (r == Err(r a"*(lut(4 viene a *er la di+erencia entre el val(r real 9Vr:, el val(r e3eri!ental 9Ve3:, uede *er (r e3ce*( 9err(r (*itiv(: ( uede *er (r de+ect( 9 err(r negativ(: |¿|=|Vr− Vexp|× 100 E¿ Err(r relativ(4 e* el c(ciente de dividir el err(r a"*(lut( 9E a"*:, (r el val(r verdader( 9Vr:, que +recuente!ente, *e e3re*a en +(r!a de (rcenta/e, den(!in-nd(*e (rcenta/e de err(r, *iend( e*te err(r el que n(* da la e3actitud de la !edida1 Vr −Vexp Erel= × 100 Vr
MATERIALES Y METODOS A1 MATERIALES G %icn0!etr( de = !l G Tre* Va*(* de %reciitad( de <= !l, == !l <= !l G &ureta de = !l G Matra. Erlen!eer de == !l G %ieta !ec-nica de === Hl G Ter!0!etr( digital G D(* %ieta* V(lu!;trica* de !l = !l &1 EUI%OS G &alan.a electr0nica G &alan.a analítica G &alan.a granataria G S((rte univer*al C1 METODOS 1 Liquid( %ur( Mida J== !l de agua de*tilada en un Matra. Erlen!eer de == !l, !ida *u te!eratura c(n el ter!0!etr( digital, *u re*i0n at!(*+;rica *u den*idad <1 Si*te!a I4 &alan.a analítica ieta* Tare un va*( de reciitad( de == !l di*en*e c(n ieta v(lu!;trica de = !l de agua de*tilada dentr( del va*(
an(te el e*(1 Reita e*te r(cedi!ient( K vece*, teniend( un v(lu!en 2nal de K= !l Utili.and( un va*( de reciitad( de = !l una ieta v(lu!;trica de 1= !l, realice K deter!inaci(ne* de *u e*(, tarand( en cada adici0n de agua de*tilada 1 Si*te!a II4 &alan.a analítica "ureta Reita el r(cedi!ient(, tal c(!( *e re*enta en el a*( <, er( utili.e un va*( de reciitad( de == !l, c(n una "ureta de < !l llena de agua di*en*e = !l de agua1 Reita e*te r(cedi!ient( de tarar el va*(, adici(nar = !l an(tar el e*( 'a*ta ("tener *ei* deter!inaci(ne* de la !i*!a "ureta1 O"*erve que el v(lu!en t(tal *er- de K= !l Reita el r(cedi!ient( c(n un va*( de reciitad( de <= !l un v(lu!en de !l, di*en*and( de*de la "ureta, realice *ei* deter!inaci(ne*
J1 Si*te!a III4 &alan.a analítica ieta !ec-nica Reita el r(cedi!ient(, tal c(!( *e re*enta en el a*( <, er( 'aga u*( de un va*( de reciitad( de <= !l una ieta !ecanica de !l1 Reita e*te r(cedi!ient( de tarar el va*( adici(nar !l auntar el e*( 'a*ta ("tener *ei* deter!inaci(ne* c(n la !i*!a ieta1 T(tal de v(lu!en K !l 1 Si*te!a IV4 C(ntenid( t(tal 9TC: +rente al *u!ini*tr( T(tal 9TD: Tare un !atra. a+(rad( de == !l *("re una "alan.a granitaria1 Ll;vel( c(n agua 'a*ta la !arca del a+(r(1 %e*e el agua c(ntenida en el !atra. A c(ntinuaci0n, tare un va*( de reciitad( de <= !l vierta el agua del !atra. v(lu!;tric( dentr( del va*(1 %e*e el agua *u!ini*trada (r el !atra. a+(rad( K1 Re*(luci0n 9R: +rente a E3actitud 9E: %(nga a cer( un granatari( e*e una e*a atr0n ( un ("/et( atr0n1 An(te el e*( ("*ervad( Reita la (eraci0n c(n el !i*!( ("/et( atr0n utili.a (tr( !(del( de "alan.a
RESULTADOS Y DISCUSIÓN A1 &alan.a analítica %ieta* v(lu!;trica* Ta"la 4 Re*ultad(* de %ieta*
Ensayo 1 2 3 4 5
1 ml M =1 1= 1=< =1 1=<
V =1 1= 1=<< =1 1=<<
10 ml M 1 1K 1< 1< 1
V 1K 1 1 1 1K
1==
1==
1
1<
Ta"la <4 An-li*i* e*tadí*tic( de %ieta* cuand( n
N!3 M"#$a DS C% &E'"l IC(5&
1 ml M <1= K1KKK K1KK 1J =1<<
10 ml
V <1=
M 1K =1== =1=== G<1K =1<
V 1 =1===J =1===< 1J =1
Ta"la 4 An-li*i* e*tadí*tic( de %ieta* cuand( n K
N!
1 ml
10 ml
M
V M"#$a =1 =1K DS =1=== =1== C% =1===J =1===J &E'"l 1J <1< IC(5& =1== =1= &1 &alan.a analítica &ureta
M 1< =1== =1=== G<1=< =1=<
V 1= =1==< =1===< 1J< =1K
Ta"la J4 Re*ultad(* de &ureta*
Ensayo 1 2 3 4 5
1 ml M 1=< =1 1=< =1 =1K 1=
10 ml
V 1=<< =1 1=<< =1 =1K 1=<
M
V
1 1 =1= 1 1= =1=
=1= =1= =1K 1 1 =1=
Ta"la 4 An-li*i* e*tadí*tic( de &ureta* cuand( n
N!3 M"#$a DS C% &E'"l IC(5&
1 ml M 1== =1== =1=== =1= =1
10 ml V
1== =1== =1=== 1 =1
M
V =1=JK =1==
1KK =1==
Ta"la K4 An-li*i* e*tadí*tic( de &ureta* cuand( n K
N! M"#$a DS C% &E'"l IC(5&
1 ml M =1 =1== =1== G=1KK =1=J
V =1 =1== =1=== G=1= =1=J<
10 ml M 1JK =1= =1==K <1K =1=KK
V =1
C1 &alan.a analítica %ieta !ec-nica Ta"la 4 Re*ultad(* de la %ieta !ec-nica
Ensayo 1 2 3 4 5
1 ml M =1K =1K 1= =1 1=
V =1K =1K 1= =1 1== 1=
Ta"la 4 An-li*i* e*tadí*tic( de la %ieta !ec-nica cuand( n
N!3 M"#$a DS C% &E'"l IC(5&
1 ml M
V
=1< =1==<= =1==< G<1= =1K
=1= =1==< =1==<J G1< =1<
Ta"la 4 An-li*i* e*tadí*tic( de la %ieta !ec-nica cuand( n K
N! M"#$a DS C% &E'"l IC(5&
1 ml M =1 =1== =1== G1K =1=K=
V =1J =1== =1==J G=1K =1==K
D1 C(ntenid( t(tal Frente al *u!ini*tr( t(tal Ta"la =4 %e*(* del agua en el !atra. va*(
A*+a "n "l ma,'aA*+a "n "l .aso
)"so *
%ol+m"n ml
K1 <1J
J== K
E1 Re*(luci0n +rente a e3actitud Ta"la 4 %e*( del ("/et( atr0n 9!(neda:
Balan-a
T$/o #" alan-a
)"so #"l /a,'n
1 2 3
El;ctrica Analítica Branatari(
1< 1<
o",o
CONCLUSIONES •
•
• •
L(* !ateriale* utili.ad(* en e*te la"(rat(ri(, +uer(n !aniulad(* anali.ad(* adecuada!ente, teniend( el c(n(ci!ient( adecuad( ara deter!inar *u err(r (rcentual de cada un( de e*t(* El IC, n(* er!ite c(n(cer re*ultad(* ar(3i!ad(* !-* ac(rde* a la realidad1 La e3actitud reci*i0n n( *(n equivalente* La aut(!ati.aci0n de di+erente* rue"a* ( t;cnica* uede r(ducir un au!ent( de la reci*i0n, a que *e di*!inue l(* err(re* !anuale*
REFERENCIAS BIBLIORAFICAS 'tt*4PPeva12ng1edu1uPlugin2le1'P<=P!(dQre*(urcePc(ntentP=P&i"li(gr a2aP=1d+ 'tt*4PPa!ine12le*16(rdre**1c(!P<=P=KPin+(r!eGla"(rat(ri(G !edicic"nGreci*ic"nGeGincertidu!"re1d+ 'tt4PP6661ugr1e*Pagca*c(Per*(nalPge(ter!("ar(!etriaPreci*i(nQe3actit ud1't! 'tt4PP6661c(nevt1(rg1!3Pcur*(*Pcur*(*Pcnaturale*Qv
ANEOS C+"s,$on"s /a'a om/l",a' y '"s/on#"' 1 C0!( *e ven a+ectad(*, te0rica!ente, la de*viaci0n tíica, c(e2ciente de variaci0n, la !edia, (rcenta/e de err(r relativ( el interval( del ? de c(n2an.a En l( te0ric( t(d(* *(n ar-!etr(* !u *en*i"le* a untuaci(ne* ( val(re* alt(* C(!lete la ta"la4
Es,a#6s ,$o DS C% M"#$a &E'"l IC(5&
T"'$os
)'7,$os on los '"s+l,a#os o,"n$#os
Ma* reetici(ne* Men(r di*er*i0n Men(r a un(
Medida !a(r Cercan( al r(!edi( &a/a vairan.a
Ma(r
Cercana val(r e*erad( Err(r "a/( Me(r Fuera del E*trec'(
Men(r Interval(
Ma* reetici(ne* Ma* di*er*(
Men(* di*er*i0n al Men(r a un(
Medida !a(r Ma(r al r(!edi( Cercana al r(!edi( &a/a varian.a
Err(r alt( Dentr( del
e*trec'(
interval(
!en(*
interval(
E*t(* re*ultad(* *e udier(n c(n(cer de*u;* de 'a"er ("tenid( l(* re*ultad(* tant( ara la varian.a c(!( la de*viaci0n tíica que *(n !edida* de di*er*i0n, de tal !anera que cuant( !en(r *ean a!"(* ar-!etr(* !-* agruad(* *e enc(ntraran e*t(* val(re*1 A !a(r *ea el interval( de c(n2an.a, va eli!inand( el err(r <1 %(r qu; *e utili.an el (rcenta/e de err(r relativ( el c(e2ciente de variaci0n ara c(!arar, re*ectiva!ente, e3actitud la reci*i0n de l(* v(l@!ene* de ( = !l, t(!ad(* ( di*en*ad(* c(n la ieta v(lu!;trica la "ureta en l(* !;t(d(* < en lugar de utili.ar *i!le!ente la !edia la de*viaci0n tíica, re*ectiva!ente Se e*ti!a la e3actitud de acuerd( al (rcenta/e de err(r relativ( entre el val(r !edi( del an-li*i* el val(r verdader( ade!-* de la reci*i0n relativa *e calcula c(!( el c(e2ciente de variaci0n, cuand( *e 'ace re+erencia a la relaci0n entre el ta!a( de la !edia ( r(!edi( la varian.a1 Sa"re!(* que *i l(* val(re* de la r-ctica *(n reale*
1 C(!are di*cuta la e3actitud la reci*i0n de l(* v(l@!ene* de !l t(!ad(* ( di*en*ad(* utili.and( una ieta v(lu!;trica, "ureta ( ieta !ec-nica *(n c(n*i*tente* e*t(* re*ultad(* c(n l( que *e de"ería e*erar L(* re*ultad(* de la ieta v(lu!;trica, *(n l(* que tienen !en(r cercanía al dat( e*erad(, (r e*( *e deduce que e*te e* el in*tru!ent( c(n !a(r e3actitud, el *iguiente *eria la "ureta (r @lti!( la ieta !ec-nica J1 Si 'aciend( u*( de la ieta !ec-nica, la e3actitud ( la reci*i0n ( a!"a*, *(n !en(re* que l( que *e de"ería de e*erar u; (dría 'acer ara !e/(rar la e3actitud la reci*i0n %ara tener una !e/(r e3actitud reci*i0n, *e tiene que llenar c(!leta!ente l(* in*tru!ent(*, n( dand( lugar al aire, utili.and( una r(ieta ara de/ar t(d( el re*idu( en el reciiente1 1 En un e3eri!ent( de val(raci0n utili.and( una "ureta e*eraría utili.ar un v(lu!en !uc'( !en(r que = !l en cada val(raci0n e*eraría que *u e3actitud reci*i0n +ue*en !e/(re* utili.and( una "ureta de = !l ( una "ureta de = !l (rque
La e3actitud re*i0n que *e tienen c(n la "ureta de = !l de"e de *er !a(r que c(n una de = !l1 A !en(r v(lu!en !a(r *er- la e3actitud reci*i0n K1 en qu; !(d( di*tinguen *u* re*ultad(* del !;t(d( de la re*ente e3eriencia de la"(rat(ri( entre c(ntener *u!ini*trar un !atra. a+(rad( e* ara c(ntener ( ara *u!ini*trar Su!ini*trar e* aadir una *u*tancia a (tra, e* r(ia de la ieta v(lu!;trica C(ntener, e* !antener ( retener en el interi(r cierta *u*tancia en e*tad( líquid(, e*te le c(rre*(nde al !atra. a+(rad(, c(n *u caacidad !-3i!a en la línea de enra*e 1 A artir de *u* re*ultad(* del !;t(d( K de e*a e3eriencia de la"(rat(ri( daría '(ra (r *uue*t( que, (rque una "alan.a de una lectura c(n una re*(luci0n de =1= gr e*ta 'a de *er reci*a 'a*ta =1= gr %(*ee una !en(r reci*i0n a que *e u*a un ;ndul( de carga ara deter!inar !a*a* *u e3actitud 'a*ta el d;ci!( ( cent;*i!(, ara tener un e*( general del ("/et( 1 u; +uente* de err(r *e 'icier(n evidente* ( +uer(n (*i"le* en l(* !;t(d(* <, J, c(!( (drían 'a"er *id( reducid(* C(n la ieta v(lu!;trica, a*irar "ur"u/a* de aire que 'ace que la cantidad del líquid( vari; C(n la "ureta al ga*tar la *(luci0n ( erder v(lu!en de la *(luci0n %ieta !ec-nica, eli!inar c(rrecta!ente 'a*ta el 2nal *u c(ntenid( ( 'u!edecer revia!ente la unta de la ieta 1 Su(nga que e*t- c(n*iderand( ad(tar un !;t(d( analític( nuev( en *u la"(rat(ri( ara !edir la re*i0n !an(!;trica* de un ga* ideal en ST% C0!( deter!inaría la reci*i0n del nuev( !;t(d( la c(!araría c(n el !;t(d( antigu( C0!( deter!inaría la e3actitud del !;t(d( nuev( La reci*i0n *e deter!ina (r la re*i0n !edia !en(* la re*i0n dividida entre la re*i0n !edida La e3actitud *eria deter!inada (r la re*i0n !edia !en(* la re*i0n e*erada dividida entre la re*i0n e*erada
C7l+los
Im7*"n"s #" la )'7,$a
I!agen N4 !edici0n de la te!eratura
I!agen N<4 %ieta v(lu!etrica
I!agen N4 Titulaci0n
I!agen NJ4 %e*( de la cantidad de agua
I!agen N4 %e*( en "alan.a electr0nica
I!agen NK4 %e*( en "alan.a analítica
I!agen N4 %e*( de !(neda
I!agen N4 %e*( de !(neda