CIENCIA    BÁSICA

EXPERIMENTAL    PARA

ESTUDIANTES    DE

INGENIERÍA    QUÍMICA

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Principal Mapa curricular Cómo investigar Cómo informar Técnicas básicas Bitácora Índice

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Arriba Ley de enfriamiento Cinética química Reacción ácido-base Guía de examen

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Registro y Manejo de Datos Experimentales

(Duración: 38-40 hrs.)


 
   
 

INTRODUCCIÓN

Muy a menudo se encuentra en la práctica que existe una relación entre dos (o más) variables. Por ejemplo: la presión de una masa dada de gas  depende de su temperatura y su volumen, las circunferencias de los círculos dependen de sus radios, los pesos de hombres adultos, en cierto modo dependen de sus alturas, si se desea expresar esta relación mediante una ecuación matemática que relacione las variables. En estos casos el problema general consiste en  encontrar ecuaciones de curvas de aproximación que se ajusten al conjunto de datos, en otras palabras, es el buscar la curva  de ajuste. Para llegar a determinar una ecuación que relacione las variables, un primer paso que nos sirve de ayuda es la colección de datos que muestren los correspondientes valores de las variables consideradas, X1, X2... Xn, Y1, Y2... Yn,  el siguiente paso es representar las parejas de puntos (X1, Y1), (X2, Y2)... (Xn, Yn) en un sistema de coordenadas rectangulares. El sistema de puntos se llama diagrama de dispersión, con estos diagramas es posible frecuentemente representar una línea que se aproxime a los datos, bien a una línea recta y se dice que existe una relación lineal entre los datos, o bien a una curva y en este caso, se dice que existe una relación no lineal entre los mismos.

Me lo contaron y lo olvidé,  lo vi y lo entendí,  lo hice y lo aprendí.

Confucio

Propósito

Capacitar a los estudiantes en el análisis de sus resultados experimentales y las diferentes formas de representarlos

 

Objetivo Particular:

Aprender a ordenar y clasificar los datos experimentales, para realizar el análisis de estos y encontrar el mejor modelo matemático que los ajuste o represente.

Objetivos Específicos:

 

              Al concluir esta unidad, el alumno será capaz de:

1.- Definir con sus palabras los siguientes conceptos

         1.1 Medición

         1.2 Error, equivocación y discrepancia

         1.3 Error sistemático y aleatorio

2.- Explicar oralmente

         2.1 Fuentes de error más comunes

         2.2 Características de los errores

         2.3 Registro de datos

         2.4 Representación gráfica

         2.5 Gráfica

         2.6 Utilidad de una gráfica

         2.7 Diferentes tipos de curvas y sus gráficas

         2.8 Ecuación empírica de una curva

         2.9 Tratamiento estadístico de datos

         2.10 Media

         2.11 Desviación estándar

         2.12 Limites de confianza

3.- Aplicar los puntos I y 2 a todos los experimentos que realice en esta unidad al:

         3.1 Identificar los diferentes tipos de errores y sus fuentes principales

         3.2 Hacer un registro y análisis de los datos experimentales

         3.3 Construir una gráfica empírica con los datos experimentales

         3.4 Analizar una gráfica

         3.5 Aplicar el tratamiento estadístico a los datos experimentales

4.- Realizar los experimentos indicados con esta metodología

Contenido Teórico

1.- Concepto de Medición

        1.1 Medida directa e indirecta

        1.2 Medida cualitativa - cuantitativa

2.- Errores en la medición

        2.1 Error, equivocación y discrepancia

        2.2 Clasificación de errores

               2.2.1 Errores sistemáticos o determinados y sus fuentes

               2.2.2 Errores aleatorios o indeterminados y sus   fuentes

3.- Exactitud y Precisión

        3.1 Concepto y su relación

4.- Tratamiento estadístico de los datos experimentales

        4.1 Exactitud

               4.1.1 Por ciento de error

        4.2 Precisión

               4.2.1 Desviación estándar

        4.3 Limites de confianza

5.- Registro de los datos experimentales

        5.1 Representación gráfica

               5.1.1 Utilidad de las gráficas empíricas

               5.1.2 Relación entre variables

               5.1.3 Trazado de gráficas empíricas

               5.1.4 Curva más apropiada

               5.1.5 Tipos de gráficas y su representación matemática

                         5.1.5.1 Gráficas lineales

                         5. I.5.2 Gráficas potenciales

                         5.1.5.3 Gráficas exponenciales

                         5.1.5.4 Gráficas logarítmicas

              5.1.6 Ajuste de curvas por el

                       Método de mínimos cuadrados

              5.1.7 Coeficiente de correlación

 

Bibliografía básica

 

1.        E. Batschelet, Matemáticas Básicas para biocientíficos, Editorial Dossa -Springer, Nueva York,, 1978

2.      F.H. Steen y Ballow, Geometría Analítica, Publicaciones Culturales, México, 1978

3.      L. W. Masterton y E. J. Slowinski, Matemáticas para químicos, Interamericana, México, 1976

4.      L. d'Hainaut, Cálculo de las incertidumbres en las medidas, Trillas, S A, México, 1978

Bibliografía complementaria :

 

1.      Murray R. Spiegel, Estadistica Teoría  y 875 problemas resultos, Editorial McGraw-Hill, Cap. 13, Colombia, 1970.

2.      P. Ander y A.J. Sonnessa, Principios de Química, Limusa, México, P. 26-28, 1978

3.      W.l.I. Baker y E.C. Allen, Biología e investigación científica, Fondo Educativo Interamericano, S A, P.76-85, 1970

4.      Open University, El manejo de los datos experimentales, McGraw-Hill, México 1974

5.      Open University, Errores y exactitud, McGraw-Hill, México, 1974

6.      P.V. Spindonov y A.A. Lopatkin, Tratamiento Matemático de datos Fisicoquímicos Ed. Mir Moscú 1973.

7.      L. G. Squires, Física Práctica, McGraw-Hill, México, 1972

8.      Lange' s Handbook of Chemistry

9.      The Merck Index

Web Bibliografía básica:

   
  1. Seguridad en los Laboratorios de Prácticas, Universidad de Alcalá, 1995, Comisión de Seguridad y Salud Laboral                                          http://www2.uah.es/edejesus/seguridad.htm

  2. Método de los mínimos cuadrados      (portal de Ciencia Básica)                                                 http://es.geocities.com/ciencia_basica_experimentos/minimos.htm

  3. Ajuste de datos experimentales por el método de los mínimos cuadrados  http://www.uanl.mx/publicaciones/ingenierias/10/pdf/10_Salvador_Acha_et_al_Ajuste_datos_exp.pdf

  4. Ajuste de datos experimentales                                                                                          http://macul.ciencias.uchile.cl/~tenreiro/labfit.html

 

 

CONTENIDO EXPERIMENTAL

Objetivo

Propiciar a los alumnos experiencias de aprendizaje en los que apliquen el Método Científico, realicen diferentes tipos de medidas, determinen sus errores, analicen estadísticamente sus resultados, los representen gráficamente y determinen ecuaciones empíricas sencillas relacionadas con los fenómenos sometidos a estudio experimental.

 

 

Mapa del Sitio

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Basic Science applied to Chemical Engineering
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Última modificación al Sitio Web:  16 de Febrero de 2014