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Prof. Henrique Mourão CTD130 – QUÍMICA TECNOLÓGICA I TEORIA Instituto de Ciência e Tecnologia MEDIDAS (Unidades, incertezas na medida e algarismos significativos) Unidades SI (Sistema Internacional de Unidades) • Existem dois tipos de unidades: –Unidades fundamentais (ou básicas); –Unidades derivadas???? • Existem 7 unidades básicas no sistema SI. Unidades de medida Unidades de medida Unidades SI Prefixo Fator de multiplicação Exemplos Símbolos Quilo 1 000 (103) 1 quilômetro =1 000 metros (103 m) 1quilograma = 1 000 gramas (103 g) Km Kg Deci 1/10 (10-1) 1 decímetro = 0,1 metro (10-1 m) dm Centi 1/100 (10-2) 1 centímetro = 0,01 metro (10-2 m) cm Mili 1/1 000 (10-3) 1 milímetro = 0,001 metro (10-3 m) 1 milissegundo = 0,001 segundo (10-3) mm ms Micro 1/1 000 000 (10-6) 1 micrômetro = 0, 000 001 metro (10-6 m) µm Nano 1/1 000 000 000 (10-9) 1 nanômetro = 0, 000 000 001 metro (10-9 m) 1 nanograma = 0, 000 000 001 grama (10-9 g) nm ng Modificando o tamanho das unidades do SI com prefixos 5 Prefixos Unidades de medida Unidades de medida Temperatura: Propriedade que determina a direção do fluxo de calor. • Escala Kelvin (SI) – A menor temperatura possível (zero absoluto) é o zero Kelvin: 0 K = -273,15 oC. • Escala Celsius A água congela a 0 oC e entra em ebulição a 100 oC. Para converter: K = oC + 273,15. • Escala Fahrenheit A água congela a 32 oF e entra em ebulição a 212 oF. 32-F 9 5 C 32C 5 9 F Temperatura Unidades de medida Volume • As unidades de volume são dadas por (unidades de comprimento)3. A unidade SI é o 1 m3. 1000 L = 1 m3 • Normalmente, usamos : 1 mL = 1 cm3. • Outras unidades de volume: 1 L = 1 dm3 = 1000 cm3 = 1000 mL. Unidades de medida Unidades de medida Vidraria – Volume Densidade • Usada para caracterizar as substâncias. • Definida como massa dividida por volume: • Unidades: Kg/m3(SI); g/cm3. Unidades de medida Unidades de medida Exercícios 1- Classifique cada um dos seguintes itens como medidas de comprimento, área, volume, massa, densidade, tempo ou temperatura: (a)5 ns (b)5,5 kg/m3 (c)0,88 pm (d)540 km2 (e)173 K (f) 2 mm3 2- (a) Uma amostra de tetracloreto de carbono, um líquido usado no passado para lavagem a seco, tem uma massa de 39,73 g e um volume de 25,0 mL a 25oC. Qual sua densidade a essa temperatura? O tetracloreto de carbono flutua na água? (b) A densidade da platina a 20oC é 21,45 g/cm3. Calcule a massa (em unidade SI) de 75,00 cm3 de platina a essa temperatura. (c) A densidade do magnésio a 20oC é 1,738 g/cm3. Qual é o volume em mL de 87,50 g deste metal a essa temperatura? R: a) 1,59 g/mL b) 1,609 Kg c) 50,35 mL 3- (a) A temperatura em um dia de verão é 87oF. Qual é a temperatura em oC? (b) O ponto de fusão do brometo de sódio (um sal) é 755oC. Qual é a sua temperatura de fusão em oF? (c) O tolueno congela a – 95oC. Qual seu ponto de congelamento em kelvins e em graus Fahrenheit? R: a) 31 oC; b) 1391 oF; c) -139 oF e 178,15 K. Dúvida/aposta? • Ex: Suponha que a população do Canadá seja de 31.110.600 habitantes e que um estudo concluiu que 24% desta população falem francês. • É mais correto afirmar que a população do Canadá que fala francês é de: a) 7.446.544 pessoas; OU b) 7,5 milhões de pessoas. ? A incerteza na medida Qual termômetro apresenta uma medida que é mais precisa? A incerteza na medida • Todas as medidas científicas estão sujeitas a erro e os números obtidos são sempre inexatos; • Esses erros são refletidos no número de algarismos informados para a medida; • Existem sempre limitações intrínsecas nos experimentos/equipamentos usados para medir grandezas (erro sistemático) e diferenças em medições realizadas com o mesmo instrumento por pessoas diferentes (erro aleatório). A incerteza na medida Algarismos significativos • Todos os algarismos conhecidos com certeza (e mais um algarismo extra) são chamados de algarismos significativos (a incerteza está no último algarismo). • Quanto maior o número de algarismos significativos, maior é a CERTEZA da medida. A incerteza na medida Ex: Uma balança capaz de medir até próximo de 0,0001 g. Podemos informar a massa como (ex: 2,2405±0,0001) ou simplesmente 2,2405 g. Algarismos Significativos Resumindo: são aqueles a que é possível atribuir um significado físico concreto. 4, 9 4 cm A incerteza na medida Incerteza Regras algarismos significativos: • Números diferentes de zero são sempre significativos; • Zeros entre números diferentes de zero são sempre significativos (Ex: 1.005; 1,03, ...); • Zeros no início de um número NUNCA são significativos, e indicam a posição da vírgula (Ex: 0,0003 tem um algarismo significativo.) • Zeros no final do número depois de uma casa decimal são significativos (Ex: 0,0200g; 2,0). A incerteza na medida 4- Qual o número de algarismos significativos das seguintes medidas de grandeza? (a) 0,0056 g (b) 10,2 ºC (c) 5,600 x 10-4 g (d) 1,2300 g/cm3 2 Núm. Alg. Significativos 3 4 (não altera) 5 Exercícios Algarismos Significativos: conversão de unidades Ao efetuar mudanças de unidades, o número de algarismos significativos não deve se alterar: 4,94 cm = 0,0494 m Obs: os zeros à esquerda não são significativos. A incerteza na medida 494 m = 494x103 mm=4,94x105 mm E o uso de potências de 10. 5- Existe diferença entre as duas medidas 4,0 g e 4,00 g? Se existir, compare-as e explique a diferença em termos de algarismos significativos e incerteza da medida. 6- Uma balança tem uma precisão de ± 0,001 g. Se uma amostra que tem massa de aproximadamente 25 g é colocada nessa balança, quantos algarismos significativos devem ser informados para esta medida?
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