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Universidade Federal de Itajubá - Campus Itabira Fundamentos de Química Ambiental Prática Tratamento Estatístico de Dados Experimentais - Prática 1 Matheus Henrique Marques - 2018015105 Bárbara Morais Maia - 2018017880 Itabira Março/2021 1. INTRODUÇÃO O planejamento, a análise e o tratamento estatístico são ferramentas importantes na tomada de decisão, apresentação e verificação de resultados experimentais. De um modo geral a ideia que se tem da estatística é de que seja uma coleção de números, porém não é assim. A estatística representa um setor da matemática que se preocupa com a coleta, organização, apresentação e análise de dados, tornando-se uma ferramenta indispensável para os campos científicos. Deste modo, durante o levantamento de dados de laboratório frequentemente aparecem resultados que, aparentemente, não representam de forma aceitável o que realmente está ocorrendo, Estes resultados precisam ser avaliados do ponto de vista de tomada de decisão. E neste ponto que entre a análise estatística 2. OBJETIVOS Estudar a dependência funcional entre altura e volume de um tubo de vidro, para ilustrar a teoria desenvolvida para o tratamento de dados experimentais. É possível determinar o valor mais provável do diâmetro d de um tubo cilíndrico com base na relação funcional VOLUME vs. ALTURA conhecida, a partir de uma série de medidas de volume e altura. A validade do modelo matemático empregado é comprovada comparando-se o valor do diâmetro calculado com as especificações do tubo fornecidas pelo fabricante. 3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Experimento 1 - Resultados Volume Escoado da Bureta(mL) Altura(h) da coluna de água no tubo(cm) 2,0 1,8 4,0 3,4 6,0 4,9 8,0 6,5 10,0 8,3 Experimento 2 - Resultados 3.1 Tratamento de Dados e Resultados ● Experimento 1 1) Fazer um gráfico com o conjunto de dados de medidas (V, h) obtidas na experiência 01. Volume Escoado da Bureta(mL) Altura(h) da coluna de água no tubo(cm) 37,1 30,0 36,2 30,0 35,9 30,0 37,1 30,0 36.6 30,0 2) Calcular a inclinação, α , da melhor reta que pode ser traçada por estes pontos, usando-se α = (h2 - h1) ÷ (V2 - V1). Caso a reta ajustada não passe pela origem, explicar a razão. 8,3 - 1,8 6,5 α= -------------- = -------- = 0,8125 10,2 8 3) A inclinação da reta pode ser determinada por: Compare o valor obtido por esta fórmula com o obtido no item (2). (2x1,8) + (4x3,4) + (6x4,9) + (8x6,5) + (10x8,3) 181,6 α= --------------------------------------------------------------------- = ---------------- = 0,82545 2² + 4² + 6² + 8² + 10² 220 Comparando os resultados, podemos observar que a diferença dos valores é extremamente baixa. A amplitude do erro residual permanece na média. 4) Obtenha a equação matemática (do tipo: h = α V ) que correlaciona a altura com o volume de água da bureta. h = α V h = 0,8255 ● Experimento 2 1) Com os dados obtidos no experimento 02, determinar o volume médio V, o desvio padrão, o desvio padrão médio e o coeficiente de variação, correspondente a 30 cm de altura, aplicando-se o critério de rejeição Qr, ou o critério de Chauvenet. Volume médio: x=36,58 Desvio padrão: 0,287 desvio padrão médio:0,125 Coeficiente de variação: sendo 23,5% de confiança nox = 36,58 0,287x30 100 , 35x = 0 2 experimento. 2) Usar o valor do desvio padrão médio para representar no gráfico V vs H, obtido no experimento 01, as barras de erro experimentais, admitindo que esse desvio é constante para qualquer volume. 3) Usando-se a equação matemática determinada no item 5, do primeiro experimento, calcule: - O diâmetro interno do tubo usando-se o método gráfico; - O diâmetro interno do tubo usando o valor de V de um tubo de 30 cm de altura. 4) Comparar o resultado do diâmetro interno do tubo obtido experimentalmente com o valor fornecido pelo fabricante. Questionário 1) Por que os volumes encontrados na experiência 02 são diferentes? As diferenças dos volumes encontrados são devido aos erros imprevisíveis, como por exemplo, erro na leitura, no equipamento ou nos materiais. Porque são erros que podem ser cometidos na hora da leitura, ou até mesmo nos equipamentos. 2) Quais são os possíveis erros sistemáticos (se for o caso, consulte uma literatura sobre Estatística e tratamentos de dados para auxiliá-lo nesta resposta) desta experiência? A respeito dos erros sistemáticos podemos citar erro ao realizar o método, falha no instrumento utilizado, nos reagentes, erro grosseiro ao fazer a leitura, etc. Erro no procedimento pode ser comum, problemas nos equipamentos e/ou instrumentos e até nos produtos. 4. CONSIDERAÇÕES FINAIS A partir do experimento e de seus cálculos, podemos perceber a variação dos valores que podem ocorrer na medição, e execução da análise ou até mesmo pelos erros sistemáticos.Dessa forma utilizamos as fórmulas de desvio padrão para chegar ao um resultado uniforme, onde quanto mais próximo de 0 o desvio padrão, mais homogêneo são os dados facilitando a comparação. Sendo assim, podendo achar o valor mais provável do diâmetro tubo relacionando volume com altura chegando ao objetivo do experimento com sucesso.
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