Физика-химиялық өлшемдердің (параметрлердің) дәлдігін анықтау
Зертханалық жұмыстың мақсаты: Физика-химиялық өлшеу кезінде дәлдікті сақтаудың, тәжірибе нәтижелерін математикалық өңдеудің практикалық дағдыларын игеру.
Кілт сөздер: физика-химиялық өлшемдер, қателік, кездейсоқ қателік, жүйелік қателік, сенімді шектер.
Материалдар, аспаптар және реактивтер:
1. Зертханалық электр пеші.
2. Өлшеуіш аспаптар: штангенциркуль, аналитикалық таразы.
Қауіпсіздік техникасы:
Жұмыс істер алдында барлық аспаптардың дұрыстығына көз жеткізу қажет.
Зертханада халатсыз жұмыс істемеу керек, жеке заттарды зертханалық столдарға қоймай, арнайы тағайындалған орындарға қою қажет.
Зертханалық жұмыс кезінде ас, су ішуге болмайды.
Жұмысқа арналған әрбір ребелсендің, аспаптың, склянканың және құрылғылардың өздерінің арнайы тұрақты орны болуы керек. Жұмыс аяқталғаннан кейін қондырғыны бастапқы қалпына келтіру керек, қондырғының барлық бөлшектерін орнына қойып, ыдысты жуу қажет.
Теориялық бөлім
Тәжірибе нәтижелерін математикалық өңдеу
Физикалық химия материя қозғалысының химиялық формаларының сандық заңдылықтары туралы ғылым болып табылады. Сондықтан оның анықтаушы рөлі болып жүйенің және үрдістердің әртүрлі қасиеттерін сипаттайтын көлемнің сандық мағыналарын есептеу табылады. Кез келген өлшеу өлшеудің қателігімен себептелген, анықталған дәлдікпен жүргізулуі мүмкін екені белгілі.
көлемінің
қателігін өлшеу деп оның
түпкі мағынасы және
өлшеу нәтижесі арасындағы айырмашылық
түсініледі.
(1)
-
өлшеудің абсолютті қателігі.
Көлем
(2)
қатысты қателік деп аталады және бірлік үлесте (1 теңдеу) немесе пайызбен (2 теңдеу) көрсетіледі.
(3)
Кез келген физика-химиялық тәжірибені зерттеу объектісінен, қондырғыдан (құралдан) және тәжірибешіден тұратын сызба түрінде елестетуге болады. Осы сызбаның соңғы екі элементінің жетілдірілмегендігі жүйелік қателікті тудырады. Ол өлшеу құралының жетілдірілмегендігінен немесе ақауынан (шкаланың үздіксіз ауысуы, нашар калибрленген ыдыс, төменгі айыру қабілеті, төмендетілген сезімталдық және т.б.) туындауы мүмкін. Бұдан басқа, жүйелік қателіктер есептеудің жақындатылған касиетінен, тұрақтылардың нақты емес мәндерінен енгізілуі мүмкін.
Жүйеліктерден басқа температураның, атмосфералық қысымның ауытқуынан, өлшеу құралдарының теңселісінен және т.б. болуынан кездейсоқ қателіктер орын алады. Қателіктердің жүйелік және кездейсоқ болып бөлінуі шартты; қателіктерден тәжірибешінің жеткіліксіз көңіл бөлмеуінен болған әбестікті (нақты мөлшерді дұрыс алмауы, анықтауды шкала бойынша жүргізуі, ерітіндінің көлемін алуы) ажырату қажет.
Кездейсоқ және жүйелік қателік жалпы қателікті береді:
(4)
Өлшеу нәтижелері математикалық өңдеу әдісін қолданумен өңделуі мүмкін, себебі алынатын нәтижелердің дұрыстығын бағалау физика-химиялық зерттеуде жоғары дәрежелі мағынаға ие. Жүйелік өңдеу әдістері өлшеудің кездейсоқ қателерін бағалауда қолданады. Нәтижелерді математикалық өңдеу келесі жүйелілікте жүргізіледі: көлемнің өлшенетін (есептелінетін) орташа мәні есептеледі:
(5)
мұндағы
анықтау
саны.
- көлемнің әр мәнінің орташадан ауытқуы:
(жол
бойынша) (6)
- орташа ауытқуы:
(7)
- орташа квадратты ауытқуы:
(жол
бойынша) (8)
- орташа квадратты ауытқудың жалпы санын шығарады:
(9)
-
нәтижелерінен сұрыптаудың стандартты
ауытқуы:
(10)
- қатысты стандартты ауытқуы:
(11)
Стандартты ауытқуды біле отыра сенімді шекараларды (интервал) есептеуге болады:
(12)
беріктілік
дәрежесі;
Стьюденттің
беріктілік коэффициенті,
ол
беріктілік дәрежесі мен анықтау санына
тәуелді, кестеден анықталады. Кестеден
беріктілік коэффициентін анықтап және
сенімді шекараларды есептеп, есептейміз:
Барлық берілгендерді 1 кестеге енгіземіз.
1 Кесте
Математикалық өңдеу нәтижелері
Тәжірибе № |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 2 3 4 5 |
||||||||
|
|
|
||||||
2 Кесте
Стьюдент коэффиенттерінің мағыналары.
Анықтау саны |
Беріктілік дәрежесі |
||
0,95 |
0,98 |
0,99 |
|
1 |
12,71 |
31,82 |
69,66 |
2 |
4,30 |
6,97 |
9,98 |
3 |
3,18 |
4,54 |
5,84 |
4 |
2,78 |
3,75 |
4,60 |
5 |
2,57 |
3,37 |
4,03 |
6 |
2,45 |
3,14 |
3,71 |
7 |
2,37 |
3,00 |
3,56 |
8 |
2,31 |
2,90 |
3,36 |
9 |
2,26 |
2,82 |
3,25 |
10 |
2,23 |
2,76 |
3,17 |
11 |
2,20 |
2,72 |
3,11 |
12 |
2,18 |
2,68 |
3,07 |
13 |
2,16 |
2,65 |
3,01 |
14 |
2,15 |
2,62 |
2,98 |
15 |
1,96 |
2,33 |
2,58 |
Өлшеу нәтижелерін математикалық өңдеу ЭЕМ көмегімен жүргізілуі мүмкін – бағдарлама соңында келтіріледі.