PPT da UFCD 4486 - metrologia (noções básicas)

1. UFCD 4486: Metrologia-noções básicas
Química Ambiental

2. Metrologia
A metrologia é uma ciência que estuda, normatiza e codifica
os conhecimentos relativos à medição.
Engloba conhecimentos acerca de:
• medidas;
• unidades de medida;
• métodos, técnicas e instrumentos de medição.

3. Metrologia Industrial
Sistema de medição - conjunto de elementos (instrumentos,
ferramentas, aparelhos eletrónicos, operações, métodos,
softwares, …) que ajudem na medição.
Sistema de medição adequado garante a qualidade e
segurança
do produto final
Peças produzidas mal dimensionadas ----------- Peças não conformes

4. Importância da Metrologia na
indústria
✔ Melhora o controlo da qualidade do produto final das empresas
(que influencia a reputação da empresa);
✔ Melhora os processos de produção - caracterizados pela
montagem de equipamentos e sistemas com peças e
componentes;
✔ Garante a segurança para os consumidores.

5. Sistema Internacional de unidades (SI) – sistema
de grandezas e unidades de referência mundialmente aceite pela
comunidade científica.
Permite padronizar uma unidade de cada sistema de medida.
Vídeo
Sistema Internacional
de unidades

6. Exemplos de grandezas e respetivas unidades SI.

7. Para comparar os valores das grandezas, elas
devem ser expressas nas mesmas unidades.
Escalas de comprimento

8. Prefixos do SI
e
Notação Científica

9. Nas situações em que os valores das grandezas são muito pequenos
ou muito grandes, devem escrever-se em notação científica.
Notação científica

10. Notação científica

11. Para valores maiores do que a unidade
Deslocamos a vírgula para a esquerda até ao primeiro algarismo.
O número de casas deslocadas corresponderá ao expoente positivo da
potência de 10.
• 2000 = 2,000 × 103
• 762500 = 7,62500 × 105
Para valores menores do que a unidade
Deslocamos a vírgula para a direita até ao primeiro algarismo diferente de
zero. O número de casas deslocadas corresponderá ao expoente
negativo da potência de 10.
• 0,0008 = 8 × 10−4
• 0,000000345 = 3,45 × 10−7
Notação científica

12. • 45,30 =
• 0,0595 =
• 0,0450 =
• 0,003055 =
• 1,0003436 =
Exercício
1- Escreve em Notação científica os seguintes números:
• 162,32 × 106 =
• 805 =
• 7924,5 =

13. • 45,30 = 4,530 × 101
• 0,0595 = 5,95 × 10-2
• 0,0450 = 4,50 × 10-2
• 0,003055 =3,055 × 10-3
• 1,0003436 = 1,0003436 × 100
Exemplos
• 162,32 × 106 = 1,6232 × 108
• 805 = 8,05 × 102
• 7924,5 = 7,9245 × 103

14. Arredondamentos

15. Atividade
A escala do Universo
Alguns prefixos do SI
Usados para exprimir os múltiplos e submúltiplos das unidades SI.

16. Alguns prefixos do SI

17. Escalas de comprimento

18. Para comparar os valores das grandezas, elas devem ser
expressas nas mesmas unidades.
Escalas de comprimento

19. Para comparar os valores das grandezas, elas devem ser expressas
nas mesmas unidades.

20. ORDEM
DE
GRANDEZA

21. A ordem de grandeza (OG) de um número é a potência de base 10 de
expoente inteiro mais próxima desse número.
Ordem de grandeza de um número
Vídeo
Ordens de grandeza

22. A ordem de grandeza (OG) de um número é a potência de
base 10 de expoente inteiro mais próxima desse número.
Ordem de grandeza
Atividade
Ordens de grandeza

23. Exemplos: OG
Diâmetro da Terra 1,3 × 107 m 107 m
Diâmetro de Júpiter 1,4 × 108 m 108 m
Diâmetro do Sol 1,4 × 109 m 109 m
Distância Terra-Sol 1,49 × 1011 m 1011 m
Distância Terra-Júpiter 6,3 × 1011 m 1012 m
Distância Júpiter-Sol 7,79 × 1011 m 1012 m
A ordem de grandeza (OG) de um número é a potência de
base 10 de expoente inteiro mais próxima desse número.
Ordem de grandeza

24. A ordem de grandeza (OG) de um número é a potência de base
10 de expoente inteiro mais próxima desse número.
Ordem de grandeza

25. ALGARISMOS
SIGNIFICATIVOS

26. São algarismos significativos todos os algarismos começando no
primeiro algarismo diferente de zero.
Algarismos Significativos
Exemplos:
1) 3,13
2) 0,78
3) 1,009
4) 0,0000002
5) 345
6) 700,05
7) 0,5

27. OPERAÇÕES
COM
ALGARISMOS
SIGNIFICATIVOS

28. Soma e subtração- o resultado deverá ser expresso com o número de
casas decimais igual ao da parcela com menor número de casas
decimais.
Operações com Algarismos Significativos
Exemplo:
234,67- 23,4 = 211,27 = 211,3
Multiplicação e divisão- o número de algarismos significativos deve
ser igual ao da parcela que tem menor número de algarismos
significativos
Exemplo:
2,5 / 2,73 =0,916= 0,92

29. MEDIÇÃO
EM
QUÍMICA

30. Comparar o valor de uma grandeza com o seu valor padrão
Medir
Operação ou conjunto de operações que permitem obter
um ou mais valores de uma grandeza
Medição
Valor atribuído a uma grandeza; resultado da medição
Também se pode chamar mensuranda
Medida

31. medir a massa volúmica
medir a energia cinética
Medidas diretas
obtidas diretamente através
de instrumentos de medida
Medidas indiretas
obtidas através de relações
matemáticas
medir a massa
com uma balança
medir a temperatura
usando um
termómetro

32. Erros aleatórios
Não têm regularidade; são provocados
por fatores acidentais:
• flutuação da tensão elétrica em
aparelhos;
• oscilações das balanças;
• variações de temperatura ou da
pressão ambientais; ….
Não se podem evitar; são minorados
por repetição das medições.
Erros sistemáticos
Regulares; são provocados por fatores
que podem ser controlados:
• má calibração de aparelhos;
• utilização incorreta de aparelhos
(regulação errada, temperatura
diferente da temperatura de
calibração, …);
• erros de paralaxe;
A repetição das medições não elimina
estes erros pois eles afetam a medida
sempre no mesmo sentido.
Erros que afetam as medidas

33. Erros de paralaxe
Erros que ocorrem devido a observação errada na escala de
graduação, causada por um desvio ótico ocasionado pelo ângulo
de visão do observador.

34. Caracterizados por:
Alcance – valor máximo que o aparelho pode medir
Sensibilidade – menor valor que o aparelho pode medir
Aparelhos/ instrumentos de medida
Analógicos
(graduados)
Digitais

35. Manómetro analógico
Alcance: 300 mmHg
Sensibilidade: 2 mmHg
Balança digital
Alcance: 1000 g
Sensibilidade: 0,01 g
Alcance e sensibilidade de aparelhos/ instrumentos de
medida

37. Como apresentar uma medida direta?
3 algarismos exatos
Algarismo estimado
4 algarismos significativos

39. Como apresentar uma medida direta?
Medida = (valor mais provável ± incerteza) unidade
… Valores muito pequenos ou muito grandes devem ser
apresentados em notação científica, mantendo o número
correto de algarismos significativos.
Exemplo:
m= 0,012 mg = 1,2x10-2 g = 1,2x10-5 kg

40. U= (12,19 ± 0,1) mV
T= (37,00 ± 0,05) ºC

41. Incerteza absoluta de um conjunto de medições diretas
Fazem-se várias medições para
minimizar os erros aleatórios

44. 1. Para calcular a aceleração da gravidade um grupo de alunos realizou
três ensaios nas mesmas condições.
Os resultados encontram-se registados na tabela seguinte.
a) Calcule o valor da aceleração da gravidade e a incerteza absoluta.
Apresenta todas as etapas de resolução.
a) O valor obtido pelos alunos é exato?

45. 3. A tabela seguinte apresenta os resultados de seis réplicas de
determinações de ferro em amostras aquosas de uma solução padrão
contendo 20,0 ppm de ferro (II).
a) Calcula a concentração em ppm, em função do valor mais provável e
da incerteza absoluta.
Apresenta todas as etapas de resolução.
a) O valor obtido é exato?

46. Incerteza absoluta da medida
Quando se repetem as medições da mesma grandeza existem
duas incertezas:
A de leitura, associada ao instrumento
(0,05 cm no caso da régua graduada)
A que está associada à repetição das
medições
(0,09 cm no caso em estudo)

47. PRECISÃO E EXATIDÃO
Precisão
- indica a proximidade entre os valores medidos;
- é tanto maior quanto mais próximos entre si
estiverem os valores medidos e tanto menor
quanto mais dispersos;
- é afetada por erros aleatórios.

48. PRECISÃO E EXATIDÃO
Exatidão
- indica a proximidade entre o valor mais
provável e o valor tabelado (valor de
referência);
- é afetada por erros sistemáticos;
- é avaliada pelo erro percentual.

49. PRECISÃO E EXATIDÃO
Erro percentual
Os resultados são considerados exatos se o
erro percentual for inferior a 5%

50. PRECISÃO E EXATIDÃO

52. Exercícios de aplicação – Soluções
•

53. A
ESCALA DE NÓNIO

54. Paquímetro (exemplo da utilização da
escala de nónio)
Usado para medições mais rigorosas.

55. Escala de nónio
https://www.youtube.com/watch?v=BhMjGKfYscw&t=317s

56. Instituto Português da
Qualidade

57. INSTITUTO PORTUGUÊS DA
QUALIDADE (IPQ)
O IPQ é o instituto público que tem por missão ​a
coordenação do sistema português da qualidade, a
promoção e a coordenação de atividades que visem
contribuir para demonstrar a credibilidade da ação dos
agentes económicos, bem como o desenvolvimento
das atividades necessárias às suas funções de
Instituição Nacional de Metrologia e de Organismo
Nacional de Normalização.

58. SISTEMA PORTUGUÊS DA
QUALIDADE (SPQ)
Subsistema de metrologia- visa garantir o
rigor e a exactidão das medições,
assegurando a sua comparabilidade e
racionalidade a nível nacional e internacional.
Assegura a realização, manutenção e
desenvolvimento dos padrões das unidades
de medida.
https://www.youtube.com/watch?v=ABk
6d5w12AY

59. FIM