Műszaki Kémia (gépészmérnök hallgatóknak) Tudnivalók a laboratóriumi gyakorlatokhoz

1. Műszaki Kémia (gépészmérnök hallgatóknak)Tudnivalók a laboratóriumi gyakorlatokhoz Az Műszaki Kémia tantárgyprogram az alábbi laboratóriumi gyakorlatok elvégzését írja elő: • Tüzeléstechnika • 2. Víztechnológia • 3. Kenőanyagok • 4. Fémek korróziója A laboratóriumi gyakorlatok során elsajátítandó és számon kért ismeretek: 1. Mérési adatok helyes rögzítése. 2. Mérési adatokból jegyzőkönyv készítése (táblázat, diagram készítés, ..). 3. A mérési adatokból számított eredmények helyes megadása megfelelő számú értékes jegyekkel.

2. Tudnivalók a laboratóriumi gyakorlatokon való részvétellel kapcsolatban I. A laboratóriumi gyakorlatokon való részvétel előfeltétele a tűz és balesetvédelmi oktatáson való részvétel, amelyet a hallgató aláírásával igazol. A laboratóriumi gyakorlatra előre fel kell készülni interneten keresztül letölthető írásos anyagból. www.kkft.bme.hu/oktatas/muszakikem-gep Erről az oldalról letölthetők az előadások anyagai témakörök szerint és szintén itt található meg a laboratóriumi bevezető és a négy laborgyakorlat előirata is.

3. Tudnivalók a laboratóriumi gyakorlatokon való részvétellel kapcsolatban II. Hogyan találom meg, hogy miből kell készülni, azaz mit mérek? Mindenkinek tudnia kell laborcsoport számát, amelyre feliratkozott és betűjelét. Neptunban található meg a betűjel az évközi feladatoknál. (1 = A, 2 = B, 3 = C)

4. Tudnivalók a laboratóriumi gyakorlatokon való részvétellel kapcsolatban III.

5. Tudnivalók a laboratóriumi gyakorlatokon való részvétellel kapcsolatban IV. A laborgyakorlatok elvégzése kötelező! Orvosi igazolás esetén a hiányzó laborgyakorlat más csoporthoz kapcsolódva végezhető el, azonban minden mérésnél csak két fő pótolhat. Az ünnepnapokra eső gyakorlatokat nem kell pótolni ! A mérés előtt a gyakorlathoz tartozó elméleti anyagból beugrót kell írni, amelyre osztályzatot kapnak ( 0 – 5 pont). A beugrón megszerzett pont nem javítható, bármely megszerzett pontszám esetén a mérés megkezdhető. Az órán a gyakorlat vezető tanár segítségével elvégzik a mérést és megírják a méréshez tartozó jegyzőkönyvet is. A négy mérés befejezése után labor zárthelyin kell számot adniuk a megszerzett ismereteikről. A labor zárthelyi témája: A négy mérés közül egy mérésnek az adatait írásban kapják meg, majd az adatok alapján elkészítik a méréshez tartozó jegyzőkönyvet táblázattal, diagrammal, számolással. Az elkészült jegyzőkönyvet (0-4 pont) intervallumban értékeljük. A 0 – (<2 pont) közötti labor zárthelyik megismételhetők.

6. Tudnivalók a laboratóriumi gyakorlati jegyzőkönyvek elkészítéséhez • A mérésekről: • A laboratóriumi gyakorlatok oktatói tisztában vannak azzal, hogy T. Kollégák • valószínűleg először vesznek részt műszaki labor méréseken, így a mérési • gyakorlatok során nem a mért eredmények jósága határozza meg a jegyzőkönyvek • értékelését. • A mért eredményeket azonban tudni kell értékelni, fel kell ismerni a hibás • eredményt pl. a hatásfok nem lehet 100 %-nál nagyobb. • A hibás mérési eredményt is jegyzőkönyvezni kell, de magyarázattal kell ellátni. • Mérési adatot tilos önkényesen megmásítani ! • Amennyiben a mért adat továbbszámolásra alkalmatlan pl. negatív tömeg, az oktató • megváltoztathatja a mért adatot, amelyet szintén jegyzőkönyvezni kell. • A jegyzőkönyvet a mérés helyszínén kell elkészíteni előre megvásárolt kis alakú • kockás füzetben. • A jegyzőkönyvben áthúzások, javítások megengedettek.

7. Tudnivalók a laboratóriumi gyakorlati jegyzőkönyvek elkészítéséhez A mérési jegyzőkönyv legfontosabb tulajdonsága a megismételhetőség. Ez azt jelenti, hogy olyan módon kell elkészíteni a jegyzőkönyvet, hogy bárki az elkészített jegyzőkönyv alapján a mérést meg tudja ismételni. Füzet borítólapjára az alábbi azonosítók kerülnek A füzet borítólapjának első oldalára az alábbi táblázat kerül. A jegyzőkönyv értékelése csak tájékoztató jellegű a hallgatók részére, azonban pozitív hatása lehet a végső jegy kialakításakor.

8. A gépészmérnök hallgatók a jegyzőkönyvet kis méretű kockás füzetben készítik el a következő dián látható tagolás szerint. A mérés címe mérőcsoport tagjai: mérés helye: mérés dátuma: A mérés rövid leírása: (mit fogunk megmérni, milyen célból, milyen módszerrel, egy oldalnál ne legyen több) Ezt célszerű előre otthon elkészíteni ! Folytatás a laborban A mérési körülmények leírása: ( milyen eszközöket használtunk fel a méréshez, milyen körülmények között, hogyan végeztük a mérést, ez a rész tartalmazzon egy vázlatos rajzot a mérés összeállításról, amelynél az egységek nevét is fel kell tüntetni)

9. A mért adatok jegyzőkönyvezése: A mért adatokat mindig mértékegységgel együtt jegyzőkönyvezzük. A mérési adatokat szolgáló műszerek leolvasásakor igyekezzünk a lehető legpontosabban leolvasni az adatokat. A mért adat a lehető legtöbb értékes jegyet tartalmazza. Amennyiben a mért adatok megjelölése pl: a = 24 cm, feltétlenül meg kell adni „a” jelentését. A mért eredményeket sokszor célszerű táblázatosan gyűjteni. Minden táblázat készítésénél alapszabály, hogy minden táblázatnak címe van és a táblázatnak tartalmaznia kell az adatok felvételének körülményeit, vagyis a mérést befolyásoló, de a mérés során konstans körülményeket. táblázat címe a mérést befolyásoló, de mérés során konstans paraméterek fejléc mértékegységgel

10. Számítások elvégzése • - A számításoknál lényeges, hogy minden lépés egymást követő sorrendben megtalálható • legyen. • - A képletbe történő behelyettesítésnél a mértékegységeket is tüntessük fel, és az • egyszerűsítésekkel ellenőrizzük az eredmény mértékegységét. Ez nagyon fontos abból • a szempontból, hogy ne kövessünk el nagyságrendi tévedést. • Mérnöki szempontból kiemelt fontosságú a mérési eredmény megadásának pontossága. • A számológépünk az eredményt számos tizedessel adja meg, de ebből csak annyit • szabad megadni amennyinek van értelme. • Alapszabály: mindig a legkisebb pontossággal megadott mért érték szabja meg a • végeredmény pontosságát. • A mért adatok pontosságát a leírásukhoz használt értékes jegyek számával jellemezzük, • nem a tizedes jegyek számítanak. Amit az értékes jegyekről tudni kell.

11. Értékes jegyek száma: Az értékes jegyek számának meghatározását az indokolja, hogy a mért adatok utolsó leírt számjegye a leolvasási pontatlanság miatt bizonytalan, becsült érték. • A nullától különböző számjegy értékes jegy • (egyaránt 4 értékes jegyű pl. a 3,416g vagy 12,34 cm vagy 456,3 s vagy 3422 m ) • A zérus a számban és a számjegyet követően értékes jegy • (3 értékes jegyű pl. a 206 m vagy 3,05 g vagy 100 s vagy 25,0 °C • 3. Amikor a nulla csak az 1-nél kisebb számban a helyi értéket jelzi, akkor nem • számít értékes jegynek. • (csak 1 értékes jegyet tartalmaz pl. a 0,006g vagy 0,6 cm, amelyet a szám normál • alakban történő felírása tesz egyértelművé 0,006 g = 6.10-3) • Ilyen esetben a nagyobb pontosságot a tizedes pont után írt megfelelő számú nullával juttathatjuk kifejezésre 6,00.103

12. Az értékes jegyek használatával kapcsolatos tudnivalók Vigyázat ! A mértékegység átváltásakor nem csökkenhet vagy növekedhet az értékes jegyek száma. 2 kg ( 1 értékes jegy) = 2.103 g (1 értékes jegy) de nem írhatjuk le, 5 kg = 5000g mert így egy értékes jegyből négy értékes jegyet csináltunk. Helyesen 5kg = 5*103 g A szorzó/váltó számok nem meghatározóak az értékes jegyek számának megállapításában. Ezek kémiai, fizikai, matematikai összefüggések együtthatói, mértékegység átváltó számok. (1000m/1 km; 1 m3 / 1000 dm3; 1 perc/60 s; 1atm/101325 Pa; 0,00 °C = 273,16 K) Konstansok ( állandók ) megadásánál értelemszerűen kell eljárni. A konstansok megadásánál a végeredmény pontosságának megfelelő elvárt értéket kell figyelembe venni. A legtöbb kémiai számításnál a négy, öt értékes jegy elegendő pl.: Avogadro-szám : NA = 6,022.1023 1/mol Faraday-állandó: 96485 As/mol gázok moláris térfogata normál állapotban: 22,41 Ndm3/mol Bizonyos esetekben a konstansok nem számítanak a végeredmény értékes jegyeinek számába. Például ha 5 nap, 1 hét vagy 2 teherautó értékeket a számításoknál használjuk a végeredmény megadásánál nem kell figyelembe venni a konstansok által képviselt értékes jegyek számát. Nem kell figyelembe venni az értékes jegyek számát, ha példában megadott egységre normálunk vagy a számításnál valamilyen egységet használunk pl.: 1 mól vagy a kémiai egyenlet alapján használunk mólszámot.

13. Számítási feladatok esetén sokszor okozhat problémát, hogy pl.: „készítsünk 5 kg 5 mólos koncentrációjú oldatot ……”. Ebben az esetben csak egy értékes jegy szerepel kiindulási adatként, amely jelentős mértékben korlátozhatja az eredmény értékes jegyeinek számát. Ebben az esetben fel kell tételeznünk, hogy a kérdező pontosan a leírt mennyiséget akarja megkapni. Ilyenkor a kiindulási adatokat konstansnak tekintjük és a végeredmény értékes jegyeinek a számát a számításhoz felhasznált egyéb adatok (móltömeg) értékes jegyeinek a száma határozza meg. Természetesen célszerűbb lenne 5,00 kg-ot és 5,00 mol-t írni, mert ez egyértelműen jelzi, hogy a számításhoz szükséges egyéb adatokat legalább hány értékes jeggyel használjuk fel. Mért eredmények értékes jegyei A mért eredmény megadásakor figyelni kell az értékes jegyekre. Például, ha két percig mért valamilyen folyamatot, akkor helytelen a t=2 perc kifejezés, mert az utolsó értékes jegy becsült, tehát jelenthet 1 vagy 3 percet is. Helyesebb megadás 2,00 perc ( így 0,01 perc pontossággal mért) vagy a 2,0 perc (0,1 perc pontossággal mért). Minden mérésnél a mért adatot a lehetséges legtöbb értékes jeggyel jegyezzük le, hogy a számítások során kapott végeredményt megfelelő pontossággal, azaz megfelelő számú értékes jeggyel adhassuk meg.

14. A megadható értékes jegyek száma a számított eredményeknél Összeadás és kivonás esetén - valamennyi jegyet figyelembe véve elvégezzük a műveletet, majd megállapítjuk azt a helyiértéket, amely mindegyik tagban szerepel értékes jegyként és erre az értékre adjuk meg kerekítve az eredményt. pl.: 3,14568 + 15,33 + 0,56487 + 5,268 – 2,5789 = 21,72965 = 21,73 Szorzás és osztás esetén - az eredmény megadható értékes jegyeinek számát a legkevesebb értékes jegyre megadott adat határozza meg. Erre a jegyszámra kerekített érték adható meg. Például: a= 5,23 [mértékegység] b= 44.235 [mértékegység] c= 4,2 [mértékegység] képlet: (a * b) / c = 55,083107 [mértékegység ] helyett 55 [mértékegység ] és nem 55,08 [ mértékegység] vagy 55,1 [mértékegység] A számunkra kissé szokatlan megadás könnyen belátható, ha meggondoljuk, hogy a „c” értéke lévén két értékes jegyű, az utolsó jegy bizonytalan tehát lehet 4,1 vagy 4,3 is. c = 4,1 esetén az eredmény 56,426… c = 4,3 esetén az eredmény 53,802… Tehát az 55 forma a helyes, mivel az utolsó értékes jegy lehet ( a kerekítés miatt) 6-os vagy 4-es. Amennyiben c= 4,20 [mértékegység] formában lenne megadva, az eredmény helyesen 55,1 [mértékegység] Logaritmus képzése esetén - a kiindulási adat értékes jegyeinek száma megegyezik a logaritmus számban a tizedes vessző utáni számjegyek számával. Például: lg 35,46 = 1,5497

15. Kerekítési szabályok - Ha az első elhagyandó számjegy 5-nél kisebb, akkor egyszerűen levágjuk, a meghagyott számjegyek nem változnak. pl.: 3,416 ≈ 3,4 - Ha az első elhagyandó számjegy 5-nél nagyobb, vagy 5 és utána nullától eltérő számjegy áll, akkor a meghagyott utolsó számjegyet eggyel megnöveljük. pl.: 534,468 ≈ 534,5 - Ha az első elhagyandó számjegy 5 és utána nincsen számjegy, vagy csak nulla akkor, ha az utolsó megmaradó számjegy páros a számjegyet változatlanul hagyjuk. pl.: 32,25 ≈ 32,2 2,450 ≈ 2,4 ha az utolsó megmaradó számjegy páratlan a számjegyet eggyel megnöveljük. Pl.: 2,35 ≈ 2,4 2,750 ≈ 2,8

16. Diagram készítés, eredmény megadás

17. A számított eredményeket sokszor diagramban ábrázoljuk. A diagramos ábrázolásnál is érvényes, hogy minden diagramnak címe van és a diagramon vagy az ábraaláírás után meg kell adni az eredményeket befolyásoló, de a mérés során állandó körülményeket (pl. hőmérséklet, koncentráció, stb.) tengely megnevezés tengely megnevezés mértékegységgel diagram címe a mérést befolyásoló, de mérés során konstans paraméterek A fentiek alapján minden táblázatnak, minden diagramnak „önálló életet kell élni”. A körülményeket az olvasónak ne a szövegből kelljen kikeresni, hanem közvetlenül a táblázatnál vagy diagramnál olvasható legyen. A diagramot, táblázatot követő szöveg az értékelést tartalmazza. A diagramokat mm papírra kell elkészíteni és be kell ragasztani a jegyzőkönyvbe !

18. Helytelen és helyes diagram formák megnevezés: idő, feszültség, pH, stb. [ ] : megnevezés mértékegysége

19. A mérési adatokból számított eredmények megadása: A jegyzőkönyv a mért eredmények megadásával fejeződik be. A kapott eredményt megfelelő szöveggel kell ellátni, abban az esetben, ha az eredmény nem tűnik valósnak. Fokozottan ügyeljünk a mérési eredmények értékes jegyeinek számára. A mért és számított adatokat néhány esetben az oktató által kiadott gyűjtő táblázatban kell megadni, amely nem mentesít az előbb említett szabályoktól. Sikeres méréseket és jegyzőkönyv készítést kívánnak a Kémiai és Környezeti Folyamatmérnöki Tanszék oktatói.

20. Félévi jegy kiszámítása Műszaki kémia tárgyból A beugró zárthelyikre kapott jegyek összege max: 20 pont A labor zh-ra adott pontszám: max: 4 pont. Tényleges max. pontszám: 4 x 10 = 40, de legalább 20 pont Az előadási anyagból megírt zh pontjainak száma: max 40 pont, de legalább 20 pont Összes pontszám: az előző három összege 51 – 65 pont elégséges 66 – 75 pont közepes 76 – 85 pont jó 86 – 100 pont jeles