Metodologie informatiche per la chimica
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- Eloisa Patti
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1 Metodologie informatiche per la chimica Dr. Sergio Brutti Metodologie di analisi dei dati
2 Dati: definizioni Consideriamo una spercifica attività sperimentale o computazionale: un dato è il risultato di una specifica indagine di un fenomeno chimico-fisico. Dati sperimentali Dati computazionali Risultato grezzo dell indagine Risultato elaborato dell indagine Dati primari Dati derivati Quanto è buono un dato risultato di un attività di indagine?
3 Dati grezzi vs. dati elaborati Consideriamo la misura della temperatura attraverso un termometro a mercurio L elongazione del mercurio nella colonnina di vetro è il dato sperimentale grezzo Come si ricava la temperatura? 24C 40C
4 Dati grezzi vs. dati elaborati La temperatura misurata da un termometro è già esso un dato derivato L elongazione del mercurio nella colonnina di vetro è il dato sperimentale grezzo 32 40C Come si ricava la temperatura? La temperatura è un dato sperimentale elaborato (derivato) e si ricava utilizzando la scala termometrica ovvero una retta di calibrazione che mette in relazione le elongazioni del mercurio con la temperatura misurata
5 Dati grezzi vs. dati elaborati Consideriamo un indagine computazionale e verifichiamo la differenza tra dati grezzi e dati elaborati Se disegno una molecola biatomica (es. Cl 2 ) su Avogadro e ne ottimizzo la geometria il risultato computazionale grezzo è la matrice delle posizioni. Matrice delle posizioni La distanza di legame è un dato elaborato (derivato) d ij x x y y 2 z z 2 i j 2 i j i j d Cl-Cl =2.09A
6 Bontà di un dato Dati primari Dati derivati Risultato grezzo dell indagine Risultato elaborato dell indagine Quanto è buono un dato risultato di un attività di indagine? Nel caso dei dati primari la bontà di un dato dipende e si può valutare sulla base dell accuratezza della misura e della tecnica utilizzata Nel caso dei dati derivati la bontà di un dato dipende e si può valutare sulla base delle modalità di elaborazione matematica dei dati primari
7 Unità di misura Ciascun dato sia esso sperimentale o computazionale, primario o derivato, è sempre associato ad una unità di misura. Una unità di misura è lo standard di una specifica grandezza fisica Una grandezza fisica è il descrittore convenzionale di una data proprietà o fenomenologia fisica Uno standard è la quantità di riferimento specifica di una data grandezza fisica Esempio: l estensione lineare è descritto dalla lunghezza (grandezza fisica) e la sua unità di misura (standard) è il metro
8 Grandezze fondamentali e derivate Le grandezze fisiche convenzionalmente accettate come funzionalmente indipendenti le une dalle altre sono definite grandezze di base o fondamentali (es. lunghezza e tempo, massa e temperatura, corrente elettrica e quantità di molecole). Le grandezze fisiche funzionalmente dipendenti dalle grandezze fondamentali sono definite derivate (es. velocità da tempo e lunghezza; accelerazione da velocità e tempo). Per le grandezze di base sono definiti gli standard (General Conference of Weights and Measures) e il simbolo algebrico a esse associato prende il nome di dimensione della grandezza di base (es. lunghezza metro m; tempo secondo s). Le dimensioni di una grandezza derivata sono date in termini delle dimensioni delle grandezze di base come prodotto di potenze (es. velocità m*s -1 )
9 Sistema di unità di misura Si dice sistema di unita di misura l insieme delle unita delle grandezze di base e di quelle derivate, definite in accordo a determinate regole; un sistema di unita di misura si dice coerente se le unita di misura delle grandezze derivate possono essere espresse come prodotto di potenze delle unita di misura delle grandezze di base con fattore di proporzionalita uno. Il sistema di unita di misura coerente raccomandato dalla General Conference of Weights and Measures e il Sistema Internazionale (SI) Quantità Grandezze fisiche di base Simbolo Lunghezza Metro m Massa Chilogrammo Kg Tempo Secondo s Corrente elettrica Ampere A Temperatura Kelvin K Quantità di sostanza Mole mol Intensità luminosa Candela Cd
10 Sistema di unità di misura: particolarità Una volta adottato una dato sistema di unità di misura sono definiti dei simboli convenzionali per indicare multipli e sottomultipli di una data unità Fattore Nome Simbolo Femto f Pico p 10-9 Nano n 10-6 Micro m 10-3 Milli m 10-2 Centi c 10-1 Deci d 10 Deca da 10 2 Etto h 10 3 Chilo K 10 6 Mega M 10 9 Giga G Tera T
11 Valor vero La misura sperimentale o computazionale di una grandezza, ovvero l associazione a tale grandezza di un numero moltiplicato per una unità di misura, presuppone l esistenza di un valore vero della grandezza. Il valore vero sarebbe il risultato di una misura perfetta della grandezza in esame ed è quindi necessariamente indeterminato Nessuna operazione di misura è perfetta: esse forniscono unicamente stime della grandezza
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