Ćw 4	Pomiar stężenia zapylenia powietrza atmosferycznego

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zapoznanie studentów z metodą konimetryczną pomiaru stężenia zapylenia powietrza atmosferycznego i metodyką opracowania wyników pomiarów.

1. Zakres ćwiczenia

Pomiar i ocena stężenia zapylenia powietrza atmosferycznego metodą konimetryczną przy użyciu konimetru Zeissa.

1. Przebieg ćwiczenia

Pomiaru dokonaliśmy w środowisku sztucznie zapylonym, czyli pojemniku z wapnem, który należało potrząsnąć w celu uzyskania pyłu i następnie włożyć do niego nasz przyrząd pomiarowy - konimetr Zeissa. Służy on do pomiaru stężenia zapylenia powietrza atmosferycznego. Dokonaliśmy 5 prób, a wyniki zestawiliśmy w tabeli poniżej.

1. Obliczenia
   Aby poprawinie dokonać obliczeń należy obliczyć ziarna dla środkowego kwadracika, jak również dla dwóch sektorów o kącie rozwarcia 18^o. Stężenie zapylenia S wyrażonych w jednostce Z/cm³ obliczamy według wzoru :

S= $\frac{\mathbf{Z}_{\mathbf{0}}\mathbf{+}\mathbf{Z}_{\mathbf{l}}\mathbf{+}\mathbf{Z}_{\mathbf{p}}}{\mathbf{V}}\mathbf{\ \ \ \ \ \lbrack}\frac{\mathbf{Z}}{\mathbf{\text{cm}}^{\mathbf{3}}}\mathbf{\rbrack}$

Z_o , Z_l , Z_p – jest to liczba ziaren pyłu znajdujących się w kwadracie środkowym,

w sektorze lewym i sektorze prawym,

V- objętość zassanej próbki powietrza w cm³

S- stężenie zapylenia gazu

1. Tabela pomiarowa

2. Obliczenia

Pomiar	Liczba ziaren	objętość zassanej próbki powietrza	stężenie zapylonego pyłu (obliczone)
	środkowy kwadrat	sektor lewy	sektor prawy
l.p	Z0	ZL	ZP
1	0	25	15
2	65	20	25
3	80	30	20
4	95	40	25
5	45	10	5

Temp. 20ºC,

• Próba zerowa dla pyłu wapna So= $\frac{0 + 25 + 15}{5} = 8$ $\left\lbrack \frac{Z}{\text{cm}^{3}} \right\rbrack$

• Pierwsza próba dla pyłu wapna S₁=$\frac{65 + 20 + 25}{5} = 22\left\lbrack \frac{Z}{\text{cm}^{3}} \right\rbrack$

• Druga próba dla pyłu wapna $S_{2} = \frac{80 + 30 + 20}{5} = 26\ \left\lbrack \frac{Z}{\text{cm}^{3}} \right\rbrack$

• Trzecia próba dla pyłu wapna $S_{3} = \frac{95 + 40 + 25}{5} = 32\left\lbrack \frac{Z}{\text{cm}^{3}} \right\rbrack$

• Czwarta próba dla pyłu wapna S₄= $\frac{45 + 10 + 5}{5} = 12\left\lbrack \frac{Z}{\text{cm}^{3}} \right\rbrack$

• Średnia z prób S_sr= $\frac{8 + 22 + 26 + 32 + 12}{5} = \mathbf{20}\left\lbrack \frac{Z}{\text{cm}^{3}} \right\rbrack$

1. Obliczanie błędów pomiarowych

Próby 0= 8*12%=0,96 $\left\lbrack \frac{Z}{\text{cm}^{3}} \right\rbrack$

Próby I= 22*12%=2,64$\left\lbrack \frac{Z}{\text{cm}^{3}} \right\rbrack$

Próby II=26*12%=3,12$\left\lbrack \frac{Z}{\text{cm}^{3}} \right\rbrack$

Próby III=32*12%=3,84$\left\lbrack \frac{Z}{\text{cm}^{3}} \right\rbrack$

Próby IV=12*12%=1,44$\left\lbrack \frac{Z}{\text{cm}^{3}} \right\rbrack$

1. Niepewność standardowa

Xo=20-8=12$\left\lbrack \frac{Z}{\text{cm}^{3}} \right\rbrack$

X1=20-22=-2$\left\lbrack \frac{Z}{\text{cm}^{3}} \right\rbrack$

X2=20-26=-6$\left\lbrack \frac{Z}{\text{cm}^{3}} \right\rbrack$

X3=20-32=-12$\left\lbrack \frac{Z}{\text{cm}^{3}} \right\rbrack$

X4=20-12=8$\left\lbrack \frac{Z}{\text{cm}^{3}} \right\rbrack$

S(x_i)=$\sqrt{\frac{\sum_{i = 1}^{n}{\left( x_{i} - x \right)}}{n\left( n - 1 \right)}} = \sqrt{\frac{12 + \left( - 2 \right)^{2} + \left( - 6 \right)^{2} + \left( - 12 \right)^{2} + 8}{5*4}} = 4,427$

1. Wnioski

Wykonanie ćwiczenia polegało na pomiarze za pomocą konimetru Zeissa, stężenia zapylenia powietrza. Metoda ta daje dokładność ±12%. Dodatkowo ćwiczenie pozwoliło nam zapoznać się z obsługą tego urządzenia, z którym nie mamy styczności na co dzień. Dzięki pomiarowi stężenia zapylenia powietrza, mamy możliwość określenia stanu zagrożenia naszego zdrowia na skutek występujących zanieczyszczeń na stanowiskach pracy.

Otrzymane pomiary wykazały różnice względem siebie, mogą one wynikać z niedokładności naszego wzroku, lub z tego, iż pojemnik był przy próbach wstrząśnięty z różną siłą. Pomiar zerowy i ostatni, odbiegają od reszty pomiarów, zatem można przypuszczać, że próby te nie zostały poprawnie przeprowadzone. Najmniejsza wartość stężenia zapylonego pyłu wyniosła $\mathbf{\ 8}\left\lbrack \frac{\mathbf{Z}}{\mathbf{\text{cm}}^{\mathbf{3}}} \right\rbrack$, natomiast największa $\mathbf{32}\left\lbrack \frac{\mathbf{Z}}{\mathbf{\text{cm}}^{\mathbf{3}}} \right\rbrack$.