Определить размеры частиц в ультразвуковых аэрозолях

В ультразвуковых ингаляторах применяют фокусирующий пьезокерамический излучатель, работающий на частотах ультразвука 2,5÷2,64 МГц. Распределение частиц аэрозолей (Рис. 4) при этом оказывается аналогичным приведенному на рис.4 и лежит в интервале (3÷6) мкм, причем часть получаемых частиц имеет размеры, лежащие в области сотен нанометров. 

Рис.4 Характерное распределение частиц аэрозолей по размерам для популярных ультразвуковых ингаляторов.

Для получения наночастиц ряда солей и некоторых биологически активных соединений можно использовать метод ультразвукового распыления растворов с последующей сушкой полученного аэрозоля.

Расчет количества вещества, содержащегося в капле показал, что если в капле аэрозоля размером 5 мкм и с концентраций 3% раствора NaCl содержится 1,963·10^{-12 г сухого вещества, то после высушивания размеры содержимого аэрозольной капли составят 0,636 мкм, при плотности 2,165 г/см3}, характерной для NaCl.

Для проверки провести следующий опыт:

1. Распылить чистую воду, используя ультразвуковой ингалятор.

2. В полученном тумане подержать несколько секунд гидрофобизованное маслом предметное стекло для микроскопических исследований.

3. Измерить с помощью микроскопа размеры микрокапель на предметном стекле.

4. Приготовить 1% раствор NaCl.  

5. Распылить его, используя ультразвуковой ингалятор.

6. В полученном тумане подержать несколько секунд предметное стекло для микроскопических исследований.

7. Высушить предметное стекло

8. Измерить с помощью микроскопа размеры частиц на предметном стекле.

9. Используя вышеприведенные данные рассчитать количество вещества

 в 1 капле аэрозоля.

 Статистическую обработку полученных результатов осуществляют рассчитывая относительную дисперсию воспроизводимости и доверительный интервал среднего значения.

       ,        

где N – количество экспериментов,

  γ – количество повторностей в каждом эксперименте

  y_ij – значение, полученное в эксперименте;

– среднее значение определяемой в эксперименте величины;

 – число степеней свободы.

Доверительный интервал:

                       ,                                   

где t – критерий Стьюдента, определенный по числу степеней свободы f для общего массива данных при надежности 95%. Для определения доверительного интервала, накрывающего математическое ожидание, находим по таблице квантилей распределение Стьюдента по заданной доверительной вероятности и числу степеней свободы квантиль t = 2,78:

Результат статистической обработки записывают в виде:

                          ,        

        Пользуясь данными, из источников литературы, ссылки на которые приведены в списке литературы, объяснить полученные результаты и сформулировать выводы.