实验数据与处理上机练习题2.xls

1 画出不同温度下树脂对PABA的吸附等温线 为了比较不同温度下吸附树脂对废水中对氨基苯甲酸 PABA 的吸附容量的大小 利用吸附 等温线进行研究 称取7份吸附树脂 分别加入不同浓度的PABA溶液 在10 25 40 下置于恒温振荡器上振荡12小时 达到平衡后测定溶液中PABA的浓度Ce mmol L 和吸附树 脂的吸附容量Qe mmol g 数据如下表 要求 1 1 画画出出不不同同温温度度下下树树脂脂对对PABAPABA的的吸吸附附等等 温温线线 即即Ce QeCe Qe的的多多重重x x y y线线形形图图 2 2 对对这这些些数数据据分分别别采采用用LangmuirLangmuir吸吸附附等等温温方方程程和和FreundlichFreundlich等等温温方方程程进进行行拟拟 合合 求求解解三三个个温温度度条条件件下下的的方方程程 10 25 40 0 CeCeQeQeCeCeQeQeCeCeQeQe Langmuir吸附等温方程 qm和KL是Langmuir等温方程参数 代表吸附能力的强弱 0 619420 619420 853430 853430 685770 685770 762550 762550 798030 798030 651460 65146 1 631531 631531 318691 318691 758691 758691 144311 144311 929051 929050 975110 97511 2 809852 809851 643431 643432 958912 958911 378541 378543 183433 183431 154011 15401 4 106064 106061 802191 802194 275184 275181 530071 530074 422344 422341 385991 38599 Freundlich吸附等温方程 n和KF是Freundlich等温方程参数 与吸附剂吸附性能有关 5 339345 339341 977961 977965 521825 521821 681821 681825 792855 792851 401021 40102 6 749786 749782 173362 173366 777746 777741 893281 893287 06817 06811 606721 60672 8 144098 144092 317372 317378 152198 152191 972481 972488 442558 442551 684091 68409 1L meLeK q Ce K CQ 1 n eFeQK C 不同温度下树脂对PABA的吸附等温线 9876543210 0 0 5 1 1 5 2 2 5 Ce mmol L Qe mmol g 10度 25度 40度 Langmuir吸附等温方程 qm和KL是Langmuir等温方程参数 代表吸附能力的强弱 Freundlich吸附等温方程 n和KF是Freundlich等温方程参数 与吸附剂吸附性能有关 1L meLeK q Ce K CQ 1 n eFeQK C 2 为了确定大气总颗粒物的工业标准 用大流量的空气采样器采集空气样品 采样中发现流速随 通过滤质的压力降而变 收集的数据如下表 1 为了预测基于压力降的大流量空气采样器的平均速度 利用这些数据提出一个线性模型 2 该模型对预测流速是否有用 0 05 流 速 m 3 min 0 921 250 61 131 561 10 651 33 压力降 英 寸水柱 10148121813915 解 1 以压力降作为自变量 流速作为因变量 先画散点图 再通过添加趋势线的方法确定回归方程为 y 0 097x 0 1335 决定系数为 0 9595 即 基于压力降的大流量空气采样器的平均速度的预测模型为 流速 0 1335 0 097压力降 2 进行回归分析 注意 要把行转为列再进行回归分析 流速 m3 min 压力降 英 寸水柱 0 9210 1 2514 0 68 1 1312 1 5618 1 113 0 659 1 3315 SUMMARY OUTPUT 回归统计 Multiple R0 979564 大流量空气采样器的平均流速与压力降的关系图 20181614121086420 0 0 2 0 4 0 6 0 8 1 1 2 1 4 1 6 1 8 y 0 097x 0 1335 R2 0 9595 压力降 英寸水柱 流速 m3 min R Square0 959546 Adjusted R Square 0 952804 标准误差0 071788 观测值8 方差分析 dfSSMSF Significance F 回归分析1 0 733429 0 733429 142 3181 0 000021F临界值 残差6 0 030921 0 005153 总计70 76435 Coefficients 标准误差t StatP value Lower 95 Intercept 0 13345 0 103819 1 28542 0 246028 0 38749 压力降 英寸水柱 0 097047 0 008135 11 92971 0 000021 0 077141 结论 对回归方程的检验 由于F大于F临界值或F概率值小于 0 05 因此回归效果显著 对回归系数的检验 由于截距的P值大于 0 05 因此回归系数截距不显著 即可视为0 由于斜率的P值小于 0 05 因此回归系数斜率显著不为0 回归方程显著 因此 在95 的置信度下该模型对预测流速是有用的 即 基于压力降的大流量空气采样器的平均速度的预测模型为 流速 0 1335 0 097压力降 大流量空气采样器的平均流速与压力降的关系图 20181614121086420 0 0 2 0 4 0 6 0 8 1 1 2 1 4 1 6 1 8 y 0 097x 0 1335 R2 0 9595 压力降 英寸水柱 流速 m3 min 5 987378 结论 对回归方程的检验 由于F大于F临界值或F概率值小于 0 05 因此回归效果显著 对回归系数的检验 由于截距的P值大于 0 05 因此回归系数截距不显著 即可视为0 由于斜率的P值小于 0 05 因此回归系数斜率显著不为0 回归方程显著 3 测得某城镇二氧化硫日均浓度y ug m3 和四个主要污染源二氧化硫排放量x1 x2 x3 x4 kg h 原始数据如表 试问该镇二氧化硫日均浓度与各污染源排放量之间是否具有线性关系 99 置信度 序号YX1X2X3X4 11151372619 219815114034 31372182917 421619121523 522327111327 619132102115 71171781816 819426103523 91061461418 1025528132134 111871991329 1219312101938 131562382517 1424728113332 151532191819 4 研究测定了南京地区5个黄刚土和北京地区9个黄刚土的表土中铬的含量 ppm 如下 试分析这两类土壤总体的平均铬含量是否有显著差异 南京53 543 459 569 559 2 北京58 951 244 656 754 958 25051 5 1 先判断方差是否相等 F 检验 双样本方差分析 南京北京 平均57 02 54 87778 方差91 137 44 30944 观测值59 df48 F2 05683 P F0 05 方差相等 2 再做两总体均数差异检验 t 检验 双样本等方差假设 南京北京 平均57 02 54 87778 方差91 137 44 30944 观测值59 合并方差59 91863 假设平均差0 df12 t Stat0 496165 P T t 单尾 0 314371 t 单尾临界1 782288 P T t 双尾 0 628741 t 双尾临界2 178813 判断 由于t 0 496165 t临界值 2 178813 即南京和北京这两类土壤总体的平均铬含量不存在显著差异 67 9 判断 由于t 0 496165 t临界值 2 178813 即南京和北京这两类土壤总体的平均铬含量不存在显著差异 5 多氯联苯是一种对人体毒害很大的物质 地面水环境质量标准中规定水中多氯联苯的浓度极限是5mg L 生产 电气绝缘材料的工厂会从废水中排放出少量的多氯联苯 为了控制排放物中多氯联苯的浓度 工厂已安装了监控 仪表 如果排放物中多氯联苯的浓度均数超过3mg L 则要停止生产 现随机抽取5个水样 得到如下统计量 平 均值为3 1ppm 标准差0 5ppm 问 有证据表明该厂需要停止生产吗 0 01 5 多氯联苯是一种对人体毒害很大的物质 地面水环境质量标准中规定水中多氯联苯的浓度极限是5mg L 生产 电气绝缘材料的工厂会从废水中排放出少量的多氯联苯 为了控制排放物中多氯联苯的浓度 工厂已安装了监控 仪表 如果排放物中多氯联苯的浓度均数超过3mg L 则要停止生产 现随机抽取5个水样 得到如下统计量 平 均值为3 1ppm 标准差0 5ppm 问 有证据表明该厂需要停止生产吗 0 01 6 有一组分析测试数据如下 问其中是否有数据应该被剔除 99 置信度 采用格拉布斯检验法检验 0 1160 1280 1290 1310 1330 1360 1410 1420 147 0 1580 1590 168 6 有一组分析测试数据如下 问其中是否有数据应该被剔除 99 置信度 采用格拉布斯检验法检验 7 一些环境学家认为酸雨是美国最严重的环境问题 煤 石油和天然气燃烧 排放出的氮氧化物 二 氧化硫与云中的水蒸汽结合形成酸雨 为了确定酸雨对土壤酸度的影响 科学家用pH 3 7和4 5的两个 水平的酸雨对土壤做试验 分别在土壤层0 15 15 30 30 46三个深度测定土壤酸度 结果如下表 问 1 酸雨pH和土壤深度之间的交互影响大吗 显著水平 0 05 2 酸雨pH对土壤的酸度是否具有显著影响 显著水平 0 05 pH 酸雨pH3 7酸雨pH4 5 土壤深度 0 155 335 33 5 475 47 5 25 13 15 305 275 03 5 25 53 5 335 2 30 465 345 4 5 585 6 5 335 17 7 一些环境学家认为酸雨是美国最严重的环境问题 煤 石油和天然气燃烧 排放出的氮氧化物 二 氧化硫与云中的水蒸汽结合形成酸雨 为了确定酸雨对土壤酸度的影响 科学家用pH 3 7和4 5的两个 水平的酸雨对土壤做试验 分别在土壤层0 15 15 30 30 46三个深度测定土壤酸度 结果如下表 问 8 实验室里测定乙酸乙酯在0 的皂化速度常数 一组用电动搅拌器搅拌 另一组用手工搅拌 所获 得的数据用微分法 积分法两个计算方法处理 计算出的速度常数见下表 1 试问电动搅拌会使结果产生显著不同吗 2 分析数据的方法能产生显著不同的效果吗 电动搅拌 手工搅拌 积分法0 018160 02121 0 020580 01849 0 018840 02073 0 022140 01951 微分法0 017250 02003 0 019950 01725 0 017260 01982 0 019630 01695 解 方差分析 可重复双因素分析 SUMMARY电动搅拌 手工搅拌 总计 积分法 计数448 求和0 079720 079940 15966 平均0 01993 0 019985 0 019958 方差3 21E 06 1 51E 06 2 02E 06 微分法 计数448 求和0 074090 074050 14814 平均0 018522 0 018513 0 018518 方差2 16E 06 2 68E 06 2 08E 06 总计 计数88 求和0 153810 15399 平均0 019226 0 019249 方差2 87E 06 2 41E 06 方差分析 差异源SSdfMSFP valueF crit 分析方法 8 29E 061 8 29E 06 3 471786 0 087071 4 747221 搅拌方法 2 03E 091 2 03E 09 0 000848 0 977253 4 747221 交互4 23E 091 4 23E 09 0 001768 0 967148 4 747221 内部2 87E 0512 2 39E 06 总计0 00003715 判断 对于分析方法而言 由于F 3 471786 F临界值4 74722 因此表明分析数据的方法对试验结果无显著影响 对于搅拌方法而言 由于F 0 000848 F临界值4 74722 因此表明搅拌方法对试验结果也无显著影响 即 1 电动搅拌方法不会使试验结果产生显著不同 2 不同的分析数据的方法不能产生显著不同的效果 8 实验室里测定乙酸乙酯在0 的皂化速度常数 一组用电动搅拌器搅拌 另一组用手工搅拌 所获 得的数据用微分法 积分法两个计算方法处理 计算出的速度常数见下表 对于分析方法而言 由于F 3 471786 F临界值4 74722 因此表明分析数据的方法对试验结果无显著影响 对于搅拌方法而言 由于F 0 000848 F临界值4 74722 因此表明搅拌方法对试验结果也无显著影响 9 五种不同的管道消声器 消声量的测定结果见下表 10 实验室质量控制工作中 令4个操作人员对同一环境水样的铜元素含量进行10次重复测定 试判断这五种管道消声器的消声量有无显著性的差异 测定结果见下表 单位 ug L 操作人员使用同一套测量仪器和测量方法 重复数 1234 试用0 05的显著性水平判断操作人员是否对测定结果有显著影响 消声器 A17 118 317 517 7操作者1 B17 418 416 817 9甲22 C19 218 118 417 3乙21 8 D16 516 817 818 5丙21 9 E17 31817 517 4丁22 1 2345678910 22 521 723 122 821 521 422 923 521 2 20 922 721 220 220 721 12221 520 6 23 223 822 92422 821 222 723 423 8 22 821 621 722 42323 22221 823 实验室质量控制工作中 令4个操作人员对同一环境水样的铜元素含量进行10次重复测定 测定结果见下表 单位 ug L 操作人员使用同一套测量仪器和测量方法 试用0 05的显著性水平判断操作人员是否对测定结果有显著影响 11 为了改进钛合金的冷加工工艺 考察了退火温度 A 保温时间 B 与冷却介质 C 对钛合金硬度的影响 用正交表L8 4 24 安排试验 结果见下表 试对测试结果进行分析 对 各因素的影响进