Jak obliczyć współczynnik porowatości

Kroki

jeden. Usuń przydatne wartości z dostępnych informacji. Do teoretycznego obliczania porowatości pewna sytuacja powinna być opisana w stanie zadania, a także te wartości, które będą potrzebne do obliczeń. Starannie przeczytaj stan zadania i poszukaj takich wartości w nim jako całkowitą objętość ($VT$), objętość stałej części ($VS$) i objętość porów ($VP$). Pamiętaj, aby zwrócić uwagę na jednostki tych cech.

• Przydatne jest pisanie tych wartości oddzielnie. Na przykład, jeśli stan jest wskazany $VT$ i $VS$, Możesz pisać:

• $VT$ = 5,00 cm ^ 3
• $VS$ = 3,00 cm ^ 3

2. Zapisz odpowiedni wzór. Z definicji porowatość ($PT$) równa wolumetach ($VP$) podzielony na całkowitą objętość ($VT$), tj $PT$ = $VP$/$VT$. Zauważ, że nie jest to jedyna formuła, dla której można obliczyć porowatość. Jeśli stan nie jest objętością, ale całkowita gęstość i gęstość części stałej, powinny być stosowane inną formułę.

3. Znajdź ilość woluminów. Przydatne jest pamiętanie, że całkowita objętość $VT$ równa sumie objętościowej części stałej i objętości porów $VT$ = $VS$ + $VP$. Ten stosunek można przepisać, aby znaleźć wielkość zainteresowania, jeśli podano dwie inne woluminy. na przykład, $VT$ - $VP$ = $VS$.

Dla powyższych wartości $VT$ = 5,00 cm ^ 3 i $VS$ = 3,00 cm ^ 3 Możesz nagrywać $VT$ - $VS$ = $VP$ i znajdź to $VP$ = 5,00 cm ^ 3 - 3,00 cm ^ 3 = 2,00 cm ^ 3.

cztery. Podpadnij znane objętości we wzorze dla porowatości. Po znalezieniu wartości $VP$ i $VT$, Możesz zastąpić je równaniem dla porowatości $PT$ = $VP$/$VT$. Nie zapomnij również zapisać, w którym mierzy się jednostki $VP$ i $VT$. Sprawdź, czy jednostki pomiaru pokrywają się. Jeśli nie pokrywają się, oba woluminy należy przetłumaczyć na te same jednostki pomiaru.

pięć. Określ obliczenia, aby znaleźć wielkość porowatości. Po zapisaniu formuły i zastąpi go wartości numeryczne, pozostanie to proste obliczenia. W tym celu możesz użyć kalkulatora.

$PT$ = 2,00 cm ^ 3 / 5,00 cm ^ 3 = 0,400.

Jeśli chcesz wyrazić porowatość w procentach, pomnóż wynik o 100%. W końcu okazuje się $PT$ = 40%.

jeden. Załóżmy, że gęstość cząstek ($$PRE{DisplayStyle pd}) Próbka wynosi 2,66 g / (patrz ^ 3). Gęstość cząstek lub gęstość fazy stałej, jest równa masom próbki podzielonej na jego objętość. Podczas pracy z próbkami gleby zwykle uważa się, że średnia gęstość fazy stałej wynosi 2,66 g / (cm ^ 3), niezależnie od rodzaju gleby, chyba że wskazuje inną wartość.

2. Używamy stosunku między objętością a gęstością, aby uzyskać potrzebny formułę. Ponieważ gęstość jest równa masie podzielonej na objętość, a porowatość jest stosunkiem objętości porów do całkowitej objętości, można wyrazić porowatość poprzez gęstość. W rezultacie formuła będzie $PT$ = (1 - $PB$/$P\mathrm{RE}$), gdzie $PT$ - porowatość, $PB$ - Gęstość nasypowa, $P\mathrm{RE}$ - gęstość fazy stałej.

3. Znajdź wielkość $$PB{Displaystyle pb}. Wartość $PB$ należy podać pod względem zadania. Jeśli nie zostanie podana bezpośrednio, może być określona przez inne wartości, takie jak sucha masa próbki i jego objętość. W tym przypadku, sucha masa powinna być podzielona na objętość próbki, a w wyniku uzyskania gęstości nasypowej $PB$.

cztery. Zastąp odpowiednie wartości gęstości w wzorze. Teraz znane $PB$ i $P\mathrm{RE}$, Możesz znaleźć ilość $PT$. Pamiętaj, że podczas dzielenia $PB$ na $P\mathrm{RE}$ Należy zawsze uzyskać mniej niż 1, tak porowatość $PT$ = (1 - $PB$/$P\mathrm{RE}$) nie może przyjmować wartości ujemnych. Jeśli masz negatywną porowatość, prawdopodobnie podzielony $P\mathrm{RE}$ na $PB$, Co jest nie tak.

2. Zmierzyć objętość wody. Musisz dokładnie wiedzieć, ile używasz wody. Na tym etapie ważne są dwie rzeczy: Więcej wody powinno być mierzone, niż trzeba impregnować próbkę z nim i dokładnie rejestrować początkową ilość wody. Tylko w ten sposób określasz, ile wody zajmowała nasycenie próbki.

3. Naciśnij próbkę wody. To na pierwszy rzut oka jest prostym etapem może reprezentować pewne trudności. Konieczne jest dodanie wystarczającej ilości wody, aby przeniknąć do wszystkich porów, ale nie powinieneś używać zbyt dużej ilości wody. Powinien być tak całkowicie namoczony próbką wody, a tutaj możesz popełnić błąd. Spróbuj na poziomie wody tak blisko, jak to możliwe do poziomu próbki stałej.

cztery. Zapisz ilość użytej wody. Aby to zrobić, odlicz objętość pozostałej wody z początkowej objętości. W rezultacie otrzymasz objętość wody, która poszła do impregnatu próbki. Ta objętość jest w przybliżeniu równa objętości objętości w tej próbce.

pięć. Zapisz formułę, aby określić objętość porowatości. Teraz, gdy objętość próbki jest znana ($VS$) i objętość porów ($VP$), możesz je złożyć i określić całkowitą objętość ($VT$). Potem możesz obliczyć porowatość ($PT$) Według formuły $PT$ = ($VP$/$VT$) x 100%.

6. Robić obliczenia i określ porowatość próbki. Drugły odpowiednie wartości numeryczne w formule. Nie zapomnij o jednostkach pomiaru i upewnij się, że spadają, ponieważ porowatość jest wartością bezwymiarową. Na tym etapie wygodne jest użycie kalkulatora.

2. Umieść pierścień na ziemię. Weź planszę i młotek i napędzaj stalowy pierścień do gleby. Wyróżnione w pierścieniu gleby będzie służyć jako rdzeń lub próba rdzeniowa. Pierścień nie pozwoli, by ziemia się rozpadała, gdy próbka ogrodzenia.

3. Upuść otwór wokół stalowego pierścienia. Korzystanie z łopaty lub innego narzędzia Delikatnie usuń ziemię wokół pierścienia. Jednocześnie nie dotykaj ziemi wewnątrz pierścienia. Jeśli na dole pierścieni będzie dowolne korzenie, pokroić je.

cztery. Usuń pierścień. Po wykryciu krainy wokół pierścienia można wyciągnąć go z dołu wraz z pozostałą glebą. Upewnij się, że gleba pozostaje wewnątrz pierścienia i nie wypadła z tego. Nie tracę kawałków ziemi, gdy otrzymasz pierścień.

pięć. Zapisz masę nasyconej próbki wody. Umieść pierścień w dużej czystej pojemności. Dodaj wodę, aż próbka w pierścieniu jest całkowicie impregnowana całkowicie i nie może go wchłonąć. Zważyć próbkę wraz ze stalowym pierścieniem i odlicz masę pierścienia. W rezultacie będziesz miał dużo nasyconych wody.

6. Zapisz objętość próbki. Ta objętość będzie równa wewnętrznej objętości pierścienia. Ponieważ pierścień ma formularz cylindrów Znajdź woluminę, Należy pomnożyć wysokość kwadratu promienia (promień jest odległością od środka pierścienia do krawędzi) i pomnożyć wynik uzyskany przez numer "PI" (często jest zaokrąglony do 3,14). Jeśli nie znasz promienia, możesz zmierzyć wzdłuż górnej krawędzi cylindra w jego najszerszej średnicy i podzielić go na dwa.

7. Umieść glebę odpowiednią do pojemności piekarnika. Nie zapomnij zważyć pustego kontenera przed nim i nagrać go ($M\mathrm{DO}$). Jeśli zamierzasz korzystać z kuchenki mikrofalowej, weź odpowiednie naczynia niemetalowe.

osiem. Sucha próbka. Jeśli używasz kuchenki mikrofalowej, wystarczy na 10 minut w dużej mocy. W rezultacie woda odparuje ze wszystkich porów. Możesz także wysuszyć próbkę w zwykłym piecu w 105 ° C przez co najmniej dwie godziny. Chociaż powietrze pozostanie w porach, nie wpłynie na masę próbki.

dziewięć. Zważyć suchą próbkę w pojemniku, aby określić całkowitą masę ($$MT{displaystyle mt}). Pamiętaj, że nie jest to msza próbka. Jest to całkowita masa próbki i pojemnika, w którym jest. Nie używaj mierzonej masy do obliczenia porowatości.

10. Wyciągać $$MDO{DisplayStyle MC} z $$MT{displaystyle mt}, Aby znaleźć masę suchej próbki ($$MRE{DisplayStyle MD}). Aby określić masę suchej próbki, wystarczy po prostu odliczyć masę pustego zbiornika z mierzonej masy próbki wraz z pojemnikiem. Upewnij się, że uzyskana wartość jest wiarygodna. Na przykład, nie powinieneś uzyskać negatywnej masy - w tym przypadku, gdzieś pozwoliłeś na błąd, więc ponownie sprawdzić swoje obliczenia.

jedenaście. Oblicz masę wody w impregnowanym wodzie. Usuń masę suchej próbki ($M\mathrm{RE}$) z masy nasyconej próbki wody ($MS$). W rezultacie otrzymasz dużo wody ($MW$). Pamiętaj, że masa suchej próbki powinna być mniejsza niż masa nasyconej wody.

12. Przetłumacz wynikową masę wody do porowatości próbki. Jak wiesz, jeden gram wody bierze jeden centymetr sześcienny. Oznacza to, że masa wody w gramach jest równoważna jego objętości w centymetrach sześciennych. Ponieważ próbka nasycono wodą, objętość porów jest równa objętości wody w impregnowanym próbce.

13. Porady do próbki Technologii. W rezultacie otrzymasz frakcję dziesiętną mniej niż jeden. Pomnóż wynik w 100%, aby wyrazić porowatość próbki w procentach.

• Zmierzyć porowatość kilku próbek gleby. Zmniejszy to błąd pomiarów.
• Jeśli zdasz próbkę gleby gdzieś w innym miejscu do analizy, uszczelnij go do plastikowej torby.
• Istnieją programy komputerowe, takie jak RESRAD, które umożliwiają obliczenie porowatości, ale ten problem wykracza poza ten artykuł.
• Gęstość nasypowa i gęstość fazy stałej można również zmierzyć eksperymentalnie, aby obliczyć porowatość. Aby znaleźć gęstość nasypową, suchą masę próbki należy podzielić na jego objętość. Gęstość fazy gleby jest często pobierana równa 2,66 g / (cm ^ 3).

• Narzędzia stosowane do pomiarów będą również wpływać na dokładność oznaczania porowatości. Dokładniejsze będą narzędzia, tym mniej błędu jest. Niemniej jednak pamiętaj, że każde narzędzie ma swoje ograniczenia dokładności.
• We wszystkich pomiarach eksperymentalnych błąd od eksperymentatora jest w taki czy inny sposób.
• Jeśli próbka zapadnie, jego cząstki mogą się dołączyć lub podzielić, co wpłynie na wyniki pomiarów porowatości. Bądź ostrożny.