Zawartość

• Do kroku
• Metoda 1 z 4: Teoretyczne określenie objętościowej porowatości
• Metoda 4 z 4: Oblicz porowatość w terenie, pobierając próbki rdzeniowe
• Porady
• Ostrzeżenia
• Potrzeby

Porowatość lub porowatość to wartość używana do opisania, ile pustej przestrzeni znajduje się w danej próbce. Ta cecha jest zwykle mierzona w odniesieniu do gleby, ponieważ odpowiednia porowatość jest niezbędna do wzrostu roślin. Porowatość można teoretycznie obliczyć za pomocą równań i zadanych wartości, co ma miejsce w przypadku pytań egzaminacyjnych. Porowatość można również określić, znajdując wartości potrzebne do eksperymentalnego rozwiązania równań w laboratorium lub w terenie.

Do kroku

Metoda 1 z 4: Teoretyczne określenie objętościowej porowatości

1. Wyodrębnij przydatne wartości z podanych informacji. Obliczając teoretycznie porowatość, otrzymujesz przykładową sytuację, która zawiera niektóre z potrzebnych wartości. Przeczytaj uważnie swoje pytanie i poszukaj wartości, takich jak całkowita objętość (${ displaystyle Vt}$Narysuj poprawne równanie. Z definicji porowatość (${ displaystyle Pt}$Znajdź wartości dla zmiennych objętości. Warto o tym pamiętać ${ displaystyle Vt}$Zastosuj znane zmienne objętości do równania porowatości. Kiedy już masz dla niego jakąś wartość ${ displaystyle Vp}$Rozwiąż równanie, aby określić porowatość. Teraz, gdy równanie jest kompletne i masz prawidłowe wartości, możesz je rozwiązać za pomocą prostego obliczenia. Pomocny może być kalkulator do tej części.
   • Ponieważ porowatość jest często wyrażana w procentach, po znalezieniu wartości dziesiętnej często mnoży się tę wartość przez 100%.
   • Używając tych samych wartości z powyższych przykładów, twoje równanie będzie wyglądać mniej więcej tak:
     • ${ displaystyle Pt}$Załóżmy, że gęstość cząstek (P.re{ Displaystyle Pd}Użyj zależności między objętością a gęstością, aby wyprowadzić swoje równanie. Ponieważ gęstość jest definiowana jako masa na objętość, a porowatość jest porównaniem objętości porów z objętością całkowitą, możliwe jest również wyrażenie porowatości w kategoriach gęstości. Rezultatem jest porównanie${ displaystyle Pt}$Określ wartość P.b{ displaystyle Pb}Rozwiąż równanie, wstawiając prawidłowe wartości gęstości. Teraz masz wartości dla ${ displaystyle Pb}$Z objętością twojej próbki. Możesz zmierzyć objętość bezpośrednio, jeśli twoja próbka dokładnie wypełnia pojemnik o znanej objętości. Możesz również przenieść próbkę do butelki lub kubka, takiego jak miarka, aby zmierzyć objętość. Jeśli nie możesz zmierzyć objętości bezpośrednio, możesz obliczyć objętość matematycznie.
       • Należy zwrócić uwagę, że przeniesienie próbki z jednego pojemnika do drugiego może wpłynąć na porowatość poprzez zaburzenie materiału.
     • Odmierz objętość wody. Nie jest ważne, ile dokładnie mierzysz wody. Dwie rzeczy, które są ważne na tym etapie, to odmierzenie większej ilości wody niż potrzeba do nasycenia próbki i zapisanie ilości wody, od której zacząłeś. Tylko w ten sposób możesz dowiedzieć się, ile wykorzystałeś.
     • Nasycić badaną próbkę wodą. To łatwy krok, ale może być trudny. Musisz dodać tyle wody, aby wypełnić wszystkie pory w próbce, ale nie należy dodawać zbyt dużo wody. Chociaż ważne jest, aby jak najbardziej zbliżyć się do nasycenia próbki, wystąpi pewien margines błędu. Ustaw poziom wody jak najbliżej powierzchni ustalonego poziomu próbki.
     • Zapisz ilość użytej wody. Odejmij ilość pozostałej wody od ilości wody, z którą zacząłeś. W ten sposób pozostaje Ci objętość wody, która została wylana. Objętość użytej wody jest (w przybliżeniu) równa objętości porów próbki.
     • Skonfiguruj równanie, aby obliczyć porowatość o znanej objętości. Teraz, gdy masz już objętość próbki (${ displaystyle Vs}$Wykonaj obliczenia, aby znaleźć porowatość swojej próbki. Wprowadź prawidłowe wartości do równania. Upewnij się, że śledzisz swoje jednostki i upewnij się, że zostały odpowiednio skasowane, ponieważ porowatość jest wartością bez jednostek. Na tym etapie przydatny może być również kalkulator.

Metoda 4 z 4: Oblicz porowatość w terenie, pobierając próbki rdzeniowe

1. Nasyc obszar, który chcesz próbkować. Dobrym sposobem na to jest umieszczenie stalowego pierścienia o znanej wadze (takiego jak pierścień o średnicy 7 cm i wysokości 10 cm) na ziemi, z której chcesz pobrać próbkę i napełnienie go wodą. woda pozostaje w pierścieniu przez noc lub do czasu wchłonięcia przez glebę, co ułatwi pobranie próbki.
   • Możesz znaleźć stalowe pierścienie o stałej masie w sklepach dla majsterkowiczów oraz w Internecie.
2. Wciśnij stalowy pierścień w ziemię. Wbij pierścień w ziemię za pomocą drewnianego klocka i młotka. Gleba w pierścieniu nazywana jest próbką rdzeniową lub rdzeniową. Pierścień chroni próbkę rdzeniową przed zakłóceniami podczas pobierania.
3. Kopnij wokół stalowego pierścienia. Ostrożnie przekop stalowy pierścień łopatą i innymi narzędziami do kopania. Nie chcesz naruszać ziemi w ringu. Odetnij wszelkie korzenie od spodu pierścienia.
4. Zdejmij pierścień. Po oczyszczeniu gleby wokół pierścienia możesz wyjąć pierścień i potwora z dziury. Trzymaj próbkę rdzenia wewnątrz pierścienia i nie zakłócaj jej. Uważaj, aby nie stracić potworów podczas ruchu.
5. Zapisz masę nasyconej próbki. Umieść pierścień w dużym, przezroczystym pojemniku. Dodawaj wodę, aż próbka w pierścieniu będzie całkowicie nasycona i nie będzie już zawierać wody. Zważ próbkę w stalowym pierścieniu. Odejmij masę stalowego pierścienia od tej wartości. Pozostawia to nasyconą masę próbki.
6. Zapisz objętość swojej próbki. Objętość twojej próbki będzie taka sama jak objętość twojego pierścienia. Ponieważ twój pierścień jest walcem, aby obliczyć objętość, pomnóż wysokość cylindra przez promień do kwadratu (promień to odległość od środka koła do krawędzi), a następnie pomnóż to przez pi (często zaokrąglone do 3,14).Jeśli nie znasz promienia, możesz zmierzyć szczyt cylindra w jego najszerszym miejscu i podzielić go na pół.
7. Przenieś glebę do pojemnika odpowiedniego do piekarnika. Pamiętaj, aby wcześniej zważyć pojemnik i masę (${ displaystyle mc}$Wysusz próbkę. Jeśli używasz kuchenki mikrofalowej, 10 minut powinno wystarczyć do wyschnięcia próbki. Zapewnia to, że wszystkie pory w próbce są oczyszczone z wody. Próbkę można również suszyć w tradycyjnym piecu w temperaturze 105 stopni Celsjusza przez co najmniej dwie godziny. Chociaż nadal jest wypełniony powietrzem, nie wpłynie to na masę próbki.
8. Zważ wysuszoną próbkę w szalce, aby uzyskać całkowitą masę (mt{ displaystyle mt}Zatrzymać się mdo{ displaystyle mc}Obliczyć masę wody w nasyconej próbce. Odejmij suchą masę (${ Displaystyle MD}$Zamień masę wody na objętość porów próbki. Z definicji jeden gram wody to jeden centymetr sześcienny wody. Oznacza to, że masa wody w gramach jest równa objętości wody w centymetrach sześciennych. Ponieważ próbka jest nasycona, wszystkie pory są wypełnione wodą, więc objętość porów jest równa objętości wody w nasyconej próbce.
9. Podziel objętość porów przez całkowitą objętość próbki. Zwraca liczbę dziesiętną mniejszą niż jeden. Pomnóż tę liczbę przez 100%. Wynikiem jest porowatość próbki w procentach.

Porady

• Pobrać wiele próbek w terenie. Pomoże to zminimalizować błędy w odczytach.
• Jeśli przenosisz próbkę z pola w inne miejsce do analizy, zamknij ją w plastikowej torbie.
• Istnieją również programy, takie jak RESRAD, które mogą pomóc w określeniu porowatości, ale wykraczają poza zakres tego artykułu.
• Gęstość nasypową i gęstość cząstek można również znaleźć eksperymentalnie, aby obliczyć porowatość. Gęstość nasypową wyznacza się, dzieląc suchą masę przez objętość próbki. Gęstość cząstek często wynosi 2,66 g / cm ^ 3.

Ostrzeżenia

• Przyrządy używane do wykonywania pomiarów wpływają również na margines błędu pomiaru. Im dokładniej dostrojony instrument, tym mniejszy margines błędu. Należy jednak pamiętać, że wszystkie instrumenty mają swoje ograniczenia.
• We wszystkich pomiarach eksperymentalnych do pewnego stopnia obecny jest błąd ludzki.
• Rozerwanie próbki testowej może spowodować zmianę porowatości próbki w wyniku zagęszczenia lub oddzielenia cząstek. Postępuj ostrożnie.

Potrzeby

• Teoretyczne obliczanie porowatości do objętości
  • Kalkulator
• Eksperymentalne obliczenie porowatości do nasycenia
  • Próba
  • Pojemnik na próbki do badań
  • woda
  • Pojemnik na wodę
• Obliczanie porowatości w terenie poprzez pobranie rdzeni
  • Stalowy pierścień
  • Młotek i blok
  • Łopata
  • Skala
  • Piekarnik lub kuchenka mikrofalowa