Berekening van poreusheid

Inhoud

Trappe
Wenke
Waarskuwings
Benodigdhede

Porositeit, of porositeit, is die waarde wat gebruik word om te beskryf hoeveel leë spasie daar in `n gegewe monster is. Hierdie eienskap word gewoonlik in verhouding tot die grond gemeet, aangesien die korrekte mate van porositeit nodig is vir die groei van die plante. Porositeit kan teoreties bereken word deur gebruik te maak van vergelykings en gegewe waardes, wat die geval is wanneer eksamenvrae hanteer word. Porositeit kan ook bepaal word deur die waardes te vind wat nodig is om die vergelykings eksperimenteel op te los, hetsy in die laboratorium of in die veld.

Trappe

Metode 1 van 4: Bepaling van porositeit teoreties volgens volume

Prent getiteld Bereken porositeit Stap 1

1. Kry nuttige waardes uit die inligting wat gegee word. As u die porositeit teoreties bereken, kry u `n voorbeeldsituasie wat sommige van die waardes bevat wat u benodig. Lees jou vraag aandagtig deur en soek waardes soos totale volume (

V t

${displaystyle Vt}$ ), vaste volume (

V s

${displaystyle vs}$ ) en porievolume (

V bl

${displaystyle Vp}$ ). Gee altyd aandag aan die eenhede van hierdie waardes.

Dit help om hierdie waardes afsonderlik uit te skryf. Byvoorbeeld, as die vraag $V t$ ${displaystyle Vt}$ en $V s$ ${displaystyle vs}$ , dan kan jy skryf:

$V t$ ${displaystyle Vt}$ = 5,00 cm^3
$V s$ ${displaystyle vs}$ = 3,00 cm^3

Prent getiteld Bereken porositeit Stap 2

2. Stel die korrekte vergelyking op. Per definisie, porositeit (

bl t

${displaystyle Pt}$ ) gelyk aan die porievolume (

V bl

${displaystyle Vp}$ ) gedeel deur die totale volume (

V t

${displaystyle Vt}$ ), of

bl t

${displaystyle Pt}$ =

V bl

${displaystyle Vp}$ /

V t

${displaystyle Vt}$ . Neem asseblief kennis dat dit nie die enigste vergelyking is om porositeit te bepaal nie. As waardes gegee word vir massadigtheid en deeltjiedigtheid in plaas van waardes vir volumes, moet jy `n ander vergelyking gebruik.

Prent getiteld Bereken porositeit Stap 3

3. Vind waardes vir jou volume veranderlikes. Dit is nuttig om dit in gedagte te hou

V t

${displaystyle Vt}$ is die som van vastestof- en porievolumes, of

V t

${displaystyle Vt}$ =

V s

${displaystyle vs}$ +

V bl

${displaystyle Vp}$ . Hierdie verhouding kan herrangskik word sodat jy vir een van die volume veranderlikes kan oplos, solank die ander twee bekend is. Byvoorbeeld:

V t

${displaystyle Vt}$ -

V bl

${displaystyle Vp}$ =

V s

${displaystyle vs}$ .

Met dieselfde waardes as in die vorige stappe,

V t

${displaystyle Vt}$ = 5.00 cm^3 en

V s

${displaystyle vs}$ = 3.00 cm^3, ons kan

V t

${displaystyle Vt}$ -

V s

${displaystyle vs}$ =

V bl

${displaystyle Vp}$ oplos en bereken dit

V bl

${displaystyle Vp}$ = 5,00 cm^3 - 3,00 cm^3 = 2,00 cm^3.

Prent getiteld Bereken porositeit Stap 4

4. Pas die bekende volume veranderlikes toe op die porositeitsvergelyking. Sodra jy `n waarde vir

V bl

${displaystyle Vp}$ en `n waarde vir

V t

${displaystyle Vt}$ bepaal het, kan jy hulle in die porositeitsvergelyking plaas

bl t

${displaystyle Pt}$ =

V bl

${displaystyle Vp}$ /

V t

${displaystyle Vt}$ stop. Maak seker jou eenhede is voor

V bl

${displaystyle Vp}$ en

V t

${displaystyle Vt}$ voeg by. Jy moet ook seker maak dat die eenhede ooreenstem -- indien nie, moet jy `n dimensionele analise doen om hulle te laat pas.

Dit is belangrik om die eenhede te pas omdat porositeit `n eenheidlose waarde is wat gewoonlik as `n persentasie uitgedruk word. Die eenhede van die volume veranderlikes sal mekaar kanselleer deur deling.

Prent getiteld Bereken porositeit Stap 5

5. Los die vergelyking op om die porositeit te bepaal. Noudat jou vergelyking voltooi is en die korrekte waardes het, kan jy dit met `n eenvoudige berekening oplos. Dit kan dalk help om `n sakrekenaar byderhand te hê vir hierdie deel.

Aangesien porositeit dikwels as `n persentasie uitgedruk word, is dit algemene praktyk om hierdie waarde met 100% te vermenigvuldig, sodra jy die desimale waarde gevind het.

Deur dieselfde waardes van die bogenoemde voorbeelde te gebruik, sal jou vergelyking iets soos volg lyk:

bl t

${displaystyle Pt}$ = 2,00 cm^3 / 5,00 cm^3 = 0,400.

As jy daardie waarde in persentasie wil uitdruk, vermenigvuldig dit met 100% en jy kry

bl t

${displaystyle Pt}$ = 40%.

Metode 2 van 4: Teoretiese berekening van porositeit deur digthede te gebruik

Prent getiteld Bereken porositeit Stap 6

1. Aanvaar dat die partikeldigtheid (bld{displaystyle Pd} ${displaystyle Pd}$ ) van jou monster is 2,66 g/cm^3. Die deeltjiedigtheid van `n monster is gelyk aan die massa van die monster gedeel deur die volume van die monster. Vir grondmonsters is die gemiddelde deeltjiedigtheid van die grond 2,66 g/cm^3. Daarom word aanvaar dat hierdie waarde die partikeldigtheid van elke grondmonster is, tensy anders vermeld.

Prent getiteld Bereken porositeit Stap 7

2. Gebruik die verband tussen volume en digtheid om jou vergelyking af te lei. Aangesien die digtheid gedefinieer word as massa per volume, en porositeit `n vergelyking van die porievolume met die totale volume is, is dit moontlik om die porositeit ook in terme van digtheid uit te druk. Die resultaat is die vergelyking

bl t

${displaystyle Pt}$ = (1 -

bl b

${displaystyle Pb}$ /

bl d

${displaystyle Pd}$ ) waardeur

bl t

${displaystyle Pt}$ die porositeit is,

bl b

${displaystyle Pb}$ die grootmaatdigtheid, en

bl d

${displaystyle Pd}$ die partikeldigtheid van die monster.

Prent getiteld Bereken porositeit Stap 8

3. Bepaal die waarde van blb{displaystyle Pb} ${displaystyle Pb}$ . Die waarde van

bl b

${displaystyle Pb}$ sal in `n eenvoudige vraag gegee word. As die waarde nie gegee word nie, kan jy ander waardes kry soos monster droë gewig en monster volume. In hierdie geval, deel die droë gewig van die monster deur die volume van die monster om die massadigtheid te bepaal, of

bl b

${displaystyle Pb}$ .

Prent getiteld Bereken porositeit Stap 9

4. Los die vergelyking op deur die korrekte digtheidswaardes in te voeg. Noudat jy die waardes het vir

bl b

${displaystyle Pb}$ en

bl d

${displaystyle Pd}$ jy kan die vergelyking oplos vir

bl t

${displaystyle Pt}$ . Let daarop dat die waarde verkry deur

bl b

${displaystyle Pb}$ gedeel te word deur

bl d

${displaystyle Pd}$ altydmoet minder as 1 wees, dus kan die vergelyking

bl t

${displaystyle Pt}$ = (1 -

bl b

${displaystyle Pb}$ /

bl d

${displaystyle Pd}$ ) gee nooit `n negatiewe antwoord nie. Indien wel, het jy waarskynlik

bl d

${displaystyle Pd}$ deur middel van

bl b

${displaystyle Pb}$ gedeel, wat verkeerd is.

Hierdie vergelyking gee jou `n desimale waarde vir porositeit. Om porositeit as `n persentasie uit te druk, vermenigvuldig net daardie desimale met 100%. Byvoorbeeld: 0,41 x 100% = 41%.

Metode 3 van 4: Bereken die porositeit eksperimenteel deur versadiging te gebruik

Prent getiteld Bereken porositeit Stap 10

1. Met die volume van jou monster. Jy kan die volume direk meet as jou monster presies `n houer met `n bekende volume vul. Jy kan ook die monster na `n bottel of koppie oorplaas, soos `n maatbeker, om die volume te meet. As jy nie die volume direk kan meet nie, kan jy bereken die volume wiskundig.

Let daarop dat die oordrag van die monster van een houer na `n ander porositeit kan beïnvloed deur die materiaal te ontwrig.

Prent getiteld Bereken porositeit Stap 11

2. Meet `n volume water. Dit is nie belangrik hoeveel water jy presies meet nie. Die twee dinge wat in hierdie stap belangrik is, is om meer water te meet as wat jy nodig het om jou monster te versadig, en die presiese hoeveelheid water waarmee jy begin het, aan te teken. Dit is die enigste manier waarop jy kan weet hoeveel jy gebruik het.

Prent getiteld Bereken porositeit Stap 12

3. Versadig die toetsmonster met water. Dit is `n maklike stap, maar kan lastig wees. Jy moet genoeg water byvoeg om al die porieë in jou monster te vul, maar jy moet nie te veel water byvoeg nie. Alhoewel dit belangrik is om so na as moontlik aan die versadiging van die monster te kom, sal daar `n mate van foutmarge wees. Kry die watervlak so na as moontlik aan die oppervlak van jou vaste monstervlak.

Prent getiteld Bereken porositeit Stap 13

4. Teken die volume water wat gebruik word aan. Trek die hoeveelheid water wat oorbly af van die hoeveelheid water waarmee jy begin het. Só hou jy die volume water wat afgegooi is. Die volume water wat jy gebruik is (ongeveer) gelyk aan die porievolume van jou toetsmonster.

Prent getiteld Bereken porositeit Stap 14

5. Stel die vergelyking op om porositeit met `n bekende volume te bereken. Noudat jy die volume van jou monster het (

V s

${displaystyle vs}$ ) en die porievolume (

V bl

${displaystyle Vp}$ ), kan jy hulle bymekaar voeg om die totale volume te kry (

V t

${displaystyle Vt}$ ). Dit is nou moontlik om te vergelyk

bl t

${displaystyle Pt}$ = (

V bl

${displaystyle Vp}$ /

V t

${displaystyle Vt}$ ) x 100% om jou porositeit te bereken (

bl t

${displaystyle Pt}$ ) te vind.

Prent getiteld Bereken porositeit Stap 15

6. Doen die berekeninge om die porositeit van jou monster te vind. Voer die korrekte waardes in die vergelyking in. Maak seker dat jy tred hou met jou eenhede en maak seker dat hulle behoorlik gekanselleer word aangesien porositeit `n eenheidlose waarde is. `n Sakrekenaar kan ook nuttig wees met hierdie stap.

Metode 4 van 4: Bereken porositeit in die veld deur kernmonsters te neem

Prent getiteld Bereken porositeit Stap 16

1. Versadig die area wat jy wil monster. `n Goeie manier om dit te doen is om `n staalring met `n bekende gewig (soos `n ring met `n deursnee van 7 cm en `n hoogte van 10 cm op die grond te plaas waar jy `n monster wil neem, en dit met water te vul. Laat die water oornag in die ring sit, of totdat dit deur die grond geabsorbeer word. Dit maak dit makliker om jou monster te versamel.

Jy kan staalringe met `n vaste gewig in huisverbeteringswinkels en aanlyn vind.

Prent getiteld Bereken porositeit Stap 17

2. Druk die staalring in die grond. Werk die ring in die grond met `n blok hout en `n hamer. Die grond binne die ring word `n kern of kernmonster genoem. Die ring beskerm die kernmonster teen versteuring tydens versameling.

Prent getiteld Bereken porositeit Stap 18

3. Grawe om die staalring. Grawe versigtig om die staalring met `n graaf en ander graafgereedskap. Jy wil nie die grond in die ring versteur nie. Sny enige wortels van die onderkant van die ring af.

Prent getiteld Bereken porositeit Stap 19

4. Verwyder die ring. Sodra jy die grond rondom die ring verwyder het, kan jy die ring en monster uit die gat haal. Hou die kernmonster binne die ring en moenie dit versteur nie. Wees versigtig om nie monsters te verloor terwyl jy beweeg nie.

Prent getiteld Bereken porositeit Stap 20

5. Skryf die versadigde massa van jou monster neer. Plaas die ring in `n groot, deursigtige houer. Voeg water by totdat die monster in die ring heeltemal versadig is en nie meer water kan bevat nie. Weeg die monster in die staalring. Trek die massa van die staalring van daardie waarde af. Dit laat die versadigde massa van die monster.

Prent getiteld Bereken porositeit Stap 21

6. Let op die volume van jou monster. Die volume van jou monster sal dieselfde wees as die volume van jou ring. Omdat jou ring `n silinder is, gaan jy rond bereken die volume, vermenigvuldig die hoogte van die silinder met die radius kwadraat (radius is die afstand vanaf die middel van die sirkel na die rand), vermenigvuldig dit dan met pi (dikwels afgerond tot 3,14). As jy nie die radius ken nie, kan jy die bokant van die silinder op sy breedste punt meet en dit deur twee deel.

Prent getiteld Bereken porositeit Stap 22

7. Skuif die grond na `n houer wat geskik is vir die oond. Maak seker jy weeg die houer vooraf en die massa (

m c

${displaystyle mc}$ ) van die houer. As jy van plan is om die monster te mikrogolf, maak seker dat jou houer vry van metaal en mikrogolf veilig is.

Prent getiteld Bereken porositeit Stap 23

8. Droog jou monster. As jy `n mikrogolfoond gebruik, behoort 10 minute genoeg tyd te wees om jou monster te droog. Dit verseker dat alle porieë in die monster skoongemaak word van water. Jy kan ook die monster in `n konvensionele oond by 105 grade Celsius vir ten minste twee uur droog. Alhoewel dit nog vol lug is, sal dit nie die massa van die monster beïnvloed nie.

Prent getiteld Bereken porositeit Stap 24

9. Weeg jou gedroogde monster in die skottel om die totale massa (mt{displaystyle mt} ${displaystyle mt}$ ) om vas te stel. Onthou dat hierdie waarde nie die massa van jou monster is nie. Dit is die massa van die monster plus die massa van die houer. Moenie hierdie waarde gebruik om porositeit te bereken nie.

Prent getiteld Bereken porositeit Stap 25

10. trek mc{displaystyle mc} ${displaystyle mc}$ af van

mt{displaystyle mt} ${displaystyle mt}$ om die droë massa van die monster te kry (

md{displaystyle md} ${displaystyle md}$ ) te vind. Om die droë gewig van jou monster te vind, trek eenvoudig die aanvanklike massa van die houer af van die finale massa van die houer plus die monster. Maak seker dat die nommer wat jy kry sin maak. Die massa kan byvoorbeeld nie `n negatiewe waarde hê nie. As dit die geval is, is dit verkeerd en moet jy jou berekeninge weer nagaan.

Prent getiteld Bereken porositeit Stap 26

11. Bereken die massa van die water in die versadigde monster. Trek die droë massa af (

m d

${displaystyle md}$ ) van die versadigde massa (

m s

${displaystyle ms}$ ). Die verskil is die massa van die water (

m w

${displaystyle mev}$ ). Weereens moet die droë massa minder as die versadigde massa wees.

Prent getiteld Bereken porositeit Stap 27

12. Skakel die massa van die water om na die porievolume van jou monster. Per definisie is een gram water gelyk aan een kubieke sentimeter water. Dit beteken dat die massa van jou water in gram gelyk is aan die volume water in kubieke sentimeter. Aangesien die monster versadig is, word al die porieë met water gevul, dus is die porievolume gelyk aan die volume water in die versadigde monster.

Prent getiteld Bereken porositeit Stap 28

13. Verdeel die porievolume deur die totale volume van jou monster. Dit gee `n desimale getal minder as een terug. Vermenigvuldig daardie getal met 100%. Die resultaat is die porositeit van jou monster as `n persentasie.

Wenke

Neem verskeie monsters in die veld. Dit sal help om foute in jou lesings te verminder.
As jy die monster van die veld na `n ander plek vir ontleding oordra, verseël dit in `n plastieksak.
Daar is ook sagtewareprogramme soos RESRAD wat kan help om porositeit te bepaal, maar dit val buite die bestek van hierdie artikel.
Bulkdigtheid en deeltjiedigtheid kan ook eksperimenteel gevind word om porositeit te bereken. Bulkdigtheid word gevind deur die droë massa deur die monstervolume te deel. Die partikeldigtheid is dikwels 2,66 g/cm^3.

Waarskuwings

Die instrumente wat gebruik word om metings te neem, beïnvloed ook die foutmarge van die meting. Hoe fyner `n instrument ingestel is, hoe kleiner is die foutmarge. Hou egter in gedagte dat alle instrumente hul beperkings het.
Menslike foute is in `n mate teenwoordig in alle eksperimentele metings.
Die versteuring van die toetsmonster kan `n verandering in die porositeit van die monster veroorsaak as gevolg van die verdigting of skeiding van deeltjies. Gaan versigtig voort.