Зміст

• Кроки
• Поради
• Попередження
• Необхідні матеріали

Пористість означає значення, яке використовується для опису кількості порожнього простору або вакууму в даній вибірці. Ця характеристика зазвичай вимірюється в ґрунтових дослідженнях, оскільки рослинам необхідно мати певний рівень пористості. Теоретично обчислити це можна за допомогою рівнянь та заданих значень, предметів, які присутні в питаннях тестів та оцінок. Однак пористість також може бути визначена шляхом знаходження необхідних значень для цієї роздільної здатності експериментальним способом або в лабораторії, або в польових умовах.

Кроки

Метод 1 із 4: Теоретично обчислити пористість за обсягами

1. 

   Витягніть корисні змінні з представленої інформації. При теоретичному обчисленні пористості у вас буде приклад ситуації, що містить деякі необхідні значення. Уважно прочитайте питання та шукайте такі змінні, як загальний об'єм (), суцільний об'єм () та об'єм пір (). Завжди звертайте пильну увагу на одиниці цих значень.
   • Ці значення корисно записати окремо. Наприклад, якщо проблема пропонує значення e, ви напишете:
     • ;
     • .

2. 

   
   
   Напишіть відповідне рівняння. За визначенням, пористість () дорівнює об'єму пор (), поділеному на загальний об'єм (), або. Майте на увазі, що це не єдине рівняння для цієї мети. Якщо значення задані щодо густини відносно партії або частинки замість об'єму, потрібно буде використовувати іншу формулу.

3. 

   
   
   Встановіть значення змінних обсягу. Завжди корисно пам’ятати, що вона представляє суму між суцільним і пористим об'ємом, або. Цей взаємозв'язок може бути впорядкований для того, щоб можна було вирішити будь-яку зі змінних обсягів, доки відомі інші дві. Наприклад, .
   • Використовуючи ті самі значення, що були перелічені в попередньому кроці (e), можна буде вирішити, щоб знайти це.

4. 

   
   
   Вставте відомі змінні об'єму в рівняння пористості. Визначивши значення для та значення для, ви можете ввести обидва в рівняння пористості. Не забудьте також включити одиниці для та. Крім того, важливо, щоб одиниці мали однаковий розмір, або для досягнення очікуваної сумісності потрібно буде виконати розмірний аналіз.
   • Важливо, щоб одиниці були сумісні, оскільки пористість позначається величиною без одиниць і зазвичай виражається у відсотках. Одиниці змінних обсягів скасовуються діленням.

5. 

   Розв’яжіть рівняння, щоб отримати значення для пористості. Тепер, коли рівняння повністю визначено і з відповідними значеннями на місці, ви можете вирішити його за допомогою простої арифметики. У цій частині може бути корисно мати під рукою калькулятор.
   • Оскільки пористість зазвичай виражається у відсотках, отримане десяткове значення зазвичай помножити на.
   • Використовуючи ті самі значення, що і в наведених вище прикладах, рівняння буде виглядати приблизно так:
     • Якщо ви хочете висловити це значення у форматі відсотків, ви повинні помножити його на, щоб визначити це.

Метод 2 із 4: Теоретично обчислити пористість по щільності

1. 

   Припустимо, що щільність частинок () зразка дорівнює. Це значення у вибірці складається з поділу маси на об'єм. Що стосується зразків ґрунту, то середня щільність частинок буде близькою до. З цієї причини передбачається, що значення дорівнює щільності частинок будь-якого зразка ґрунту, крім випадків, коли зазначено.

2. 

   Використовуйте співвідношення між об'ємом і густиною, щоб отримати своє рівняння. Оскільки щільність визначається як маса на об'єм, а пористість може бути визначена за обсягом пор над загальним об'ємом, то можна виразити пористість також і по щільності. Результатом буде рівняння, де воно являє собою пористість, являє собою щільність партії і представляє щільність частинок вибірки.

3. 

   Визначте значення. У прямому питанні це вже буде виражено чітко. Якщо значення не було задано, ви можете знати інші значення, такі як суха маса та об'єм зразка. У цьому випадку ви розділите суху масу зразка на її об'єм для того, щоб визначити значення щільності партії, або.

4. 

   Вирішіть питання, ввівши відповідні значення щільності. Тепер, коли ви знаєте необхідні значення в і, ви можете визначити значення. Зауважте, що значення, отримане діленням e, повинно коли-небудь бути менше, тому рівняння ніколи не призведе до від’ємного значення. Якщо це сталося, ви, можливо, виконали поділ на, що невірно.
   • Це рівняння призводить до десяткового значення для пористості. Щоб виразити його у відсотках, просто помножте його на. Наприклад, .

Метод 3 із 4: Експериментально розрахувати пористість шляхом насичення

1. 

   Виміряйте об'єм вибірки. Ви можете виміряти його безпосередньо, якщо зразок точно заповнює контейнер з відомим об'ємом. Також можливо перенести його в тару, таку як градуйована склянка, щоб здійснити це вимірювання. Якщо немає можливості визначити гучність безпосередньо, спробуйте це зробити математично.
   • Зауважте, що перенесення зразка з одного контейнера в інший може вплинути на пористість і розпарити матеріал.

2. 

   Виміряйте об’єм води. Точна сума, яку слід виміряти, значення не має. Два найважливіші моменти цього кроку - це виміряти більше води, ніж потрібно для насичення зразків, і записати точну кількість, з якої ви почали. Це єдиний спосіб точно знати, скільки використано.

3. 

   Насичують зразок водою. Це простий крок, але він може мати свої проблеми. Потрібно додати достатню кількість води, щоб всі пори в пробі були заповнені, але нічого більше. Хоча важливо максимально наблизитися під час насичення вибірки, деяка помилка завжди буде існувати. Доведіть рівень води якомога вище до рівня твердої поверхні.

4. 

   Запишіть значення обсягу вживаної води. Для цього необхідно відняти об’єм води, що залишився від початкового об’єму, в результаті чого витягується кількість. Обсяг використаної води приблизно (приблизно) дорівнює об'єму пор вашого зразка.

5. 

   Підготуйте рівняння, щоб знайти пористість з об’єму. Тепер, коли ви знаєте об'єм вибірки () та об'єм пір (), ви можете їх додати, щоб отримати загальний об'єм (). Тепер ви можете використовувати рівняння для визначення значення пористості ().

6. 

   Зробіть обчислення для обчислення значення пористості вибірки. Вставте відповідні значення в рівняння, завжди пам’ятайте про використовувані одиниці та дбаючи про те, щоб вони правильно відміняли один одного, оскільки це величина без одиниць. Калькулятор також може бути корисним на цьому кроці.

Метод 4 із 4: Обчислення пористості в полі за допомогою зразків

1. 

   Насичіть площу для вибірки. Хороший спосіб зробити це - помістити вагу сталевого кільця (наприклад, діаметром і висотою) на грунт, в точку, де буде вилучений зразок, і залити його водою. Дайте йому відпочити протягом ночі або поки повністю не поглинеться грунтом. Це полегшить збір вашої вибірки.
   • Сталеві кільцеві ваги можна знайти в будівельних магазинах і в Інтернеті.

2. 

   Наділіть вагу кільця на землю. Дерев’яним блоком і молотком натискайте на вагу кільця, поки воно не проникне на поверхню ґрунту. Частина, що знаходиться в межах окружності, називається ядром, або центральним зразком. Ободок служить захистом від збурень під час збирання.

3. 

   Копайте навколо сталевого обідка. За допомогою лопати та інших інструментів обережно копайте вагу кільця, дбаючи про те, щоб не порушити грунт всередині. Зріжте будь-які коріння, присутні на дні.

4. 

   Зніміть кільце. Після очищення навколишнього ґрунту можна буде вийняти його разом із зразком із викопаної ями. Тримайте його в межах кола, не порушуючи його, завжди дбаючи про те, щоб не втратити частини зразка під час транспортування.

5. 

   Запишіть значення насиченої маси зразка. Помістіть вагу кільця у велику чисту ємність. Додайте воду до повного насичення зразка і не зможе поглинути більше. Зважують зразок, присутній всередині, і віднімають від цього значення масу кільця. В результаті у вас вийде насичена маса вашого зразка.

6. 

   Зверніть увагу на об'єм вибірки. Це буде те саме, що і об'єм кільця. Оскільки це циліндр, для обчислення обсягу потрібно буде помножити висоту твердого тіла на квадрат радіуса (радіус - відстань від центру до краю кола) і помножити це значення на (зазвичай округлене до ). Якщо ви не знаєте значення радіуса, ви можете виміряти його по циліндру в його найширшій частині і розділити це значення на два.

7. 

   Перенесіть грунт в термічну ємність. Не забудьте зважити і запишіть свою масу (). Якщо ви плануєте використовувати мікрохвильову піч для сушіння зразка, дуже важливо, щоб ємність не містила металевих елементів і була безпечною для використання в духовці такого типу.

8. 

   Висушіть зразок. Якщо використовуєте мікрохвильову піч, для сушіння повинно вистачити десяти хвилин на високій потужності. Це гарантує, що всі пори в ньому повністю без води. Ви також можете просушити зразок у звичайній духовці при температурі не менше двох годин. Хоча вони досі переповнені повітрям, це не вплине на масу зразка.

9. 

   Зважте суху пробу для визначення загальної маси (). Пам'ятайте, що це значення не представляє масу вашого зразка, а масу зразка плюс масу контейнера. Не використовуйте це значення для обчислення пористості.

10. 

    Відняти з, щоб визначити величину сухої маси зразка (). Для цього просто відняти початкову масу ємності від кінцевої маси ємності з зразком. Значення повинні мати сенс. Наприклад, ви не можете мати від'ємне значення як масу. Якщо це відбувається, результат невірний, і ви повинні провести аналіз своїх розрахунків.

11. 

    Обчисліть масу води у насиченому зразку. Відняти суху масу () від насиченої маси (). Різниця буде еквівалентна масі води (). Знову ж таки, суха маса повинна бути меншою, ніж насичена.

12. 

    Перетворіть водну масу на об'єм пор вашого зразка. За визначенням, один грам води еквівалентний одному кубічному сантиметру води. Іншими словами, це означає, що маса води в грамах дорівнює її об’єму в кубічних сантиметрах. Після того, як зразок був насичений, всі пори наповнювались водою, так що об'єм пор буде рівним об'єму води, присутній у насиченому зразку.

13. 

    Розподіліть об'єм пор на загальний об'єм зразка. Як результат, у вас буде десяткове число менше, ніж. Помножте його на і ви отримаєте значення пористості вибірки, виражене у відсотках.

Поради

• Візьміть декілька зразків у полі. Це дозволить мінімізувати похибки у ваших вимірах.
• Якщо ви переносите зразок у поле в інше місце для аналізу, запечатуйте його в поліетиленовий пакет.
• Є й такі комп’ютерні програми, як РЕСРАД здатні допомогти у визначенні пористості, але вивчення їх виходить за межі цієї статті.
• Щільність партії та частинок також можна експериментально визначити для розрахунку пористості. Щільність партії можна обчислити, розділивши суху масу на об'єм зразка. Щільність частинок, у свою чергу, прийнято вважати такою.

Попередження

• Прилади, що використовуються при вимірюваннях, також впливатимуть на помилку, наявну в них. Чим точніший інструмент, тим менше помилок буде. Однак майте на увазі, що всі інструменти мають свої межі.
• Помилка людини певною мірою присутня у всіх експериментальних вимірах.
• Порушення зразка може змінити його пористість шляхом ущільнення або відокремлення його частинок. Поводьтеся з ним обережно.

Необхідні матеріали

Теоретично розрахунок пористості за об'ємом

• Калькулятор.

Теоретично обчислюють пористість по щільності

• Зразок;
• Контейнер для зразків;
• Вода;
• Контейнер для води.

Розрахунок пористості поля за допомогою зразків

• Вага кільця;
• Дерев’яний блок і молоток;
• Пан;
• Баланс;
• Піч або мікрохвильова піч.