Як порахувати коефіцієнт пористості-

Коефіцієнт пористості характеризує кількість порожнього простору (пор) в тому чи іншому зразку. Ця величина має важливе значення для грунту, оскільки для нормального росту рослин необхідна відповідна пористість. Коефіцієнт пористості можна обчислити теоретично за відомими формулами, якщо дані входять в них величини, — з таким завданням ви можете зіткнутися на іспиті. Пористість можна виміряти і експериментально в лабораторії або польових умовах.

Метод1З 4:
Обчислення пористості за обсягом

  1. Витягніть з наявної інформації корисні значення.для теоретичного розрахунку пористості в умові задачі повинна бути описана певна ситуація, а також дані ті значення, які знадобляться для розрахунків. Уважно прочитайте умову задачі і пошукайте в ньому такі величини, як загальний обсяг (Vt{\displaystyle Vt}), об'єм твердої частини () і об'єм пор (). Обов'язково зверніть увагу на одиниці виміру цих характеристик.
    • Корисно записати ці величини окремо. Наприклад, якщо в умові вказаніVt{\displaystyle Vt} і , можна записати:
      • = 5,00 см^3
      • = 3,00 см^3
  2. Запишіть відповідну формулу. за визначенням пористість (Pt{\displaystyle Pt}) дорівнює об'єму пір (), поделенному на загальний обсяг (), тобто = /. Врахуйте, що це не єдина формула, по якій можна розрахувати пористість. Якщо в умові дані не обсяги, а загальна щільність і щільність твердої частини, слід використовувати іншу формулу.[1]
  3. Знайдіть величини обсягів. корисно пам'ятати, що загальний обсяг Vt{\displaystyle Vt} дорівнює сумі обсягу твердої частини і об'єму пор, тобто = + . Це співвідношення можна переписати так, щоб знайти цікавить Вас обсяг, якщо дані два інших обсягу. Наприклад, - = .[2]
    • Для наведених вище величинVt{\displaystyle Vt} = 5,00 см^3 і = 3,00 см^3 можна записати - = і знайти, що = 5,00 см^3 - 3,00 см^3 = 2,00 см^3.
  4. Підставте відомі обсяги в формулу для пористості. після того як ви знайдете Значення Vp{\displaystyle Vp} і , можна підставити їх в рівняння для пористості = /. Не забудьте також записати, в яких одиницях вимірюються Vp{\displaystyle Vp} і . Перевірте, щоб одиниці виміру збігалися. Якщо вони не збігаються, слід перевести обидва обсягу в однакові одиниці виміру.
    • Одиниці виміру обсягів повинні збігатися, так як пористість є безрозмірною величиною і зазвичай виражається у відсотках. При розподілі одного обсягу на інший одиниці виміру скоротяться.[3]
  5. Проведіть обчислення, щоб знайти величину пористості.після того як ви запишете формулу і підставите в неї чисельні значення, залишиться виконати прості обчислення. Для цього вам може стати в нагоді калькулятор.
    • Оскільки пористість часто виражають у відсотках, обчислений результат можна помножити на 100 %.
    • Для наведеного вище прикладу отримуємо:
      • = 2,00 см^3 / 5,00 см^3 = 0,400.
      • Якщо ви хочете виразити пористість у відсотках, помножте результат на 100 %. У підсумку вийде = 40 %.

Метод2З 4:
Обчислення пористості по щільності

  1. Припустимо, щільність частинок (Pd{\displaystyle Pd}) зразка становить 2,66 г/(см^3).щільність частинок, або щільність твердої фази, дорівнює масі зразка, поділеної на його обсяг. При роботі зі зразками грунту зазвичай вважають, що середня щільність твердої фази становить 2,66 г/(см^3) незалежно від виду грунту, якщо тільки не вказана інша величина.[4]
  2. Використовуємо співвідношення між об'ємом і щільністю, щоб вивести потрібну нам формулу.оскільки щільність дорівнює масі, поділеній на обсяг, а пористість являє собою відношення обсягу пір до загального обсягу, можна висловити пористість через щільність. В результаті вийде формула = (1 - /), де — пористість, — об'ємна щільність, — щільність твердої фази.[5]
  3. Знайдіть величинуPb{\displaystyle Pb}. Значення Pb{\displaystyle Pb} має бути наведено в умові задачі. Якщо воно не дано безпосередньо, його можна визначити за іншими величинами, таким як Суха маса зразка і його обсяг. В цьому випадку слід поділити суху масу на об'єм зразка, і в результаті у вас вийде об'ємна щільність .[6]
  4. Підставте в формулу відповідні значення щільності. Тепер, коли відомі Pb{\displaystyle Pb} і , можна знайти величину . Пам'ятайте, що при діленні Pb{\displaystyle Pb} на ЗАВЖДИ повинно виходити значення менше 1, тому пористість = (1 - /) не може приймати від'ємних значень. Якщо у вас вийде негативна пористість, ймовірно, ви поділили Pd{\displaystyle Pd} на , що неправильно.[7]
    • Дана формула дає величину пористості у вигляді десяткового дробу. Щоб висловити пористість у відсотках, просто помножте отриманий результат на 100 %. Наприклад, 0,41 x 100% = 41%.

Метод3З 4:
Експериментальне визначення пористості по насиченню

  1. Виміряйте об'єм зразка.це можна зробити безпосередньо, якщо зразок якраз заповнює ємність з відомим об'ємом. Можна також засипати зразок в мірну пробірку і визначити його обсяг. Якщо ви не можете виміряти обсяг безпосередньо, його можна розрахувати.
    • Врахуйте, що при пересипанні зразка з однієї ємності в іншу його пористість може змінитися.
  2. Виміряйте об'єм води.необхідно точно знати, яку кількість води ви використовуєте. На даному етапі важливі дві речі: слід відміряти більше води, ніж вам знадобиться для того, щоб просочити нею зразок, і точно записати початкову кількість води. Лише таким чином ви визначите, скільки води було потрібно для насичення зразка.
  3. Наситьте зразок водою.цей На перший погляд простий етап може представляти деякі труднощі. Необхідно додати достатню кількість води, щоб вона проникла в усі пори, але не слід використовувати занадто багато води. Слід якомога повніше просочити зразок водою, і тут можна помилитися. Постарайтеся, щоб рівень води був якомога ближче до рівня твердого зразка.[8]
  4. Запишіть кількість використаної води.для цього відніміть обсяг води, що залишилася з її початкового обсягу. В результаті ви отримаєте обсяг води, яка пішла на те, щоб просочити зразок. Цей обсяг приблизно дорівнює обсягу пір в даному зразку.[9]
  5. Запишіть формулу для визначення пористості за обсягом. Тепер, коли відомі обсяг зразка (Vs{\displaystyle Vs}) і об'єм пор (), можна скласти їх разом і визначити загальний обсяг (). Після цього можна обчислити пористість (Pt{\displaystyle Pt}) за формулою = (/) x 100 %.[10]
  6. Виконайте обчислення і визначте пористість зразка.підставте в формулу відповідні чисельні значення. Не забувайте про одиниці виміру і простежте, щоб вони скоротилися, так як пористість є безрозмірною величиною. На даному етапі зручно використовувати калькулятор.[11]

Метод4З 4:
Визначення пористості в польових умовах за керновими проб

  1. Просочіть водою те місце, звідки ви хочете взяти зразок.Хороший спосіб полягає в тому, щоб помістити на землю в потрібному вам місці сталеве кільце відомої маси (наприклад, діаметром 7 сантиметрів і висотою 10 сантиметрів) і наповнити його водою. Залиште воду в кільці на ніч або до тих пір, поки вона не вбереться в грунт. В результаті вам буде легше взяти зразок.[12]
    • Сталеві кільця певної маси можна придбати в магазині господарських товарів або замовити через Інтернет.
  2. Втисніть кільце в землю.Візьміть дошку і молоток і вбийте сталеве кільце в грунт. Опинилася в кільці грунт послужить керном, або керновим зразком. Кільце не дасть землі розсипатися при заборі проби.[13]
  3. Викопайте ямку навколо сталевого кільця.за допомогою лопати або іншого інструменту акуратно видаліть землю навколо кільця. При цьому не чіпайте грунт всередині кільця. Якщо внизу кільця виявляться будь-які коріння, обріжте їх.[14]

Ще почитати: