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.
Кроки
Метод1З 4:
Обчислення пористості за обсягом
Метод1З 4:
- 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 (), 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 вказані і , можна записати:
- = 5,00 см^3
- = 3,00 см^3
- Корисно записати ці величини окремо. Наприклад, якщо в умові вказані і , можна записати:
- Запишіть відповідну формулу. за визначенням пористість () 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]
- Знайдіть величини обсягів. корисно пам'ятати, що загальний обсяг 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 величин = 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.
- Підставте відомі обсяги в формулу для пористості. після того як ви знайдете Значення і , можна підставити їх в рівняння для пористості = /. Не забудьте також записати, в яких одиницях вимірюються 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]
- 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
Метод2З 4:
- Припустимо, щільність частинок () 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]
- 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]
- Знайдіть величину. Значення 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]
- Підставте в формулу відповідні значення щільності. Тепер, коли відомі і , можна знайти величину . Пам'ятайте, що при діленні 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 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
Метод3З 4:
- 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.
- 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.
- 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]
- 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]
- Запишіть формулу для визначення пористості за обсягом. Тепер, коли відомі обсяг зразка () і об'єм пор (), можна скласти їх разом і визначити загальний обсяг (). Після цього можна обчислити пористість () за формулою = (/) x 100 %.[10]
- 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
Метод4З 4:
- 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.
- 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]
- 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]