Innehåll

• Att gå
• Metod 1 av 4: Bestäm porositet teoretiskt i volym
• Metod 4 av 4: Beräkna porositeten i fältet genom att ta kärnprover
• Tips
• Varningar
• Förnödenheter

Porositet eller porositet är det värde som används för att beskriva hur mycket tomt utrymme som finns i ett givet prov. Denna egenskap mäts vanligtvis med avseende på marken, eftersom rätt grad av porositet är nödvändig för växternas tillväxt. Porositet kan teoretiskt beräknas med hjälp av ekvationer och givna värden, vilket är fallet när man hanterar examensfrågor. Porositet kan också bestämmas genom att hitta de värden som behövs för att lösa ekvationerna experimentellt, antingen i laboratoriet eller i fältet.

Att gå

Metod 1 av 4: Bestäm porositet teoretiskt i volym

1. Extrahera användbara värden från den givna informationen. När du beräknar porositeten teoretiskt får du en exempelsituation som innehåller några av de värden du behöver. Läs din fråga noggrant och leta efter värden som total volym (${ displaystyle Vt}$Rita upp rätt ekvation. Per definition porositet (${ displaystyle Pt}$Hitta värden för dina volymvariabler. Det är bra att ha det i åtanke ${ displaystyle Vt}$Tillämpa de kända volymvariablerna på porositetsekvationen. När du väl har ett värde för det ${ displaystyle Vp}$Lös ekvationen för att bestämma porositeten. Nu när din ekvation är klar och du har rätt värden kan du lösa det med en enkel beräkning. Det kan hjälpa att ha en miniräknare till hands för den här delen.
   • Eftersom porositet ofta uttrycks i procent är det vanligt att multiplicera detta värde med 100% när du har hittat decimalvärdet.
   • Med samma värden från exemplen ovan kommer din ekvation att se ut så här:
     • ${ displaystyle Pt}$Antag att partikeldensiteten (P.d{ displaystyle Pd}Använd förhållandet mellan volym och densitet för att härleda din ekvation. Eftersom densitet definieras som massa per volym och porositet är en jämförelse mellan porvolym och total volym är det också möjligt att uttrycka porositet i termer av densitet. Resultatet är jämförelsen${ displaystyle Pt}$Bestäm värdet på P.b{ displaystyle Pb}Lös ekvationen genom att infoga rätt densitetsvärden. Nu har du värdena för ${ displaystyle Pb}$Med volymen på ditt prov. Du kan mäta volymen direkt om ditt prov exakt fyller en behållare med en känd volym. Du kan också överföra provet till en flaska eller kopp, till exempel en måttkopp, för att mäta volymen. Om du inte kan mäta volymen direkt kan du beräkna volymen matematiskt.
       • Observera att överföring av provet från en behållare till en annan kan påverka porositeten genom att störa materialet.
     • Mät upp en volym vatten. Det är inte viktigt exakt hur mycket vatten du mäter. De två sakerna som är viktiga i detta steg är att mäta mer vatten än du behöver för att mätta ditt prov och registrera mängden vatten du började med. Det är det enda sättet du kan veta hur mycket du har använt.
     • Mätta testprovet med vatten. Detta är ett enkelt steg, men kan vara svårt. Du måste tillsätta tillräckligt med vatten för att fylla alla porer i provet, men du bör inte tillsätta för mycket vatten. Även om det är viktigt att komma så nära att mätta provet som möjligt, kommer det att finnas en viss felmarginal. Få vattennivån så nära ytan på din fasta provnivå som möjligt.
     • Registrera volymen på det använda vattnet. Subtrahera mängden vatten som återstår från mängden vatten du började med. På så sätt sitter du kvar med den volym vatten som har hällts bort. Volymen vatten du använder är (ungefär) lika med porvolymen i ditt prov.
     • Ställ in ekvationen för att beräkna porositet med en känd volym. Nu när du har volymen på ditt prov (${ displaystyle Vs}$Gör beräkningarna för att hitta porositeten i ditt prov. Ange rätt värden i ekvationen. Se till att hålla reda på dina enheter och se till att de avbryts ordentligt eftersom porositet är ett enhetslöst värde. En räknare kan också vara användbar i detta steg.

Metod 4 av 4: Beräkna porositeten i fältet genom att ta kärnprover

1. Mätt området du vill prova. Ett bra sätt att göra detta är att placera en stålring med känd vikt (som en ring med en diameter på 7 cm och en höjd på 10 cm) på marken där du vill ta ett prov och fylla det med vatten. vattnet sitter i ringen över natten, eller tills det absorberas av jorden kommer det att bli lättare att samla in ditt prov.
   • Du kan hitta fasta stålringar i hushållsbutiker och online.
2. Skjut stålringen i marken. Arbeta ringen i marken med ett träblock och en hammare. Marken i ringen kallas en kärna eller ett kärnprov. Ringen skyddar kärnprovet från störningar under uppsamlingen.
3. Gräva runt stålringen. Gräv försiktigt runt stålringen med en spade och andra grävverktyg. Du vill inte störa marken i ringen. Trim bort eventuella rötter från botten av ringen.
4. Ta bort ringen. När du väl har rensat jorden runt ringen kan du få ringen och monsteret ur hålet. Håll kärnprovet inuti ringen och stör det inte. Var försiktig så att du inte tappar monster när du rör dig.
5. Registrera den mättade massan av ditt prov. Placera ringen i en stor, klar behållare. Tillsätt vatten tills provet i ringen är helt mättat och kan inte innehålla mer vatten. Väg provet i stålringen. Subtrahera massan av stålringen från det värdet. Detta lämnar provets mättade massa.
6. Registrera volymen på ditt prov. Volymen på ditt prov kommer att vara samma som volymen på din ring. Eftersom din ring är en cylinder, för att beräkna volymen, kommer du att multiplicera cylinderns höjd med radien i kvadrat (radien är avståndet från centrum av cirkeln till kanten), och multiplicera sedan det med pi (ofta avrundat till 3.14).Om du inte känner till radien kan du mäta toppen av cylindern vid dess bredaste punkt och dela den på mitten.
7. Flytta jorden till en behållare som är lämplig för ugnen. Se till att du väger behållaren i förväg och massan (${ displaystyle mc}$Torka provet. Om du använder en mikrovågsugn bör 10 minuter vara tillräckligt höga för att torka ditt prov. Detta säkerställer att alla porer i provet rensas från vatten. Du kan också torka provet i en vanlig ugn vid 105 grader Celsius i minst två timmar. Även om den fortfarande är full av luft kommer det inte att påverka provets massa.
8. Väg ditt torkade prov i skålen för att få den totala massan (mt{ displaystyle mt}Dra upp mc{ displaystyle mc}Beräkna massan av vattnet i det mättade provet. Subtrahera den torra massan (${ displaystyle md}$Konvertera massan av vattnet till porvolymen i ditt prov. Per definition är ett gram vatten lika med en kubikcentimeter vatten. Detta innebär att massan av ditt vatten i gram är lika med vattenvolymen i kubikcentimeter. Eftersom provet är mättat fylls alla porer med vatten, så porvolymen är lika med volymen vatten i det mättade provet.
9. Dela porvolymen med provets totala volym. Detta returnerar ett decimaltal som är mindre än ett. Multiplicera det numret med 100%. Resultatet är porositeten i ditt prov i procent.

Tips

• Ta flera prover i fältet. Detta hjälper till att minimera fel i dina avläsningar.
• Om du överför provet från fältet till en annan plats för analys, försegla det i en plastpåse.
• Det finns också program som RESRAD som kan hjälpa till att bestämma porositet, men de ligger utanför tillämpningsområdet för denna artikel.
• Bulkdensitet och partikeldensitet kan också hittas experimentellt för att beräkna porositet. Bulkdensitet hittas genom att dela den torra massan med provvolymen. Partikeldensiteten är ofta 2,66 g / cm ^ 3.

Varningar

• Instrumenten som används för att göra mätningar påverkar också mätfelens marginal. Ju finare ett instrument stäms, desto mindre är felmarginalen. Tänk dock på att alla instrument har sina begränsningar.
• Mänskliga fel förekommer i viss utsträckning i alla experimentella mätningar.
• Avbrott i testprovet kan orsaka en förändring i porositeten hos provet på grund av komprimering eller separering av partiklar. Fortsätt med försiktighet.

Förnödenheter

• Teoretisk beräkning av porositet till volymer
  • Kalkylator
• Experimentell beräkning av porositet till mättnad
  • Prov
  • Behållare för testprover
  • Vatten
  • Vattenbehållare
• Beräkning av porositet i fältet genom att ta kärnprover
  • Stålring
  • Hamra och blockera
  • Skyffel
  • Skala
  • Ugn eller mikrovågsugn