ფორიანობა ეხება იმ მნიშვნელობას, რომელიც გამოიყენება აღსაწერად რამდენი ცარიელი ადგილი, ან ვაკუუმი, არის მოცემულ ნიმუშში. ეს მახასიათებელი ჩვეულებრივ იზომება ნიადაგის კვლევებში, ვინაიდან აუცილებელია მცენარეების გასაზრდელად გარკვეული ფორიანობის დონე. შესაძლებელია მისი თეორიულად გამოთვლა განტოლებებისა და მოცემული მნიშვნელობების საშუალებით, საგნები, რომლებიც მოცემულია ტესტისა და შეფასების კითხვებში. თუმცა, ფორიანობა ასევე შეიძლება განისაზღვროს ამ რეზოლუციისათვის საჭირო მნიშვნელობების ექსპერიმენტულად მოძიებით, ლაბორატორიაში ან მინდორში.
ნაბიჯები
მეთოდი 1 -დან 4: ფორიანობის თეორიულად გამოთვლა მოცულობით
ნაბიჯი 1. ამოიღეთ სასარგებლო ცვლადები წარმოდგენილი ინფორმაციისგან
ფორიანობის თეორიულად გაანგარიშებისას თქვენ გექნებათ მაგალითი სიტუაცია, რომელიც შეიცავს ზოგიერთ საჭირო მნიშვნელობას. ყურადღებით წაიკითხეთ კითხვა და მოძებნეთ ცვლადები, როგორიცაა მთლიანი მოცულობა (Vt { displaystyle V_ {t}}
), o volume sólido (Vs{displaystyle V_{s}}
) e o volume do poro (Vp{displaystyle V_{p}}
). Preste sempre muita atenção às unidades desses valores.
- É útil escrever esses valores separadamente. Por exemplo, se o problema oferece os valores de Vt{displaystyle V_{t}}
- Vt=5, 00 cm3{displaystyle V_{t}=5, 00 {text{cm}}^{3}}
- Vs=3, 00 cm3{displaystyle V_{s}=3, 00 {text{cm}}^{3}}
e Vs{displaystyle V_{s}}
, você escreverá:
;
ნაბიჯი 2. ჩაწერეთ შესაბამისი განტოლება
განმარტებით, ფორიანობა (Pt { displaystyle P_ {t}}
) é igual ao volume do poro (Vp{displaystyle V_{p}}
) dividido pelo volume total (Vt{displaystyle V_{t}}
), ou Pt=VpVt{displaystyle P_{t}={frac {V_{p}}{V_{t}}}}
. Tenha em mente que essa não é a única equação com essa finalidade. Se os valores estiverem dados com relação à densidade com relação a um lote ou uma partícula em vez de a um volume, será necessário usar uma fórmula diferente.
ნაბიჯი 3. დააყენეთ მნიშვნელობები თქვენი მოცულობის ცვლადებისთვის
ყოველთვის სასარგებლოა იმის გათვალისწინება, რომ Vt { displaystyle V_ {t}}
representa a soma entre os volumes sólido e de poro, ou Vt=Vs+Vp{displaystyle V_{t}=V_{s}+V_{p}}
. Essa relação pode ser reordenada a fim de se conseguir solucionar quaisquer das variáveis de volume, desde que as outras duas sejam conhecidas. Por exemplo, Vt−Vp=Vs{displaystyle V_{t}-V_{p}=V_{s}}
- Usando os mesmos valores listados no passo anterior (Vt=5, 00 cm3{displaystyle V_{t}=5, 00 {text{cm}}^{3}}
e Vs=3, 00 cm3{displaystyle V_{s}=3, 00 {text{cm}}^{3}}
), será possível resolver Vt−Vs=Vp{displaystyle V_{t}-V_{s}=V_{p}}
para descobrir que Vp=5, 00 cm3−3, 00 cm3=2, 00 cm3{displaystyle V_{p}=5, 00 {text{cm}}^{3}-3, 00 {text{cm}}^{3}=2, 00 {text{cm}}^{3}}
ნაბიჯი 4. შეიყვანეთ ცნობილი მოცულობის ცვლადები ფორიანობის განტოლებაში
Vp მნიშვნელობის განსაზღვრის შემდეგ { displaystyle V_ {p}}
e um valor para Vt{displaystyle V_{t}}
, você poderá inserir a ambos na equação da porosidade, Pt=VpVt{displaystyle P_{t}={frac {V_{p}}{V_{t}}}}
. Lembre-se de incluir também as unidades para Vp{displaystyle V_{p}}
e Vt{displaystyle V_{t}}
. Além disso, é importante que as unidades possuam a mesma grandeza, ou será necessário realizar uma análise dimensional para chegar à compatibilidade esperada.
É importante que as unidades sejam compatíveis porque a porosidade é indicada por um valor sem unidades, sendo geralmente expressa em forma percentual. As unidades das variáveis de volume se cancelam pela divisão
ნაბიჯი 5. ამოხსენით განტოლება ფორიანობის მნიშვნელობის მისაღებად
ახლა, როდესაც განტოლება სრულად არის განსაზღვრული და შესაბამისი მნიშვნელობებით, შეგიძლიათ მისი ამოხსნა მარტივი არითმეტიკით. შეიძლება გამოსადეგი იყოს კალკულატორი ამ ნაწილში.
-
ვინაიდან ფორიანობა ჩვეულებრივ პროცენტულად არის გამოხატული, ჩვეულებრივია მიღებული ათწილადის გამრავლება 100%-ით { displaystyle 100 \%}
-
Usando os mesmos valores dos exemplos acima, a equação se parecerá com algo como:
- Pt=2, 00 cm35, 00 cm3=0, 400{displaystyle P_{t}={frac {2, 00 {text{cm}}^{3}}{5, 00 {text{cm}}^{3}}}=0, 400}
- Caso queira expressar esse valor em formato percentual, você deve multiplicá-lo por 100%{displaystyle 100\%}
a fim de determinar que Pt=40%{displaystyle P_{t}=40\%}
Método 2 de 4: Calculando a porosidade teoricamente por densidades
ნაბიჯი 1. ვივარაუდოთ ნაწილაკების სიმკვრივე (Pd { displaystyle P_ {d}}
) da amostra equivalha a 2, 66 g/cm3{displaystyle 2, 66 {text{g/cm}}^{3}}
Esse valor em uma amostra consiste em dividir a massa pelo volume. Ao lidar com amostras de solo, a densidade de partícula média estará próxima de 2, 6 g/cm3{displaystyle 2, 6 {text{g/cm}}^{3}}
. Por essa razão, assume-se que o valor equivalha à densidade de partícula de qualquer amostra de solo exceto quando especificado.
ნაბიჯი 2. გამოიყენეთ თანაფარდობა მოცულობასა და სიმკვრივეს შორის, რომ მიიღოთ თქვენი განტოლება
ვინაიდან სიმკვრივე განისაზღვრება, როგორც მასა მოცულობაზე, ხოლო ფორიანობა შეიძლება განისაზღვროს, როგორც პორების მოცულობა მთლიანი მოცულობით, შესაძლებელია ფორიანობის გამოხატვა სიმკვრივის თვალსაზრისითაც. შედეგი იქნება განტოლება Pt = (1 − PbPd) { displaystyle P_ {t} = \ მარცხნივ (1-{ frac {P_ {b}} {P_ {d}}} მარჯვნივ)}
, onde Pt{displaystyle P_{t}}
representa a porosidade, Pb{displaystyle P_{b}}
representa a densidade em lote e Pd{displaystyle P_{d}}
representa a densidade de partícula da amostra.
ნაბიჯი 3. განსაზღვრეთ მნიშვნელობა Pb { displaystyle P_ {b}}
Em uma questão direta, ele já estará expresso de forma clara. Se o valor não houver sido dado, você talvez conheça outros valores, como a massa seca e o volume da amostra. Nesse caso, você dividirá a massa seca da amostra por seu volume a fim de determinar o valor da densidade de lote, ou Pb{displaystyle P_{b}}
ნაბიჯი 4. პრობლემის გადაჭრა სიმკვრივის შესაბამისი მნიშვნელობების შეყვანით
ახლა, როდესაც თქვენ იცით საჭირო მნიშვნელობები Pb { displaystyle P_ {b}}
e Pd{displaystyle P_{d}}
, será possível determinar o valor de Pt{displaystyle P_{t}}
. Observe que o valor obtido pela divisão entre Pb{displaystyle P_{b}}
e Pd{displaystyle P_{d}}
deve sempre ser inferior a 1{displaystyle 1}
, de modo que a equação Pt=(1−PbPd){displaystyle P_{t}=\left(1-{frac {P_{b}}{P_{d}}}\right)}
jamais resultará em um valor negativo. Se isso acontecer, você possivelmente efetuou a divisão de Pd{displaystyle P_{d}}
por Pb{displaystyle P_{b}}
, que está incorreta.
- Essa equação resulta em um valor decimal para a porosidade. Para expressá-la em forma percentual, basta multiplicá-la por 100%{displaystyle 100\%}
. Por exemplo, 0, 41×100%=41%{displaystyle 0, 41\times 100\%=41\%}
Método 3 de 4: Calculando a porosidade experimentalmente pela saturação
ნაბიჯი 1. გაზომეთ ნიმუშის მოცულობა
თქვენ შეგიძლიათ პირდაპირ გაზომოთ, თუ ნიმუში ზუსტად ავსებს კონტეინერს ცნობილი მოცულობით. ასევე შესაძლებელია მისი გადატანა კონტეინერში, როგორიცაა დამთავრებული ჭიქა ამ გაზომვის განსახორციელებლად. თუ თქვენ არ შეგიძლიათ პირდაპირ განსაზღვროთ მოცულობა, სცადეთ ამის გაკეთება მათემატიკურად.
გაითვალისწინეთ, რომ ნიმუშის ერთი კონტეინერიდან მეორეზე გადატანა შეიძლება გავლენა იქონიოს ფორიანობაზე და მასალის დაშლაზე
ნაბიჯი 2. გაზომეთ წყლის მოცულობა
ზუსტ რაოდენობას არ აქვს მნიშვნელობა. ამ ნაბიჯის ორი უმნიშვნელოვანესი პუნქტი არის წყლის მეტი გაზომვა, ვიდრე საჭიროა ნიმუშის გასამდიდრებლად და აღნიშნავენ ზუსტ რაოდენობას, რომლითაც დაიწყეთ. ეს არის ერთადერთი გზა იმის გასარკვევად, რამდენად გამოიყენეს.
ნაბიჯი 3. გაჯერეთ ნიმუში წყლით
ეს არის მარტივი ნაბიჯი, მაგრამ მას შეიძლება ჰქონდეს თავისი გამოწვევები. თქვენ უნდა დაამატოთ საკმარისი წყალი ისე, რომ ნიმუში ყველა პორები შეივსოს, მაგრამ არა მეტი. მიუხედავად იმისა, რომ მნიშვნელოვანია რაც შეიძლება ახლოს მივიღოთ ნიმუშის გაჯერებისას, ცდომილების ზღვარი ყოველთვის იქნება. წყლის დონე მაქსიმალურად მიიყვანეთ მყარი ზედაპირის დონემდე.
ნაბიჯი 4. ჩაწერეთ გამოყენებული წყლის რაოდენობა
ამისათვის თქვენ უნდა გამოაკლოთ წყლის მოცულობა, რომელიც დარჩა საწყისი მოცულობიდან, რის შედეგადაც მიიღება ის მოცულობა, რომელიც ამოღებულია. გამოყენებული წყლის მოცულობა (დაახლოებით) უდრის თქვენი ნიმუშის პორების მოცულობას.
ნაბიჯი 5. მოამზადეთ განტოლება მოცულობისგან ფორიანობის საპოვნელად
ახლა, როდესაც თქვენ იცით თქვენი ნიმუშის მოცულობა (Vs { displaystyle V_ {s}}
) e o volume de poro (Vp{displaystyle V_{p}}
), você pode somá-los a fim de obter o volume total (Vt{displaystyle V_{t}}
). Agora, é possível usar a equação Pt=(VpVt)×100%{displaystyle P_{t}=\left({frac {V_{p}}{V_{t}}}\right)\times 100\%}
para determinar o valor da porosidade (Pt{displaystyle P_{t}}
).
ნაბიჯი 6. შეასრულეთ გამოთვლები ნიმუშის ფოროვანი ღირებულების გამოსათვლელად
შეიყვანეთ შესაბამისი მნიშვნელობები განტოლებაში, ყოველთვის დაიმახსოვრეთ გამოყენებული ერთეულები და იზრუნეთ მათ სწორად ამოღებაზე, რადგან ეს არის ერთეულის რაოდენობა. კალკულატორი ასევე შეიძლება სასარგებლო იყოს ამ ნაბიჯისათვის.
მეთოდი 4 დან 4: გამოთვლა ფორიანობის სფეროში ნიმუშების გამოყენებით
ნაბიჯი 1. გაჯერეთ შერჩევის ადგილი
ამის კარგი საშუალებაა ფოლადის რგოლის წონის განთავსება (მაგალითად, დიამეტრის 7 სმ { ჩვენების სტილი 7 { ტექსტი {სმ}}}
e altura de 10 cm{displaystyle 10 {text{cm}}}
) sobre o solo, no ponto em que a amostra será extraída, e enchê-lo com água. Deixe-a repousar durante a noite, ou até que tenha sido completamente absorvida pelo solo. Isso facilitará a coleta de sua amostra.
É possível encontrar pesos anelares de aço em lojas de materiais para construção e na internet
ნაბიჯი 2. დააფიქსირეთ ბეჭდის წონა მიწაზე
ხის ბლოკისა და ჩაქუჩის გამოყენებით დააჭირეთ ბეჭდის წონა მიწის ზედაპირს. წრის შიგნით არსებულ ნაწილს ეწოდება ბირთვი, ანუ ცენტრალური ნიმუში. ჩარჩო ემსახურება მას კოლექციის დროს დარღვევისგან დასაცავად.
ნაბიჯი 3. გათხრა ფოლადის რგოლში
გამოიყენეთ ნიჩაბი და სხვა იარაღები, რათა ფრთხილად გათხრათ ბეჭდის წონაზე, იზრუნეთ, რომ არ შეაწუხოთ ნიადაგი შიგნით. შეწყვიტე ნებისმიერი ფესვი ქვემოდან.
ნაბიჯი 4. ამოიღეთ ბეჭედი
მიმდებარე ნიადაგის გაწმენდის შემდეგ, შესაძლებელი იქნება მისი ამოღება გათხრილი ხვრელის ნიმუშთან ერთად. შეინახეთ იგი წრეწირის ფარგლებში, მისი შეფერხების გარეშე, ყოველთვის იზრუნეთ, რომ არ დაკარგოთ ნიმუშის რომელიმე ნაწილი ტრანსპორტირების დროს.
ნაბიჯი 5. ჩაწერეთ ნიმუშის გაჯერებული მასის მნიშვნელობა
მოათავსეთ ბეჭდის წონა დიდ, სუფთა კონტეინერში. დაამატეთ წყალი სანამ ნიმუში სრულად არ არის გაჯერებული და მეტს ვერ შთანთქავს. აწონეთ ნიმუში შიგნით და გამოაკელით რგოლის წონის მასა ამ მნიშვნელობიდან. შედეგად, თქვენ გექნებათ თქვენი ნიმუშის გაჯერებული მასა.
ნაბიჯი 6. ჩაწერეთ ნიმუშის მოცულობა
ეს იქნება იგივე, რაც ბეჭდის მოცულობა. ვინაიდან ის არის ცილინდრიანი, მოცულობის გამოსათვლელად დაგჭირდებათ მყარის სიმაღლის გამრავლება რადიუსში კვადრატში (რადიუსი არის მანძილი ცენტრიდან წრის პირას) და ამ მნიშვნელობის გამრავლება π { ჩვენების სტილში \ pi}
(geralmente arredondado para 3, 14{displaystyle 3, 14}
). Se você não conhece o valor do raio, será possível medi-lo por cima do cilindro em sua parte mais larga e dividir esse valor por dois.
ნაბიჯი 7. გადაიტანეთ ნიადაგი თერმოსის კონტეინერში
დაიმახსოვრე აწონ -დაწონ და დაწერე შენი მასა (mc { displaystyle m_ {c}}
). Se você planeja usar um micro-ondas na secagem da amostra, é crucial que o recipiente não contenha elementos metálicos e seja seguro para uso nesse tipo de forno.
ნაბიჯი 8. გააშრეთ ნიმუში
თუ იყენებთ მიკროტალღურ ღუმელს, ათი წუთი მაღალი სიმძლავრისთვის საკმარისი იქნება გასაშრობად. ეს უზრუნველყოფს, რომ მასში არსებული ყველა ფორები სრულიად თავისუფალია წყლისგან. თქვენ ასევე შეგიძლიათ გააშროთ ნიმუში ჩვეულებრივი ღუმელში 105 ტემპერატურაზე { displaystyle 105}
° C{displaystyle {text{C}}}
por, pelo menos, duas horas. Apesar de ainda estarem cheios de ar, isso não afetará a massa da amostra.
ნაბიჯი 9. აწონეთ მშრალი ნიმუში მთლიანი მასის დასადგენად (მთ { displaystyle m_ {t}}
).
Lembre-se de que esse valor não representa a massa de sua amostra, mas sim a massa da amostra mais a massa do recipiente. Não use esse valor para calcular a porosidade.
ნაბიჯი 10. გამოაკელით mc { displaystyle m_ {c}}
de mt{displaystyle m_{t}}
a fim de determinar o valor da massa seca da amostra (md{displaystyle m_{d}}
).
Para isso, basta subtrair a massa inicial do recipiente da massa final do recipiente com a amostra. Os valores devem fazer sentido. Por exemplo, não se pode ter um valor negativo como massa. Se isso ocorrer, o resultado está incorreto, e você deverá fazer uma análise em seus cálculos.
ნაბიჯი 11. გამოთვალეთ წყლის მასა გაჯერებულ ნიმუშში
გამოაკელი მშრალი მასა (md { displaystyle m_ {d}}
) da massa saturada (ms{displaystyle m_{s}}
). A diferença equivalerá à massa da água (mw{displaystyle m_{w}}
). Uma vez mais, a massa seca deve ter um valor menor do que a massa saturada.
ნაბიჯი 12. გადააკეთეთ წყლის მასა თქვენი ნიმუშის ფორების მოცულობაზე
განმარტებით, ერთი გრამი წყალი უდრის ერთ კუბურ სანტიმეტრ წყალს. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ეს ნიშნავს, რომ წყლის მასა გრამებში ტოლია მისი მოცულობის კუბურ სანტიმეტრში. მას შემდეგ რაც ნიმუში გაჯერდა, ყველა ფორები შეივსო წყლით, ამიტომ პორების მოცულობა უდრის გაჯერებულ ნიმუშში არსებული წყლის მოცულობას.
ნაბიჯი 13. გაყავით ფორების მოცულობა მთლიანი ნიმუშის მოცულობით
შედეგად, გექნებათ ათობითი რიცხვი 1 -ზე ნაკლები { displaystyle 1}
. multiplique-o por 100%{displaystyle 100\%}
e você terá obtido o valor da porosidade da amostra expresso em forma percentual.
dicas
- tome múltiplas amostras em campo. isso minimizará a margem de erro em suas medições.
- se estiver transferindo a amostra em campo para outro local a fim de analisá-la, sele-a em um saco plástico.
- há também programas de computador como o resrad capazes de auxiliar na determinação da porosidade, mas aprendê-los vai além do escopo desse artigo.
- as densidades em lote e de partícula também podem ser determinadas experimentalmente para se calcular a porosidade. a densidade em lote pode ser calculada dividindo-se a massa seca pelo volume da amostra. a densidade de partícula, por sua vez, costuma geralmente ser considerada como sendo 2, 66 g/cm3{displaystyle 2, 66 {text{g/cm}}^{3}}
avisos
- os instrumentos usados nas medições também afetarão a margem de erro nelas presentes. quanto mais preciso for um determinado instrumento, menos erros haverá. no entanto, tenha em mente que todos os instrumentos têm seus limites.
- o erro humano está presente até certo ponto em todas as medições experimentais.
- perturbar a amostra pode alterar sua porosidade compactando ou separando suas partículas. manuseie-a com cuidado.