Περιεχόμενο

• Για να πας
• Μέθοδος 1 από 4: Προσδιορίστε το πορώδες θεωρητικά κατ 'όγκο
• Μέθοδος 4 από 4: Υπολογίστε το πορώδες στο χωράφι λαμβάνοντας δείγματα πυρήνα
• Συμβουλές
• Προειδοποιήσεις
• Απαιτήσεις

Πορώδες ή πορώδες, είναι η τιμή που χρησιμοποιείται για να περιγράψει πόσο κενό χώρο υπάρχει σε ένα δεδομένο δείγμα. Αυτό το χαρακτηριστικό μετριέται συνήθως σε σχέση με το έδαφος, καθώς ο σωστός βαθμός πορώδους είναι απαραίτητος για την ανάπτυξη των φυτών. Το πορώδες μπορεί να υπολογιστεί θεωρητικά χρησιμοποιώντας εξισώσεις και δεδομένες τιμές, πράγμα που συμβαίνει όταν ασχολείστε με ερωτήσεις εξετάσεων. Το πορώδες μπορεί επίσης να προσδιοριστεί με την εύρεση των τιμών που απαιτούνται για την επίλυση των εξισώσεων πειραματικά, είτε στο εργαστήριο είτε στον αγρό.

Για να πας

Μέθοδος 1 από 4: Προσδιορίστε το πορώδες θεωρητικά κατ 'όγκο

1. Εξαγάγετε χρήσιμες τιμές από τις δεδομένες πληροφορίες. Κατά τον υπολογισμό του πορώδους θεωρητικά, λαμβάνετε ένα παράδειγμα κατάστασης που περιέχει μερικές από τις τιμές που χρειάζεστε. Διαβάστε προσεκτικά την ερώτησή σας και αναζητήστε τιμές όπως ο συνολικός όγκος (${ displaystyle Vt}$Καταρτίστε τη σωστή εξίσωση. Εξ ορισμού, πορώδες (${ displaystyle Pt}$Βρείτε τιμές για τις μεταβλητές όγκου σας. Είναι χρήσιμο να το θυμάστε αυτό ${ displaystyle Vt}$Εφαρμόστε τις γνωστές μεταβλητές όγκου στην εξίσωση πορώδους. Μόλις έχετε μια τιμή για αυτό ${ displaystyle Vp}$Λύστε την εξίσωση για να προσδιορίσετε το πορώδες. Τώρα που η εξίσωση σας έχει ολοκληρωθεί και έχετε τις σωστές τιμές, μπορείτε να την λύσετε με έναν απλό υπολογισμό. Μπορεί να σας βοηθήσει να διαθέτετε μια αριθμομηχανή για αυτό το μέρος.
   • Δεδομένου ότι το πορώδες εκφράζεται συχνά ως ποσοστό, είναι σύνηθες να πολλαπλασιάζουμε αυτήν την τιμή κατά 100% μόλις βρείτε την δεκαδική τιμή.
   • Χρησιμοποιώντας τις ίδιες τιμές από τα παραπάνω παραδείγματα, η εξίσωση θα μοιάζει κάπως έτσι:
     • ${ displaystyle Pt}$Ας υποθέσουμε ότι η πυκνότητα σωματιδίων (Π.ρε{ displaystyle Pd}Χρησιμοποιήστε τη σχέση μεταξύ όγκου και πυκνότητας για να εξαγάγετε την εξίσωση σας. Δεδομένου ότι η πυκνότητα ορίζεται ως μάζα ανά όγκο, και το πορώδες είναι μια σύγκριση του όγκου πόρων προς τον συνολικό όγκο, είναι επίσης δυνατό να εκφράζεται το πορώδες ως προς την πυκνότητα. Το αποτέλεσμα είναι η σύγκριση${ displaystyle Pt}$Προσδιορίστε την τιμή του Π.σι{ displaystyle Pb}Λύστε την εξίσωση εισάγοντας τις σωστές τιμές πυκνότητας. Τώρα έχετε τις τιμές για ${ displaystyle Pb}$Με τον όγκο του δείγματος σας. Μπορείτε να μετρήσετε την ένταση απευθείας εάν το δείγμα σας γεμίζει ακριβώς ένα δοχείο με γνωστό όγκο. Μπορείτε επίσης να μεταφέρετε το δείγμα σε ένα μπουκάλι ή ένα κύπελλο, όπως ένα κύπελλο μέτρησης, για να μετρήσετε τον όγκο. Εάν δεν μπορείτε να μετρήσετε την ένταση απευθείας, μπορείτε να υπολογίσετε μαθηματικά την ένταση.
       • Σημειώστε ότι η μεταφορά του δείγματος από ένα δοχείο σε άλλο μπορεί να επηρεάσει το πορώδες διαταράσσοντας το υλικό.
     • Μετρήστε έναν όγκο νερού. Δεν είναι σημαντικό ακριβώς πόσο νερό μετράτε. Τα δύο πράγματα που είναι σημαντικά σε αυτό το βήμα είναι η μέτρηση περισσότερου νερού από ό, τι χρειάζεστε για να κορεστεί το δείγμα σας και η καταγραφή της ποσότητας νερού με το οποίο ξεκινήσατε. Αυτός είναι ο μόνος τρόπος για να ξέρετε πόσα έχετε χρησιμοποιήσει.
     • Κορεσμός του δείγματος δοκιμής με νερό. Αυτό είναι ένα εύκολο βήμα, αλλά μπορεί να είναι δύσκολο. Πρέπει να προσθέσετε αρκετό νερό για να γεμίσετε όλους τους πόρους στο δείγμα σας, αλλά δεν πρέπει να προσθέσετε πολύ νερό. Ενώ είναι σημαντικό να πλησιάζουμε όσο το δυνατόν πληρέστερα το δείγμα, θα υπάρχει κάποιο περιθώριο σφάλματος. Αποκτήστε τη στάθμη του νερού όσο το δυνατόν πιο κοντά στην επιφάνεια του σταθερού δείγματος.
     • Καταγράψτε τον όγκο του νερού που χρησιμοποιείται. Αφαιρέστε την ποσότητα νερού που απομένει από την ποσότητα νερού με την οποία ξεκινήσατε. Με αυτόν τον τρόπο σας μένει ο όγκος του νερού που έχει χυθεί. Ο όγκος του νερού που χρησιμοποιείτε είναι (περίπου) ίσος με τον όγκο πόρων του δείγματος σας.
     • Ρυθμίστε την εξίσωση για να υπολογίσετε το πορώδες με έναν γνωστό όγκο. Τώρα που έχετε τον όγκο του δείγματος σας (${ displaystyle Vs}$Κάντε τους υπολογισμούς για να βρείτε το πορώδες του δείγματος σας. Εισαγάγετε τις σωστές τιμές στην εξίσωση. Βεβαιωθείτε ότι παρακολουθείτε τις μονάδες σας και βεβαιωθείτε ότι έχουν ακυρωθεί σωστά, καθώς το πορώδες είναι τιμή χωρίς μονάδα. Ένας υπολογιστής μπορεί επίσης να είναι χρήσιμος σε αυτό το βήμα.

Μέθοδος 4 από 4: Υπολογίστε το πορώδες στο χωράφι λαμβάνοντας δείγματα πυρήνα

1. Κορεσμός της περιοχής που θέλετε να δοκιμάσετε. Ένας καλός τρόπος για να το κάνετε αυτό είναι να τοποθετήσετε ένα χαλύβδινο δακτύλιο γνωστού βάρους (όπως δακτύλιο με διάμετρο 7 cm και ύψος 10 cm) στο έδαφος όπου θέλετε να πάρετε ένα δείγμα και να το γεμίσετε με νερό. το νερό κάθεται στον δακτύλιο όλη τη νύχτα, ή έως ότου απορροφηθεί από το έδαφος, αυτό θα διευκολύνει τη συλλογή του δείγματος σας.
   • Μπορείτε να βρείτε χαλύβδινους δακτυλίους σταθερού βάρους στα καταστήματα οικιακής βελτίωσης και στο διαδίκτυο.
2. Σπρώξτε το χαλύβδινο δακτύλιο στο έδαφος. Εργαστείτε στο δαχτυλίδι στο έδαφος με ένα ξύλο και ένα σφυρί. Το χώμα εντός του δακτυλίου ονομάζεται πυρήνας ή δείγμα πυρήνα. Ο δακτύλιος προστατεύει το δείγμα πυρήνα από διαταραχές κατά τη συλλογή.
3. Σκάψτε γύρω από τον ατσάλινο δακτύλιο. Σκάψτε προσεκτικά γύρω από τον ατσάλινο δακτύλιο με ένα φτυάρι και άλλα εργαλεία σκάψιμο. Δεν θέλετε να ενοχλείτε το έδαφος στο δαχτυλίδι. Κόψτε τυχόν ρίζες από το κάτω μέρος του δακτυλίου.
4. Αφαιρέστε το δακτύλιο. Μόλις καθαρίσετε το χώμα γύρω από τον δακτύλιο, μπορείτε να βγείτε το δαχτυλίδι και το τέρας από την τρύπα. Κρατήστε το δείγμα πυρήνα μέσα στο δακτύλιο και μην το ενοχλείτε. Προσέξτε να μην χάσετε τέρατα ενώ κινείστε.
5. Καταγράψτε την κορεσμένη μάζα του δείγματος σας. Τοποθετήστε το δακτύλιο σε ένα μεγάλο, διαυγές δοχείο. Προσθέστε νερό έως ότου το δείγμα στον δακτύλιο είναι εντελώς κορεσμένο και δεν μπορεί να περιέχει πλέον νερό. Ζυγίστε το δείγμα στον ατσάλινο δακτύλιο. Αφαιρέστε τη μάζα του χαλύβδινου δακτυλίου από αυτήν την τιμή. Αυτό αφήνει την κορεσμένη μάζα του δείγματος.
6. Καταγράψτε τον όγκο του δείγματος σας. Η ένταση του δείγματος σας θα είναι ίδια με την ένταση του δακτυλίου σας. Δεδομένου ότι ο δακτύλιος σας είναι ένας κύλινδρος, για να υπολογίσετε τον όγκο, θα πολλαπλασιάσετε το ύψος του κυλίνδρου με την ακτίνα τετράγωνο (η ακτίνα είναι η απόσταση από το κέντρο του κύκλου έως την άκρη), και στη συνέχεια πολλαπλασιάστε αυτήν με το pi στρογγυλοποιήθηκε στο 3,14).Εάν δεν γνωρίζετε την ακτίνα, μπορείτε να μετρήσετε το πάνω μέρος του κυλίνδρου στο ευρύτερο σημείο του και να το χωρίσετε στο μισό.
7. Μετακινήστε το χώμα σε δοχείο κατάλληλο για το φούρνο. Βεβαιωθείτε ότι ζυγίζετε το δοχείο εκ των προτέρων και τη μάζα (${ displaystyle mc}$Στεγνώστε το δείγμα σας. Εάν χρησιμοποιείτε φούρνο μικροκυμάτων, τα 10 λεπτά πρέπει να είναι αρκετά υψηλά για να στεγνώσουν το δείγμα σας. Αυτό διασφαλίζει ότι όλοι οι πόροι του δείγματος καθαρίζονται από νερό. Μπορείτε επίσης να στεγνώσετε το δείγμα σε συμβατικό φούρνο στους 105 βαθμούς Κελσίου για τουλάχιστον δύο ώρες. Αν και εξακολουθεί να είναι γεμάτο αέρα, δεν επηρεάζει τη μάζα του δείγματος.
8. Ζυγίστε το αποξηραμένο δείγμα σας στο πιάτο για να πάρετε τη συνολική μάζα (Μτ{ displaystyle mt}Τραβήξτε Μντο{ displaystyle mc}Υπολογίστε τη μάζα του νερού στο κορεσμένο δείγμα. Αφαιρέστε την ξηρή μάζα (${ displaystyle md}$Μετατρέψτε τη μάζα του νερού στον όγκο πόρων του δείγματος σας. Εξ ορισμού, ένα γραμμάριο νερού ισούται με ένα κυβικό εκατοστό νερού. Αυτό σημαίνει ότι η μάζα του νερού σας σε γραμμάρια ισούται με τον όγκο του νερού σε κυβικά εκατοστά. Δεδομένου ότι το δείγμα είναι κορεσμένο, όλοι οι πόροι γεμίζουν με νερό, οπότε ο όγκος των πόρων είναι ίσος με τον όγκο νερού στο κορεσμένο δείγμα.
9. Διαιρέστε τον όγκο πόρων με τον συνολικό όγκο του δείγματος σας. Αυτό επιστρέφει έναν δεκαδικό αριθμό που είναι μικρότερος από έναν. Πολλαπλασιάστε αυτόν τον αριθμό με 100%. Το αποτέλεσμα είναι το πορώδες του δείγματος σας ως ποσοστό.

Συμβουλές

• Πάρτε πολλά δείγματα στο πεδίο. Αυτό θα βοηθήσει στην ελαχιστοποίηση των σφαλμάτων στις αναγνώσεις σας.
• Εάν μεταφέρετε το δείγμα από το πεδίο σε άλλη τοποθεσία για ανάλυση, σφραγίστε το σε μια πλαστική σακούλα.
• Υπάρχουν επίσης προγράμματα λογισμικού όπως το RESRAD που μπορούν να βοηθήσουν στον προσδιορισμό του πορώδους, αλλά είναι πέρα ​​από το πεδίο εφαρμογής αυτού του άρθρου.
• Μαζική πυκνότητα και σωματιδιακή πυκνότητα μπορούν επίσης να βρεθούν πειραματικά για τον υπολογισμό του πορώδους. Η μαζική πυκνότητα εντοπίζεται διαιρώντας την ξηρή μάζα με τον όγκο του δείγματος. Η πυκνότητα σωματιδίων είναι συχνά 2,66 g / cm ^ 3.

Προειδοποιήσεις

• Τα όργανα που χρησιμοποιούνται για τη λήψη μετρήσεων επηρεάζουν επίσης το περιθώριο σφάλματος της μέτρησης. Όσο καλύτερα συντονίζεται ένα όργανο, τόσο μικρότερο είναι το περιθώριο σφάλματος. Ωστόσο, λάβετε υπόψη ότι όλα τα όργανα έχουν τους περιορισμούς τους.
• Ανθρώπινο σφάλμα υπάρχει σε κάποιο βαθμό σε όλες τις πειραματικές μετρήσεις.
• Η διακοπή του δείγματος δοκιμής μπορεί να προκαλέσει αλλαγή στο πορώδες του δείγματος λόγω της συμπύκνωσης ή του διαχωρισμού των σωματιδίων. Προχωρήστε με προσοχή.

Απαιτήσεις

• Θεωρητικός υπολογισμός πορώδους σε όγκους
  • Αριθμομηχανή
• Πειραματικός υπολογισμός πορώδους έως κορεσμού
  • Δείγμα
  • Δοχείο για δείγματα δοκιμής
  • Νερό
  • Δοχείο νερού
• Υπολογισμός πορώδους στο χωράφι λαμβάνοντας δείγματα πυρήνα
  • Ατσάλινο δαχτυλίδι
  • Σφυρί και μπλοκ
  • Φτυάρι
  • Κλίμακα
  • Φούρνος ή φούρνος μικροκυμάτων