计算孔隙率

作者: Charles Brown
创建日期: 9 二月 2021
更新日期: 28 六月 2024
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内容

孔隙度是用于描述给定样品中存在多少空白空间的值。该特性通常是针对土壤测量的,因为正确的孔隙度对于植物的生长是必需的。理论上,可以使用方程式和给定值来计算孔隙率,这是处理考试题时的情况。孔隙率也可以通过在实验室或现场找到解决实验方程所需的值来确定。

方法1之4:理论上按体积确定孔隙率

  1. 从给定的信息中提取有用的值。 从理论上计算孔隙度时,您会得到一个示例情况,其中包含您需要的一些值。仔细阅读您的问题并寻找诸如总销量(V.Ť{ displaystyle Vt}画出正确的方程式。 根据定义,孔隙率(P.Ť{ displaystyle Pt}查找音量变量的值。 记住这一点很有帮助 V.Ť{ displaystyle Vt}将已知的体积变量应用于孔隙度方程。 一旦有了它的价值 V.p{ displaystyle Vp}求解方程以确定孔隙度。 现在您的方程式已经完成并且您具有正确的值,您可以通过简单的计算来求解它。为这部分准备一个计算器可能会有所帮助。
    • 由于孔隙率通常用百分比表示,因此通常会在找到十进制值后将此值乘以100%。
    • 使用上面示例中的相同值,您的方程将如下所示:
      • P.Ť{ displaystyle Pt}假设粒子密度(P.d{ displaystyle Pd}使用体积和密度之间的关系来导出方程式。 由于将密度定义为每体积的质量,并且孔隙率是孔体积与总体积的比较,因此也可以用密度表示孔隙率。结果是比较P.Ť{ displaystyle Pt}确定值 P.b{ displaystyle Pb}通过插入正确的密度值来求解方程。 现在您有了 P.b{ displaystyle Pb}随着您的样品量。 如果您的样品正好充满已知体积的容器,则可以直接测量体积。您也可以将样品转移到瓶子或杯子(例如量杯)中以测量体积。如果您无法直接测量体积,则可以进行数学计算。
        • 请注意,将样品从一个容器转移到另一个容器会干扰材料,从而影响孔隙率。
      • 量出一定量的水。 到底要测量多少水并不重要。在此步骤中重要的两件事是测量的水量超过了使样品饱和所需的水量,并记录了开始时的水量。这是您知道已使用了多少的唯一方法。
      • 用水使测试样品饱和。 这是一个简单的步骤,但可能很棘手。您必须添加足够的水以填充样品中的所有孔,但不要添加过多的水。重要的是要使样品尽可能接近饱和,但会有一定的误差范围。使水位尽可能接近固定样品水位的表面。
      • 记录用水量。 从开始使用的水量中减去剩余的水量。这样一来,您剩下的便是倒掉的水量。您使用的水量(大约)等于样品的孔体积。
      • 建立方程式以计算已知体积的孔隙率。 现在您有了样品量(V.s{ displaystyle Vs}进行计算以发现样品的孔隙率。 在公式中输入正确的值。确保跟踪您的单位,并确保其正确取消,因为孔隙率是无单位的值。计算器在此步骤中也可能有用。

第4个方法,共4个方法:通过取岩心样品计算田间孔隙度

  1. 饱和要采样的区域。 这样做的一个好方法是将一个重量已知的钢环(例如直径为7厘米,高10厘米的钢环)放在要取样并充满水的地面上。水会在环中放置一整夜,或者直到被土壤吸收为止,这将使收集样品变得更加容易。
    • 您可以在家居装饰商店和网上找到固定重量的钢环。
  2. 将钢环推入地面。 用一块木头和锤子将戒指打入地面。环内的土壤称为岩心或岩心样品。该环可保护核心样本在采集过程中不受干扰。
  3. 在钢环上挖。 用铲子和其他挖掘工具小心地在钢环上挖掘。您不想打扰环中的地面。修剪掉戒指底部的任何根部。
  4. 取下戒指。 清除圆环周围的土壤后,就可以将圆环和怪物从孔中移出。将核心样品放在环内,不要打扰它。小心不要在移动时丢掉怪物。
  5. 记录样品的饱和质量。 将戒指放在一个大的透明容器中。加水,直到环中的样品完全饱和并且不再包含水为止。称量钢环中的样品。从该值减去钢环的质量。这留下了样品的饱和质量。
  6. 记录样品量。 样品的体积将与戒指的体积相同。由于您的环是圆柱体,因此要计算体积,您需要将圆柱体的高度乘以半径的平方(半径是从圆心到边缘的距离),然后乘以pi(通常是四舍五入到3.14)。如果您不知道半径,则可以在圆柱体的最宽点测量其顶部并将其分成两半。
  7. 将土壤移至适合烤箱的容器中。 确保事先称量容器重量和重量(C{ displaystyle mc}干燥样品。 如果您使用的是微波炉,则应足够高的10分钟时间来干燥样品。这样可确保清除样品中的所有孔。您也可以在常规摄氏105度的烤箱中干燥样品至少两个小时。尽管仍然充满空气,但不会影响样品的质量。
  8. 称量您在盘中干燥的样品的总质量(Ť{ displaystyle mt}拉起 C{ displaystyle mc}计算饱和样品中水的质量。 减去干重(d{ displaystyle md}将水的质量转换为样品的孔体积。 根据定义,一克水等于一立方厘米水。这意味着您的水质量(以克为单位)等于水的体积(以立方厘米为单位)。由于样品已饱和,所有孔都充满了水,因此孔体积等于饱和样品中的水量。
  9. 用孔体积除以样品的总体积。 这将返回一个小于1的十进制数。将该数字乘以100%。结果是样品的孔隙率(百分比)。

尖端

  • 在现场采集多个样品。这将有助于最大程度地减少读数误差。
  • 如果要将样品从田间转移到另一个位置进行分析,请将其密封在塑料袋中。
  • 还有诸如RESRAD之类的软件程序可以帮助确定孔隙率,但它们不在本文讨论范围之内。
  • 还可以通过实验找到堆积密度和颗粒密度以计算孔隙率。堆积密度是用干质量除以样品体积得出的。颗粒密度通常为2.66 g / cm ^ 3。

警示语

  • 用于进行测量的仪器也会影响测量的误差范围。乐器调整得越精细,误差范围越小。但是,请记住,所有乐器都有其局限性。
  • 在所有实验测量中都存在一定程度的人为错误。
  • 由于颗粒的压实或分离,测试样品的破裂会引起样品孔隙率的变化。谨慎行事。

生活必需品

  • 体积孔隙率的理论计算
    • 计算器
  • 孔隙率达到饱和的实验计算
    • 样本
    • 测试样品容器
    • 水容器
  • 通过取岩心样品计算田间孔隙度
    • 钢圈
    • 锤子和块
    • 规模
    • 烤箱或微波炉