Calcular porosidade

Porosidade, ou porosidade, é o valor usado para descrever quanto espaço vazio existe em uma determinada amostra. Essa característica geralmente é medida em relação ao solo, pois o grau correto de porosidade é necessário para o crescimento das plantas. A porosidade pode ser calculada teoricamente usando equações e valores dados, o que é o caso quando se trata de questões de exames. A porosidade também pode ser determinada encontrando os valores necessários para resolver as equações experimentalmente, seja em laboratório ou em campo.

Degraus

Método 1 de 4: Determinando a porosidade teoricamente por volume

1. Obtenha valores úteis a partir das informações fornecidas. Ao calcular teoricamente a porosidade, você obtém uma situação de exemplo que contém alguns dos valores necessários. Leia sua pergunta com atenção e procure valores como volume total ($Vt$), volume fixo ($Vs$) e volume de poros ($Vp$). Sempre preste muita atenção às unidades desses valores.

• Ajuda escrever esses valores separadamente. Por exemplo, se a pergunta $Vt$ e $Vs$ , então você poderia escrever:

• $Vt$ = 5,00 cm^3
• $Vs$ = 3,00 cm^3

2. Desenhe a equação correta. Por definição, a porosidade ($pt$) igual ao volume do poro ($Vp$) dividido pelo volume total ($Vt$), ou $pt$ = $Vp$/$Vt$. Observe que esta não é a única equação para determinar a porosidade. Se os valores forem fornecidos para densidade a granel e densidade de partículas em vez de valores para volumes, você deve usar uma equação diferente.

3. Encontre valores para suas variáveis ​​de volume. É útil ter em mente que $Vt$ é a soma dos volumes sólidos e porosos, ou $Vt$ = $Vs$ + $Vp$. Essa relação pode ser reorganizada para permitir que você resolva uma das variáveis ​​de volume, desde que as outras duas sejam conhecidas. Por exemplo: $Vt$ - $Vp$ = $Vs$.

Com os mesmos valores dos passos anteriores, $Vt$ = 5,00 cm^3 e $Vs$ = 3,00 cm^3, podemos $Vt$ - $Vs$ = $Vp$ resolva e calcule $Vp$ = 5,00 cm^3 - 3,00 cm^3 = 2,00 cm^3.

4. Aplique as variáveis ​​de volume conhecidas à equação de porosidade. Uma vez que você tem um valor para $Vp$ e um valor para $Vt$ determinaram, você pode colocá-los na equação de porosidade $pt$ = $Vp$/$Vt$ Pare. Certifique-se de que suas unidades estão à frente $Vp$ e $Vt$ adiciona. Você também precisa garantir que as unidades correspondam - caso contrário, você precisa fazer uma análise dimensional para que elas correspondam.

$pt$ = 2,00 cm^3 / 5,00 cm^3 = 0,400.

Se você quiser expressar esse valor em porcentagem, multiplique-o por 100% e você terá $pt$ = 40%.

Método 2 de 4: Calculando teoricamente a porosidade usando densidades

1. Suponha que a densidade de partículas ($$pd{displaystyle Pd}) da sua amostra é 2,66 g/cm^3. A densidade de partículas de uma amostra é igual à massa da amostra dividida pelo volume da amostra. Para amostras de solo, a densidade média de partículas do solo é de 2,66 g/cm^3. Portanto, este valor é assumido como sendo a densidade de partículas de cada amostra de solo, salvo indicação em contrário.

2. Use a relação entre volume e densidade para derivar sua equação. Como a densidade é definida como massa por volume e a porosidade é uma comparação do volume dos poros com o volume total, é possível expressar a porosidade também em termos de densidade. O resultado é a equação$pt$ = (1 - $pb$/$pd$) através do qual $pt$ a porosidade é, $pb$ a densidade aparente, e $pd$ a densidade de partículas da amostra.

3. Determine o valor de $$pb{displaystyle Pb}. O valor de $pb$ será dado em uma pergunta simples. Caso o valor não seja informado, você pode obter outros valores como peso seco da amostra e volume da amostra. Neste caso, divida o peso seco da amostra pelo volume da amostra para determinar a densidade aparente, ou $pb$.

4. Resolva a equação inserindo os valores de densidade corretos. Agora que você tem os valores para $pb$ e $pd$ você pode resolver a equação para $pt$. Observe que o valor obtido por $pb$ ser dividido por $pd$sempredeve ser menor que 1, então a equação pode $pt$ = (1 - $pb$/$pd$) nunca dê uma resposta negativa. Se sim, você provavelmente tem $pd$ por meio de $pb$ compartilhado, o que é incorreto.

Método 3 de 4: Calculando a porosidade experimentalmente usando saturação

5. Configure a equação para calcular a porosidade com um volume conhecido. Agora que você tem o volume de sua amostra ($Vs$) e o volume dos poros ($Vp$), você pode adicioná-los para obter o volume total ($Vt$). Agora é possível comparar $pt$ = ($Vp$/$Vt$) x 100% para calcular sua porosidade ($pt$) encontrar.

Método 4 de 4: Calcule a porosidade no campo coletando amostras de núcleo

7. Mova o solo para um recipiente adequado para o forno. Certifique-se de pesar previamente o recipiente e a massa ($mc$) do recipiente. Se você planeja colocar a amostra no micro-ondas, certifique-se de que seu recipiente esteja livre de metal e seguro para micro-ondas.

9. Pese sua amostra seca no prato para determinar a massa total ($$mt{displaystyle mt}) para determinar. Lembre-se que este valor não é a massa do seu monstro. É a massa da amostra mais a massa do recipiente. Não use este valor para calcular a porosidade.

10. puxar $$mc{displaystyle mc} fora de $$mt{displaystyle mt} para obter a massa seca da amostra ($$md{displaystyle md}) encontrar. Para encontrar o peso seco da sua amostra, basta subtrair a massa inicial do recipiente da massa final do recipiente mais a amostra. Certifique-se de que o número recebido faz sentido. Por exemplo, a massa não pode ter um valor negativo. Se for esse o caso, isso está incorreto e você deve verificar seus cálculos novamente.

11. Calcule a massa da água na amostra saturada. Subtraia a massa seca ($md$) da massa saturada ($ms$). A diferença é a massa da água ($mC$). Novamente, a massa seca deve ser menor que a massa saturada.

Pontas

• Colete várias amostras no campo. Isso ajudará a minimizar erros em suas leituras.
• Se você transferir a amostra do campo para outro local para análise, sele-a em um saco plástico.
• Existem também programas de software, como o RESRAD, que podem ajudar a determinar a porosidade, mas estão além do escopo deste artigo.
• A densidade aparente e a densidade de partículas também podem ser encontradas experimentalmente para calcular a porosidade. A densidade aparente é encontrada dividindo a massa seca pelo volume da amostra. A densidade de partículas é frequentemente 2,66 g/cm^3.

Avisos

• Os instrumentos usados ​​para fazer medições também afetam a margem de erro da medição. Quanto mais fino um instrumento é afinado, menor a margem de erro. No entanto, tenha em mente que todos os instrumentos têm suas limitações.
• O erro humano está presente em algum grau em todas as medições experimentais.
• Perturbar a amostra de teste pode causar uma mudança na porosidade da amostra devido à compactação ou separação de partículas. Prossiga com cuidado.

Necessidades

• Cálculo teórico de porosidade para volumes

• Calculadora

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