Tilsynelatende formel tetthet, enheter og øvelser løst

De tilsynelatende tetthet av en prøve er definert som kvotienten mellom dens masse og volumet uten å endre, som inkluderer alle mellomrom eller porene som den inneholder. Hvis det er luft i disse områdene, tilsynelatende tetthet ρ_b, enten Romvekt er:

ρ_b = Masse / volum = masse _partikler + Masse _luft /Volum _partikler+ Volum _luft

Figur 1. Tilsynelatende tetthet er veldig viktig for å karakterisere jordsmonn. Kilde: Wikimedia Commons.

Når den tilsynelatende tettheten av en jordprøve beregnes, må den tidligere tørke i en ovn ved 105 ° C til deigen er konstant, noe som indikerer at all luft har fordampet.

I henhold til denne definisjonen er jordens tilsynelatende tetthet eller Tørr tetthet, Det beregnes på denne måten:

ρ_s = Vekt av faste elementer / volum _{faste stoffer} + Volum _porer

Betegner hvordan m_s til tørrvekt eller masse og v_t = V_s + V_p Som det totale volumet, gjenstår formelen:

ρ_s = M_s / V_t

[TOC]

Enheter

De tilsynelatende tetthetsenhetene i det internasjonale systemet med enheter er kg/m³. Imidlertid andre enheter som g/cm³ og megagramos/kubikkmåler: mg/m³ De er også mye brukt.

Begrepet tilsynelatende tetthet er veldig nyttig når det gjelder heterogene og porøse materialer som jordsmonn, siden det er en indikasjon på drenering og luftingskapasitet, blant andre egenskaper.

For eksempel har små porøse jordsmonn høye tilsynelatende tettheter, de er kompakte og har en tendens til å lett bli vekket, i motsetning til porøse jordarter.

Når det er vann eller annen væske i prøven, reduseres volumet etter tørking, og på beregningstidspunktet er det nødvendig å vite andelen originalt vann (se eksempel løst).

Tilsynelatende jordtetthet

Den tilsynelatende tettheten av materialene generelt, inkludert jorda, er veldig variabel, siden det er faktorer som graden av komprimering, tilstedeværelsen av organisk materiale, dens tekstur, struktur, dybden og andre, som påvirker formen og den mengde porøse rom.

Jordsmonn er definert som en heterogen blanding av uorganiske stoffer, organiske stoffer, luft og vann. Å berøre kan være tekstur Fin, middels eller tykk, mens komponentpartikler kan organiseres på forskjellige måter, en parameter som er kjent som struktur.

Fin, godt strukturert jord og med en høy prosentandel av organisk materiale har vanligvis lave tilsynelatende tetthetsverdier. Tvert imot, tykke jordsmonn, med mindre organisk materiale og lite strukturering, har en tendens til å ha høyere verdier.

Kan tjene deg: Spenningstest: Hvordan det gjøres, egenskaper, eksempler

Tilsynelatende tetthet i henhold til tekstur

I henhold til tekstur har tilsynelatende tetthet følgende verdier:

Tekstur	Tilsynelatende tetthet (g/cm3)
Fint	1.00 - 1.30
Median	1.30 - 1.femti
Ekkelt	1.50 - 1.70

Disse verdiene fungerer som en generell referanse. I turbosjord, rikelig med planteavfall, kan tilsynelatende tetthet være så lav som 0.25 g/cm³, Hvis det er en vulkansk mineraljord, er det rundt 0.85 g/cm³, Mens det er i veldig komprimerte jordsmonn, når den 1.90 g/cm³.

Tilsynelatende tetthet etter dybde

Den tilsynelatende tetthetsverdien øker også med dybden, siden jorda vanligvis er mer komprimert og har en lavere prosentandel av organisk materiale.

Det indre av landet er sammensatt av horisontale lag eller lag, kalt Horisonter. Horisonter har forskjellige strukturer, sammensetning og komprimering. Derfor presenterer de variasjon i tilsynelatende tetthet.

Figur 2. En jordprofil som viser de forskjellige horisontene. Kilde: Wikimedia Commons.

En jordstudie er basert på dens profil, som består av forskjellige horisonter som følger hverandre på en vertikal måte.

Hvordan måle tilsynelatende tetthet?

Siden variasjonen i tilsynelatende tetthet er veldig stor, er det ofte nødvendig å måle den direkte gjennom forskjellige prosedyrer.

Den enkleste metoden består i å trekke ut en prøve fra bakken, introdusere i den et sveip med en rommetallsylinder med kjent volum og sørge for ikke å komprimere jorden. Den ekstraherte prøven er forseglet, for å unngå fuktighetstap eller endring av egenskapene.

Deretter blir prøven trukket ut i laboratoriet og blir deretter plassert i en ovn ved 105 ºC for å tørke i 24 timer.

Kan tjene deg: himmellegemer

Selv om det er den enkleste måten å finne den tørre tettheten av bakken, er det ikke den mest anbefalte for jordsmonn med veldig løse teksturer eller full av steiner.

For disse er metoden for å grave et hull å foretrekke og redde den ekstraherte jorden, som vil være prøven for å tørke. Volumet av prøven bestemmes og hellet tørr sand eller vann i Cavado -hullet.

I alle fall er det i alle fall mulig å bestemme veldig interessante egenskaper til jorden for å karakterisere den. Den neste løste øvelsen beskriver hvordan du gjør det.

Trening løst

En leireprøve på 100 mm lengde trekkes ut fra prøvesylinderen, hvis indre diameter også er 100 mm. Med sorg oppnås en masse på 1531 g, som når tørr er redusert til 1178 g. Partikleneens spesifikke tyngdekraft er 2.75. Det blir bedt om å beregne:

a) Den tilsynelatende tettheten av prøven

b) Fuktinnhold

c) Det tomme forholdet

d) Tørr tetthet

e) graden av metning

f) Luftinnhold

Løsning på

Volumet uten å endre v_t Det er det opprinnelige volumet av prøven. For en diameter og høyde H -sylinder er volumet:

V _sylinder = V_t = Baseområde x høyde = πd²/4 = π x (100 x 10^-3 m)² x 100 x 10 ^-3 m/ 4 = 0.000785 m³

Uttalelsen bekrefter at massen til prøven er m_s = 1531 g, derfor i henhold til ligningen gitt i begynnelsen:

ρ_b = M_s / V_t  = 1531 g / 0.000785 m³ = 1950319 g/ m³ = 1.95 mg/m³

Løsning b

Ettersom vi har den opprinnelige massen og den tørre massen, er massen av vannet som er inneholdt i prøven forskjellen på disse to:

Kan tjene deg: Isobarisk prosess: Formler, ligninger, eksperimenter, øvelser

M _vann = 1531 g - 1178 g = 353 g

Prosentandelen av fuktighet i prøven beregnes som følger:

% Luftfuktighet = (masse _vann / Ms) x 100 % = (353 g / 1178 g) = 29. 97 %

Løsning c

For å finne det tomme forholdet, må det totale volumet til prøven V brytes ned_t i:

V _t = V _partikler + Volum _porer

Volumet okkupert av partiklene oppnås fra tørrmassen og den spesifikke tyngdekraften, data hentet fra uttalelsen. Den spesifikke tyngdekraften s_g Det er forholdet mellom tettheten av materialet og tettheten av vannet under standardforhold, derfor er tettheten av materialet:

ρ = s_g x ρ_vann = 2.75 x 1 g/cm³ = 2.75 g/cm³

ρ = m_s / V_s → V_s = 1.178 g / 2.75 g/cm³ = 0.428 cm³ = 0.000428 m³

Volumet av hull i prøven er v_v = V_t - V_s = 0.000785 m³ - 0.000428 m³ = 0.000357 moh³.

Det tomme forholdet og er:

e = v_v /V_s = 0.000357 moh³ / 0.000428 m³ = 0.83

Løsning d

Den tørre tettheten av prøven beregnes som indikert i innledningen:

ρ_s = Vekt av faste elementer / volum _{faste stoffer} + Volum _porer= 1178 g/0.000785 m³ = 1.5 mg/m³

Løsning e

Metningsgraden er s = (v_vann / V_v ) X 100%. Siden vi kjenner massen av vann i prøven, beregnet i elementet B) og dens tetthet, er beregningen av volumet øyeblikkelig:

ρ_vann = M_vann / V _vann → V_vann = 353 g / 1 g / cm³ = 353 cm³ = 0.000353 m³

På den annen side ble volumet av hull beregnet i elementet C)

S = (0.000353 m³ / 0.000357 moh³) x 100% = 98.9%

Løsning f

Endelig er prosentvis luftinnhold a = (v_luft / V_t) X 100%. Luftvolumet tilsvarer:

V_v - V_vann = 0.000357 moh³ - 0.000353 m³ = 0.000004 moh³

A = (v_luft / V_t) x 100% = (0.000004 moh³/ 0.000785 m³) x100 % = 0.51 %

Referanser

1. Berry, s. Jordmekanikk. McGraw Hill.
2. Konstrumatisk. Tilsynelatende tetthet. Gjenopprettet fra: Konstrumatisk.com.
3. NRCS. Jordtetthet. Gjenopprettet fra: NRCS.USDA.Gov.
4. Unam. Edaphology Department. Manual for analytiske prosedyrer for jordfysikk. Gjenopprettet fra: Geologi.Unam.MX.
5. Wikipedia. Romvekt. Hentet fra: i.Wikipedia.org.
6. Wikipedia. Gulv. Hentet fra: i.Wikipedia.org.