Schijnbare formuledichtheid, eenheden en oefeningen opgelost

De schijnbare dichtheid van een monster wordt gedefinieerd als het quotiënt tussen zijn massa en het volume zonder te veranderen, dat alle spaties of poriën omvat die het bevat. Als er lucht in deze ruimtes is, duidelijke dichtheid ρ_B, of Bulkdichtheid is:

ρ_B = Massa / volume = massa _deeltjes + Massa _lucht /Volume _deeltjes+ Volume _lucht

Figuur 1. Duidelijke dichtheid is erg belangrijk om de bodem te karakteriseren. Bron: Wikimedia Commons.

Wanneer de schijnbare dichtheid van een bodemmonster wordt berekend, moet deze eerder in een oven bij 105 ° C drogen totdat het deeg constant is, aangeeft dat alle lucht is verdampt.

Volgens deze definitie is de schijnbare dichtheid van de bodem of Droge dichtheid, Het wordt op deze manier berekend:

ρ_S = Gewicht van vaste elementen / volume _{vaste stoffen} + Volume _poriën

Duidt op hoe m_S naar het droge gewicht of massa en V_T = V_S + V_P Net als het totale volume blijft de formule:

ρ_S = M_S / V_T

[TOC]

Eenheden

De schijnbare dichtheidseenheden in het internationale systeem van eenheden zijn kg/m³. Andere eenheden zoals g/cm³ en megagramos/kubieke meter: mg/m³ Ze worden ook veel gebruikt.

Het concept van schijnbare dichtheid is zeer nuttig als het gaat om heterogene en poreuze materialen zoals bodem, omdat het een indicatie is van de afvoer- en beluchtingscapaciteit, onder andere kwaliteiten.

Bijvoorbeeld, weinig poreuze bodems hebben een hoge schijnbare dichtheden, ze zijn compact en hebben de neiging gemakkelijk te worden opgewonden, in tegenstelling tot poreuze bodems.

Wanneer er water of andere vloeistof in het monster zit, neemt het volume na het drogen af, daarom is het op het moment van de berekeningen noodzakelijk om het aandeel origineel water te kennen (zie voorbeeld opgelost).

Schijnbare bodemdichtheid

De schijnbare dichtheid van de materialen in het algemeen, inclusief de bodem, is zeer variabel, omdat er factoren zijn zoals de mate van verdichting, de aanwezigheid van organische stof, de textuur ervan, de diepte, de diepte en anderen, die de vorm beïnvloeden en de vorm hoeveelheid poreuze spaties.

Bodems worden gedefinieerd als een heterogeen mengsel van anorganische stoffen, organische stoffen, lucht en water. Aan de aanraking kan zijn textuur fijn, gemiddeld of dik, terwijl componentdeeltjes op verschillende manieren kunnen worden georganiseerd, een parameter die bekend staat als structuur.

Fijne, goed gestructureerde bodems en met een hoog percentage organisch materiaal hebben meestal lage schijnbare dichtheidswaarden. Integendeel, dikke bodems, met minder organische stof en weinig structurering, hebben de neiging om hogere waarden te hebben.

Kan u van dienst zijn: spanningstest: hoe het wordt gedaan, eigenschappen, voorbeelden

Schijnbare dichtheid volgens textuur

Volgens de textuur heeft de schijnbare dichtheid de volgende waarden:

Textuur	Schijnbare dichtheid (g/cm3))
Prima	1.00 - 1.30
Mediaan	1.30 - 1.vijftig
Goor	1.50 - 1.70

Deze waarden dienen als een algemene referentie. In turboseuze bodems, overvloedig in plantenafval, kan de schijnbare dichtheid zo laag zijn als 0.25 g/cm³, Als het een vulkanische minerale grond is, is het ongeveer 0.85 g/cm³, Terwijl het in zeer verdichte bodems 1 bereikt 1.90 g/cm³.

Duidelijke dichtheid volgens diepte

De schijnbare dichtheidswaarde neemt ook toe met de diepte, omdat de grond meestal beter is verdicht en een lager percentage organische materie heeft.

Het interieur van het land bestaat uit horizontale lagen of lagen, genoemd Horizon. Horizons hebben verschillende texturen, samenstelling en verdichting. Daarom presenteren ze variatie in schijnbare dichtheid.

Figuur 2. Een bodemprofiel met de verschillende horizon. Bron: Wikimedia Commons.

Een bodemstudie is gebaseerd op zijn profiel, die bestaat uit verschillende horizonten die elkaar op een verticale manier volgen.

Hoe u de schijnbare dichtheid kunt meten?

Omdat de variabiliteit in schijnbare dichtheid erg groot is, is het vaak nodig om deze rechtstreeks via verschillende procedures te meten.

De eenvoudigste methode bestaat uit het extraheren van een monster uit de grond, het introduceren van een sweep met een ruimtemetaalcilinder met een bekend volume en ervoor te zorgen dat de grond niet compacteert. Het geëxtraheerde monster is verzegeld om vochtverlies of wijziging van de kenmerken te voorkomen.

Vervolgens wordt het monster in het laboratorium geëxtraheerd, gewogen en vervolgens in een oven geplaatst bij 105 º C om 24 uur te drogen.

Kan u van dienst zijn: hemelse lichamen

Hoewel het de eenvoudigste manier is om de droge dichtheid van de grond te vinden, is dit niet het meest aanbevolen voor bodems met zeer losse texturen of vol stenen.

Hiervoor heeft de methode om een ​​gat te graven de voorkeur en het redden van de geëxtraheerde aarde, die het monster zal zijn om te drogen. Het volume van het monster wordt bepaald dat droog zand of water in het cavado -gat giet.

In elk geval is het uit het monster mogelijk om zeer interessante eigenschappen van de grond te bepalen om het te karakteriseren. De volgende opgeloste oefening beschrijft hoe het te doen.

Oefening opgelost

Een 100 mm lengtekleymonster wordt geëxtraheerd uit de monstercilinder, waarvan de interne diameter ook 100 mm is. Met verdriet wordt een massa van 1531 g verkregen, die eenmaal droog wordt gereduceerd tot 1178 g. Het soortelijk gewicht van de deeltjes is 2.75. Er wordt gevraagd om te berekenen:

a) de schijnbare dichtheid van het monster

b) Vochtgehalte

c) de lege relatie

d) droge dichtheid

e) de mate van verzadiging

f) Luchtinhoud

Oplossing voor

Het volume zonder V te wijzigen_T Het is het oorspronkelijke volume van het monster. Voor een diameter D en hoogte H -cilinder is het volume:

V _cilinder = V_T = Basisgebied x Hoogte = πd²/4 = π x (100 x 10^-3 M)² x 100 x 10 ^-3 m/ 4 = 0.000785 m³

De verklaring bevestigt dat de massa van de steekproef m is_S = 1531 g, daarom volgens de in het begin gegeven vergelijking:

ρ_B = M_S / V_T  = 1531 g / 0.000785 m³ = 1950319 g/ m³ = 1.95 mg/m³

Oplossing B

Omdat we de oorspronkelijke massa en de droge massa hebben, is de massa van het water in het monster het verschil van deze twee:

Kan u van dienst zijn: Isobarisch proces: formules, vergelijkingen, experimenten, oefeningen

M _water = 1531 g - 1178 g = 353 g

Het vochtpercentage in het monster wordt als volgt berekend:

% Vochtigheid = (massa _water / Ms) x 100 % = (353 g / 1178 g) = 29. 97 %

Oplossing C

Om de lege verhouding te vinden, moet het totale volume van het monster V worden afgebroken_T in:

V _T = V _deeltjes + Volume _poriën

Het volume bezet door de deeltjes wordt verkregen uit de droge massa en het soortelijk gewicht, gegevens verkregen uit de verklaring. De specifieke zwaartekracht s_G Het is de verhouding tussen de dichtheid van het materiaal en de dichtheid van het water in standaardomstandigheden, daarom is de dichtheid van het materiaal:

ρ = S_G x ρ_water = 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

Het volume van openingen in het monster is V_v = V_T - V_S = 0.000785 m³ - 0.000428 m³ = 0.000357 m³.

De lege relatie En is:

E = V_v /V_S = 0.000357 m³ / 0.000428 m³ = 0.83

Oplossing D

De droge dichtheid van het monster wordt berekend zoals aangegeven in de inleiding:

ρ_S = Gewicht van vaste elementen / volume _{vaste stoffen} + Volume _poriën= 1178 g/0.000785 m³ = 1.5 mg/m³

Oplossing e

De mate van verzadiging is S = (V_water / V_v ) X 100%. Omdat we de massa water in het monster kennen, berekend in het item B) en de dichtheid, is de berekening zijn volume onmiddellijk:

ρ_water = M_water / V _water → V_water = 353 g / 1 g / cm³ = 353 cm³ = 0.000353 m³

Aan de andere kant werd het volume van openingen berekend in het item c)

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

Oplossing f

Eindelijk is het percentage luchtgehalte a = (v_lucht / V_T) X 100%. Het luchtvolume komt overeen met:

V_v - V_water = 0.000357 m³ - 0.000353 m³ = 0.000004 m³

A = (v_lucht / V_T) x 100% = (0.000004 m³/ 0.000785 m³) X100 % = 0.51 %

Referenties

1. Berry, p. Grond werkers. McGraw Hill.
2. Constumatisch. Schijnbare dichtheid. Hersteld van: constumatisch.com.
3. NRC's. Bodemdichtheid. Hersteld van: NRCS.USDA.Gov.
4. UNAM. Afdeling Edafologie. Handleiding voor analytische procedures van bodemfysica. Hersteld van: geologie.UNAM.mx.
5. Wikipedia. Bulkdichtheid. Opgehaald uit: in.Wikipedia.borg.
6. Wikipedia. Vloer. Opgehaald uit: in.Wikipedia.borg.