Ilmeinen kaavan tiheys, yksiköt ja harjoitukset ratkaistu

Se ilmeinen tiheys näytteestä määritellään sen massan ja tilavuuden välinen osamäärä muuttamatta, mikä sisältää kaikki sen sisältämät tilat tai huokoset. Jos näissä tiloissa on ilmaa, ilmeinen tiheys ρ_{b -}, jompikumpi Irtotavara On:

ρ_{b -} = Massa / tilavuus = massa _hiukkaset + Massa _ilma /Tilavuus _hiukkaset+ Tilavuus _ilma

Kuvio 1. Ilmeinen tiheys on erittäin tärkeä maaperän karakterisoimiseksi. Lähde: Wikimedia Commons.

Kun maaperän näytteen ilmeinen tiheys lasketaan, sen on aikaisemmin kuivutettava uunissa 105 ° C: ssa, kunnes taikina on vakio, mikä osoittaa, että kaikki ilma on haihtunut.

Tämän määritelmän mukaan maaperän ilmeinen tiheys tai Kuivatiheys, Se lasketaan tällä tavalla:

ρ_s = Kiinteiden elementtien paino / tilavuus _kiintoaine + Tilavuus _huokoset

Merkitsee kuinka m_s kuivapainoon tai massaan ja v_t = V_s + V_p Kuten kokonaistilavuus, kaava pysyy:

ρ_s = M_s / V_t

[TOC]

Yksiköt

Kansainvälisen yksikköjärjestelmän näennäiset tiheysyksiköt ovat kg/m³. Muut yksiköt, kuten g/cm³ ja megagramos/kuutiometri: mg/m³ Niitä käytetään myös laajasti.

Ilmeisen tiheyden käsite on erittäin hyödyllinen heterogeenisten ja huokoisten materiaalien, kuten maaperän suhteen.

Esimerkiksi pienillä huokoisilla maaperillä on suuri ilmeinen tiheys, ne ovat kompakteja ja yleensä ne ovat helposti herättäviä, toisin kuin huokoiset maaperät.

Kun näytteessä on vettä tai muuta nestettä, kuivumisen jälkeinen tilavuus pienenee, joten laskelmien ajankohtana on tarpeen tietää alkuperäisen veden osuus (katso esimerkki ratkaistu).

Ilmeinen maaperän tiheys

Materiaalien näennäinen tiheys yleensä, mukaan lukien maaperä, on hyvin vaihteleva, koska on olemassa tekijöitä, kuten tiivistysaste, orgaanisen aineen esiintyminen, sen rakenne, rakenne, syvyys ja muut, jotka vaikuttavat muotoon ja muotoon ja muotoon huokoisten tilojen määrä.

Maaperät määritellään epäorgaanisten aineiden, orgaanisten aineiden, ilman ja veden heterogeeniseksi seokseksi. Kosketus voi olla rakenne Hieno, keskipitkä tai paksu, kun taas komponenttipartikkelit voidaan järjestää eri tavoin, parametri, joka tunnetaan nimellä rakenne.

Hieno, hyvin jäsennelty maaperä ja suurella orgaanisen aineen prosenttimäärällä on yleensä alhaiset näennäiset tiheysarvot. Päinvastoin, paksuilla maaperillä, joilla on vähemmän orgaanisia aineita ja vähän jäsentämistä, on yleensä korkeammat arvot.

Voi palvella sinua: Jännitystesti: Kuinka se tehdään, ominaisuudet, esimerkit

Ilmeinen tiheys tekstuurin mukaan

Sen tekstuurin mukaan ilmeisellä tiheydellä on seuraavat arvot:

Rakenne	Näennäinen tiheys (g/cm3-A
Hieno	1.00 - 1.30
Mediaani	1.30 - 1.viisikymmentä
Ällöttävä	1.50 - 1.70

Nämä arvot toimivat yleisenä viitteenä. Turbosuojassa, runsaasti kasvijätteessä, ilmeinen tiheys voi olla niin alhainen kuin 0.25 g/cm³, Jos se on tulivuoren mineraaliverkko, se on noin 0.85 g/cm³, Kun taas hyvin tiivistyneessä maaperässä se saavuttaa 1.90 g/cm³.

Syvyyden mukaan ilmeinen tiheys

Näennäinen tiheysarvo kasvaa myös syvyyden myötä, koska maaperä on yleensä tiivistynyt ja sillä on alhaisempi orgaanisen aineen prosenttiosuus.

Maan sisustus koostuu vaakakerroksista tai kerroksista, joita kutsutaan Horisontti. Horisontissa on erilaiset tekstuurit, koostumus ja tiivistys. Siksi ne esittävät vaihtelua näennäisessä tiheydessä.

Kuva 2. Maaperäprofiili, joka näyttää eri näköalat. Lähde: Wikimedia Commons.

Maaperätutkimus perustuu siihen profiili, joka koostuu erilaisista horisonteista, jotka seuraavat toisiaan pystysuoralla tavalla.

Kuinka mitata näennäistä tiheyttä?

Koska näennäisen tiheyden vaihtelu on erittäin suuri, on usein tarpeen mitata sitä suoraan erilaisten toimenpiteiden avulla.

Yksinkertaisin menetelmä koostuu näytteen purkamisesta maasta, tuomalla siihen pyyhkäisy avaruusmetallisylinterillä, jolla on tunnettu tilavuus ja varmista, ettei maaperän kompakti kompakti. Uutettu näyte suljetaan, jotta vältetään kosteuden menetys tai ominaisuuksien muuttaminen.

Sitten laboratoriossa näyte uutetaan, punnitaan ja asetetaan sitten uuniin nopeudella 105 º C kuivua 24 tunnin ajan.

Voi palvella sinua: taivaalliset ruumiit

Vaikka se on yksinkertaisin tapa löytää maan kuivaa tiheyttä, se ei ole suositeltava maaperille, joissa on erittäin löysät tekstuurit tai täynnä kiviä.

Näille reiän kaivamismenetelmä on parempi ja säästää uutetun maan, joka on näyte kuivua. Näytteen tilavuus määritetään kaatamaan kuivaa hiekkaa tai vettä kavado -reiässä.

Joka tapauksessa näytteestä on mahdollista määrittää maaperän erittäin mielenkiintoiset ominaisuudet sen karakterisoimiseksi. Seuraava ratkaistu harjoitus kuvaa kuinka se tehdään.

Liikuntaa

Näytesylinteristä uutetaan 100 mm: n pituinen savinäyte, jonka sisähalkaisija on myös 100 mm. Surulla saadaan massa 1531 g. Hiukkasten ominaispaino on 2.75. Sitä pyydetään laskemaan:

a) näytteen ilmeinen tiheys

b) Kosteuspitoisuus

c) Tyhjä suhde

d) Kuivatiheys

e) kyllästymisaste

f) Ilmapitoisuus

Liittää jhk

Tilavuus muuttamatta V_t Se on näytteen alkuperäinen tilavuus. Halkaisija D ja korkeus H -sylinterissä tilavuus on:

V _sylinteri = V_t = Pohjapinta -ala x korkeus = πd²/4 = π x (100 x 10^-3 m)² x 100 x 10 ^-3 m/ 4 = 0.00075 m³

Lausunto vahvistaa, että näytteen massa on m_s = 1531 g, siksi alussa annetun yhtälön mukaan:

ρ_{b -} = M_s / V_t  = 1531 g / 0.00075 m³ = 1950319 g/ m³ = 1.95 mg/m³

Ratkaisu b

Koska meillä on alkuperäinen massa ja kuiva massa, näytteen sisältämän veden massa on näiden kahden ero:

Voi palvella sinua: isobarinen prosessi: kaavat, yhtälöt, kokeet, harjoitukset

M _vettä = 1531 g - 1178 g = 353 g

Näytteen kosteuden prosenttiosuus lasketaan seuraavasti:

% Kosteus = (massa _vettä / Ms) x 100 % = (353 g / 1178 g) = 29. 97 %

Liuos C

Tyhjän suhteen löytämiseksi näytteen V kokonaistilavuus on hajotettava_t sisään:

V _t = V _hiukkaset + Tilavuus _huokoset

Hiukkasten käyttämä tilavuus saadaan kuivasta massasta ja spesifisestä painovoimasta, lauseesta saadut tiedot. Ominaispaino S_g Se on materiaalin tiheyden ja veden tiheyden välinen suhde tavanomaisissa olosuhteissa, joten materiaalin tiheys on:

ρ = s_g x ρ_vettä = 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

Näytteen aukkojen tilavuus on v_v = V_t - V_s = 0.00075 m³ - 0 -.000428 m³ = 0.00037 m³.

Tyhjä suhde ja On:

e = v_v /V_s = 0.00037 m³ / 0.000428 m³ = 0.83

Liuos D

Näytteen kuivatiheys lasketaan johdannossa osoitettuna:

ρ_s = Kiinteiden elementtien paino / tilavuus _kiintoaine + Tilavuus _huokoset= 1178 g/0.00075 m³ = 1.5 mg/m³

Ratkaisu E

Kyllästymisaste on s = (v_vettä / V_v ) X 100%. Koska tiedämme näytteen vesimassan, laskettu kohdassa B) ja sen tiheyden, laskelma sen tilavuus on välitön:

ρ_vettä = M_vettä / V _vettä → V_vettä = 353 g / 1 g / cm³ = 353 cm³ = 0.00033 m³

Toisaalta aukkojen tilavuus laskettiin kohdassa C)

S = (0.00033 m³ / 0.00037 m³) x 100% = 98.9%

Liuos f

Lopuksi prosentuaalinen ilmapitoisuus on a = (v_ilma / V_t) X 100%. Ilman tilavuus vastaa:

V_v - V_vettä = 0.00037 m³ - 0 -.00033 m³ = 0.000004 m³

A = (v_ilma / V_t) x 100% = (0.000004 m³/ 0.00075 m³) x100 % = 0.51 %

Viitteet

1. Marja, p. Maaperän mekaniikka. McGraw Hill.
2. Rakenteellinen. Ilmeinen tiheys. Palautettu: rakenteellinen.com.
3. NRCS. Maaperän tiheys. Toipunut: NRC: t.USDA.Hallitus.
4. Yksinäinen. Edifologiaosasto. Maaperän fysiikan analyyttisten menettelytapojen käsikirja. Toipunut: geologia.Yksinäinen.MX.
5. Wikipedia. Irtotavara. Haettu: vuonna.Wikipedia.org.
6. Wikipedia. Lattia. Haettu: vuonna.Wikipedia.org.