Uppenbar formeldensitet, enheter och övningar löst

De uppenbar densitet av ett prov definieras som kvoten mellan dess massa och volymen utan att ändra, som inkluderar alla utrymmen eller porer som det innehåller. Om det finns luft i dessa utrymmen, uppenbar densitet ρ_b, antingen Bulktäthet är:

ρ_b = Massa / volym = massa _partiklar + Massa _luft /Volym _partiklar+ Volym _luft

Figur 1. Uppenbar densitet är mycket viktigt för att karakterisera jordar. Källa: Wikimedia Commons.

När den uppenbara densiteten för ett jordprov beräknas måste det tidigare torka i en ugn vid 105 ° C tills degen är konstant, vilket indikerar att all luft har förångats.

Enligt denna definition Torrdensitet, Det beräknas på detta sätt:

ρ_s = Vikt av fasta element / volym _{fasta ämnen} + Volym _porer

Betecknar hur m_s till torrvikt eller massa och v_t = V_s + V_p Liksom den totala volymen kvarstår formeln:

ρ_s = M_s / V_t

[TOC]

Enheter

De uppenbara täthetsenheterna i det internationella enhetssystemet är kg/m³. Men andra enheter som G/CM³ och megagramos/kubikmeter: mg/m³ De används också allmänt.

Begreppet uppenbar densitet är mycket användbart när det gäller heterogena och porösa material som jordar, eftersom det indikerar dess dränering och luftningskapacitet, bland andra egenskaper.

Till exempel har små porösa jordar höga uppenbara tätheter, de är kompakta och tenderar att lätt väckas, till skillnad från porösa jordar.

När det finns vatten eller annan vätska i provet, volymen efter torkning minskar, därför är det vid tidpunkten för beräkningarna nödvändig att veta andelen originalt vatten (se exempelupplösning).

Uppenbar markdensitet

Den uppenbara densiteten hos materialen i allmänhet, inklusive jorden, är mycket varierande, eftersom det finns faktorer som graden av komprimering, närvaron av organiskt material, dess struktur, struktur, djupet och andra, som påverkar formen och mängden porösa utrymmen.

Jord definieras som en heterogen blandning av oorganiska ämnen, organiska ämnen, luft och vatten. Till beröring kan vara textur Fin, medium eller tjock, medan komponentpartiklar kan organiseras på olika sätt, en parameter som kallas strukturera.

Fina, välstrukturerade jordar och med en hög andel av organiskt material har vanligtvis låga uppenbara täthetsvärden. Tvärtom, tjocka jordar, med mindre organiskt material och lite strukturering, tenderar att ha högre värden.

Kan tjäna dig: spänningstest: hur det görs, egenskaper, exempel

Uppenbar densitet enligt struktur

Enligt dess struktur har uppenbar densitet följande värden:

Textur	Uppenbar densitet (g/cm3)
Bra	1.00 - 1.30
Median	1.30 - 1.femtio
Äckligt	1.50 - 1.70

Dessa värden fungerar som en allmän referens. I turbosösa jordar, rikligt med växtavfall, kan uppenbar densitet vara så låg som 0.25 g/cm³, Om det är en vulkanisk mineraljord är det runt 0.85 g/cm³, Medan det är i mycket komprimerade jordar når den 1.90 g/cm³.

Uppenbar densitet enligt djupet

Det uppenbara densitetsvärdet ökar också med djupet, eftersom jorden vanligtvis är mer komprimerad och har en lägre andel av organiskt material.

Landens inre består av horisontella lager eller skikt, kallad Horisonter. Horisonter har olika strukturer, komposition och komprimering. Därför presenterar de variation i uppenbar densitet.

figur 2. En jordprofil som visar de olika horisonterna. Källa: Wikimedia Commons.

En jordstudie är baserad på dess profil, som består av olika horisonter som följer varandra på ett vertikalt sätt.

Hur man mäter uppenbar densitet?

Eftersom variationen i uppenbar densitet är mycket stor är det ofta nödvändigt att mäta den direkt genom olika procedurer.

Den enklaste metoden består i att extrahera ett prov från marken, introducera i det ett svep med en rymdmetallcylinder med känd volym och se till att inte kompaktera jorden. Det extraherade provet är tätat för att undvika fuktförlust eller förändring av egenskaperna.

Sedan i laboratoriet extraheras provet, vägs och placeras sedan i en ugn vid 105 º C för att torka i 24 timmar.

Kan tjäna dig: himmelkroppar

Även om det är det enklaste sättet att hitta markens torrtäthet, är det inte det mest rekommenderade för jord med mycket lösa strukturer eller full av stenar.

För dessa är metoden att gräva ett hål föredra och rädda den extraherade jorden, som kommer att vara provet att torka. Provets volym bestäms att hälla torr sand eller vatten i Cavado -hålet.

I vilket fall som helst, från provet är det möjligt att bestämma mycket intressanta egenskaper för jorden för att karakterisera det. Nästa upplöst övning beskriver hur man gör det.

Träning löst

Ett leraprov på 100 mm är extraherad från provcylindern, vars inre diameter också är 100 mm. Med sorg erhålls en massa på 1531 g, som en gång torr reduceras till 1178 g. Partiklarnas specifika vikt är 2.75. Det uppmanas att beräkna:

a) Provets uppenbara densitet

b) fuktinnehåll

c) det tomma förhållandet

d) torr densitet

e) graden av mättnad

f) luftinnehåll

Lösning till

Volymen utan att ändra V_t Det är provets ursprungliga volym. För en diameter D och höjd H -cylinder är volymen:

V _cylinder = V_t = Basområde x höjd = πd²/4 = π x (100 x 10^-3 m)² x 100 x 10 ^-3 m/ 4 = 0.000785 m³

Uttalandet bekräftar att provet är massa är m_s = 1531 g, därför enligt ekvationen som gavs i början:

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

Lösning B

Eftersom vi har den ursprungliga massan och den torra massan är massan av vattnet i provet skillnaden mellan dessa två:

Kan tjäna dig: isobarisk process: formler, ekvationer, experiment, övningar

M _vatten = 1531 g - 1178 g = 353 g

Procentandelen fukt i provet beräknas enligt följande:

% Fuktighet = (massa _vatten / Ms) x 100 % = (353 g / 1178 g) = 29. 97 %

Lösning C

För att hitta det tomma förhållandet måste den totala volymen för provet V brytas ner_t i:

V _t = V _partiklar + Volym _porer

Volymen som ockuperas av partiklarna erhålls från torrmassan och den specifika tyngdkraften, data som erhållits från uttalandet. Den specifika tyngdkraften är_g Det är förhållandet mellan materialets densitet och tätheten av vattnet i standardförhållanden, därför är materialets densitet:

ρ = s_g x ρ_vatten = 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

Volymen av luckor i provet är v_v = V_t - V_s = 0.000785 m³ - 0.000428 m³ = 0.000357 m³.

Det tomma förhållandet och är:

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

Lösning D

Provets torrtäthet beräknas som anges i introduktionen:

ρ_s = Vikt av fasta element / volym _{fasta ämnen} + Volym _porer= 1178 g/0.000785 m³ = 1.5 mg/m³

Lösning E

Graden av mättnad är s = (v_vatten / V_v ) X 100%. Eftersom vi känner till vattenmassan i provet, beräknat i artikeln B) och dess densitet, är beräkningen dess volym omedelbar:

ρ_vatten = M_vatten / V _vatten → v_vatten = 353 g / 1 g / cm³ = 353 cm³ = 0.000353 m³

Å andra sidan beräknades volymen av luckor i artikeln C)

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

Lösning f

Slutligen är det procentuella luftinnehållet a = (v_luft / V_t) X 100%. Luftvolymen motsvarar:

V_v - V_vatten = 0.000357 m³ - 0.000353 m³ = 0.000004 m³

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

Referenser

1. Bär, s. Jordmekanik. McGraw Hill.
2. Sammandragande. Uppenbar densitet. Återhämtat sig från: konstruerad.com.
3. Nrcs. Markbulktäthet. Återhämtat sig från: nrcs.USDA.Gov.
4. Unk. Edskapsavdelning. Manual för analytiska förfaranden för markfysik. Återhämtat sig från: geologi.Unk.mx.
5. Wikipedia. Bulktäthet. Hämtad från: i.Wikipedia.org.
6. Wikipedia. Golv. Hämtad från: i.Wikipedia.org.