Navidezna gostota formule, enote in vaje rešene

The navidezna gostota vzorca je opredeljen kot količnik med njegovo maso in prostornino brez spreminjanja, kar vključuje vse prostore ali pore, ki jih vsebuje. Če je v teh prostorih zrak, navidezna gostota ρ_b, tudi Gostota v razsutem stanju je:

ρ_b = Masa / volumen = masa _delci + Masa _zrak /Glasnost _delci+ Glasnost _zrak

Slika 1. Navidezna gostota je zelo pomembna za karakterizacijo tal. Vir: Wikimedia Commons.

Ko se izračuna navidezna gostota vzorca tal, se mora predhodno sušiti v peči pri 105 ° C, dokler testo ni konstantno, kar kaže na to, da je ves zrak izzvenilo.

Po tej definiciji navidezna gostota tal oz Suha gostota, Izračuna se na ta način:

ρ_s = Teža trdnih elementov / prostornina _{trdne snovi} + Glasnost _pore

Označevanje, kako m_s na suho ali maso in V_t = V_s + V_str Tako kot celotna glasnost tudi formula ostaja:

ρ_s = M_s / V_t

[TOC]

Enote

Navidezne gostote v mednarodnem sistemu enot so KG/M³. Vendar pa druge enote, kot je g/cm³ in megagramos/kubični meter: mg/m³ Prav tako se pogosto uporabljajo.

Koncept navidezne gostote je zelo koristen, ko gre za heterogene in porozne materiale, kot so tla.

Na primer, majhna porozna tla imajo visoko navidezne gostote, kompaktne so in se zlahka vzbudimo, za razliko od poroznih tal.

Kadar je v vzorcu voda ali druga tekočina, se prostornina po sušenju zmanjšuje, zato je v času izračunov treba vedeti delež izvirne vode (glej primer Rešen).

Navidezna gostota tal

Navidezna gostota materialov na splošno, vključno z zemljo, je zelo spremenljiva, saj obstajajo dejavniki, kot so stopnja stiskanja, prisotnost organske snovi, njena tekstura, struktura, globina in drugi, ki vplivajo količina poroznih prostorov.

Tla so opredeljena kot heterogena mešanica anorganskih snovi, organskih snovi, zraka in vode. Na dotik je lahko tekstura fino, srednje ali debele, medtem ko se sestavni delci lahko organizirajo na različne načine, parameter, ki je znan kot struktura.

Fina, dobro strukturirana tla in z visokim odstotkom organskih snovi imajo običajno nizke navidezne vrednosti gostote. Nasprotno, debela tla, z manj organskih snovi in ​​malo strukturiranja, imajo višje vrednosti.

Vam lahko služi: Test napetosti: kako je to, lastnosti, primeri

Navidezna gostota glede na teksturo

Glede na svojo teksturo ima navidezna gostota naslednje vrednosti:

Tekstura	Navidezna gostota (g/cm3)
Globa	1.00 - 1.30
Mediana	1.30 - 1.petdeset
Bruto	1.50 - 1.70

Te vrednosti služijo kot splošna referenca. V turboznih tleh, obilo rastlinskih odpadkov, je navidezna gostota lahko enaka kot 0.25 g/cm³, Če gre za vulkansko mineralno zemljo, je približno 0.85 g/cm³, Medtem ko v zelo stisnjenih tleh doseže 1.90 g/cm³.

Očitna gostota glede na globino

Navidezna vrednost gostote se poveča tudi z globino, saj je tla običajno bolj stisnjena in ima nižji odstotek organske snovi.

Notranjost zemlje je sestavljena iz vodoravnih plasti ali slojev, imenovanih Obzorje. Obzorje imajo različne teksture, sestavo in stiskanje. Zato predstavljajo razlike v očitni gostoti.

Slika 2. Profil tal, ki prikazuje različna obzorja. Vir: Wikimedia Commons.

Študija tal temelji na njegovi profil, ki je sestavljena iz različnih obzorij, ki drug drugega sledijo na navpičen način.

Kako izmeriti navidezno gostoto?

Ker je spremenljivost navidezne gostote zelo velika, jo je pogosto treba neposredno meriti z različnimi postopki.

Najpreprostejša metoda je sestavljena iz pridobivanja vzorca s tal, v njej uvajanje pometa z vesoljskim kovinskim cilinderjem znane volum. Izvlečen vzorec je zapečaten, da se izognete izgubi vlage ali spremembe lastnosti.

Nato v laboratoriju vzorec izvlečemo, stehtamo in nato postavimo v pečico pri 105 ° C, da se posuši 24 ur.

Vam lahko služi: nebesna telesa

Čeprav je najpreprostejši način najti suho gostoto tal, ni najbolj priporočljivo za tla z zelo ohlapnimi teksturami ali polnimi kamnov.

Za to je zaželena metoda kopanja luknje in shranjevanje ekstrahirane zemlje, ki bo vzorec, ki ga bo posušil. Prostornina vzorca se določi vlivanje suhega peska ali vode v luknjo Cavado.

V vsakem primeru je iz vzorca mogoče določiti zelo zanimive lastnosti tal, da jo označimo. Naslednja rešena vaja opisuje, kako to storiti.

Vaja rešena

Iz vzorčnega valja se ekstrahira 100 mm dolžini glineni vzorec, katerega notranji premer je tudi 100 mm. Z žalostjo dobimo maso 1531 g, ki se enkrat suha zmanjša na 1178 g. Specifična teža delcev je 2.75. Zahteva se za izračun:

a) navidezna gostota vzorca

b) vsebnost vlage

c) prazen odnos

d) suha gostota

e) Stopnja nasičenosti

f) Vsebnost zraka

Rešitev

Prostornina brez spreminjanja V_t To je prvotna prostornina vzorca. Za premer d in višine H -valj je prostornina:

V _valj = V_t = Osnovno območje x višina = πd²/4 = π x (100 x 10^-3 m)² x 100 x 10 ^-3 M/ 4 = 0.000785 m³

Izjava potrjuje, da je masa vzorca m_s = 1531 g, torej v skladu z enačbo, podano na začetku:

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

Rešitev b

Ker imamo prvotno maso in suho maso, je masa vode v vzorcu razlika v teh dveh:

Vam lahko služi: izobarični postopek: formule, enačbe, poskusi, vaje

M _voda = 1531 g - 1178 g = 353 g

Odstotek vlage v vzorcu se izračuna na naslednji način:

% Vlaga = (masa _voda / Ms) x 100 % = (353 g / 1178 g) = 29. 97 %

Rešitev c

Če želite najti prazno razmerje, je treba skupno količino vzorca V razčleniti_t v:

V _t = V _delci + Glasnost _pore

Prostornina, ki jo zasedajo delci. Specifična gravitacija s_g To je razmerje med gostoto materiala in gostoto vode v standardnih pogojih, zato je gostota materiala:

ρ = s_g x ρ_voda = 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

Prostornina vrzeli v vzorcu je v_v = V_t - V_s = 0.000785 m³ - 0.000428 m³ = 0.000357 m³.

Prazen odnos in je:

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

Rešitev d

Suha gostota vzorca se izračuna, kot je navedeno v uvodu:

ρ_s = Teža trdnih elementov / prostornina _{trdne snovi} + Glasnost _pore= 1178 g/0.000785 m³ = 1.5 mg/m³

Rešitev e

Stopnja nasičenosti je s = (v_voda / V_v ) X 100%. Ker poznamo maso vode v vzorcu, izračunano v točki B) in njeno gostoto, je izračun njen volumen takojšen:

ρ_voda = M_voda / V _voda → V_voda = 353 g / 1 g / cm³ = 353 cm³ = 0.000353 m³

Po drugi strani je bila v točki c izračunana količina vrzeli)

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

Rešitev f

Končno je odstotna vsebnost zraka A = (V_zrak / V_t) X 100%. Volumen zraka ustreza:

V_v - V_voda = 0.000357 m³ - 0.000353 m³ = 0.000004 m³

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

Reference

1. Berry, str. Mehanika tal. McGraw Hill.
2. Konstrumatičen. Navidezna gostota. Okrevano od: konstrumatično.com.
3. NRCS. Gostota tal. Okrevano od: NRCS.USDA.Gov.
4. Ne. Oddelek za edafologijo. Priročnik analitičnih postopkov fizike tal. Okrevano od: geologija.Ne.mx.
5. Wikipedija. Gostota v razsutem stanju. Pridobljeno iz: v.Wikipedija.org.
6. Wikipedija. Nadstropje. Pridobljeno iz: v.Wikipedija.org.