Contenu

• Avancer d'un pas
• Méthode 1 sur 4: Déterminer la porosité théoriquement en volume
• Méthode 4 sur 4: Calculer la porosité sur le terrain en prélevant des carottes
• Conseils
• Mises en garde
• Nécessités

La porosité, ou porosité, est la valeur utilisée pour décrire la quantité d'espace vide présente dans un échantillon donné. Cette caractéristique est généralement mesurée par rapport au sol, car le degré correct de porosité est nécessaire à la croissance des plantes. La porosité peut être théoriquement calculée à l'aide d'équations et de valeurs données, ce qui est le cas lorsqu'il s'agit de questions d'examen. La porosité peut également être déterminée en trouvant les valeurs nécessaires pour résoudre les équations expérimentalement, soit en laboratoire, soit sur le terrain.

Avancer d'un pas

Méthode 1 sur 4: Déterminer la porosité théoriquement en volume

1. Extraire les valeurs utiles des informations données. Lors du calcul théorique de la porosité, vous obtenez un exemple de situation qui contient certaines des valeurs dont vous avez besoin. Lisez attentivement votre question et recherchez des valeurs telles que le volume total (${ displaystyle Vt}$Tracez la bonne équation. Par définition, la porosité (${ displaystyle Pt}$Trouvez des valeurs pour vos variables de volume. Il est utile de garder cela à l'esprit ${ displaystyle Vt}$Appliquez les variables de volume connues à l'équation de porosité. Une fois que vous avez une valeur pour cela ${ displaystyle Vp}$Résolvez l'équation pour déterminer la porosité. Maintenant que votre équation est complète et que vous avez les valeurs correctes, vous pouvez la résoudre avec un simple calcul. Il pourrait être utile d'avoir une calculatrice à portée de main pour cette partie.
   • La porosité étant souvent exprimée en pourcentage, il est courant de multiplier cette valeur par 100% une fois que vous avez trouvé la valeur décimale.
   • En utilisant les mêmes valeurs des exemples ci-dessus, votre équation ressemblera à ceci:
     • ${ displaystyle Pt}$Supposons que la densité des particules (P.ré{ displaystyle Pd}Utilisez la relation entre le volume et la densité pour dériver votre équation. Puisque la densité est définie comme la masse par volume et que la porosité est une comparaison du volume des pores au volume total, il est également possible d'exprimer la porosité en termes de densité. Le résultat est la comparaison${ displaystyle Pt}$Déterminez la valeur de P.b{ displaystyle Pb}Résolvez l'équation en insérant les valeurs de densité correctes. Vous avez maintenant les valeurs pour ${ displaystyle Pb}$Avec le volume de votre échantillon. Vous pouvez mesurer le volume directement si votre échantillon remplit exactement un récipient avec un volume connu. Vous pouvez également transférer l'échantillon dans une bouteille ou une tasse, comme une tasse à mesurer, pour mesurer le volume. Si vous ne pouvez pas mesurer le volume directement, vous pouvez calculer le volume mathématiquement.
       • Notez que le transfert de l'échantillon d'un récipient à un autre peut affecter la porosité en perturbant le matériau.
     • Mesurez un volume d'eau. La quantité d'eau que vous mesurez n'a pas d'importance. Les deux choses qui sont importantes dans cette étape sont de mesurer plus d'eau que nécessaire pour saturer votre échantillon et d'enregistrer la quantité d'eau avec laquelle vous avez commencé. C'est la seule façon de savoir combien vous avez utilisé.
     • Saturez l'échantillon d'essai avec de l'eau. C'est une étape facile, mais qui peut être délicate. Vous devez ajouter suffisamment d'eau pour remplir tous les pores de votre échantillon, mais vous ne devez pas ajouter trop d'eau. Bien qu'il soit important de se rapprocher le plus possible de la saturation de l'échantillon, il y aura une certaine marge d'erreur. Obtenez le niveau d'eau aussi près que possible de la surface de votre niveau d'échantillon fixe.
     • Enregistrez le volume d'eau utilisé. Soustrayez la quantité d'eau qui reste de la quantité d'eau avec laquelle vous avez commencé. De cette façon, vous vous retrouvez avec le volume d'eau qui a été déversé. Le volume d'eau que vous utilisez est (approximativement) égal au volume des pores de votre échantillon.
     • Configurez l'équation pour calculer la porosité avec un volume connu. Maintenant que vous avez le volume de votre échantillon (${ displaystyle Vs}$Faites les calculs pour trouver la porosité de votre échantillon. Entrez les valeurs correctes dans l'équation. Assurez-vous de garder une trace de vos unités et assurez-vous qu'elles sont correctement annulées car la porosité est une valeur sans unité. Une calculatrice peut également être utile à cette étape.

Méthode 4 sur 4: Calculer la porosité sur le terrain en prélevant des carottes

1. Saturez la zone que vous souhaitez échantillonner. Une bonne façon de faire est de placer un anneau en acier de poids connu (tel qu'un anneau d'un diamètre de 7 cm et d'une hauteur de 10 cm) sur le sol à l'endroit où vous souhaitez prélever un échantillon et de le remplir d'eau. l'eau reste dans l'anneau pendant la nuit ou jusqu'à ce qu'elle soit absorbée par le sol, cela facilitera la collecte de votre échantillon.
   • Vous pouvez trouver des anneaux en acier à poids fixe dans les magasins de rénovation domiciliaire et en ligne.
2. Poussez l'anneau en acier dans le sol. Travaillez l'anneau dans le sol avec un bloc de bois et un marteau. Le sol à l'intérieur de l'anneau est appelé une carotte ou un échantillon de carotte. L'anneau protège la carotte des perturbations pendant le prélèvement.
3. Creusez autour de l'anneau en acier. Creusez soigneusement autour de l'anneau en acier avec une pelle et d'autres outils de creusement. Vous ne voulez pas déranger le sol dans le ring. Coupez toutes les racines du bas de l'anneau.
4. Retirez l'anneau. Une fois que vous avez nettoyé le sol autour de l'anneau, vous pouvez sortir l'anneau et le monstre du trou. Conservez la carotte à l'intérieur de l'anneau et ne la dérangez pas. Faites attention à ne pas perdre de monstres en vous déplaçant.
5. Enregistrez la masse saturée de votre échantillon. Placez l'anneau dans un grand récipient transparent. Ajouter de l'eau jusqu'à ce que l'échantillon dans l'anneau soit complètement saturé et ne puisse plus contenir d'eau. Pesez l'échantillon dans l'anneau en acier. Soustrayez la masse de l'anneau en acier de cette valeur. Cela laisse la masse saturée de l'échantillon.
6. Enregistrez le volume de votre échantillon. Le volume de votre échantillon sera le même que le volume de votre bague. Puisque votre anneau est un cylindre, pour calculer le volume, vous allez multiplier la hauteur du cylindre par le rayon au carré (le rayon est la distance du centre du cercle au bord), puis multiplier cela par pi (souvent arrondi à 3,14).Si vous ne connaissez pas le rayon, vous pouvez mesurer le haut du cylindre à son point le plus large et le diviser en deux.
7. Déplacez la terre dans un récipient adapté au four. Assurez-vous de peser au préalable le récipient et la masse (${ displaystyle mc}$Séchez votre échantillon. Si vous utilisez un micro-ondes, 10 minutes devraient être suffisamment élevées pour sécher votre échantillon. Cela garantit que tous les pores de l'échantillon sont débarrassés de l'eau. Vous pouvez également sécher l'échantillon dans un four conventionnel à 105 degrés Celsius pendant au moins deux heures. Bien qu'il soit encore plein d'air, cela n'affectera pas la masse de l'échantillon.
8. Pesez votre échantillon séché dans le plat pour obtenir la masse totale (mt{ displaystyle mt}Remonter mc{ displaystyle mc}Calculez la masse de l'eau dans l'échantillon saturé. Soustrayez la masse sèche (${ displaystyle md}$Convertissez la masse de l'eau en volume poreux de votre échantillon. Par définition, un gramme d'eau équivaut à un centimètre cube d'eau. Cela signifie que la masse de votre eau en grammes est égale au volume de l'eau en centimètres cubes. Puisque l'échantillon est saturé, tous les pores sont remplis d'eau, de sorte que le volume des pores est égal au volume d'eau dans l'échantillon saturé.
9. Divisez le volume des pores par le volume total de votre échantillon. Cela renvoie un nombre décimal inférieur à un. Multipliez ce nombre par 100%. Le résultat est la porosité de votre échantillon en pourcentage.

Conseils

• Prélevez plusieurs échantillons sur le terrain. Cela aidera à minimiser les erreurs dans vos lectures.
• Si vous transférez l'échantillon du terrain vers un autre endroit pour analyse, scellez-le dans un sac en plastique.
• Il existe également des logiciels tels que RESRAD qui peuvent aider à déterminer la porosité, mais ils sortent du cadre de cet article.
• La densité apparente et la densité des particules peuvent également être trouvées expérimentalement pour calculer la porosité. La densité apparente est obtenue en divisant la masse sèche par le volume de l'échantillon. La densité des particules est souvent de 2,66 g / cm ^ 3.

Mises en garde

• Les instruments utilisés pour effectuer les mesures affectent également la marge d'erreur de la mesure. Plus un instrument est réglé finement, plus la marge d'erreur est petite. Cependant, gardez à l'esprit que tous les instruments ont leurs limites.
• L'erreur humaine est présente dans une certaine mesure dans toutes les mesures expérimentales.
• La perturbation de l'échantillon d'essai peut entraîner une modification de la porosité de l'échantillon en raison du compactage ou de la séparation des particules. Procéder avec prudence.

Nécessités

• Calcul théorique de la porosité aux volumes
  • Calculatrice
• Calcul expérimental de la porosité à la saturation
  • Monstre
  • Conteneur pour échantillons de test
  • L'eau
  • Réservoir d'eau
• Calcul de la porosité sur le terrain en prélevant des carottes
  • Anneau en acier
  • Marteau et bloc
  • Pelle
  • Escalader
  • Four ou micro-ondes