Porositeit berekenen

Bijdragen van Bess Ruff, MA

Porositeit, of poreusheid, is de waarde die wordt gebruikt om te beschrijven hoeveel lege ruimte er in een bepaald monster aanwezig is. Dit kenmerk wordt gewoonlijk gemeten met betrekking tot de bodem, aangezien de juiste poreusheidsgraad noodzakelijk is voor de groei van de planten. Porositeit kan theoretisch worden berekend met behulp van vergelijkingen en gegeven waarden, wat het geval is als je te maken hebt met examenvragen. Porositeit kan ook worden bepaald door de waarden te vinden die nodig zijn om de vergelijkingen experimenteel op te lossen, hetzij in het laboratorium of in het veld.

Methode 1

Methode 1 van 4:

Porositeit theoretisch bepalen naar volume

Pdf downloaden

{"smallUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images_en\/thumb\/8\/83\/Calculate-Porosity-Step-1-Version-4.jpg\/v4-460px-Calculate-Porosity-Step-1-Version-4.jpg","bigUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images\/thumb\/8\/83\/Calculate-Porosity-Step-1-Version-4.jpg\/v4-728px-Calculate-Porosity-Step-1-Version-4.jpg","smallWidth":460,"smallHeight":345,"bigWidth":728,"bigHeight":546,"licensing":"<div class=\"mw-parser-output\"><\/div>"}

1
Haal nuttige waarden uit de gegeven informatie. Bij het theoretisch berekenen van de porositeit krijg je een voorbeeldsituatie die enkele van de waarden bevat die je nodig hebt. Neem je vraag zorgvuldig door en zoek naar waarden zoals totaal volume ( $Vt$ ), vast volume ( $Vs$ ) en poriën-volume ( $Vp$ ). Let altijd goed op de eenheden van deze waarden.
- Het helpt om deze waarden afzonderlijk uit te schrijven. Als de vraag bijvoorbeeld $Vt$ en $Vs$ aangeeft, dan zou je kunnen schrijven:
  - $Vt$ = 5,00 cm^3
  - $Vs$ = 3,00 cm^3
{"smallUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images_en\/thumb\/f\/fb\/Calculate-Porosity-Step-2-Version-4.jpg\/v4-460px-Calculate-Porosity-Step-2-Version-4.jpg","bigUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images\/thumb\/f\/fb\/Calculate-Porosity-Step-2-Version-4.jpg\/v4-728px-Calculate-Porosity-Step-2-Version-4.jpg","smallWidth":460,"smallHeight":345,"bigWidth":728,"bigHeight":546,"licensing":"<div class=\"mw-parser-output\"><\/div>"}

Per definitie is porositeit ( $Pt$ ) gelijk aan het poriënvolume ( $Vp$ ) gedeeld door het totale volume ( $Vt$ ), of $Pt$ = $Vp$ / $Vt$ . Houd er rekening mee dat dit niet de enige vergelijking om porositeit te bepalen. Als er waarden worden gegeven voor bulkdichtheid en deeltjesdichtheid in plaats van waarden voor volumes, moet je een andere vergelijking gebruiken. ^{[1]
X
Bron}
{"smallUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images_en\/thumb\/6\/69\/Calculate-Porosity-Step-3-Version-5.jpg\/v4-460px-Calculate-Porosity-Step-3-Version-5.jpg","bigUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images\/thumb\/6\/69\/Calculate-Porosity-Step-3-Version-5.jpg\/v4-728px-Calculate-Porosity-Step-3-Version-5.jpg","smallWidth":460,"smallHeight":345,"bigWidth":728,"bigHeight":546,"licensing":"<div class=\"mw-parser-output\"><\/div>"}

3
Vind waarden voor je volumevariabelen. Het is handig om in gedachten te houden dat $Vt$ de som is van vaste en poriënvolumes, of $Vt$ = $Vs$ + $Vp$ . Deze relatie kan worden herschikt om je in staat te stellen een van de volumevariabelen op te lossen, zolang de andere twee maar bekend zijn. Bijvoorbeeld: $Vt$ - $Vp$ = $Vs$ . ^{[2]
X
Bron}
- Met dezelfde waarden als in de vorige stappen, $Vt$ = 5,00 cm^3 en $Vs$ = 3,00 cm^3, kunnen we $Vt$ - $Vs$ = $Vp$ oplossen en berekenen dat $Vp$ = 5,00 cm^3 - 3,00 cm^3 = 2,00 cm^3.
{"smallUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images_en\/thumb\/d\/de\/Calculate-Porosity-Step-4-Version-3.jpg\/v4-460px-Calculate-Porosity-Step-4-Version-3.jpg","bigUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images\/thumb\/d\/de\/Calculate-Porosity-Step-4-Version-3.jpg\/v4-728px-Calculate-Porosity-Step-4-Version-3.jpg","smallWidth":460,"smallHeight":345,"bigWidth":728,"bigHeight":546,"licensing":"<div class=\"mw-parser-output\"><\/div>"}

4
Pas de bekende volumevariabelen toe op de porositeitsvergelijking. Als je eenmaal een waarde voor $Vp$ en een waarde voor $Vt$ hebt bepaald, kun je ze in de porositeitsvergelijking $Pt$ = $Vp$ / $Vt$ stoppen. Zorg ervoor dat je eenheden voor $Vp$ en $Vt$ toevoegt. Ook moet je er zeker van zijn dat de eenheden overeenkomen -- zo niet, dan moet je een dimensionale analyse uitvoeren om ze overeen te laten komen.
- Het is belangrijk om de eenheden te matchen omdat porositeit een eenheidsloze waarde is die meestal wordt uitgedrukt als een percentage. De eenheden van de volumevariabelen zullen elkaar door deling opheffen. ^{[3]
  X
  Bron}
{"smallUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images_en\/thumb\/7\/7d\/Calculate-Porosity-Step-5-Version-4.jpg\/v4-460px-Calculate-Porosity-Step-5-Version-4.jpg","bigUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images\/thumb\/7\/7d\/Calculate-Porosity-Step-5-Version-4.jpg\/v4-728px-Calculate-Porosity-Step-5-Version-4.jpg","smallWidth":460,"smallHeight":345,"bigWidth":728,"bigHeight":546,"licensing":"<div class=\"mw-parser-output\"><\/div>"}

5
Los de vergelijking op om de porositeit te bepalen. Nu je vergelijking volledig is opgesteld en de juiste waarden hebt, kun je ze middels een eenvoudige berekening oplossen. Het zou kunnen helpen om een rekenmachine bij de hand te hebben voor dit onderdeel.
- Omdat porositeit vaak wordt uitgedrukt in een percentage, is het gebruikelijk om deze waarde te vermenigvuldigen met 100%, als je eenmaal de decimale waarde hebt gevonden.
- Als je dezelfde waarden uit de bovenstaande voorbeelden gebruikt, zal je vergelijking er ongeveer zo uitzien:
  - $Pt$ = 2,00 cm^3 / 5,00 cm^3 = 0,400.
  - Als je die waarde in procenten wilt uitdrukken, vermenigvuldig je die met 100% en krijg je dan $Pt$ = 40%.
Advertentie

Methode 2

Methode 2 van 4:

De porositeit theoretisch berekenen middels dichtheden

Pdf downloaden

{"smallUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images_en\/thumb\/f\/f4\/Calculate-Porosity-Step-6-Version-3.jpg\/v4-460px-Calculate-Porosity-Step-6-Version-3.jpg","bigUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images\/thumb\/f\/f4\/Calculate-Porosity-Step-6-Version-3.jpg\/v4-728px-Calculate-Porosity-Step-6-Version-3.jpg","smallWidth":460,"smallHeight":345,"bigWidth":728,"bigHeight":546,"licensing":"<div class=\"mw-parser-output\"><\/div>"}

Neem aan dat de deeltjesdichtheid ( $Pd$ ) van je monster 2,66 g/cm^3 is. De deeltjesdichtheid van een monster is gelijk aan de massa van het monster gedeeld door het volume van het monster. Bij grondmonsters is de gemiddelde deeltjesdichtheid van de bodem 2,66 g/cm^3. Om die reden wordt deze waarde verondersteld de deeltjesdichtheid van elk grondmonster te zijn, tenzij anders aangegeven. ^{[4]
X
Bron}
{"smallUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images_en\/thumb\/8\/8d\/Calculate-Porosity-Step-7-Version-3.jpg\/v4-460px-Calculate-Porosity-Step-7-Version-3.jpg","bigUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images\/thumb\/8\/8d\/Calculate-Porosity-Step-7-Version-3.jpg\/v4-728px-Calculate-Porosity-Step-7-Version-3.jpg","smallWidth":460,"smallHeight":345,"bigWidth":728,"bigHeight":546,"licensing":"<div class=\"mw-parser-output\"><\/div>"}

Omdat de dichtheid wordt gedefinieerd als massa per volume, en porositeit een vergelijking is van het poriënvolume met het totale volume, is het mogelijk om de porositeit ook in termen van dichtheid uit te drukken. Het resultaat is de vergelijking $Pt$ = (1 - $Pb$ / $Pd$ ) waarbij $Pt$ de porositeit is, $Pb$ de bulkdichtheid, en $Pd$ de deeltjesdichtheid van het monster. ^{[5]
X
Bron}
{"smallUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images_en\/thumb\/a\/a1\/Calculate-Porosity-Step-8-Version-3.jpg\/v4-460px-Calculate-Porosity-Step-8-Version-3.jpg","bigUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images\/thumb\/a\/a1\/Calculate-Porosity-Step-8-Version-3.jpg\/v4-728px-Calculate-Porosity-Step-8-Version-3.jpg","smallWidth":460,"smallHeight":345,"bigWidth":728,"bigHeight":546,"licensing":"<div class=\"mw-parser-output\"><\/div>"}

De waarde van $Pb$ zal in een eenvoudige vraag gegeven zijn. Als de waarde niet wordt gegeven, kun je andere waarden krijgen, zoals het drooggewicht van het monster en het volume van het monster. In dit geval deel je het drooggewicht van het monster door het volume van het monster om de bulkdichtheid te bepalen, of $Pb$ . ^{[6]
X
Bron}
{"smallUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images_en\/thumb\/b\/b2\/Calculate-Porosity-Step-9-Version-2.jpg\/v4-460px-Calculate-Porosity-Step-9-Version-2.jpg","bigUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images\/thumb\/b\/b2\/Calculate-Porosity-Step-9-Version-2.jpg\/v4-728px-Calculate-Porosity-Step-9-Version-2.jpg","smallWidth":460,"smallHeight":345,"bigWidth":728,"bigHeight":546,"licensing":"<div class=\"mw-parser-output\"><\/div>"}

4
Los de vergelijking op door de juiste dichtheidswaarden in te voegen. Nu je de waarden voor $Pb$ en $Pd$ hebt verkregen, kun je de vergelijking oplossen voor $Pt$ . Merk op dat de waarde die wordt verkregen door $Pb$ te delen door $Pd$ altijd minder dan 1 moet zijn, dus mag de vergelijking $Pt$ = (1 - $Pb$ / $Pd$ ) nooit een negatief antwoord opleveren. Als dat wel het geval is, heb je waarschijnlijk $Pd$ door $Pb$ gedeeld, wat onjuist is. ^{[7]
X
Bron}
- Deze vergelijking geeft je een decimale waarde voor porositeit. Om porositeit als een percentage uit te drukken, vermenigvuldig je gewoon die decimaal met 100%. Bijvoorbeeld: 0,41 x 100% = 41%.
Advertentie

Methode 3

Methode 3 van 4:

De porositeit experimenteel berekenen middels verzadiging

Pdf downloaden

{"smallUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images_en\/thumb\/5\/5b\/Calculate-Porosity-Step-10-Version-2.jpg\/v4-460px-Calculate-Porosity-Step-10-Version-2.jpg","bigUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images\/thumb\/5\/5b\/Calculate-Porosity-Step-10-Version-2.jpg\/v4-728px-Calculate-Porosity-Step-10-Version-2.jpg","smallWidth":460,"smallHeight":345,"bigWidth":728,"bigHeight":546,"licensing":"<div class=\"mw-parser-output\"><\/div>"}

1
Met het volume van je monster. Je kunt het volume direct meten als je monster precies een container met een bekend volume vult. Je kunt het monster ook overbrengen naar een fles of beker, zoals een maatbeker, om het volume te meten. Als je het volume niet direct kunt meten, kun je het volume wiskundig berekenen .
- Merk op dat het overbrengen van het monster van de ene naar de andere container de porositeit kan beïnvloeden, door het materiaal te verstoren.
{"smallUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images_en\/thumb\/4\/43\/Calculate-Porosity-Step-11-Version-2.jpg\/v4-460px-Calculate-Porosity-Step-11-Version-2.jpg","bigUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images\/thumb\/4\/43\/Calculate-Porosity-Step-11-Version-2.jpg\/v4-728px-Calculate-Porosity-Step-11-Version-2.jpg","smallWidth":460,"smallHeight":345,"bigWidth":728,"bigHeight":546,"licensing":"<div class=\"mw-parser-output\"><\/div>"}

Het is niet belangrijk hoeveel water je precies afmeet. De twee dingen die belangrijk zijn in deze stap zijn het meten van meer water dan je nodig hebt om je monster te verzadigen, en het noteren van de hoeveelheid water waarmee je precies bent begonnen. Dit is de enige manier waarop je kunt weten hoeveel je hebt gebruikt.
{"smallUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images_en\/thumb\/8\/8b\/Calculate-Porosity-Step-12-Version-2.jpg\/v4-460px-Calculate-Porosity-Step-12-Version-2.jpg","bigUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images\/thumb\/8\/8b\/Calculate-Porosity-Step-12-Version-2.jpg\/v4-728px-Calculate-Porosity-Step-12-Version-2.jpg","smallWidth":460,"smallHeight":345,"bigWidth":728,"bigHeight":546,"licensing":"<div class=\"mw-parser-output\"><\/div>"}

Dit is een makkelijke stap, maar kan lastig zijn. Je moet voldoende water toevoegen zodat alle poriën in je monster gevuld zijn, maar je mag niet te veel water toevoegen. Hoewel het belangrijk is om zo dicht mogelijk bij het verzadigen van het monster te komen, zal er een zekere foutmarge zijn. Krijg het waterniveau zo dicht mogelijk bij het oppervlak van je vaste monsterniveau. ^{[8]
X
Bron}
{"smallUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images_en\/thumb\/0\/07\/Calculate-Porosity-Step-13-Version-2.jpg\/v4-460px-Calculate-Porosity-Step-13-Version-2.jpg","bigUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images\/thumb\/0\/07\/Calculate-Porosity-Step-13-Version-2.jpg\/v4-728px-Calculate-Porosity-Step-13-Version-2.jpg","smallWidth":460,"smallHeight":345,"bigWidth":728,"bigHeight":546,"licensing":"<div class=\"mw-parser-output\"><\/div>"}

Trek de hoeveelheid water die overblijft af van de hoeveelheid water waarmee je bent begonnen. Zo houd je het volume water over dat is afgegoten. Het volume water dat je gebruikt is (ongeveer) gelijk aan het poriënvolume van je proefmonster. ^{[9]
X
Bron}
{"smallUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images_en\/thumb\/3\/34\/Calculate-Porosity-Step-14-Version-2.jpg\/v4-460px-Calculate-Porosity-Step-14-Version-2.jpg","bigUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images\/thumb\/3\/34\/Calculate-Porosity-Step-14-Version-2.jpg\/v4-728px-Calculate-Porosity-Step-14-Version-2.jpg","smallWidth":460,"smallHeight":345,"bigWidth":728,"bigHeight":546,"licensing":"<div class=\"mw-parser-output\"><\/div>"}

Nu je het volume van je monster ( $Vs$ ) en het poriënvolume ( $Vp$ ) hebt, kun je ze bij elkaar optellen voor het totale volume ( $Vt$ ). Het is nu mogelijk om de vergelijking $Pt$ = ( $Vp$ / $Vt$ ) x 100% te gebruiken om je porositeit ( $Pt$ ) te vinden. ^{[10]
X
Bron}
{"smallUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images_en\/thumb\/7\/78\/Calculate-Porosity-Step-15-Version-2.jpg\/v4-460px-Calculate-Porosity-Step-15-Version-2.jpg","bigUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images\/thumb\/7\/78\/Calculate-Porosity-Step-15-Version-2.jpg\/v4-728px-Calculate-Porosity-Step-15-Version-2.jpg","smallWidth":460,"smallHeight":345,"bigWidth":728,"bigHeight":546,"licensing":"<div class=\"mw-parser-output\"><\/div>"}

Voer de juiste waarden in de vergelijking in. Zorg ervoor dat je je eenheden bijhoudt en zorg ervoor dat ze op de juiste manier worden geannuleerd, want porositeit is een eenheidsloze waarde. Een rekenmachine kan ook handig zijn bij deze stap. ^{[11]
X
Bron}

Advertentie

Methode 4

Methode 4 van 4: