כיצד לחשב נקבוביות?

אם ברצונך לחשב נקבוביות באופן תיאורטי בבעיה נתונה, השתמש במשוואה נקבוביות = נפח נקבוביות ÷ נפח כולל.

נקבוביות היא הערך המשמש לתיאור כמה שטח ריק או ריק נמצא במדגם נתון. תכונה זו נמדדת בדרך כלל ביחס לקרקע, מכיוון שרמות נקבוביות מתאימות נחוצות לצמיחת הצמחים. ניתן לחשב נקבוביות תיאורטית באמצעות משוואות וערכים נתונים, וזה המקרה כשאתה נתקל בשאלות בחינה. ניתן לקבוע נקבוביות גם על ידי מציאת הערכים הדרושים לפתרון המשוואות באופן ניסיוני, במעבדה או בשטח.

שיטה 1 מתוך 4: חישוב נקבוביות תיאורטית לפי נפחים

1
חלץ ערכים שימושיים מהמידע הנתון. בעת חישוב נקבוביות תיאורטית, תינתן לך מצב לדוגמא המכיל כמה מהערכים שאתה זקוק להם. קרא בעיון את שאלתך וחפש ערכים כגון נפח כולל ( Vt {\ displaystyle Vt} $Vt$ ), נפח אחיד ( Vs {\ displaystyle Vs} $לעומת$ ) ונפח נקבוביות ( Vp {\ displaystyle Vp} $סמנכ"ל$ ). שימו לב תמיד ליחידות הערכים הללו.
- זה יעזור לכתוב את הערכים הללו בנפרד. לדוגמה, אם השאלה שלך מספקת Vt {\ displaystyle Vt} $Vt$ ו- Vs {\ displaystyle Vs} $לעומת$ , היית כותב:
  - $Vt$ = 5,00 ס"מ ^ 3
  - $לעומת$ = 3,00 ס"מ ^ 3
2

הגדר את המשוואה המתאימה. בהגדרה, נקבוביות ( $נק '$ ) שווה לנפח הנקבוביות ( $סמנכ"ל$ ) חלקי הנפח הכולל ( $Vt$ ), או $נק '$ = $סמנכ"ל$ / $Vt$ . זכור כי זו לא המשוואה היחידה שיכולה למצוא נקבוביות. אם ניתנים ערכים לצפיפות בתפזורת ולצפיפות החלקיקים במקום לערכים לנפחים, עליך להשתמש במשוואה אחרת.
3
מצא ערכים עבור משתני הנפח שלך. כדאי לזכור כי Vt {\ displaystyle Vt} $Vt$ הוא סכום הנפחים המוצקים והנקבוביים, או Vt {\ displaystyle Vt} $Vt$ = Vs {\ displaystyle Vs} $לעומת$ + Vp {\ displaystyle Vp} $סמנכ"ל$ . ניתן לסדר מחדש את הקשר הזה כדי לאפשר לך לפתור לכל אחד ממשתני הנפח, כל עוד ידוע על שני האחרים. למשל, ו- Vt {\ displaystyle Vt} $Vt$ - Vp {\ displaystyle Vp} $סמנכ"ל$ = Vs {\ displaystyle Vs} $לעומת$ .
- תוך שימוש באותם ערכים כפי שצוינו בשלבים הקודמים, $Vt$ = 5,00 cm ^ 3 ו- $לעומת$ = 3,00 cm ^ 3, נוכל לפתור $Vt$ - $לעומת$ = $סמנכ"ל$ כדי לגלות כי $סמנכ"ל$ = 5,00 ס"מ ^ 3 - 3,00 ס"מ ^ 3 = 2,00 ס"מ ^ 3.
4
חבר את משתני הנפח הידועים שלך למשוואת הנקבוביות. לאחר שקבעת $סמנכ"ל$ ערך עבור Vp {\ displaystyle Vp} וערך עבור Vt {\ displaystyle Vt} $Vt$ , תוכל לחבר אותם למשוואת הנקבוביות, Pt {\ displaystyle Pt} $נק '$ = Vp {\ displaystyle Vp} $סמנכ"ל$ / Vt {\ תצוגת Vt} $Vt$ . ודא שאתה כולל יחידות עבור Vp {\ displaystyle Vp} $סמנכ"ל$ ו- Vt {\ displaystyle Vt} $Vt$ . כמו כן, עליכם להיות בטוחים שהיחידות תואמות, אם לא, תצטרכו לבצע ניתוח מימדי בכדי לגרום להן להתאים.
- חשוב להתאים את היחידות מכיוון שהנקבוביות היא ערך ללא יחידה המתבטא בדרך כלל באחוזים. היחידות ממשתני הנפח יבטלו זה את זה לפי חלוקה.
5
פתור את המשוואה כדי להשיג ערך נקבוביות. כעת, כאשר המשוואה שלך מוגדרת לחלוטין ויש לה את הערכים המתאימים, תוכל לפתור באמצעות חשבון פשוט. זה עשוי לעזור שיהיה לך מחשבון שימושי לחלק זה.
- מכיוון שנקבוביות מתבטאת לעיתים קרובות באחוזים, ברגע שמצאת את הערך העשרוני, מקובל להכפיל ערך זה ב 100%.
- בעזרת אותם ערכים מהדוגמאות לעיל, המשוואה שלך תיראה דומה לזה:
  - $נק '$ = 2,00 ס"מ ^ 3 / 5,00 ס"מ ^ 3 = 0,400.
  - אם תרצה לבטא את הערך הזה באחוזים, היית מכפיל אותו ב 100% כדי להניב $נק '$ = 40%.

שיטה 2 מתוך 4: חישוב נקבוביות תיאורטית לפי צפיפות

1

נניח שצפיפות החלקיקים ( $pd$ ) של המדגם שלך תהיה 2,66 גרם / (ס"מ ^ 3). צפיפות החלקיקים של דגימה שווה למסת הדגימה חלקי נפח הדגימה. כאשר מתמודדים עם דגימות אדמה, צפיפות החלקיקים הממוצעת של האדמה היא 2,66 גרם / (ס"מ ^ 3). מסיבה זו, ההנחה היא כי ערך זה הוא צפיפות החלקיקים של כל דגימת אדמה, אלא אם כן צוין אחרת.
2

השתמש ביחס בין נפח וצפיפות כדי להפיק את המשוואה שלך. מכיוון שצפיפות מוגדרת כמסה לנפח, ונקבוביות היא השוואה בין נפח הנקבוביות לנפח הכולל, ניתן לבטא נקבוביות גם מבחינת צפיפות. התוצאה היא המשוואה $נק '$ = (1 - $Pb {\ displaystyle Pb}$ / $Pd$ ) כאשר $נק '$ הוא הנקבוביות שלך, $Pb {\ displaystyle Pb}$ הוא צפיפות התפזורת ו- $Pd$ הוא צפיפות החלקיקים של המדגם.
3

מצא את ערך ה- $pb {\ displaystyle pb}$ . הערך $Pb {\ displaystyle Pb}$ יינתן לך בשאלה פשוטה. אם הערך לא ניתן, ייתכן שתקבל ערכים אחרים כגון המסה היבשה של הדגימה ונפח הדגימה. במקרה זה תחלק את המסה היבשה של המדגם בנפח הדגימה כדי למצוא את צפיפות התפזורת שלך, או $Pb {\ displaystyle Pb}$ .
4
פתור את המשוואה על ידי הכנסת ערכי הצפיפות המתאימים. כעת לאחר שהשגתם ערכים עבור Pb {\ displaystyle Pb} ו- Pd {\ displaystyle Pd} $Pd$ , תוכלו לפתור עבור Pt {\ displaystyle Pt} $נק '$ . שים לב שהערך המתקבל על ידי חלוקת Pb {\ displaystyle Pb} ב- Pd {\ displaystyle Pd} $Pd$ צריך להיות תמיד קטן מ -1, ולכן המשוואה Pt {\ displaystyle Pt} $נק '$ = (1 - Pb {\ displaystyle Pb} / Pd {\ displaystyle PD} $Pd$ ) לא אמור להניב תשובה שלילית. אם כן, סביר להניח שחילקת Pd {\ displaystyle Pd} $Pd$ מאת Pb {\ displaystyle Pb} , וזה לא נכון.
- משוואה זו תתן לך ערך עשרוני עבור נקבוביות. כדי לבטא נקבוביות כאחוז, פשוט הכפל את העשרוני הזה ב 100%. לדוגמא, 0,41 x 100% = 41%.

לאחר שקבעת ערך עבור וערך עבורו, תוכל לחבר אותם למשוואת הנקבוביות, = /.

שיטה 3 מתוך 4: חישוב נקבוביות בניסוי על ידי רוויה

1
מדוד את נפח המדגם שלך. באפשרותך למדוד את עוצמת הקול ישירות אם המדגם שלך ממלא בדיוק מיכל בנפח ידוע. ניתן גם להעביר את הדגימה למיכל כגון כוס מדודה מראש למדידת נפח. אם אינך מצליח למדוד את עוצמת הקול ישירות, תוכל לחשב את הנפח באופן מתמטי.
- שים לב כי העברת הדגימה ממיכל אחד למשנהו עשויה להשפיע על נקבוביות על ידי שיבוש החומר.
2

מדוד נפח מים. לא חשוב בדיוק כמה מים אתה מודד. שני הדברים החשובים בשלב זה הם מדידת מים רבים מכפי שתצטרכו להרוות את הדגימה, וכתוב בדיוק בכמה מים התחלתם. זו הדרך היחידה שאתה יכול לדעת כמה השתמשת.
3

הרווי את הדגימה במים. זה צעד קל, אבל יכול להיות מסובך. אתה רוצה להוסיף מספיק מים כך שכל הנקבוביות במדגם שלך יתמלאו, אך אינך מעוניין להוסיף מים נוספים. אמנם חשוב להתקרב ככל האפשר לרוויה מדויקת של המדגם, אך תהיה מידה מסוימת של שגיאות. קבל את מפלס המים קרוב ככל האפשר לרמת השטח של רמת הדגימה המוצקה שלך.
4

רשום את נפח המים בשימוש. לשם כך תצטרך להפחית את נפח המים שנותר מנפח המים שהתחלת איתם. זה ישאיר אתכם עם נפח המים שנשפך. נפח המים בו השתמשת שווה בערך לנפח הנקבוביות של הדגימה שלך.
5

הגדר את המשוואה כדי לפתור נקבוביות עם נפח. עכשיו שיש לך את נפח המדגם שלך ( $לעומת$ ) ואת נפח הנקבוביות ( $סמנכ"ל$ ), אתה יכול להוסיף אותם יחד כדי לקבל נפח כולל ( $Vt$ ). כעת ניתן להשתמש במשוואה $נק '$ = ( $סמנכ"ל$ / $Vt$ ) x 100% כדי למצוא את הנקבוביות שלכם ( $נק '$ ).
6

בצע את החישובים כדי למצוא את נקבוביות המדגם שלך. הזן את הערכים המתאימים למשוואה. הקפד לעקוב אחר היחידות שלך וודא שהן מבוטלות כראוי, שכן נקבוביות היא ערך ללא יחידה. מחשבון עשוי להיות שימושי גם לצעד זה.

שיטה 4 מתוך 4: חישוב נקבוביות בשטח על ידי לקיחת דגימות ליבה

1
השווה את האזור שברצונך לדגום. דרך טובה לעשות זאת היא להציב טבעת פלדה שקולה מראש (כגון טבעת בקוטר 7 ס"מ וגובה 10 ס"מ) על הקרקע בה היית עושה. אוהבים לקחת דגימה ולמלא אותה במים. אפשר למים לשבת בטבעת למשך הלילה, או עד שהם נספגים בקרקע. זה יקל על איסוף המדגם שלך.
- תוכלו למצוא טבעות פלדה ששוקלו מראש בחנויות לשיפור הבית ובאינטרנט.
2

כונן את טבעת הפלדה לקרקע. השתמש בגוש עץ ובפטיש כדי להבריח את הטבעת לקרקע. האדמה שבתוך הטבעת מכונה ליבת או דגימת ליבה. טבעת מגן מדגם הליבה מלהיות מוטרד במהלך איסוף.
3

חופרים סביב טבעת הפלדה. השתמש בכלי וכלי חפירה אחרים בכדי לחפור בזהירות סביב טבעת הפלדה. אתה לא רוצה להפריע לאדמה בתוך הטבעת. גזור משורשים מתחתית הטבעת.
4

הסר את הטבעת. לאחר שפיניתם את האדמה סביב הטבעת, תוכלו להסיר את הטבעת ולדגום מהחור. שמור את דגימת הליבה בתוך הטבעת ואל תפריע לה. היזהר לא לאבד אף אחד מהדגימה בעת העברתו.
5

רשום את המסה הרוויה של המדגם שלך. שים את הטבעת במיכל גדול וברור. הוסף מים עד שהמדגם בטבעת רווי לחלוטין ואינו יכול להכיל יותר מים. שקול את הדגימה בטבעת הפלדה. גרע מאותו ערך את המסה של טבעת הפלדה. זה ישאיר אותך עם המסה הרוויה של המדגם שלך.
6

רשום את נפח המדגם שלך. נפח הדגימה שלך יהיה זהה לנפח הטבעת שלך. מכיוון שהטבעת שלך היא גליל, כדי לחשב את הנפח תכפיל את גובה הצילינדר ברדיוס בריבוע (הרדיוס הוא המרחק ממרכז העיגול לקצה), ואז תכפיל את זה ב- pi (לעתים קרובות מעוגל ל 3,14). אם אינך יודע את הרדיוס, תוכל למדוד את חלקו העליון של הגליל בנקודה הרחבה ביותר ולחלק את המדידה בשניים.
7

העבירו את האדמה למיכל בטוח לתנור. הקפד לשקול מראש את המכולה ולרשום את המסה של המכולה ( $מק$ ). אם אתה מתכנן להשתמש בתנור מיקרוגל לייבוש הדגימה שלך, ודא שבמכל שלך אין מתכת והוא בטוח במיקרוגל.
8

ייבש את הדגימה שלך. אם אתה משתמש במיקרוגל, 10 דקות גבוהות צריכות להספיק כדי לייבש את הדגימה שלך. זה מבטיח כי כל הנקבוביות בדגימה נוקו ממים. ניתן גם לייבש את הדגימה בתנור קונבנציונאלי בטמפרטורה של 105 מעלות צלזיוס, או 105 מעלות צלזיוס, למשך שעתיים לפחות. למרות שהם עדיין מלאים באוויר, זה לא ישפיע על מסת הדגימה.
9

שקול את הדגימה המיובשת שלך במנה כדי למצוא את המסה הכוללת שלך ( $הר$ ). זכור שערך זה אינו המסה של המדגם שלך. זהו המסה של המדגם שלך בתוספת המסה של המכולה שלך. אל תשתמש בערך זה כדי לחשב נקבוביות.
10

הפחית $מק$ מ- $הר$ כדי למצוא את המסה היבשה של המדגם שלך ( $MD$ ). כדי למצוא את המשקל היבש של הדגימה שלך, אתה יכול פשוט להפחית את המסה הראשונית של המיכל מהמסה הסופית של המיכל בתוספת המדגם. היה בטוח שהמספר שתקבל הגיוני. לדוגמא, לא יהיה לך ערך שלילי למסה. אם כן, זה לא נכון ועליך לפתור בעיות במתמטיקה שלך.
11

חשב את מסת המים במדגם הרווי. מחסירים את המסה היבשה ( $Md$ ) מהמסה הרוויה ( $גברת$ ). ההבדל יהיה מסת המים ( $Mw$ ). שוב, המסה היבשה צריכה להיות קטנה יותר מהמסה הרוויה.
12

המר את מסת המים לנפח הנקבוביות של הדגימה שלך. בהגדרה, גרם מים אחד שווה לסנטימטר מעוקב אחד של מים. המשמעות היא שמסת המים שלך בגרמים שווה לנפח המים בסנטימטרים מעוקבים. מכיוון שהמדגם שלך היה רווי, כל הנקבוביות מלאות במים, ולכן נפח הנקבוביות שווה לנפח המים הקיים בדגימה הרוויה.
13

חלק את נפח הנקבוביות בנפח הכולל של המדגם שלך. זה יניב מספר עשרוני הקטן מאחד. הכפל את המספר הזה ב 100%. התוצאה היא נקבוביות המדגם שלך מבוטאת באחוזים.

אם אתה יכול לקבוע את צפיפות החומר, אתה יכול גם למצוא נקבוביות באמצעות נקבוביות המשוואה = 1 - צפיפות בתפזורת ÷ לפי צפיפות החלקיקים.

טיפים

קח מספר דגימות בשטח. זה יעזור להפחית את השגיאה במדידות שלך.
אם אתה מעביר את הדגימה מהשדה למיקום אחר לניתוח, אטום אותו בשקית ניילון.
ישנן גם תוכנות כגון RESRAD שיכולות לסייע בקביעת נקבוביות, אולם הן אינן מתחום המאמר.
צפיפות בתפזורת וצפיפות חלקיקים ניתן למצוא גם בניסוי כדי לחשב נקבוביות. צפיפות בתפזורת נמצאת על ידי חלוקת המסה היבשה בנפח הדגימה. לעתים קרובות ניתן להניח כי צפיפות החלקיקים היא 2,66 גרם / (ס"מ ^ 3).

קרא גם: כיצד לרכוש חנקן נוזלי?

אזהרות

המכשירים המשמשים לביצוע מדידות ישפיעו גם על מידת הטעות במדידה. ככל שהמכשיר מכוון יותר טוב, כך פחות טעויות. עם זאת, יש לזכור כי לכל המכשירים יש גבולות.
טעות אנוש קיימת בכל מדידות הניסוי במידה מסוימת.
שיבוש הדגימה עלול לגרום לשינוי נקבוביות הדגימה על ידי דחיסה או הפרדת חלקיקים. לטפל בזהירות.

מכיוון שצפיפות מוגדרת כמסה לנפח, ונקבוביות היא השוואה בין נפח הנקבוביות לנפח הכולל, ניתן לבטא נקבוביות גם מבחינת צפיפות.

דברים שתזדקק להם

חישוב נקבוביות תיאורטית לפי כרכים
- מחשבון
חישוב נקבוביות בניסוי לפי רוויה
- לטעום
- מיכל לדוגמא
- מים
- מיכל מים
חישוב נקבוביות בשדה על ידי לקיחת דגימות ליבה
- טבעת פלדה
- האמר וחסימה
- ספייד
- סולם
- תנור או מיקרוגל

כיצד לחשב נקבוביות?

צעדים