気孔率を計算する

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ステップに
方法1/4：体積によって理論的に気孔率を決定する
方法4/4：コアサンプルを採取して現場の気孔率を計算する
チップ
警告
必需品

気孔率、または気孔率は、特定のサンプルに存在する空きスペースの量を表すために使用される値です。植物の成長には正しい程度の多孔性が必要であるため、この特性は通常、土壌に関して測定されます。気孔率は、方程式と与えられた値を使用して理論的に計算できます。これは、試験の質問を扱う場合に当てはまります。気孔率は、実験室または現場で方程式を実験的に解くために必要な値を見つけることによっても決定できます。

ステップに

方法1/4：体積によって理論的に気孔率を決定する

与えられた情報から有用な値を抽出します。 気孔率を理論的に計算すると、必要な値のいくつかを含む状況の例が得られます。質問を注意深く読み、総量などの値を探します（V。t{ displaystyle Vt}正しい方程式を作成します。 定義上、気孔率（P。t{ displaystyle Pt}ボリューム変数の値を見つけます。 それを覚えておくと役に立ちます V。t{ displaystyle Vt}既知の体積変数を気孔率方程式に適用します。 あなたがそれの価値を持ったら V。p{ displaystyle Vp}方程式を解いて気孔率を決定します。 これで方程式が完成し、正しい値が得られたので、簡単な計算でそれを解くことができます。この部分のために手元に計算機があると役立つかもしれません。
- 気孔率はパーセンテージで表されることが多いため、小数値が見つかったら、この値に100％を掛けるのが一般的です。
- 上記の例と同じ値を使用すると、方程式は次のようになります：
  - P。t{ displaystyle Pt}粒子密度（P。d{ displaystyle Pd}体積と密度の関係を使用して、方程式を導き出します。 密度は体積あたりの質量として定義され、気孔率は細孔容積と総体積の比較であるため、密度の観点からも気孔率を表すことができます。結果は比較です ${ displaystyle Pt}$ の値を決定します P。b{ displaystyle Pb}正しい密度値を挿入して方程式を解きます。 今、あなたはのための値を持っています ${ displaystyle Pb}$ あなたのサンプルのボリュームで。 サンプルが既知の容量でコンテナを正確に満たす場合は、容量を直接測定できます。サンプルを計量カップなどのボトルまたはカップに移して、体積を測定することもできます。体積を直接測定できない場合は、数学的に体積を計算できます。
    ある容器から別の容器にサンプルを移すと、材料が乱れて多孔性に影響を与える可能性があることに注意してください。
  - 水の量を測定します。 どれだけの水を測定するかは正確には重要ではありません。このステップで重要な2つのことは、サンプルを飽和させるために必要な量よりも多くの水を測定することと、開始した水の量を記録することです。これは、使用量を知る唯一の方法です。
  - 試験サンプルを水で飽和させます。 これは簡単な手順ですが、注意が必要な場合があります。サンプルのすべての細孔を埋めるのに十分な水を追加する必要がありますが、水を追加しすぎないようにしてください。サンプルの飽和にできるだけ近づけることが重要ですが、ある程度の誤差があります。水位を固定サンプルレベルの表面にできるだけ近づけます。
  - 使用した水の量を記録します。 始めた水の量から残っている水の量を引きます。このようにして、注ぎ出された量の水が残ります。使用する水の量は、（ほぼ）サンプルの細孔容積と同じです。
  - 既知の体積で気孔率を計算する方程式を設定します。 これで、サンプルのボリュームが得られました（ ${ displaystyle Vs}$ 計算を行って、サンプルの気孔率を見つけます。 方程式に正しい値を入力します。気孔率は単位のない値であるため、ユニットを追跡し、適切にキャンセルされていることを確認してください。このステップでは、電卓も役立ちます。

方法4/4：コアサンプルを採取して現場の気孔率を計算する

サンプリングする領域を飽和させます。 これを行う良い方法は、サンプルを採取して水で満たす地面に、既知の重量のスチールリング（直径7 cm、高さ10 cmのリングなど）を配置することです。水は一晩、または土壌に吸収されるまでリングに留まります。これにより、サンプルの収集が容易になります。
- あなたはホームセンターやオンラインで固定重量のスチールリングを見つけることができます。
スチールリングを地面に押し込みます。 木のブロックとハンマーで指輪を地面に打ち込みます。リング内の土壌はコアまたはコアサンプルと呼ばれます。リングは、収集中の妨害からコアサンプルを保護します。
スチールリングの周りを掘ります。 シャベルやその他の掘削ツールを使用して、スチールリングの周りを慎重に掘ります。リングの地面を乱したくない。リングの底から根を切り取ります。
リングを取り外します。 リングの周りの土をきれいにしたら、リングとモンスターを穴から出すことができます。コアサンプルをリングの内側に保ち、邪魔しないでください。移動中にモンスターをなくさないように注意してください。
サンプルの飽和質量を記録します。 リングを大きくて透明な容器に入れます。リング内のサンプルが完全に飽和し、それ以上水が含まれなくなるまで水を追加します。スチールリングでサンプルの重量を量ります。その値からスチールリングの質量を引きます。これにより、サンプルの飽和質量が残ります。
サンプルの量を記録します。 サンプルのボリュームは、リングのボリュームと同じになります。リングは円柱であるため、体積を計算するには、円柱の高さに半径の2乗（半径は円の中心から端までの距離）を掛けてから、円周率を掛けます（多くの場合、 3.14に丸められます）。半径がわからない場合は、最も広い点で円柱の上部を測定し、半分に分割することができます。
オーブンに適した容器に土を移します。 事前に容器と質量（ ${ displaystyle mc}$ サンプルを乾燥させます。 電子レンジを使用している場合は、サンプルを乾燥させるのに10分で十分です。これにより、サンプルのすべての細孔から水が確実に除去されます。また、105℃の従来のオーブンで少なくとも2時間サンプルを乾燥させることもできます。まだ空気で満たされていますが、サンプルの質量には影響しません。
乾燥したサンプルを皿の中で計量して、総質量を求めます（mt{ displaystyle mt}引き上げる mc{ displaystyle mc}飽和サンプル中の水の質量を計算します。 乾燥質量を引く（ ${ displaystyle md}$ 水の質量をサンプルの細孔容積に変換します。 定義上、1グラムの水は1立方センチメートルの水に相当します。これは、グラム単位の水の質量が立方センチメートル単位の水の体積に等しいことを意味します。サンプルが飽和しているため、すべての細孔が水で満たされているため、細孔容積は飽和サンプルの水の容積と等しくなります。
細孔容積をサンプルの総容積で割ります。 これは、1未満の10進数を返します。その数に100％を掛けます。結果は、パーセンテージとしてのサンプルの多孔性です。

チップ

フィールドで複数のサンプルを取ります。これにより、測定値のエラーを最小限に抑えることができます。
分析のためにサンプルをフィールドから別の場所に移す場合は、ビニール袋に密封します。
気孔率の決定に役立つRESRADなどのソフトウェアプログラムもありますが、これらはこの記事の範囲を超えています。
かさ密度と粒子密度も、気孔率を計算するために実験的に見つけることができます。かさ密度は、乾燥質量をサンプル量で割ることによって求められます。多くの場合、粒子密度は2.66 g / cm ^ 3です。

警告

測定に使用される機器も、測定の許容誤差に影響を与えます。楽器のチューニングが細かいほど、許容誤差は小さくなります。ただし、すべての楽器には制限があることに注意してください。
ヒューマンエラーは、すべての実験測定にある程度存在します。
試験サンプルの破壊は、粒子の圧縮または分離のためにサンプルの多孔性の変化を引き起こす可能性があります。注意して続行してください。