Kepadatan formula yang jelas, unit dan latihan diselesaikan

Itu kepadatan yang jelas sampel didefinisikan sebagai hasil bagi antara massa dan volume tanpa mengubah, yang mencakup semua ruang atau pori -pori yang dikandungnya. Jika ada udara di ruang -ruang ini, kepadatan yang jelas ρ_B, salah satu Kepadatan curah adalah:

ρ_B = Massa / volume = massa _partikel + Massa _udara /Volume _partikel+ Volume _udara

Gambar 1. Kepadatan yang jelas sangat penting untuk mengkarakterisasi tanah. Sumber: Wikimedia Commons.

Ketika kepadatan yang jelas dari sampel tanah dihitung, itu harus dikeringkan sebelumnya dalam oven pada 105 ° C sampai adonan konstan, menunjukkan bahwa semua udara telah menguap.

Menurut definisi ini, kepadatan tanah yang jelas atau Kepadatan kering, Itu dihitung dengan cara ini:

ρ_S = Berat elemen / volume padat _padatan + Volume _{pori -pori}

Menunjukkan bagaimana m_S dengan berat kering atau massa dan v_T = V_S + V_P Seperti volume total, formula tetap:

ρ_S = M_S / V_T

[TOC]

Unit

Unit kepadatan yang jelas dalam sistem unit internasional adalah kg/m³. Namun, unit lain seperti G/cm³ dan Megagramos/Cubic Meter: mg/m³ Mereka juga banyak digunakan.

Konsep kepadatan yang jelas sangat berguna dalam hal bahan heterogen dan berpori seperti tanah, karena merupakan indikasi drainase dan kapasitas aerasi, di antara kualitas lainnya.

Misalnya, tanah berpori kecil memiliki kepadatan yang jelas, mereka kompak dan cenderung mudah terangsang, tidak seperti tanah berpori.

Ketika ada air atau cairan lain dalam sampel, volume setelah pengeringan berkurang, oleh karena itu pada saat perhitungan, perlu untuk mengetahui proporsi air asli (lihat contoh diselesaikan).

Kepadatan tanah yang jelas

Kepadatan material yang jelas secara umum, termasuk tanah, sangat bervariasi, karena ada faktor -faktor seperti tingkat pemadatan, adanya bahan organik, teksturnya, struktur, kedalaman dan lainnya, yang mempengaruhi bentuk dan Jumlah ruang berpori.

Tanah didefinisikan sebagai campuran heterogen zat anorganik, zat organik, udara dan air. Untuk disentuh bisa tekstur halus, sedang atau tebal, sedangkan partikel komponen dapat diatur dengan berbagai cara, parameter yang dikenal sebagai struktur.

Tanah halus dan terstruktur dengan baik dan dengan persentase bahan organik yang tinggi biasanya memiliki nilai kepadatan yang jelas. Sebaliknya, tanah tebal, dengan bahan organik yang lebih sedikit dan sedikit penataan, cenderung memiliki nilai yang lebih tinggi.

Dapat melayani Anda: tes ketegangan: bagaimana hal itu dilakukan, properti, contoh

Kepadatan yang jelas menurut tekstur

Menurut teksturnya, kepadatan yang jelas memiliki nilai -nilai berikut:

Tekstur	Kepadatan yang jelas (g/cm3)
Bagus	1.00 - 1.30
Median	1.30 - 1.lima puluh
Bruto	1.50 - 1.70

Nilai -nilai ini berfungsi sebagai referensi umum. Di tanah turbos, berlimpah dalam limbah tanaman, kepadatan yang jelas bisa serendah 0.25 g/cm³, Jika itu adalah tanah mineral vulkanik, itu sekitar 0.85 g/cm³, Sementara di tanah yang sangat padat itu mencapai 1.90 g/cm³.

Kepadatan yang jelas menurut kedalaman

Nilai kepadatan yang jelas juga meningkat dengan kedalaman, karena tanah biasanya lebih padat dan memiliki persentase bahan organik yang lebih rendah.

Bagian dalam tanah terdiri dari lapisan horizontal atau strata, disebut Cakrawala. Cakrawala memiliki tekstur, komposisi, dan pemadatan yang berbeda. Oleh karena itu mereka menyajikan variasi dalam kepadatan yang jelas.

Gambar 2. Profil tanah yang menunjukkan cakrawala yang berbeda. Sumber: Wikimedia Commons.

Studi tanah didasarkan pada Profil, yang terdiri dari berbagai cakrawala yang mengikuti satu sama lain dengan cara vertikal.

Bagaimana mengukur kepadatan yang jelas?

Karena variabilitas dalam kepadatan yang jelas sangat besar, seringkali perlu mengukurnya secara langsung melalui berbagai prosedur.

Metode paling sederhana terdiri dalam mengekstraksi sampel dari tanah, memperkenalkan di dalamnya sapuan dengan silinder logam luar angkasa dari volume yang diketahui dan memastikan untuk tidak memadatkan tanah. Sampel yang diekstraksi disegel, untuk menghindari kehilangan kelembaban atau perubahan karakteristik.

Kemudian di laboratorium sampel diekstraksi, ditimbang dan kemudian ditempatkan dalam oven pada 105 º C untuk mengering selama 24 jam.

Dapat melayani Anda: benda selestial

Meskipun ini adalah cara paling sederhana untuk menemukan kepadatan kering tanah, itu bukan yang paling direkomendasikan untuk tanah dengan tekstur yang sangat longgar atau penuh batu.

Untuk ini, metode menggali lubang lebih disukai dan menyimpan bumi yang diekstraksi, yang akan menjadi sampel untuk mengeringkan. Volume sampel ditentukan menuangkan pasir kering atau air di lubang Cavado.

Bagaimanapun, dari sampel dimungkinkan untuk menentukan sifat yang sangat menarik dari tanah untuk mengkarakterisasi itu. Latihan terselesaikan berikutnya menjelaskan bagaimana melakukannya.

Olahraga diselesaikan

Sampel tanah liat panjang 100 mm diekstraksi dari silinder sampel, yang diameter internalnya juga 100 mm. Dengan kesedihan massa 1531 g diperoleh, yang setelah kering dikurangi menjadi 1178 g. Gravitasi spesifik dari partikel adalah 2.75. Itu diminta untuk menghitung:

a) kepadatan sampel yang jelas

b) kadar air

c) hubungan kosong

d) kepadatan kering

e) Tingkat saturasi

f) Kandungan Udara

Solusi untuk

Volume tanpa mengubah v_T Itu adalah volume asli sampel. Untuk diameter D dan tinggi silinder H, volumenya adalah:

V _silinder = V_T = Area dasar x tinggi = πd²/4 = π x (100 x 10^-3 M)² x 100 x 10 ^-3 m/ 4 = 0.000785 m³

Pernyataan itu menegaskan bahwa massa sampel adalah m_S = 1531 g, oleh karena itu menurut persamaan yang diberikan di awal:

ρ_B = M_S / V_T  = 1531 g / 0.000785 m³ = 1950319 g/ m³ = 1.95 mg/m³

Solusi b

Karena kami memiliki massa asli dan massa kering, massa air yang terkandung dalam sampel adalah perbedaan dari keduanya:

Dapat melayani Anda: Proses Isobarik: Rumus, Persamaan, Eksperimen, Latihan

M _air = 1531 g - 1178 g = 353 g

Persentase kelembaban dalam sampel dihitung sebagai berikut:

% Kelembaban = (massa _air / Ms) x 100 % = (353 g / 1178 g) = 29. 97 %

Solusi c

Untuk menemukan rasio kosong, volume total sampel V harus dipecah_T di dalam:

V _T = V _partikel + Volume _{pori -pori}

Volume yang ditempati oleh partikel diperoleh dari massa kering dan gravitasi spesifik, data yang diperoleh dari pernyataan tersebut. Gravitasi spesifik s_G Ini adalah rasio antara kepadatan material dan kepadatan air dalam kondisi standar, oleh karena itu kepadatan material adalah:

ρ = s_G x ρ_air = 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

Volume celah dalam sampel adalah V_v = V_T - V_S = 0.000785 m³ - 0.000428 m³ = 0.000357 m³.

Hubungan kosong Dan adalah:

E = V_v /V_S = 0.000357 m³ / 0.000428 m³ = 0.83

Solusi d

Kepadatan kering sampel dihitung seperti yang ditunjukkan dalam pendahuluan:

ρ_S = Berat elemen / volume padat _padatan + Volume _{pori -pori}= 1178 g/0.000785 m³ = 1.5 mg/m³

Solusi e

Tingkat saturasi adalah s = (v_air / V_v ) X 100%. Karena kita tahu massa air dalam sampel, dihitung dalam item b) dan kepadatannya, perhitungan volumenya langsung:

ρ_air = M_air / V _air → V_air = 353 g / 1 g / cm³ = 353 cm³ = 0.000353 m³

Di sisi lain, volume celah dihitung dalam item c)

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

Solusi f

Akhirnya persentase konten udara adalah a = (v_udara / V_T) X 100%. Volume udara sesuai dengan:

V_v - V_air = 0.000357 m³ - 0.000353 m³ = 0.000004 m³

A = (v_udara / V_T) x 100% = (0.000004 m³/ 0.000785 m³) x100 % = 0.51 %

Referensi

1. Berry, hlm. Mekanika Tanah. Bukit McGraw.
2. Konstruktif. Kepadatan yang jelas. Dipulihkan dari: konstruktif.com.
3. NRCS. Kepadatan curah tanah. Pulih dari: nrcs.USDA.Pemerintah.
4. Unam. Departemen Edafologi. Manual Prosedur Analitik Fisika Tanah. Pulih dari: geologi.Unam.MX.
5. Wikipedia. Kepadatan curah. Diperoleh dari: di.Wikipedia.org.
6. Wikipedia. Lantai. Diperoleh dari: di.Wikipedia.org.