Объемная плотность

Объемная плотность , также называемая кажущейся плотностью или объемной плотностью , является свойством порошков , гранул и других «разделенных» твердых веществ , особенно используемых в отношении минеральных компонентов ( почвы , гравия ), химических веществ , ( фармацевтических ) ингредиентов , пищевых продуктов или любые другие массы корпускулярных или твердых частиц .

Он определяется как масса множества частиц почвенного материала, деленная на общий объем, который они занимают.

Общий объем включает объем частиц, объем пустот между частицами и объем внутренних пор. ^[1]

Объемная плотность не является внутренним свойством материала; он может меняться в зависимости от того, как обрабатывается материал. Например, порошок, залитый в цилиндр, будет иметь определенную насыпную плотность; если цилиндр встряхнуть, частицы порошка будут двигаться и, как правило, оседать ближе друг к другу, что приводит к увеличению насыпной плотности.

По этой причине насыпная плотность порошков обычно обозначается как «свободно оседающая» (или «насыпная» плотность), так и «утряска» (где утраченная плотность относится к объемной плотности порошка после определенного процесса уплотнения, обычно включая вибрацию контейнера. ^[2] )

Почва [ править ]

Объемная плотность почвы во многом зависит от минерального состава почвы и степени уплотнения . Плотность кварца составляет около 2,65 г / см³, но (сухая) насыпная плотность минеральной почвы обычно составляет примерно половину этой плотности, от 1,0 до 1,6 г / см³. Напротив, почвы, богатые почвенным органическим углеродом и некоторыми рыхлыми глинами, имеют тенденцию иметь более низкую насыпную плотность (<1,0 г / см3) из-за сочетания низкой плотности самих органических материалов и повышенной пористости. Например, торфяные почвы имеют насыпную плотность от 0,02 г / см³ до 0,98 г / см³. ^[3]

Насыпную плотность грунта обычно определяют по керну, который отбирают путем вбивания металлического стержня в грунт на желаемой глубине и горизонте. ^[4] Это дает образец почвы известного общего объема, . По этому образцу можно определить объемную плотность во влажном состоянии и объемную плотность в сухом состоянии. ^[5] ${\ displaystyle V_ {t}}$

Для определения объемной плотности во влажном состоянии (общей объемной плотности) этот образец взвешивают, определяя массу . Для сухой объемной плотности, образец сушат в печи и взвешивали, давая массу почвы твердых веществ, . Отношение между этими двумя массами: где - масса веществ, потерянных при сушке в печи (чаще всего воды). Насыпные плотности в сухом и влажном состоянии рассчитываются как ${\ displaystyle M_ {t}}$ ${\ displaystyle M_ {s}}$ ${\ displaystyle M_ {t} = M_ {s} + M_ {l}}$ ${\ displaystyle M_ {l}}$

Насыпная плотность в сухом состоянии = масса грунта / объем в целом

{\ displaystyle \ rho _ {b} = {\ frac {M_ {s}} {V_ {t}}}}

Насыпная плотность во влажном состоянии = масса почвы плюс жидкости / объем в целом

{\ displaystyle \ rho _ {t} = {\ frac {M_ {t}} {V_ {t}}}}

Навалочная плотность почвы обратно пропорциональна к пористости тех же почвы: чем больше порового пространства в почве , тем ниже значение объемной плотности. Объемная плотность области в недрах Земли также связана с сейсмической скоростью волн, проходящих через нее: для P-волн это количественно определяется соотношением Гарднера . Чем выше плотность, тем выше скорость.

См. Также [ править ]

Заметки [ править ]

^ Страница 50 в Бакмане, Гарри O .; Брэди, Найл К. (1960), Природа и свойство почв - учебный текст эдафологии (6-е изд.), Нью-Йорк: Macmillan Publishers, Нью-Йорк, Нью-Йорк.
^ «Насыпная плотность порошка - Насыпная плотность - Свойства насыпного порошка - Насыпная плотность порошка - Плотность порошка - PowderProcess.net» . www.powderprocess.net . Проверено 22 февраля 2018 .
^ Соун, BD (1990). «Роль органического вещества в уплотняемости почвы: обзор некоторых практических аспектов». Исследования почвы и обработки почвы . 16 (1-2): 179-201. DOI : 10.1016 / 0167-1987 (90) 90029-D .
^ Служба охраны природных ресурсов Министерства сельского хозяйства США "Показатели качества почвы - насыпная плотность", получено 5 декабря 2013 г.
^ Аргоннская национальная лаборатория "Справочник по сбору данных RESRAD, глава 2 - Плотность почвы", полученный 26 мая 2012 г. Архивировано 15 сентября 2016 г., на Wayback Machine

Внешние ссылки [ править ]

Подкаст Университета Лестера 'Как измерить насыпную плотность в сухом состоянии'
Калькулятор насыпной плотности
'Определение насыпной плотности'

[1] Страница 50 в Бакмане, Гарри O .; Брэди, Найл К. (1960), Природа и свойство почв - учебный текст эдафологии (6-е изд.), Нью-Йорк: Macmillan Publishers, Нью-Йорк, Нью-Йорк.

[2] «Насыпная плотность порошка - Насыпная плотность - Свойства насыпного порошка - Насыпная плотность порошка - Плотность порошка - PowderProcess.net» . www.powderprocess.net . Проверено 22 февраля 2018 .

[3] Соун, BD (1990). «Роль органического вещества в уплотняемости почвы: обзор некоторых практических аспектов». Исследования почвы и обработки почвы . 16 (1-2): 179-201. DOI : 10.1016 / 0167-1987 (90) 90029-D .

[4] Служба охраны природных ресурсов Министерства сельского хозяйства США "Показатели качества почвы - насыпная плотность", получено 5 декабря 2013 г.

[5] Аргоннская национальная лаборатория "Справочник по сбору данных RESRAD, глава 2 - Плотность почвы", полученный 26 мая 2012 г. Архивировано 15 сентября 2016 г., на Wayback Machine

[1]