Ett tomrum är volymen av utrymme i ett material som sand eller grus som inte upptas av partiklar. Volymen av tomrum består av små luckor mellan partiklar i materialet. Att beräkna tomrumsvolymen kan vara komplicerat och kräver högteknologiska verktyg som att mäta lasrar.
I andra situationer, som den som beskrivs här, är tomrumsberäkningen ganska enkel. Du måste först bestämma den specifika vikten av materialet i fråga. Specifik vikt är förhållandet mellan densiteten hos ett ämne och vattentätheten (den senare lika med 1 g/ml).
Fyll en 1 000 ml graderad behållare ungefär hälften full med vatten. Väg behållaren med en våg kalibrerad i gram. Anteckna vikten och den exakta volymen vatten i behållaren.
Tillsätt tillräckligt med sand för att få den totala nivån i behållaren till cirka 3/4 full. Väg behållaren igen och registrera vikten och volymen av material som nu finns i behållaren.
Ta bort originalet vikt (endast vatten) från vikten av sand plus vatten för att hitta viktökningen. Subtrahera den ursprungliga vattenvolymen från volymen sand plus vatten för att hitta volymökningen.
Dela viktökningen med volymökningen för att hitta sandens specifika vikt. Till exempel, om vikten av sand plus vatten var 450 g mer än för bara vattnet och volymökningen var 180 ml, har du en specifik vikt på 450/180 = 2,5.
Töm och torka behållaren noggrant. Väg den tomma behållaren. Fyll behållaren till 1 000 ml-märket med torr sand. Använd en rätkant för att jämna till sandytan så att den är jämn men packa inte ner sanden.
Väg behållaren med sand och subtrahera vikten av den tomma behållaren för att hitta vikten av sanden. Använd torrdensitetsformeln (densitet är lika med massa dividerat med volym)
Dela vikten med volymen (1 000 ml) för att hitta sandens densitet. Till exempel, om sanden väger 1 500 gram är densiteten 1,5.
Subtrahera sandens densitet från sandens specifika vikt, dividera sedan resultatet med den specifika vikten för att hitta tomrummet (andel av tomt utrymme i den torra sanden). Till exempel, med en densitet för torr sand på 1,5 och en specifik vikt på 2,5, har du ett hålrum på frac{2,5 – 1,5}{2,5}= 0,4
Multiplicera tomrummet av den torra sandens volym för att hitta tomrummets volym. Med 1 000 ml torr sand och ett hålrum på 0,4 har du en hålvolym på 400 ml.
Tomförhållande och porositetsskillnad
Oavsett om man arbetar med jord eller sten, hålrumsförhållandet och porositeten skillnaden är viktig att förstå. Tomrumsförhållandet (e) är förhållandet mellan tomrumsvolymen (Vv) till volymen av fasta ämnen (Vs). Porositet (n), å andra sidan, är förhållandet mellan volymen av tomrum (Vv) till den totala volymen (V) eller volymen av hålrummen plus volymen av de fasta ämnen (Vv+Vs). Formeln för tomrumsinnehåll eller formeln för tomrumsförhållande skulle skrivas som e=frac{V_v} {V_s} medan porositetsformeln skulle skrivas som n=frac{V_v}{V}
Förhållandet mellan tomrumsförhållande och porositet, uttryckt matematiskt, blir e=frac{n}{an}text{ och }n=frac{e}{1 +e}
Saker du behöver
- 1 000 ml graderad behållare
- Precisionsvåg
- Vatten
- Sand eller annat material
- Kalkylator
