Forskjell mellom porøsitet og permeabilitet
Share
Hovedforskjell - Porøsitet vs Permeabilitet
Porøsitet og permeabilitet er begge egenskaper av bergarter og jord. De hovedforskjell mellom porøsitet og permeabilitet er det porøsitet er en måling av mellomrom mellom bergarter mens permeabilitet er en måling av hvor lett det er for væsker å strømme mellom bergarter.
Hva er Porøsitet
Porøsitet måler hvor mye plass er mellom bergarter. Det er tatt for å være forholdet mellom volumet av tomt rom (eller porene) i en stein til totalvolumet, og det uttrykkes ofte i forhold til en brøkdel eller en prosentandel. Siden væsker kan okkupere disse frie mellomrom mellom bergarter, er porøsitet også en måling av hvor mye væske som bergarter kan holde.
Det finnes flere metoder til måle porøsiteten til en prøve av jord. En metode som brukes til å måle porøsitet kalles Archimedes metode. For å teste porøsiteten ved hjelp av denne metoden blir massen av en prøve av jord først målt når jorden er tørr. La oss kalle denne massen 
. Deretter tilsettes vann til prøven inntil jordprøven er mettet og massen av jordprøven og vannet, 
er målt. Deretter nedsettes det mettede prøven i vann og "massen" av den nedsenkede prøven, 
måles igjen. (Merk at vi faktisk måler vekter, imidlertid faktorene til 
avbryte, slik at du kan behandle masseavlesningene tatt fra en fjærbalanse som vektmålinger).
Deretter er massen av vann tilsatt til prøven 
. Hvis tettheten av vann er 
, og så volum av porene i jordprøven er 
.
De Total volum av jord er volumet av væsken som er forskjøvet når prøven er nedsenket i vann. Fra Archimedes 'prinsipp er totalvolumet gitt av 
. Så, porøsiteten 
er gitt av 
. Derfor,
En annen metode for porøsitetsmåling innebærer bruk av Boyle's Law. I denne metoden brukes gasser for å fylle porene mellom jordpartikler. Ifølge Boyle's lov, for en fast masse gass ved konstant temperatur er trykket av gassen omvendt proporsjonalt med volumet. For å bestemme porøsiteten ved hjelp av Boyle's Law, brukes to tilkoblede kamre. Volumene av disse kamrene er kjent, og trykket av gasser inne i disse kamrene kan måles ved bruk av en trykkmåler.
I utgangspunktet separeres de to kamrene ved å lukke en ventil mellom dem. En beholder med et kjent volum, kalt kjerne, er fylt med jordprøven. La oss ringe volumet av kjernen 
. Kjernen er plassert inne i et av kamrene og luften blir tatt ut av dette kammeret. Gass er fortsatt tilstede i det andre kammeret, og lufttrykket i dette kammeret måles. La oss se på volum og trykk i dette kammeret som 
og 
.
Måle porøsitet ved hjelp av Boyle's Law-metoden.
Deretter åpnes ventilen mellom de to kamrene, slik at luft fra det første kammeret også fyller det andre kammeret. Trykket i kamrene måles igjen, og la dette trykket være 
. Ved hjelp av Boyle's lov, blir det totale volumet som gassen bruker, som vi vil ringe 
, kan nå beregnes:
Volumet kan gis av,
hvor 
inkluderer volumet av det andre kammeret og slangen mellom de to kamrene. Nå lar ovennevnte uttrykk oss til å beregne volumet av porene 
. gir det totale volumet av jordprøven. Porøsiteten er da gitt av,
Hva er permeabilitet
Permeabilitet er en måling av hvor lett væsken kan strømme mellom bergarter. En jordprøve med høy permeabilitet gjør at væsker kan strømme gjennom lett, mens det er vanskeligere for væsker å strømme gjennom jord med lav permeabilitet. For eksempel kan fortau kan bygges med et materiale med høy permeabilitet slik at vann ikke samler seg i pytter på overflaten.
Materiale som danner "gjennomtrengelige fortau".
Matematisk er permeabilitet beskrevet i Darcy's lov. Darcys lov er en formel som beskriver flythastigheten av væske gjennom et porøst medium. I følge denne loven, hvis en væske med viskositet av 
strømmer gjennom et volum av porøst materiale med et tverrsnittsareal 
for en avstand 
, så totalvolumet av væske utladet per sekund 
er gitt av:
hvor er trykket i starten og er trykket av væske etter å ha strømmet gjennom lengden . Konstanten 
i denne formelen er definert som permeabiliteten av mediet. Enheten til er kvadratmeter (m2).
Forskjell mellom porøsitet og permeabilitet
Hva det måler
porøsitet måler mengden tomt mellomrom mellom bergarter eller i jorda som en brøkdel av totalvolumet.
permeabilitet måler hvor lett det er for væsker å strømme gjennom et stoff.
enheter
porøsitet er et volumforhold, så det har ingen enheter.
permeabilitet har enheter av areal (m2 i SI-systemet).
Bilde Courtesy:
"En permeabel paverdemonstrasjon, Austin's Ferry, Tasmania, Australia" av JJ Harrison ([email protected]) (eget arbeid) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons
