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Zusammensetzung der Böden

Storyboard

Die Hauptbestandteile des Bodens umfassen sowohl groben als auch feinen Sand, Schluff und Ton. Das Verhältnis dieser drei Komponenten variiert je nach Bodenart. Aufgrund signifikanter Unterschiede in der Partikelgröße zwischen diesen Komponenten entstehen Hohlräume, die als Poren bezeichnet werden. Diese Poren können Wasser aufnehmen oder den Fluss von Wasser erleichtern, was wiederum den Feuchtigkeitsgehalt des ungesättigten Teils des Bodens beeinflusst.

>Modell

ID:(363, 0)



Mechanismen

Konzept

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Code
Konzept

Mechanismen

ID:(15197, 0)



Bodenmodell

Bild

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Böden haben eine grundlegende Struktur aus verschiedenen Schichten, die auf ihre anfängliche Bildung und ihre Entwicklung zurückzuführen sind, beeinflusst von Faktoren wie Erosion und Vegetationswachstum. Obwohl die Dicke dieser Schichten erheblich variieren kann, zeigen sie klare Muster in Bezug auf ihren organischen Gehalt:

Bodenprofil (commons.wikimedia.org übersetzt)

O: Organische Oberflächenschicht

Diese Schicht entsteht durch die Anhäufung von organischem Material, das hauptsächlich aus sich zersetzendem Pflanzenmaterial und Humus besteht. Die Menge an organischem Material kann je nach Art der Vegetation und ihrem Entwicklungsstadium bis zu 100% erreichen.

A: Oberboden

Der A-Horizont entsteht durch eine Kombination aus mineralischer Erosion, der Zugabe von organischem Material aus dem oberen Horizont und den Aktivitäten von Bodenorganismen. Der Großteil dieser Schicht besteht aus den mineralischen Bestandteilen des Bodens, wobei der organische Anteil bis zu 10% betragen kann.

B: Unterboden

Der B-Horizont akkumuliert Mineralien und aus dem A-Horizont nach unten bewegte lixivierte Materialien. Diese Anreicherung kann auch durch Mineralien erfolgen, die aus anderen Gebieten transportiert werden, und durch chemische Prozesse innerhalb des Horizonts. In dieser Schicht bestehen die meisten Bestandteile aus Bodenmineralien, wobei der organische Anteil bis zu 5% betragen kann.

C: Substrat

Der C-Horizont entsteht hauptsächlich durch geologische Prozesse und trägt zur allgemeinen Geländeform bei. Er stellt Materialien bereit, die mit den oberen Schichten interagieren. In dieser Schicht bestehen die meisten Bestandteile aus Bodenmineralien, wobei der organische Anteil bis zu 1% betragen kann.

Die Dicke der ersten beiden Schichten kann von wenigen Zentimetern bis zu mehreren Dezimetern variieren, während die letzten Schichten von Dezimetern bis zu Metern reichen können. Es ist wichtig zu beachten, dass die in der Wikipedia-Abbildung angegebenen Dickenwerte nur als illustrierende Beispiele dienen und in der Realität erheblich variieren können.

ID:(15066, 0)



Verwendung von Sieben zum Trennen der Komponenten

Konzept

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Boden besteht aus verschiedenen Anteilen von Sand, Schluff und Ton. Um das Verhalten des Bodens präzise zu modellieren, ist es erforderlich, seine Struktur als eine Mischung dieser Komponenten darzustellen.

Die einfachste Methode, um die Zusammensetzung einer bestimmten Probe zu bestimmen, besteht darin, die Masse jeder Komponente im Verhältnis zur Gesamtmasse zu berechnen. Hierfür ist es notwendig, jede Probe physisch in ihre Einzelkomponenten zu trennen und die Unterschiede in der Partikelgröße zu nutzen. Nach dem Trocknen und Zerkleinern des Bodens wird ein Siebprozess mit mehreren Sieben unterschiedlicher Größe durchgeführt, die je nach erforderlicher Genauigkeit ausgewählt werden:



Das Bild veranschaulicht ein Schema, das drei Komponenten trennt, die Messungen von Sand, Schluff und Ton entsprechen könnten. Es ist jedoch möglich, mehrere Siebe zu verwenden, um beispielsweise groben Sand, mittleren Sand und feinen Sand je nach Bedarf zu unterscheiden.

Die Hauptmassen sind daher:

• die Sandtrockenmasse ($M_a$): Masse aller Sandkörner.
• die Trockene Schlammmasse in der Probe ($M_i$): Masse aller Schluffkörner.
• die Masa seca de arcilla en la muestra ($M_c$): Masse aller Tonkörner.

ID:(2067, 0)



Mischen von Sand, Schluff und Ton

Konzept

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Ein Dreiecksdiagramm, auch Ternärdiagramm genannt, ist eine graphische Darstellung zur Anzeige der Anteile von drei Komponenten wie Schluff, Sand und Ton. Dabei repräsentiert jede Ecke eine dieser drei Komponenten, und verschiedene Punkte innerhalb des Dreiecks stehen für unterschiedliche Kombinationen dieser Bestandteile.



Um ein Ternärdiagramm für Schluff, Sand und Ton zu interpretieren:

1. Identifizieren Sie die Standorte der Komponenten:
- Sand befindet sich in der Regel in der unteren linken Ecke.
- Schluff befindet sich in der unteren rechten Ecke.
- Ton ist oben in der Ecke zu finden.

2. Analysieren Sie die Mischungen:
- Punkte innerhalb des Dreiecks repräsentieren vielfältige Mischungen dieser drei Komponenten.

3. Verstehen Sie Linien und Zonen:
- Linien, die das Dreieck durchqueren, stehen für konstante Verhältnisse der drei Komponenten.
- Unterschiedliche Regionen innerhalb des Dreiecks entsprechen spezifischen Bodenklassifikationen.

Insbesondere können für die angegebenen Zonen folgende Reichweiten abgeschätzt werden:

Typ $g_a$ $g_i$ $g_c$
Ton 0-45 0-40 55-100
Lehm 23-53 28-50 40-60
Sand 85-100 0-15 0-10
Schluff 0-20 87-100 0-12
Lehmiger Ton 70-90 0-35 0-15
Sandiger Ton 45-80 0-28 20-35
Lehmschluff 45-65 0-20 35-55
Schluffiger Lehmschluff 0-50 50-87 0-27
Sandiger Lehmschluff 0-20 40-72 28-40
Lehmiger Schluff 0-20 40-60 40-60
Sandiger Lehm 20-45 15-53 28-40
Lehmiger Sand 45-85 0-50 0-20



wobei jeder Punkt die Bedingung erfüllen muss

$ g_a + g_i + g_c = 1$

ID:(2070, 0)



Modell

Konzept

>Top



Variablen

Symbol
Text
Variablen
Einheiten
$N_a$
N_a
Anzahl der Sandkörner in der Probe
-
$N_i$
N_i
Anzahl der Schluffkörner in der Probe
-
$N_c$
N_c
Anzahl der Tonkörner in der Probe
-
$V_a$
V_a
Festes Sandvolumen
m^3
$V_i$
V_i
Festes Schlammvolumen
m^3
$V_c$
V_c
Festes Tonvolumen
m^3
$M_s$
M_s
Gesamttrockenmasse der Probe
kg
$M_c$
M_c
Masa seca de arcilla en la muestra
kg
$g_a$
g_a
Massenanteil von Sand in der Probe
-
$g_i$
g_i
Massenanteil von Schluff in der Probe
-
$g_c$
g_c
Massenanteil von Ton in der Probe
-
$M_a$
M_a
Sandtrockenmasse
kg
$M_i$
M_i
Trockene Schlammmasse in der Probe
kg
$V_s$
V_s
Volumenkörper einer Komponente
m^3

Parameter

Symbol
Text
Variablen
Einheiten
$\rho_a$
rho_a
Dichte eines Sandkorns
kg/m^3
$\rho_i$
rho_i
Dichte eines Schluffkorns
kg/m^3
$\rho_c$
rho_c
Dichte eines Tonkorns
kg/m^3
$\rho_s$
rho_s
Festkörperdichte
kg/m^3
$m_c$
m_c
Masse einer Tonplatte
kg
$m_a$
m_a
Masse eines Sandkorns
kg
$m_i$
m_i
Masse eines Schlickkorns
kg
$\rho_p$
rho_p
Teilchendichte
kg/m^3
$v_a$
v_a
Volumen eines Sandkorns
m^3
$v_i$
v_i
Volumen eines Schlickkorns
m^3
$v_c$
v_c
Volumen eines Tonkorns
m^3


Ausgewählter Parameter

Symbol
Variablen
Wert
Einheiten
MKS-Wert
MKS-Einheiten

Berechnungen

Symbol
Gleichung
Gelöst
Übersetzt

Gleichung

#
Gleichung

$ g_a + g_i + g_c = 1$

g_a + g_i + g_c = 1


$ g_a =\displaystyle\frac{ M_a }{ M_s }$

g_a = M_a / M_s


$ g_c =\displaystyle\frac{ M_c }{ M_s }$

g_c = M_c / M_s


$ g_i =\displaystyle\frac{ M_i }{ M_s }$

g_i = M_i / M_s


$ M_s = M_a + M_l + M_c $

M_s = M_a + M_l + M_c


$ N_a = \displaystyle\frac{ M_a }{ m_a }$

N_a = M_a / m_a


$ N_c = \displaystyle\frac{ M_c }{ m_c }$

N_c = M_c / m_c


$ N_i = \displaystyle\frac{ M_i }{ m_i }$

N_i = M_i / m_i


$ \rho_p = \rho_a g_a + \rho_i g_i + \rho_c g_c $

rho_p = rho_a * g_a + rho_i * g_i + rho_c * g_c


$ \rho_s = \displaystyle\frac{ M_s }{ V_s }$

rho_s = M_s / V_s


$ V_a =\displaystyle\frac{ M_a }{ \rho_a }$

V_a = M_a / rho_a


$ V_a = N_a v_a $

V_a = N_a * v_a


$ V_c =\displaystyle\frac{ M_c }{ \rho_c }$

V_c = M_c / rho_c


$ V_c = N_c v_c $

V_c = N_c * v_c


$ V_i =\displaystyle\frac{ M_i }{ \rho_i }$

V_i = M_i / rho_i


$ V_i = N_i v_i $

V_i = N_i * v_i


$ V_s = V_a + V_l + V_c $

V_s = V_a + V_l + V_c


$\displaystyle\frac{1}{ \rho_s }=\displaystyle\frac{ g_a }{ \rho_a }+\displaystyle\frac{ g_i }{ \rho_i }+\displaystyle\frac{ g_c }{ \rho_c }$

1/ rho_s = g_a / rho_a + g_i / rho_i + g_c / rho_c

ID:(15216, 0)



Gesamttrockenmasse der Probe

Gleichung

>Top, >Modell


Während der Analyse einer Probe besteht der erste Schritt darin, das enthaltene Wasser zu entfernen, um seinen Einfluss zu verhindern. Auf diese Weise erhalten wir die Gesamttrockenmasse der Probe ($M_s$), das der Summe von die Sandtrockenmasse ($M_a$), die Trockene Schlammmasse in der Probe ($M_i$) und die Masa seca de arcilla en la muestra ($M_c$) entspricht:

$ M_s = M_a + M_l + M_c $

$M_s$
Gesamttrockenmasse der Probe
$kg$
$M_c$
Masa seca de arcilla en la muestra
$kg$
$M_a$
Sandtrockenmasse
$kg$
$M_i$
Trockene Schlammmasse in der Probe
$kg$

Es ist wichtig zu betonen, dass diese Masse vollständig trocken sein muss, da Feuchtigkeit das Gewicht jedes Bestandteils verfälschen kann. Darüber hinaus müssen alle Komponenten wie Steine und organisches Material, die nicht Sand, Schluff oder Ton sind, aus der Probe entfernt werden.

ID:(4729, 0)



Sandanteil in der Probe

Gleichung

>Top, >Modell


Um das Bodenmodell zu beschreiben, müssen wir zunächst seine Zusammensetzung verstehen. Dazu führen wir die Variable ein, die die Massenanteil von Sand in der Probe ($g_a$) repräsentiert. Diese Fraktion wird aus die Sandtrockenmasse ($M_a$) und die Gesamttrockenmasse der Probe ($M_s$) berechnet, indem wir die folgende Beziehung verwenden:

$ M_s = M_a + M_l + M_c $



Diese Beziehung wird wie folgt ausgedrückt:

$ g_a =\displaystyle\frac{ M_a }{ M_s }$

$M_s$
Gesamttrockenmasse der Probe
$kg$
$g_a$
Massenanteil von Sand in der Probe
$-$
$M_a$
Sandtrockenmasse
$kg$

ID:(4716, 0)



Schluffanteil in der Probe

Gleichung

>Top, >Modell


Um das Bodenmodell zu beschreiben, müssen wir zunächst seine Zusammensetzung verstehen. Dazu führen wir die Variable ein, die die Massenanteil von Schluff in der Probe ($g_i$) repräsentiert. Diese Fraktion wird aus die Trockene Schlammmasse in der Probe ($M_i$) und die Gesamttrockenmasse der Probe ($M_s$) berechnet, indem wir die folgende Beziehung verwenden:

$ M_s = M_a + M_l + M_c $



Diese Beziehung wird wie folgt ausgedrückt:

$ g_i =\displaystyle\frac{ M_i }{ M_s }$

$M_s$
Gesamttrockenmasse der Probe
$kg$
$g_i$
Massenanteil von Schluff in der Probe
$-$
$M_i$
Trockene Schlammmasse in der Probe
$kg$

ID:(15064, 0)



Tonanteil in der Probe

Gleichung

>Top, >Modell


Um das Bodenmodell zu beschreiben, müssen wir zunächst seine Zusammensetzung verstehen. Dazu führen wir die Variable ein, die die Massenanteil von Ton in der Probe ($g_c$) repräsentiert. Diese Fraktion wird aus die Masa seca de arcilla en la muestra ($M_c$) und die Gesamttrockenmasse der Probe ($M_s$) berechnet, indem wir die folgende Beziehung verwenden:

$ M_s = M_a + M_l + M_c $



Diese Beziehung wird wie folgt ausgedrückt:

$ g_c =\displaystyle\frac{ M_c }{ M_s }$

$M_s$
Gesamttrockenmasse der Probe
$kg$
$M_c$
Masa seca de arcilla en la muestra
$kg$
$g_c$
Massenanteil von Ton in der Probe
$-$

ID:(15065, 0)



Normalisierungsbedingung

Gleichung

>Top, >Modell


Da die Massenanteil von Sand in der Probe ($g_a$), die Massenanteil von Schluff in der Probe ($g_i$) und die Massenanteil von Ton in der Probe ($g_c$) aufgrund ihres Verhältnisses zu den jeweiligen Massen von die Sandtrockenmasse ($M_a$), die Trockene Schlammmasse in der Probe ($M_i$) und die Masa seca de arcilla en la muestra ($M_c$) in der Probe berechnet werden, die sich auf die Gesamtmasse ($M_t$) zur Normalisierung summieren:

$ M_s = M_a + M_l + M_c $



erhalten wir eine Normalisierungsbedingung:

$ g_a + g_i + g_c = 1$

$g_a$
Massenanteil von Sand in der Probe
$-$
$g_i$
Massenanteil von Schluff in der Probe
$-$
$g_c$
Massenanteil von Ton in der Probe
$-$

Wenn wir den die Massenanteil von Sand in der Probe ($g_a$) in der Probe:

$ g_a =\displaystyle\frac{ M_a }{ M_s }$



zusammen mit die Massenanteil von Schluff in der Probe ($g_i$) in der Probe:

$ g_i =\displaystyle\frac{ M_i }{ M_s }$



und dem die Massenanteil von Ton in der Probe ($g_c$) in der Probe:

$ g_c =\displaystyle\frac{ M_c }{ M_s }$



erhalten wir:

$g_a + g_i + g_c = \displaystyle\frac{M_a}{M_t} + \displaystyle\frac{M_i}{M_t} + \displaystyle\frac{M_c}{M_t} = \displaystyle\frac{M_a + M_i + M_c}{M_t}$



Da $M_t$ die Gesamtmasse darstellt, wie in der Bedingung:

$ M_s = M_a + M_l + M_c $



angegeben, ergibt sich:

$ g_a + g_i + g_c = 1$

ID:(15072, 0)



Anzahl der Sandkörner in der Probe

Gleichung

>Top, >Modell


Um den Boden zu modellieren, ist es wichtig, die Variable einzuführen, die der Anzahl der Sandkörner in der Probe ($N_a$) entspricht, die durch Division von die Sandtrockenmasse ($M_a$) durch die Masse eines Sandkorns ($m_a$) berechnet werden kann:

$ N_a = \displaystyle\frac{ M_a }{ m_a }$

$N_a$
Anzahl der Sandkörner in der Probe
$-$
$m_a$
Masse eines Sandkorns
$kg$
$M_a$
Sandtrockenmasse
$kg$

ID:(1539, 0)



Anzahl der Schluffkörner in der Probe

Gleichung

>Top, >Modell


Um den Boden zu modellieren, ist es entscheidend, die Variable einzuführen, die der Anzahl der Schluffkörner in der Probe ($N_i$) entspricht, die durch Division von die Trockene Schlammmasse in der Probe ($M_i$) durch die Masse eines Schlickkorns ($m_i$) berechnet werden kann:

$ N_i = \displaystyle\frac{ M_i }{ m_i }$

$N_i$
Anzahl der Schluffkörner in der Probe
$-$
$m_i$
Masse eines Schlickkorns
$kg$
$M_i$
Trockene Schlammmasse in der Probe
$kg$

ID:(15067, 0)



Anzahl der Tonkörner in der Probe

Gleichung

>Top, >Modell


Um den Boden zu modellieren, ist es entscheidend, die Variable einzuführen, die der Anzahl der Tonkörner in der Probe ($N_c$) entspricht, die durch Division von die Masa seca de arcilla en la muestra ($M_c$) durch die Masse einer Tonplatte ($m_c$) berechnet werden kann:

$ N_c = \displaystyle\frac{ M_c }{ m_c }$

$N_c$
Anzahl der Tonkörner in der Probe
$-$
$M_c$
Masa seca de arcilla en la muestra
$kg$
$m_c$
Masse einer Tonplatte
$kg$

ID:(15068, 0)



Volumen des Sandanteils der Probe

Gleichung

>Top, >Modell


Um das Verhalten des Bodens zu modellieren, ist es notwendig, die Variable einzuführen, die das Festes Sandvolumen ($V_a$) entspricht. Diese Variable kann aus der Anzahl der Sandkörner in der Probe ($N_a$) und der Volumen eines Sandkorns ($v_a$) mithilfe der folgenden Gleichung berechnet werden:

$ V_a = N_a v_a $

$N_a$
Anzahl der Sandkörner in der Probe
$-$
$V_a$
Festes Sandvolumen
$m^3$
$v_a$
Volumen eines Sandkorns
$m^3$

Wenn wir das Korn als eine Kugel mit einem Radius von $r_a$ modellieren, können wir sein Volumen mithilfe der Formel berechnen:

$ v_a =\displaystyle\frac{4 \pi }{3} r_a ^3$



Mit der Dichte des Sandes, die als $\rho_a$ bezeichnet wird, können wir die Masse eines einzelnen Sandkorns mithilfe der folgenden Gleichung bestimmen:

$ m_a = \rho_a v_a $



Durch die Teilung der Masse der Sandkomponente der Probe $M_a$ durch die Masse eines einzelnen Korns können wir die Anzahl der Körner ermitteln:

$ N_a = \displaystyle\frac{ M_a }{ m_a }$



Dies ermöglicht es uns, das Volumen der Sandkomponente zu berechnen:

$ V_a = N_a v_a $

ID:(10366, 0)



Volumen der Schlammkomponente der Probe

Gleichung

>Top, >Modell


Um das Verhalten des Bodens zu modellieren, ist es notwendig, die Variable einzuführen, die das Festes Schlammvolumen ($V_i$) entspricht. Diese Variable kann aus der Anzahl der Schluffkörner in der Probe ($N_i$) und der Volumen eines Schlickkorns ($v_i$) mithilfe der folgenden Gleichung berechnet werden:

$ V_i = N_i v_i $

$N_i$
Anzahl der Schluffkörner in der Probe
$-$
$V_i$
Festes Schlammvolumen
$m^3$
$v_i$
Volumen eines Schlickkorns
$m^3$

Wenn wir das Korn als eine Kugel mit einem Radius von $r_i$ modellieren, können wir sein Volumen mithilfe der folgenden Formel berechnen:

$ v_i = a_i ^3$



Mit der Dichte des Schluffs, die als $\rho_i$ bezeichnet wird, können wir die Masse eines einzelnen Schluffkorns mithilfe der folgenden Gleichung ermitteln:

$ m_i = \rho_i v_i $



Durch die Teilung der Masse der Schluffprobe $M_i$ durch die Masse eines einzelnen Korns können wir die Anzahl der Körner ermitteln:

$ V_c = N_c v_c $



Dies ermöglicht es uns, das Volumen der Schluffkomponente zu berechnen:

$ V_i = N_i v_i $

ID:(10365, 0)



Volumen der Tonkomponente der Probe

Gleichung

>Top, >Modell


Um das Verhalten des Bodens zu modellieren, ist es notwendig, die Variable einzuführen, die das Festes Tonvolumen ($V_c$) entspricht. Diese Variable kann aus der Anzahl der Tonkörner in der Probe ($N_c$) und der Volumen eines Tonkorns ($v_c$) mithilfe der folgenden Gleichung berechnet werden:

$ V_c = N_c v_c $

$N_c$
Anzahl der Tonkörner in der Probe
$-$
$V_c$
Festes Tonvolumen
$m^3$
$v_c$
Volumen eines Tonkorns
$m^3$

Wenn wir das Korn als eine dünne Platte mit Länge und Breite $l_c$ und Höhe $w_c$ modellieren, können wir sein Volumen mithilfe der folgenden Formel berechnen:

$ v_c = w_c l_c ^2$



Mit der Dichte des Tons, die als $\rho_c$ bezeichnet wird, können wir die Masse eines einzelnen Tonkorns mithilfe der folgenden Gleichung ermitteln:

$ m_c = \rho_c v_c $



Durch die Teilung der Masse der Tonprobe $M_c$ durch die Masse eines einzelnen Korns können wir die Anzahl der Körner ermitteln:

$ N_c = \displaystyle\frac{ M_c }{ m_c }$



Dies ermöglicht es uns, das Volumen der Tonkomponente zu berechnen:

$ V_c = N_c v_c $

ID:(15069, 0)



Direkte Berechnung des Sandvolumens der Probe

Gleichung

>Top, >Modell


Mithilfe der Definition der Dichte ist es möglich, das Festes Sandvolumen ($V_a$) direkt aus die Sandtrockenmasse ($M_a$) und die Dichte eines Sandkorns ($\rho_a$) mithilfe der folgenden Formel zu berechnen:

$ V_a =\displaystyle\frac{ M_a }{ \rho_a }$

$\rho_a$
Dichte eines Sandkorns
2.63e+3
$kg/m^3$
$V_a$
Festes Sandvolumen
$m^3$
$M_a$
Sandtrockenmasse
$kg$



Die direkte Berechnung hat den Vorteil, dass sie nicht von der Form der Körner abhängt:

Wenn wir annehmen, dass die Dichte homogen ist, können wir das Gesamtvolumen unabhängig von der Anzahl und Form der Körner berechnen.

ID:(3168, 0)



Direkte Berechnung des Schlickvolumens der Probe

Gleichung

>Top, >Modell


Mit Hilfe der Definition der Dichte ist es möglich, das Festes Schlammvolumen ($V_i$) direkt aus die Trockene Schlammmasse in der Probe ($M_i$) und die Dichte eines Schluffkorns ($\rho_i$) mit Hilfe der folgenden Formel zu berechnen:

$ V_i =\displaystyle\frac{ M_i }{ \rho_i }$

$\rho_i$
Dichte eines Schluffkorns
2.65e+3
$kg/m^3$
$V_i$
Festes Schlammvolumen
$m^3$
$M_i$
Trockene Schlammmasse in der Probe
$kg$



Diese direkte Berechnung hat den Vorteil, dass sie nicht von der Form der Körner abhängt:

Wenn wir annehmen, dass die Dichte homogen ist, können wir das Gesamtvolumen unabhängig von der Anzahl und Form der Körner berechnen.

ID:(15070, 0)



Direkte Berechnung des Tonvolumens der Probe

Gleichung

>Top, >Modell


Mit Hilfe der Definition der Dichte ist es möglich, das Festes Tonvolumen ($V_c$) direkt aus die Masa seca de arcilla en la muestra ($M_c$) und die Dichte eines Tonkorns ($\rho_c$) mit Hilfe der folgenden Formel zu berechnen:

$ V_c =\displaystyle\frac{ M_c }{ \rho_c }$

$\rho_c$
Dichte eines Tonkorns
2.8e+3
$kg/m^3$
$V_c$
Festes Tonvolumen
$m^3$
$M_c$
Masa seca de arcilla en la muestra
$kg$



Diese direkte Berechnung hat den Vorteil, dass sie nicht von der Form der Körner abhängt:

Wenn wir annehmen, dass die Dichte homogen ist, können wir das Gesamtvolumen unabhängig von der Anzahl und Form der Körner berechnen.

ID:(15071, 0)



Solides Volumen an Komponenten

Gleichung

>Top, >Modell


Sobald wir Elektronenenergie ($E$), Anfällig ($S_t$) und Entzündet ($I_t$) kennen, können wir das Volumenkörper einer Komponente ($V_s$) bestimmen, indem wir die verschiedenen Komponenten summieren, wie in der folgenden Gleichung beschrieben:

$ V_s = V_a + V_l + V_c $

$V_a$
Festes Sandvolumen
$m^3$
$V_i$
Festes Schlammvolumen
$m^3$
$V_c$
Festes Tonvolumen
$m^3$
$V_s$
Volumenkörper einer Komponente
$m^3$

ID:(4734, 0)



Feste Dichte

Gleichung

>Top, >Modell


Da wir bereits die Gesamttrockenmasse der Probe ($M_s$) und das Solides Volumen ($V_s$) aus der Probe kennen, können wir die Festkörperdichte ($\rho_s$) einführen und es mithilfe der folgenden Gleichung berechnen:

$ \rho_s = \displaystyle\frac{ M_s }{ V_s }$

$\rho_s$
Festkörperdichte
$kg/m^3$
$M_s$
Gesamttrockenmasse der Probe
$kg$
$V_s$
Volumenkörper einer Komponente
$m^3$

ID:(15073, 0)



Berechnung der Feststoffdichte aus Fraktionen

Gleichung

>Top, >Modell


Die Festkörperdichte ($\rho_s$) kann aus die Dichte eines Sandkorns ($\rho_a$), die Dichte eines Schluffkorns ($\rho_i$) und die Dichte eines Tonkorns ($\rho_c$) sowie aus den Faktoren, die seine Zusammensetzung beschreiben, berechnet werden: die Massenanteil von Sand in der Probe ($g_a$), die Massenanteil von Schluff in der Probe ($g_i$) und die Massenanteil von Ton in der Probe ($g_c$). Dies führt uns zu folgender Beziehung:

$\displaystyle\frac{1}{ \rho_s }=\displaystyle\frac{ g_a }{ \rho_a }+\displaystyle\frac{ g_i }{ \rho_i }+\displaystyle\frac{ g_c }{ \rho_c }$

$\rho_a$
Dichte eines Sandkorns
2.63e+3
$kg/m^3$
$\rho_i$
Dichte eines Schluffkorns
2.65e+3
$kg/m^3$
$\rho_c$
Dichte eines Tonkorns
2.8e+3
$kg/m^3$
$\rho_s$
Festkörperdichte
$kg/m^3$
$g_a$
Massenanteil von Sand in der Probe
$-$
$g_i$
Massenanteil von Schluff in der Probe
$-$
$g_c$
Massenanteil von Ton in der Probe
$-$

Wenn wir das Inverse von die Festkörperdichte ($\rho_s$), das in die Gesamttrockenmasse der Probe ($M_s$) und das Solides Volumen ($V_s$) definiert ist, mit der folgenden Gleichung ausdrücken:

$ \rho_s = \displaystyle\frac{ M_s }{ V_s }$



Und wenn wir berücksichtigen, dass das feste Volumen die Summe aus das Festes Sandvolumen ($V_a$), das Festes Schlammvolumen ($V_i$) und das Festes Tonvolumen ($V_c$) ist:

$ V_s = V_a + V_l + V_c $



Erhalten wir:

$\displaystyle\frac{1}{\rho_s}=\displaystyle\frac{V_s}{M_s}=\displaystyle\frac{V_a+V_i+V_c}{M_s}$



Indem wir die Volumina durch die Beziehungen für die Dichte eines Sandkorns ($\rho_a$)

$ V_a =\displaystyle\frac{ M_a }{ \rho_a }$



für die Dichte eines Schluffkorns ($\rho_i$)

$ V_i =\displaystyle\frac{ M_i }{ \rho_i }$



und die Dichte eines Tonkorns ($\rho_c$)

$ V_c =\displaystyle\frac{ M_c }{ \rho_c }$



ersetzen, erhalten wir:

$\displaystyle\frac{1}{\rho_s}=\displaystyle\frac{1}{\rho_a}\displaystyle\frac{M_a}{M_s}+\displaystyle\frac{1}{\rho_i}\displaystyle\frac{M_i}{M_s}+\displaystyle\frac{1}{\rho_c}\displaystyle\frac{M_c}{M_s}$



Mit die Massenanteil von Sand in der Probe ($g_a$)

$ g_a =\displaystyle\frac{ M_a }{ M_s }$



für die Massenanteil von Schluff in der Probe ($g_i$)

$ g_i =\displaystyle\frac{ M_i }{ M_s }$



und die Massenanteil von Ton in der Probe ($g_c$)

$ g_c =\displaystyle\frac{ M_c }{ M_s }$



erhalten wir:

$\displaystyle\frac{1}{ \rho_s }=\displaystyle\frac{ g_a }{ \rho_a }+\displaystyle\frac{ g_i }{ \rho_i }+\displaystyle\frac{ g_c }{ \rho_c }$

ID:(15074, 0)



Teilchendichte

Gleichung

>Top, >Modell


Die Teilchendichte ($\rho_p$) kann als die Durchschnittsdichte berechnet werden, wobei die Gewichtungsfaktoren die Komponenten sind. Daher kann es mit die Massenanteil von Sand in der Probe ($g_a$), die Massenanteil von Schluff in der Probe ($g_i$), die Massenanteil von Ton in der Probe ($g_c$) und die Dichte eines Sandkorns ($\rho_a$), die Dichte eines Schluffkorns ($\rho_i$), die Dichte eines Tonkorns ($\rho_c$) wie folgt definiert werden:

$ \rho_p = \rho_a g_a + \rho_i g_i + \rho_c g_c $

$\rho_a$
Dichte eines Sandkorns
2.63e+3
$kg/m^3$
$\rho_i$
Dichte eines Schluffkorns
2.65e+3
$kg/m^3$
$\rho_c$
Dichte eines Tonkorns
2.8e+3
$kg/m^3$
$g_a$
Massenanteil von Sand in der Probe
$-$
$g_i$
Massenanteil von Schluff in der Probe
$-$
$g_c$
Massenanteil von Ton in der Probe
$-$
$\rho_p$
Teilchendichte
$kg/m^3$

ID:(15127, 0)