Diferența dintre porozitate și permeabilitate

Diferența principală - porozitatea vs. permeabilitatea

Porozitatea și permeabilitatea sunt ambele proprietăți ale rocilor și ale solului. principala diferență între porozitate și permeabilitate este asta porozitate este o măsurare a spațiului dintre roci întrucât permeabilitatea este o măsură a cât de ușor este pentru fluide să curgă între pietre.

Ce este porozitatea

Porozitatea măsoară cât spațiu există între pietre. Este considerat raportul dintre volumul spațiului gol (sau porilor) dintr-o piatră și volumul total al acestuia și este adesea exprimat în termeni de fracție sau procent. Deoarece fluidele pot ocupa aceste spații libere între pietre, porozitatea este, de asemenea, o măsură a cantității de lichide pe care le pot avea rocile.

Există mai multe metode măsura porozitatea unui eșantion de sol. O metodă folosită pentru a măsura porozitatea este numită Metoda Archimedes. Pentru a testa porozitatea folosind această metodă, masa unei probe de sol este măsurată mai întâi atunci când solul este uscat. Să numim această masă . Apoi, se adaugă apă la eșantion până când eșantionul de sol este saturat și masa probei de sol și apă,  este masurat. Apoi, proba saturată este imersată în apă și "masa" eșantionului scufundat,  se măsoară din nou. (Rețineți că de fapt măsuram greutăți, cu toate acestea, factorii  anulați, astfel încât să puteți trata citirile de masă luate dintr-un balans de primăvară ca citiri de greutate).

Apoi, masa de apă adăugată la eșantion este . Dacă densitatea apei este , apoi volum a porilor din eșantionul de sol este .

 total volumul de sol este volumul fluidului deplasat atunci când proba este scufundată în apă. Din principiul lui Archimedes, volumul total este dat de . Apoi, porozitatea  este dat de . Prin urmare,

O altă metodă pentru măsurarea porozității implică utilizarea Legea lui Boyle. În această metodă, gazele sunt utilizate pentru a umple porii dintre particulele de sol. Conform legii lui Boyle, pentru o masă fixă ​​de gaz la o temperatură constantă, presiunea gazului este invers proporțională cu volumul său. Pentru a determina porozitatea folosind Legea lui Boyle, se folosesc două camere conectate. Volumele acestor camere sunt cunoscute, iar presiunea gazelor din interiorul acestor camere poate fi măsurată folosind un manometru.

Inițial, cele două camere sunt separate prin închiderea unei supape între ele. Un container cu un volum cunoscut, numit miez, este umplut cu proba de sol. Să numim volumul miezului . Miezul este plasat în interiorul uneia dintre camere și aerul este scos din această cameră. Gazul este încă prezent în cealaltă cameră, iar presiunea aerului din interiorul acestei camere este măsurată. Să ne referim la volumul și presiunea din această cameră ca  și .

Măsurarea porozității folosind metoda legii lui Boyle.

Apoi, supapa dintre cele două camere este deschisă, permițând aerului din prima cameră să umple și a doua cameră. Presiunea din camere se măsoară din nou și se lasă această presiune . Folosind legea lui Boyle, volumul total ocupat de gaz, pe care îl vom numi , pot fi acum calculate:

Volumul  poate fi dat de,

Unde include volumul celei de-a doua camere și tubulatura dintre cele două camere. Acum, expresia de mai sus ne permite să calculam volumul porilor . dă volumul total al probei de sol. Porozitatea  este dată apoi de către,

Ce este permeabilitatea

Permeabilitatea este o măsură a cât de ușor poate curge fluidul între roci. O probă de sol cu ​​o permeabilitate ridicată permite lichidelor să curgă ușor, în timp ce este mai greu ca lichidele să curgă prin sol cu ​​permeabilitate scăzută. De exemplu, pavajele pot fi construite cu un material cu o permeabilitate mare, astfel încât apa să nu se acumuleze în bălți pe suprafață.

Materialul care formează "trotuare permeabile".

Matematic, permeabilitatea este descrisă în Legea lui Darcy. Legea lui Darcy este o formulă care descrie debitul de fluid printr-un mediu poros. Conform acestei legi, dacă un fluid cu vâscozitate de  curge printr-un volum de material poros cu o secțiune transversală   pentru o distanță , apoi volumul total de lichid descărcat pe secundă este dat de:

Unde  este presiunea la început și  este presiunea fluidului după curgerea lungimii .  Constanta  în această formulă este definită ca permeabilitatea mediului. Unitatea de  este de metri patrati (m²).

Diferența dintre porozitate și permeabilitate

Ce măsoară

Porozitate măsoară cantitatea de spațiu gol între roci sau în sol ca o fracțiune din volumul total.

Permeabilitate măsoară cât de ușor este ca fluidele să treacă printr-o substanță.

Unități

Porozitate este un raport al volumelor, deci nu are unitati.

Permeabilitate are unități de suprafață (m² în sistemul SI).

Datorită fotografiei:

"O demonstrație permeabilă de pavaj, Austin's Ferry, Tasmania, Australia" de JJ Harrison ([e-mail protejat]) [CC BY-SA 3.0], prin intermediul Wikimedia Commons