وزن ظاهری و حقیقی خاک

وزن ظاهری و حقیقی خاک

وزن مخصوص حقيقي خاک عبارت است از وزن مخصوص جزء جامد خاک به عبارت ديگر وزن مخصوص ظاهري وزن مخصوص همه فازهاي خاک يعني فاز جامد، مايع و گاز را مشخص مي نمايد اما همان گونه که ذکر گرديد با اندازه گيري وزن مخصوص حقيقي فقط وزن ذرات جامد خاک در واحد حجم مشخص مي گردد. بنابراين اين خصوصيت بسيار مربوط به مواد اوليه هستند که سبب تشکيل خاک مي گردند اگر چه وزن مخصوص حقيقي به اندازه وزن مخصوص ظاهري نمي باشد اما داراي استفاده هاي جالبي مي باشد. با توجه به خصوصيات مواد آلي که جزء کلوئيد هاي خاک محسوب مي گردند هر چه ميزان مواد آلي خاک افزايش يابد از ميزان وزن مخصوص کاسته مي گردد چون کلوئيد هاي آلي داراي خصوصيات خاص خود مي باشند که در ادامه بيان خواهد شد. نسبت به وزن خود داراي حجم بيشتري هستند در نتيجه نسبت به ذرات معدني خاک داراي وزن مخصوص ظاهري و حقيقي کمتري اند. مواد آلي بسيار متخلخل و يا خلل و فرج فراوان و در نتيجه داراي قابليت جذب رطوبت فراوان هستند. همچنين به علت ظرفيت تبادل کاتيوني خود علاوه بر منبع بسيار قوي بافر که سبب نگاه داشتنpH خاک مي گردد. به عنوان مثال منبع غذايي بسيار ارزشمندي براي گياه و ميکروب هاي خاک محسوب مي گردند. بنابراين افزايش مواد آلي خاک سبب کاهش جرم مخصوص حقيقي نيز مي گردد به همين خاطر است که استفاده از ماده آلي يک روش مناسب براي بهبود خصوصيات خاک مي باشد. معمولا وزن مخصوص حقيقي خاکها به طور متوسط در حدود 6/2 گرم بر سانتيمتر مکعب مي باشد که در مقايسه با وزن مخصوص ظاهري عدد بيشتري مي باشد چون شامل فازهاي مايع و گاز نمي شود. با اندازه گيري وزن مخصوص حقيقي مي توان ميزان خلل و فرج خاک را مشخص نمود. البته حتما لازم است که وزن مخصوص ظاهري خاک نيز اندازه گيري گردد که در آزمايشات گذشته طريقه اندازه گيري آن انجام گرديد. نسبت وزن مخصوص ظاهري به وزن مخصوص حقيقي ميزان خلل و فرج خاک را معلوم مي کند. به عنوان مثال اگر وزن مخصوص ظاهري برابر 1/1 گرم بر سانتيمتر مکعب و وزن مخصوص حقيقي خاک نيز برابر 2/2گرم بر سانتيمتر مکعب باشد ميزان خلل و فرج برابر 50% مي باشد، که از نسبت اين دو وزن مخصوص قابل محاسبه مي باشد. در خاک مفروض 50% حجم مربوط به فاز جامد خاک و 50 % ديگر به فازهاي مايع و گاز خاک مربوط مي گردد. بنابراين براي آناليز دقيق خصوصيات فيزيک خاک که بسيار بر روي خصوصيات شيميايي و بيولوژي هم موثر مي باشد وزن مخصوص حقيقي نيز اندازه گيري گردد. وزن مخصوص حقيقي ميزان خلل و فرج خاک را مشخص مي نمايد اما اندازه نسبي خلل و فرج را فقط مي توان با پارامتر بافت خاک مشخص مي گردد. مجموعه پارامترهاي بافت خاک، ساختمان خاک، وزن مخصوص ظاهري و وزن مخصوص حقيقي جهت مشخص نمودن خصوصيات فيزيک خاک مي باشد. به عبارت ديگر جهت ايده داشتن درباره نظم فضايي و چند بعدي خاک مي بايستي همه اين پارامترها اندازه گيري گردند که بتوان متعاقبا روش هاي مناسب جهت استفاده از خاک مربوطه را براي کشاورزي و در نتيجه براي افزايش راندمان توليد محصول پيشنهاد نمود. بنابراين باتوجه به مطالب لزوم اندازه گيري وزن مخصوص حقيقي هم مشخص مي گردد. تعیین جرم مخصوص ظاهری و حقیقی خاکجرم مخصوص ظاهري يک پارامتر فيزيکي خاک مي‌باشد که بيان کمي آن در بسياري از مطالعات آب و خاک اهميت بسياري دارد. به عنوان مثال از اين پارامتر مي‌توان در محاسبه تخلخل و رطوبت حجمي خاک بهره جست.جرم مخصوص ظاهري را در دو حالت خشک و تر مي‌توان بيان نمود. تفاوت اين دو تنها در مرطوب و خشک بودن نمونه خاک مورد استفاده در آزمايش مي‌باشد. جرم مخصوص خشک و تر را به دو روش سيلندر و کلوخه‌اي اندازه‌گيري مي‌نمايند.وزن مخصوص حقیقی خاکعبارت است از وزن ذرات خاک در واحد حجم آن و واحد آن گرم بر سانتی متر مکعب است. بر خلاف وزن مخصوص ظاهری فضای بین ذرات ارتباطی با وزن مخصوص حقیقی خاک ندارد. وزن مخصوص حقیقی خاک ها بین 60/2 تا 75/2 گرم بر سانتی متر مکعب نوسان دارد که به طور متوسط 65/2 گرم بر سانتی متر مکعب است. این وزن تقریباً ثابت است چون اغلب کانی های موجود در خاک دارای وزن مخصوص در همین محدوده می باشند. فقط در صورت وجود بعضی از کانیها مثل تورمالین، ماگنتیت و یا هورن بلند ممکن است وزن مخصوص حقیقی این خاکها به بیش از 75/2 هم برسد علاوه بر این چون مواد آلی سبک تر از مواد معدنی خاک است. بنابراین خاک های که محتوی مقدار نسبتاً زیادی مواد آلی است دارای وزن مخصوص حقیقی کمتر است و روی همین اصل وزن مخصوص حقیقی خاک های سطح الارض همیشه کمتر از خاک های تحت الارض است.
وزن مخصوص برابر است با وزن مطلق خاک تقسیم بر حجم حقیقی خاک
D’ = ( P’ ⁄ V’ )

‘D = وزن مخصوص ظاهری بر حسب گرم بر سانتی متر مکعب’V = حجم خاک خشک شده در 105 درجه سانتی گراد در حالت طبیعی بر حسب سانتی متر مکعب ‘P= وزن خاک خشک در 105 درجه سانتی گراد در حالت طبیعی بر حسب گرمباتوجه به وزن مخصوص حقیقی و وزن مخصوص ظاهری و با استفاده از فرمول ذیل می توان مقدار درصد خلل و فرج خاک را اندازه بگیرید.برای انداره گیری وزن مخصوص از دو روش استفاده می کنیم :1-استوانه ای Core Method2-کلوخهClod Methodدر روش استوانه ای به صورت زیر عمل می کنند:ابتدا استوانه های مخصوص این کار را برداشته و آن را روی محل مورد نظر گذاشته و روی آن یک تخته ی چوبی گذاشته و با چکش پلاستیکی به روی تخته چوبی زده که استوانه به طور کامل به درون محل مورد نظر رفته . سپس دور استوانه را با کاردک خالی کرده و استوانه را از محل مورد نظر جدا می کنیم . پس از این کار با همان کاردک زیر استوانه را صاف می کنیم .استوانه ی مورد نظر را به آزمایشگاه انتقال می دهیم و آن را به مدت 24 ساعت در دمای 105 درجه سانتی گراد قرار داده تا آب اضافی آن تبخیر شود . سپس از این کار استوانه را وزن کرده و با توجه به وزن خالی استوانه و حجم استوانه می توانیم وزن مخصوص را اندازه گیری کنیم .در روش دوم یا همان روش کلوخه ، آزمایش مورد نظر ما است که در ادامه توزیع داده میشود . روش کلوخه ایروش کار :١- ابتدا یک کلوخه را کا اندازه ی یک تیله یا یک بند انگشت می باشد انتخاب می کنیم .٢-لبه های تیزکلوخه را با استفاده از دست می ساییم تا کلوخه به صورت کروی در بیاید .٣-بعد از مرحله ی قبل کلوخه را با استفاده از یک نخ می بندیم که یک طرف آن بلند باشد ٬پس از آن دنباله ی دیگر آن را با استفاده از یک قیچی یا هر وسیله ی برنده ی دیگر می چینیم .۴- سپس کلوخه را با همراه با نخ ی که به آن بسته ایم وزن می کنیم .۵- سپس کلوخه را به صورت لحظه ای به مدت یک ثانیه در یک ظرفی که پر از پارافینی که نه زیاد سرد می باشد و نه زیاد گرم می باشد کرده و در می آوریم و منتظر می ایستیم که پارافین سطح کلوخه خشک شود .(نکته اگر پارافین سرد باشد به صورت جامد بوده و ما نمی توانیم که کلوخه را در آن شناور کنیم و اگر بسیار گرم باشد پارافین به داخل خلوخه نفوذ کرده و باعث می شود که حجم کلوخه کمتر شود و در نهایت وزن مخصوص را بیشتر نشان می دهد .)۶- سپس کلوخه ی آغشته شده به پلرافین را وزن می کنیم .٧-سپس یک استوانه را برداشته و آن را به مقدار یک غدد صحیح مثلا مثلا ١٩ پر از آب مقطر می کنیم . (نکته وقتی آب مقطر را درون استوانه می ریزیم ٬ می بینیم که سطح آب به صورت فرورفته می باشد که ما عدد مربوط به قسمت فرورفته را محاسبه کرده و یاداشت می کنیم .) ٨-کلوخه رابه درون استوانه ی پر از آب مقطر با استفاده از نخ فرو کرده و همانند قسمت قبل عدد روی استوانه را می خوانیم . (نکته وقتی که کلوخه را وارد آب مقطر می کنیم ٬کلوخه را دو سه بار بالا و پایین می کنیم که اگر هوایی زیر کلوخه گیر کرده است به بیرون از آب در بیاید .اما اگر پارافین کلوخه نشتی داشته باشد و آب وارد کلوخه می شود از آن هوا خارج می شود که این امر باعث باطل شدن آزمایش شده و باید آزمایش را دوباره انجام دهیم .) ٩- در مرحله ی آخر با استفاده از اعداد و ارقامی که بدست آورده ایم وزن مخصوص را حساب میکنیم .محاسبه :06/6 = جرم کلوخه پارافین33/5 = جرم کلوخه 19 = حجم آب مقطرml08/23 = حجم کلوخه و پارافین و آب مقطرجرم پارافین = جرم کلوخه – جرم کلوخه همراه پارافین 6/06 – 5/33 = 0/73 grحجم کلوخه و پارافین = حجم آب مقطر – حجم کلوخه و پارافین و آب مقطر 23/08 – 19 = 4/08 ml پارافین D = => 0/8 = => 0/9125حجم کلوخه = حجم پارافین – حجم کل.خه وپارافین 4/08 – 0/9125 = 3/1675 mlPb => => 1/6827 ~ 1/68 نتیجه گیری :1-مقدار پارافینی که در این آزمایش دور کلوخه را احاطه می کند هیچ تاثیری روی جواب نخواهد داشت .2-هر چه مقدار جرم کلوخه بیشتر باشد و حجم آن کمتر ، میزان وزن مخصوص بیشتر خواهد بود و بلعکس هرچه مقدار حجم کلوخه بیشتر و جرم آن کمتر باشد ، میزان وزن مخصوص کمتر خواهد بود .