samenstelling grond (water/zand/lucht) berekenen

mug stelde deze vraag op 30 december 2007 om 19:46.
Hallo,..Heb een interessant stukje in het boek van Minnaert gevonden. Hoe je een grondmonster zand kan onderzoeken wat de verhouding water/zand/lucht is.Alleen ik snap het niet helemaal. Het verhaal tot ...het geheel weegt dus 49 gram meer dan eerst... is allemaal goed te volgen.Maar dan raak ik de draad kwijt. Waar komen de getallen 1,65 en 2,65 opeens vandaan? 1,65 lijkt mij de dichtheid van zand maar 2,65 ?? Wie kan mij ik hedendaags NL uitleggen hoe je nu procent water / zand lucht hier uit kunt berekenen. (water gehalte met droogmethode is n.l. wel simple)  Hieronder de tekst van minnaert:

bladzijde 205

113. Soortelijk gewicht van zand en andere grondsoorten

De grond bestaat uit vaste korrels, grotere en kleinere, met daar tussen water en luchtholten. De natuurkundige eigenschappen van dit stelsel zijn bijzonder belangwekkend, vooral die van de fijnste korrels, die een kolloidaal bestanddeel vormen.

Het water zit niet alleen in de capillairtjes tussen de korrels, maar vormt ook een laagje dat hum oppervlak overtrekt, zo sterk gebonden dat het bijna als vast, als een soort ijs te beschouwen is.

 Het soortelijk gewicht van een grondsoort heeft natuurlijk een zeer betrekkelijke betekenis, het is een gemiddelde. Laten wij dit eens bepalen, niet in 't laboratorium, waar het grondmonster dikwijls half uitgedroogd aankomt, maar buiten, ter plaatse.

 De getallen die we aangeven werden verkregen bij een bepaalde proef, uitgevoerd met akkergrond te St. Michiels Gestel, bij regenweer. We hebben een cilindrische bus meegenomen, een conservenblikje van ongeveer 150 cm3 waarvan we deksel en bodem hebben weggeknipt. De preciese maten, 6,00 cm hoogte, 5,57 cm middellijn, geven ons de inhoud  r2h =146 cm3. Met de brievenweger die we bij ons hebben vinden we dat het busje, tezamen met een kartonnetje dat we straks als deksel gaan gebruiken, 51 gram weegt. Dit busje drukken we nu met een zacht schroevende beweging in de grond, tot het geheel met aarde gevuld is. Met een mes snijden we de aarden cilinder bovenaan .glad af, bedekken hem met ons kartonnen plaatje, halen voorzichtig het geheel uit de grond naar boven, en keren het onderste boven; is er wat aarde afgevallen, dan voegen we dat crbij, zorgend dat de bus precies gevuld is, en vermijdend sterk op de aarde te drukken. Het geheel weegt 288 g, de aarde alleen dus 288 -51=

 237 g. Het soortelijk gewicht bedraagt  237/146 = 1,62.

 Nauwkeuriger inlichtingen omtrent de samenstelling van onze grondsoort krijgen we echter pas, als het ons gelukt aan te geven hoe het gehele volumen V samengesteld is uit het korrelvolume k, het watervolume w en het luchtvolume l. Ter controle willen we het grondmonster in twee delen splitsen, en de bepaling voor elk afzonderlijk uitvoeren. We beginnen met het korrelvolume te bepalen. Vul een flesje van 200 cm3 geheel met water, en weeg het op de brievenweger: 332 g. Giet het water weg, en breng een afgewogen deel van ons grondmonster in het flesje, bv. 89 g. Het gaat niet heel gemakkelijk, geduldig schuiven we telkens wat aarde door de vrij nauwe hals, af en toe met een potlood meehelpend; alle klompjes moeten tevens fijngewreven zijn, terwijl we toch niets van het materiaal mogen veriiezen. Voeg er water bij tot het flesje grotendeels gevuld is; schud goed, laat het schuim ontwijken, voeg weer water bij, enz. tot het flesje geheel gevuld is en praktisch al het schuim ontweken is (dit is de lucht, die zich in de capillaire ruimten bevond! ). Het geheel weegt nu 381 g, dus 381-332 = 49 g meer dan eerst. Die gewichtsvermeerdering is ontstaan, doordat een bepaald watervolume door de korrels verdrongen is. Van zandkorrels is het

 s.g. 2,65, van water 1. Dus is  k(2,65) = 49 en k = 49/1,65= 30 cm3

 Nu kunnen we ook het volume van de andere bestanddelen aangeven: want als k het volume van de korrels is, is hun gewicht 2,65 k = 79 g; dit, afgetrokken van het totale gewicht, geeft het watergewicht, dat numeriek gelijk is aan het watervolume: 89 - 79 = 10 cm3. Het grondmonster had een gemiddeld soortelijk gewicht van 1,62; het onderzochte eerste deel had dus een volume van 89 : 1,62 = 55 cm 3. En het luchtvolume was 55-30—10 = 15 cm3.

 In breukdelen van het geheel uitgedrukt vinden we voor de

volumina van de bestanddelen aan korrels, water en lucht resp. 0,55; 0,18 en 0,27.

De gevolgde werkwijze komt dus neer op het oplossen van 3 vergelijkingen evenzo

1,65 k                     = 80

2,65 k + w             = 149

V= k + w + l           = 92

Hieruit volgen: k/V= 0,53; w/V= 0,22; l/V= 0,25. - De overeenstemming met de eerste bepaling is bevredigend.

 

Reacties

Jan op 30 december 2007 om 22:17

Dag Mug,

 Minnaert is geweldige literatuur, en ik vind het wat ouderwetse Nederlands juist heerlijk lezen en helemaal bij de illustraties passen.

 Maar goed, je zand. 1,65 kg/dm³ is een gemiddelde dichtheid voor droog zand. 2,65 kg/dm³ is de dichtheid van het vaste bestanddeel van zand, d.w.z. van het minerale materiaal, zonder lucht dus.

Daar kom je verder mee?

Groet, Jan

mug op 02 januari 2008 om 18:23

Bedankt Jan, 

Heb met de dichtheden die je omschreef verder zitten rekenen en kom nu op hetzelfde uit als  Minnaert, maar blijft toch wel lastig (vooral omdat het er uit ziet als een basis-school sommetje)

 

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Ariane heeft eenentwintig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Ariane nu over?

Antwoord: (vul een getal in)