Διαπερατότητα έναντι πορώδους
Η διαπερατότητα και το πορώδες είναι δύο έννοιες που συζητούνται σε πολλούς τομείς, στη φυσική. Αυτές οι έννοιες παίζουν επίσης σημαντικό ρόλο σε ορισμένους κλάδους. Η διαπερατότητα είναι μια σημαντική έννοια σε πεδία όπως ο ηλεκτρομαγνητισμός, η μηχανική των ρευστών και η επιστήμη της γης. Το πορώδες είναι σημαντικό σε τομείς όπως η επιστήμη των υλικών, η γεωλογία, η επιστήμη της γης, η εδαφολογία κ.λπ. Το πορώδες είναι επίσης σημαντικό σε βιομηχανίες όπως η φαρμακευτική, η κεραμική και οι κατασκευές. Είναι ζωτικής σημασίας να έχουμε σωστή κατανόηση της διαπερατότητας και του πορώδους προκειμένου να διαπρέψετε σε τέτοιους τομείς. Σε αυτό το άρθρο, θα συζητήσουμε τι είναι η διαπερατότητα και το πορώδες, οι ορισμοί τους, οι εφαρμογές της διαπερατότητας και του πορώδους, οι ομοιότητες μεταξύ τους και τέλος η διαφορά μεταξύ διαπερατότητας και πορώδους.
Τι είναι η Διαπερατότητα;
Ο όρος «διαπερατότητα» έχει διαφορετικές σημασίες σε διαφορετικά πεδία, αλλά γενικά, η διαπερατότητα μπορεί να οριστεί ως η ποιότητα μιας ύλης ή μεμβράνης που καθορίζει την ικανότητα αυτής της ύλης ή της μεμβράνης να επιτρέπει τη διέλευση υγρών ή αερίων. Η διαπερατότητα κενού (ή η διαπερατότητα στον ελεύθερο χώρο) και η διαπερατότητα στον ηλεκτρομαγνητισμό είναι δύο έννοιες που χρησιμοποιούνται ευρέως στη φυσική. Πριν μελετήσετε τη διαπερατότητα κενού, είναι σημαντικό να κατανοήσετε καλά τον νόμο της δύναμης του Ampere.
Σκεφτείτε δύο λεπτά, ίσια, σταθερά, παράλληλα σύρματα που βρίσκονται σε απόσταση r μεταξύ τους σε ελεύθερο χώρο. Όταν ένα ρεύμα I μεταφέρεται σε κάθε καλώδιο, θα ασκηθεί μια δύναμη το ένα στο άλλο. Ο νόμος του Ampere δηλώνει ότι η δύναμη ανά μονάδα μήκους δίνεται από το F=µ0I2/2πr, όπου η δύναμη συμβολίζεται με F και διαπερατότητα κενού συμβολίζεται με μ0 Όταν η απόσταση μεταξύ των συρμάτων είναι 1 m και ρέει ρεύμα 1 Ampere σε κάθε καλώδιο, η δύναμη μεταξύ των δύο συρμάτων είναι 2×10− 7 Nm-1Επομένως, το μ0 ισούται με 4π ×10-7 NA-2 Στον ηλεκτρομαγνητισμό, η διαπερατότητα μπορεί να περιγραφεί ως το μέτρο της ικανότητας ενός υλικού, να υποστηρίζει το σχηματισμό μαγνητικού πεδίου μέσα του. Στον ηλεκτρομαγνητισμό, η διαπερατότητα δίνεται από την εξίσωση B=µH, όπου η διαπερατότητα συμβολίζεται με μ, η πυκνότητα μαγνητικής ροής συμβολίζεται με B και η ένταση του μαγνητικού πεδίου συμβολίζεται με H. Στην επιστήμη της γης, η διαπερατότητα μπορεί να οριστεί ως το μέτρο της ικανότητας ενός πορώδες υλικό, για να επιτρέψει στα υγρά να περάσουν μέσα από αυτό. Εδώ, η μονάδα διαπερατότητας SI είναι m2
Τι είναι το πορώδες;
Το πορώδες είναι ένα μέτρο των κενών ή κενών χώρων σε ένα υλικό. Αυτό ονομάζεται επίσης κενό κλάσμα σε ένα υλικό. Η τιμή του πορώδους πέφτει μεταξύ 0-1 ή ως ποσοστό μεταξύ 0-100 %. Το πορώδες ενός υλικού δίνεται από την εξίσωση ø=VV/VT, όπου το πορώδες συμβολίζεται με ø, ο όγκος του κενού χώρου συμβολίζεται με V V και συνολικός ή όγκος υλικού που συμβολίζεται με VTΥλικά όπως ο γρανίτης έχουν χαμηλό πορώδες σε σύγκριση με υλικά όπως ο πηλός και η τύρφη. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν διάφορες μέθοδοι για τη μέτρηση του πορώδους. Αυτές είναι άμεσες μέθοδοι, οπτικές μέθοδοι, μέθοδος υπολογιστικής τομογραφίας, μέθοδος εξάτμισης νερού, μέθοδος διαστολής αερίου κ.λπ.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Διαπερατότητας και Πορώδους;
• Η διαπερατότητα έχει διαφορετικές σημασίες σε διαφορετικά πεδία όπως ο ηλεκτρομαγνητισμός, η επιστήμη της γης κ.λπ., αλλά το πορώδες όχι. Το πορώδες είναι το μέτρο των κενών διαστημάτων σε ένα υλικό.
• Η διαπερατότητα έχει διαφορετικές μονάδες SI ανάλογα με τα πεδία που εφαρμόζεται. Για παράδειγμα, όταν εφαρμόζεται στον ηλεκτρομαγνητισμό, η μονάδα SI του είναι NA-2, αλλά στην επιστήμη της γης είναι m2 Το πορώδες έχει Δεν υπάρχουν τέτοιες μονάδες SI. έχει μόνο μια αριθμητική τιμή, η οποία κυμαίνεται μεταξύ 0-1.
• Η διαπερατότητα εφαρμόζεται σε πολλά διαφορετικά πεδία όπως ο ηλεκτρομαγνητισμός, ο νόμος των Amperes και η γήινη επιστήμη, αλλά το πορώδες εφαρμόζεται σε τομείς όπως η επιστήμη της γης, η επιστήμη του εδάφους και των ορυκτών κ.λπ.
