Cara Menghitung Porisitas

Unduh PDF

Unduh PDF

Dalam Artikel Ini:

Menghitung Porisitas Secara Teori Menggunakan Volume

Menghitung Porositas Secara Teori Menggunakan Kerapatan

Menghitung Porisitas Secara Eksperimental Menggunakan Pembasahan

Menghitung Porisitas di Lapangan dengan Mengambil Sampel Inti

Tunjukkan 1 cara lagi...

Tampilkan lebih sedikit...

Tip dan Peringatan

Artikel Terkait

Referensi

Porisitas adalah ukuran yang digunakan untuk menjelaskan kekosongan ruang yang ada dalam sampel yang tersedia. Porisitas lazimnya digunakan untuk mengukur tanah karena tumbuhan membutuhkan tingkat porisitas tertentu untuk dapat hidup. Porisitas dapat dihitung secara teori menggunakan persamaan dan variabel-variabel yang tersedia, terutama jika Anda mengerjakan soal ujian. Porisitas juga dapat diketahui dengan mencari nilai yang diperlukan untuk menyelesaikan persamaan secara eksperimental, entah melalui uji laboratorium atau lapangan.

Langkah

Metode 1

Metode 1 dari 4:

Menghitung Porisitas Secara Teori Menggunakan Volume

Unduh PDF

1. 
   1
   Dapatkan nilai yang dibutuhkan dari informasi yang diberikan. Dalam menghitung porisitas secara teori, Anda akan diberikan contoh kasus yang memiliki angka yang Anda butuhkan. Baca soal dengan saksama dan cari angka untuk variabel seperti volume total ($Vt$), volume solid ($Vs$), dan volume pori ($Vp$). Anda harus selalu memperhatikan unit variabel-variabel ini.

   • Sebaiknya tuliskan nilai-nilai ini secara terpisah. Misalnya, jika soal memberikan $Vt$ dan $Vs$, tuliskan:
     • $Vt$ = 5,00 cm^3
     • $Vs$ = 3,00 cm^3
2. 
   2
   Persiapkan persamaan yang sesuai. Secara definisi, porisitas ($Pt$) sama dengan volume pori ($Vp$) dibagi dengan volume total ($Vt$), atau $Pt$ = $Vp$/$Vt$. Jangan lupa bahwa persamaan tersebut bukan satu-satunya cara untuk menghitung porisitas. Jika variabel yang diberikan adalah kerapatan curah (bulk density) dan kerapatan partikel (particle density) alih-alih volume, Anda perlu menggunakan persamaan lain.
3. 
   3
   Temukan nilai untuk variabel volume Anda. Ingatlah bahwa $Vt$ adalah jumlah volume solid dan volume pori, atau $Vt$ = $Vs$ + $Vp$. Persamaan ini bisa disusun ulang sehingga Anda bisa menemukan nilai variabel volume lainnya, asalkan dua dari tiga variabel tersebut diketahui nilainya. Sebagai contoh, $Vt$ - $Vp$ = $Vs$.

   • Menggunakan contoh sebelumnya, $Vt$ = 5,00 cm^3 dan $Vs$ = 3,00 cm^3. Dengan demikian, kita bisa menghitung $Vt$ - $Vs$ = $Vp$ untuk memperoleh $Vp$ = 5,00 cm^3 – 3,00 cm^3 = 2,00 cm^3.
4. 
   4
   Masukkan nilai variabel volume yang diketahui ke rumus porisitas. Setelah menentukan nilai $Vp$ dan nilai $Vt$, Anda bisa memasukkannya ke persamaan porisitas, $Pt$ = $Vp$/$Vt$. Pastikan Anda menyertakan unit untuk $Vp$ dan $Vt$. Selain itu, pastikan unitnya cocok. Kalau tidak, Anda perlu menyesuaikannya dengan analisis dimensional untuk menyamakannya.
5. 
   5
   Selesaikan persamaan untuk memperoleh nilai porisitas. Setelah nilai variabel yang sesuai telah dimasukkan dan unit-unitnya sudah tepat, persamaan Anda kini sudah bisa diselesaikan dengan aritmatika sederhana. Sebaiknya siapkan kalkulator untuk membantu perhitungan. Selain itu, oleh karena unit untuk $Vt$ dan $Vp$ sama, keduanya saling menghapuskan dalam pembagian. Inilah yang Anda inginkan karena porisitas tidak memiliki unit.

   • Porisitas lazimnya diekspresikan dalam persen karena biasanya hasil akhir perhitungan berupa angka desimal. Oleh karenanya, nilai porisitas dikalikan dengan 100%.
   • Menggunakan contoh sebelumnya, persamaan Anda akan seperti ini:
     • $Pt$ = 2,00 cm^3 / 5,00 cm^3 = 0,400.
     • Jika Anda ingin mengekspresikan nilai menjadi persentase, kalikan hasil perhitungan dengan 100%. Dengan demikian, diperoleh $Pt$ = 40%.
   Iklan

Metode 2

Metode 2 dari 4:

Menghitung Porositas Secara Teori Menggunakan Kerapatan

Unduh PDF

1. 
   1
   Asumsikan kerapatan partikel ($$ P d {\displaystyle Pd} ) sampel sebesar 2,66 g/(cm^3). Kerapatan partikel sampel sama dengan massa sampel dibagi dengan volume sampel. Jika Anda menangani sampel tanah, kerapatan partikel rata-rata tanah adalah 2,66 g/(cm^3). Oleh sebab itu, nilai ini diasumsikan sebagai kerapatan partikel untuk semua sampel tanah, kecuali soal memberikan nilai yang lain.
2. 
   2
   Gunakan hubungan antara volume dan kerapatan untuk menurunkan persamaan. Oleh karena kerapatan dideskripsikan sebagai massa per volume, dan porisitas adalah perbandingan volume pori terhadap volume total, porisitas dapat diekspresikan dalam bentuk kerapatan. Persamaannya akan menjadi sebagai berikut $Pt$ = (1 - $Pb$/$Pd$) yaitu $Pt$ adalah porisitas, $Pb$ adalah kerapatan curah, dan $Pd$ adalah kerapatan partikel sampel
3. 
   3
   Temukan nilai $$ P b {\displaystyle Pb} . Nilai $Pb$ akan diberikan langsung di soal. Jika nilainya tidak diberikan, mungkin soal mencantumkan nilai lain seperti massa sampel kering dan volume sampel. Dalam kasus ini, bagikan massa sampel kering dengan volume sampel untuk memperoleh kerapatan curah, atau $Pb$.
4. 
   4
   Selesaikan persamaan dengan memasukkan nilai kerapatan yang sesuai. Setelah Anda mendapatkan nilai untuk variabel $Pb$ dan $Pd$, Anda bisa menemukan nilai $Pt$. Perlu dicatat bahwa nilai yang diperoleh dari pembagian $Pb$ dengan $Pd$ harus SELALU kurang dari 1. Dengan demikian, persamaan $Pt$ = (1 - $Pb$/$Pd$) tidak pernah menghasilkan angka negatif. Kalau hasilnya negatif, kemungkinan Anda membagikan $Pd$ dengan $Pb$, dan perhitungan ini tidak benar.

   • Persamaan ini akan menghasilkan nilai porisitas berangka desimal. Untuk mengekspresikan porisitas dalam bentuk persentase, kalikan hasil perhitungan dengan 100%. Sebagai contoh, 0,41 x 100% = 41%.
   Iklan

Metode 3

Metode 3 dari 4:

Menghitung Porisitas Secara Eksperimental Menggunakan Pembasahan

Unduh PDF

1. 
   1
   Ukur volume sampel. Anda bisa mengukur volume secara langsung jika sampel dapat memenuhi wadah yang besar volumenya diketahui. Anda juga bisa memindahkan sampel ke wadah seperti bejana yang massanya sudah diukur sebelumnya untuk memperoleh besar volume. Jika Anda tidak bisa mengukur volume sampel secara langsung, silakan hitung secara matematis.

   • Memindahkan sampel dari satu wadah ke wadah lainnya dapat memengaruhi porisitas dengan mengganggu bahan sampel.
2. 
   2
   Ukur volume air. Jumlah persisnya air yang diukur tidaklah penting. Dua hal terpenting dalam langkah ini adalah mengukur air lebih banyak dari yang dibutuhkan untuk membasahi sampel, dan menuliskan berapa persisnya air yang dipakai di awal. Inilah satu-satunya cara mengetahui banyaknya air yang digunakan.
3. 
   3
   Basahi sampel dengan air. Walau sederhana, langkah ini bisa sulit dilakukan. Anda perlu menambahkan air sampai mengisi semua pori-pori di sampel, tetapi jangan sampai berlebih. Meskipun sebaiknya Anda mengisi pori-pori sampel seakurat mungkin dengan air, kesalahan pada tingkat tertentu tidak akan bisa dihindari. Usahakan menambahkan air sampai sedekat mungkin dengan ketinggian permukaan sampel padat.
4. 
   4
   Catat volume air yang digunakan. Caranya, Anda harus mengurangkan volume air yang tersisa dari volume air yang digunakan di awal. Dengan demikian, Anda memperoleh jumlah air yang dituangkan. Volume air yang digunakan (kira-kira) sama dengan volume pori-pori di sampel.
5. 
   5
   Susun persamaan untuk menyelesaikan porisitas menggunakan volume. Sekarang, Anda sudah memiliki nilai volume sampel ($Vs$) dan volume pori ($Vp$), Anda bisa menjumlahkan keduanya untuk memperoleh volume total ($Vt$). Sekarang, persamaan $Pt$ = ($Vp$/$Vt$) x 100% bisa digunakan untuk menemukan porisitas. ($Pt$).
6. 
   6
   Temukan porisitas sampel. Masukkan angka ke variabel yang sesuai di dalam persamaan. Pastikan unit setiap variabel sudah sesuai dan bisa saling menghapuskan karena porisitas tidak memiliki satuan atau unit. Anda bisa menggunakan kalkulator untuk mempermudah perhitungan.
   Iklan

Metode 4

Metode 4 dari 4:

Menghitung Porisitas di Lapangan dengan Mengambil Sampel Inti

Unduh PDF

1. 
   1
   Basahi area yang ingin disampel. Cara terbaik untuk melakukannya adalah dengan meletakkan cincin yang beratnya sudah diukur sebelumnya di tanah tempat sampel akan diambil dan isi dengan air. Biarkan air menggenang di cincin semalaman, atau sampai sepenuhnya terserap tanah. Hal ini akan memudahkan Anda mengambil sampel.
2. 
   2
   Dorong cincin baja ke tanah. Gunakan balok kayu dan palu untuk memasukkan cincin ke tanah. Tanah di dalam cincin akan menjadi sampel inti. Cincin baja akan melindungi sampel inti supaya tidak terganggu saat pengambilan.
3. 
   3
   Gali tanah di sekitar cincin. Gunakan sekop dan alat penggali lain pada tanah di sekitar cincin. Potong semua akar yang ada di bawah cincin.
4. 
   4
   Ambil cincin dari tanah. Setelah tanah di sekitar cincin sudah disingkirkan, Anda bisa mengambil cincin dari lubang. Usahakan sampel tetap berada di dalam cincin dan tidak terganggu. Berhati-hatilah supaya sampel tidak keluar dari cincin saat dipindahkan.
5. 
   5
   Catat massa basah sampel. Tambahkan air sampai sampel di dalam cincin sepenuhnya basah dan tidak bisa menahan air. Timbang sampel di dalam cincin baja, dan kurangi hasilnya dengan massa cincin baja. Dengan demikian, Anda memperoleh nilai massa basah sampel.
6. 
   6
   Catat volume sampel. Volume sampel akan sama dengan besar volume cincin baja. Oleh karena cincin adalah silinder, Anda bisa menghitung volumenya dengan mengalikan tinggi silinder dengan radius kuadrat (radius adalah jarak dari pusat lingkaran ke tepinya), lalu dikalikan dengan pi (biasanya dibulatkan menjadi 3,14). Jika besar radius belum diketahui, ukur jarak antara dua titik terlebar bagian atas silinder (dikenal juga sebagai diameter) dan bagikan dengan dua.
7. 
   7
   Pindahkan tanah ke wadah oven yang aman. Pastikan untuk menimbang massa wadah sebelumnya dan catat sebagai variabel ($mc$). Jika Anda ingin menggunakan oven microwave untuk mengeringkan sampel, pastikan wadah tidak mengandung logam dan aman digunakan di microwave.
8. 
   8
   Keringkan sampel. Jika Anda menggunakan microwave, seharusnya sampel sudah kering dalam waktu 10 menit. Proses ini memastikan smeua pori-pori di sampel sudah tidak berisi air. Anda juga bisa mengeringkan sampel menggunakan oven biasa pada suhu 105 derajat Celsius selama minimal 2 jam. Walaupun masih dipenuhi udara, hal ini tidak akan memengaruhi massa sampel.
9. 
   9
   Timbang sampel kering untuk menemukan massa total ($$ m t {\displaystyle mt} ). Jangan lupa bahwa nilai ini bukanlah massa sampel. Ini adalah massa wadah ditambah massa sampel. Jangan gunakan nilai ini untuk menghitung porisitas sampel.
10. 
    10
    Kurangkan $$ m t {\displaystyle mt} dari $$ m c {\displaystyle mc} untuk memperoleh nilai massa kering sampel ($$ m d {\displaystyle md} ). Massa kering sampel dapat diperoleh dengan mengurangi massa sampel dan wadahnya dengan massa awal sampel. Pastikan Anda memperoleh hasil yang wajar. Misalnya, massa tidak boleh memiliki nilai negatif. Kalau demikian, artinya perhitungan Anda salah dan perlu diperiksa kembali.
11. 
    11
    Hitung massa air dari sampel basah. Kurangi massa basah ($ms$) dengan massa kering ($md$). Selisihnya adalah massa air ($mw$). Sekali lagi, massa kering seharusnya lebih kecil daripada massa basah.
12. 
    12
    Ubah massa air ke volume pori sampel. Secara definisi, satu gram air sama dengan satu sentimeter kubik air. Artinya, massa air dalam gram sama dengan massa air dalam sentimeter kubik. Oleh karena sampel basah, semua pori-pori terisi oleh air. Dnegan demikian, volume pori sama dengan volume air di dalam sampel basah.
13. 
    13
    Bagikan volume pori dengan volume total sampel. Hasilnya akan berupa angka desimal yang nilainya lebih kecil dari 1. Kalikan hasilnya dengan 100% untuk memperoleh porisitas sampel yang disajikan dalam bentuk persen.
    Iklan

Tips

• Ambil beberapa sampel dari lapangan. Hal ini akan membantu mengurangi kesalahan dalam pengukuran.
• Jika Anda memindahkan sampel dari lapangan ke lokasi lain untuk dianalisis, segellah di dalam kantong plastik.
• Ada beberapa program peranti lunak seperti RESRAD yang dapat membantu menentukan porisitas. Namun, cara tersebut berada di luar ruang lingkup artikel ini.
• Nilai kerapatan curah dan kerapatan partikel dapat diketahui secara eksperimental untuk menghitung porisitas. Kerapatan curah diketahui dengan membagi massa kering dengan volume sampel. Kerapatan partikel biasanya diasumsikan bernilai 2,66 g/(cm^3).

Iklan

Peringatan

• Perlengkapan yang digunakan untuk pengukuran juga akan memengaruhi tingkat kesalahannya. Perlengkapan yang bagus akan menghasilkan sedikit kesalahan. Namun, jangan lupa bahwa semua perlengkapan memiiliki batas masing-masing.
• Pada tingkat tertentu, kesalahan manusia dapat terjadi di semua pengukuran eksperimental.
• Mengganggu sampel dengan memadatkan atau memisahkan partikel dapat menyebabkan terjadi perubahan dalam sampel porisitas. Tangani sampel dengan hati-hati.

Iklan

Hal yang Anda Butuhkan

• Menghitung Porisitas Secara Teori Menggunakan Volume
  • Kalkulator
• Menghitung Porisitas Secara Eksperimental Menggunakan Pembasahan
  • Sampel
  • Wadah sampel
  • Air
  • Wadah air
• Menghitung Porisitas di Lapangan dengan Mengambil Sampel Inti
  • Cincin baja
  • Palu dan Balok
  • Sekop
  • Timbangan
  • Oven atau Microwave