نفوذپذیری در مقابل تخلخل
نفوذپذیری و تخلخل دو مفهومی هستند که در بسیاری از زمینه ها، در فیزیک مورد بحث قرار می گیرند. این مفاهیم در برخی صنایع نیز نقش عمده ای دارند. نفوذپذیری یک مفهوم مهم در زمینه هایی مانند الکترومغناطیس، مکانیک سیالات و علوم زمین است. تخلخل در زمینه هایی مانند علم مواد، زمین شناسی، زمین شناسی، خاک شناسی و غیره مهم است. تخلخل در صنایعی مانند داروسازی، سرامیک و ساختمان سازی نیز مهم است. داشتن درک صحیح از نفوذپذیری و تخلخل برای برتری در چنین زمینه‌هایی حیاتی است. در این مقاله قصد داریم در مورد چیستی نفوذپذیری و تخلخل، تعاریف آنها، کاربردهای نفوذپذیری و تخلخل، شباهتهای بین آنها و در نهایت تفاوت نفوذپذیری و تخلخل بحث کنیم.
نفوذپذیری چیست؟
اصطلاح «نفوذپذیری» در زمینه‌های مختلف معانی مختلفی دارد، اما به طور کلی، نفوذپذیری را می‌توان به عنوان کیفیت ماده یا غشایی تعریف کرد که توانایی آن ماده یا غشاء را برای عبور مایعات یا گازها تعیین می‌کند.. نفوذپذیری خلاء (یا نفوذپذیری در فضای آزاد) و نفوذپذیری در الکترومغناطیس دو مفهومی هستند که به طور گسترده در فیزیک مورد استفاده قرار می گیرند. قبل از مطالعه نفوذپذیری خلاء، مهم است که درک خوبی در مورد قانون نیروی آمپر داشته باشید.
دو سیم نازک، مستقیم، ثابت و موازی را در نظر بگیرید که با فاصله r در فضای آزاد قرار دارند. هنگامی که یک جریان I در هر سیم حمل می شود، نیرویی به یکدیگر وارد می شود. قانون آمپر بیان می کند که نیرو در واحد طول با F=µ0I2/2πr داده می شود، که در آن نیرو با F و نفوذپذیری خلاء نشان داده می شود. با μ0 نشان داده می شود وقتی فاصله بین سیم ها 1 متر است و جریان 1 آمپر در هر سیم جریان دارد، نیروی بین دو سیم 2×10- است. 7 Nm-1بنابراین، μ0 برابر است با 4π × 10-7 NA-2 در الکترومغناطیس، نفوذپذیری می تواند به عنوان معیار توانایی یک ماده برای حمایت از تشکیل میدان مغناطیسی در درون خود توصیف شود. در الکترومغناطیس، نفوذپذیری با معادله B=µH داده می‌شود، که در آن نفوذپذیری با μ، چگالی شار مغناطیسی با B، و قدرت میدان مغناطیسی با H نشان داده می‌شود. در علم زمین، نفوذپذیری را می‌توان به عنوان اندازه‌گیری توانایی یک مواد متخلخل، برای عبور مایعات از آن. در اینجا، واحد نفوذپذیری SI m2 است
تخلخل چیست؟
تخلخل اندازه گیری فضای خالی یا خالی در یک ماده است. به این کسر خالی در یک ماده نیز می گویند. مقدار تخلخل بین 0-1 یا به صورت درصدی بین 0-100٪ کاهش می یابد. تخلخل یک ماده با معادله ø=VV/VT به دست می آید، که در آن تخلخل با ø، حجم فضای خالی با V نشان داده می شود. V و حجم کل یا حجم مواد با VT نشان داده شده استموادی مانند گرانیت در مقایسه با موادی مانند خاک رس و ذغال سنگ نارس تخلخل کمی دارند. برای اندازه گیری تخلخل می توان از چندین روش استفاده کرد. اینها روشهای مستقیم، روشهای نوری، روش توموگرافی کامپیوتری، روش تبخیر آب، روش انبساط گاز و غیره هستند.
تفاوت بین نفوذپذیری و تخلخل چیست؟
• نفوذپذیری معانی مختلفی در زمینه های مختلف مانند الکترومغناطیس، علم زمین و غیره دارد، اما تخلخل اینطور نیست. تخلخل اندازه فضاهای خالی یک ماده است.
• نفوذپذیری دارای واحدهای SI مختلف با توجه به زمینه هایی است که اعمال می شود. به عنوان مثال، وقتی در الکترومغناطیس استفاده می شود، واحد SI آن NA-2 است، اما در علم زمین، m2 است. چنین واحدهای SI وجود ندارد. فقط یک مقدار عددی دارد که بین 0-1 قرار دارد.
• نفوذپذیری در بسیاری از زمینه های مختلف مانند الکترومغناطیس، قانون آمپر و علوم زمین کاربرد دارد، اما تخلخل در زمینه هایی مانند علوم زمین، علوم خاک و معدنی و غیره استفاده می شود.
