مسامية

المسامية Porosity هي مجموعة الفجوات (متصلة أو لا) في صخر (جيولوجيا) أو في مادة أخرى يمكن ان يحوي مائعا (سائل أو غاز)

المسامية هي أيضا قيمة عددية التي تعبر عن هذه الفجوات. حجم الفراع قسمة حجم المادة الاجمالي يعبر عنه بالرمز Φ.

نميز نوعين من المسامية: مسامية الشقوق ومساميات الفجوات.

الشقوق هي مجالات فارغة حيث يكون طول بعدين أعلى بشكل بين من البعد الثالث. مسامية الشقوق مرتبطة ميكانيكية أو حرارية

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 أنواع المسامية

نستطيع ان نميز بين عدة أنواع من المسامية:

• المسامية المغلقة: هي مسامية الفجوات التي لا يمكن للعوامل الخارجية الوصول اليها(غير صالحة للاستعمال لاستغلال الموارد).
• المسامية الحرة: هو عكس المسامية المغلقة.
• المسامية الفخية: هي مسامية حرة لا تسمح باسترجاع الموائع المحتجزة.
• المسامية المفيدة: هي المسامية التي تسمح باسترجاع الموائع المحتجزة.
• المسامية المتبقية: هي المسامية الناجمة عن الفراغات الغير متصلة فيما بينها أو مع الوسط الخارجي.
• المسامية الكلية: هو مجموع المسامية المفيدة و المسامية التبقية.
• المسامية الفعالة: هو المصطلح المستعمل في الهيدروجيولوجيا، هذه المسامية هي تلك التي يتحرك فيها الماء و يمكن استرجاعه.

الصخور المسامية يمكن ان تكون صخور خازنة، يعني تحوي موائع(غاز طبيعي ، بترول ، ماء .) : هذا المخزون يمكن ان يكون طبيعي (مخزون طبيعي من الغاز أو البترول.) أو محقون من قبل الإنسان (تخزين تحت الأرض).

المسامية يمكن ان تنجم أيضا عن تكاثف عدة ثغور بلورة ، هي غالبا عبارة عن فجوات مغلقة، توجد داخل البلورة أو في الصدوع الطفيفة بين الأجسام البلورية أو بينية المعادن/اكسيد.

 قياس المسامية

Optical method of measuring porosity: thin section under gypsum plate shows porosity as purple color, contrasted with carbonate grains of other colors. Pleistocene eolianite from San Salvador Island, Bahamas. Scale bar 500 μm.

Several methods can be employed to measure porosity:

• Direct methods (determining the bulk volume of the porous sample, and then determining the volume of the skeletal material with no pores (pore volume = total volume − material volume).
• Optical methods (e.g., determining the area of the material versus the area of the pores visible under the microscope). The "areal" and "volumetric" porosities are equal for porous media with random structure.
• Computed tomography method (using industrial CT scanning to create a 3D rendering of external and internal geometry, including voids. Then implementing a defect analysis utilizing computer software)
• Imbibition methods, i.e., immersion of the porous sample, under vacuum, in a fluid that preferentially wets the pores.
  • Water saturation method (pore volume = total volume of water − volume of water left after soaking).
• Water evaporation method (pore volume = (weight of saturated sample − weight of dried sample)/density of water)
• Mercury intrusion porosimetry (several non-mercury intrusion techniques have been developed due to toxicological concerns, and the fact that mercury tends to form amalgams with several metals and alloys).
• Gas expansion method. A sample of known bulk volume is enclosed in a container of known volume. It is connected to another container with a known volume which is evacuated (i.e., near vacuum pressure). When a valve connecting the two containers is opened, gas passes from the first container to the second until a uniform pressure distribution is attained. Using ideal gas law, the volume of the pores is calculated as

$V_{V}=V_{T}-V_{a}-V_{b}{P_{2} \over {P_{2}-P_{1}}}$,

where

V_V is the effective volume of the pores,

V_T is the bulk volume of the sample,

V_a is the volume of the container containing the sample,

V_b is the volume of the evacuated container,

P₁ is the initial pressure in the initial pressure in volume V_a and V_V, and

P₂ is final pressure present in the entire system.

The porosity follows straightforwardly by its proper definition

$\phi ={\frac {V_{V}}{V_{T}}}$.

Note that this method assumes that gas communicates between the pores and the surrounding volume. In practice, this means that the pores must not be closed cavities.

• Thermoporosimetry and cryoporometry. A small crystal of a liquid melts at a lower temperature than the bulk liquid, as given by the Gibbs-Thomson equation. Thus if a liquid is imbibed into a porous material, and frozen, the melting temperature will provide information on the pore-size distribution. The detection of the melting can be done by sensing the transient heat flows during phase-changes using differential scanning calorimetry – (DSC thermoporometry), measuring the quantity of mobile liquid using nuclear magnetic resonance – (NMR cryoporometry) or measuring the amplitude of neutron scattering from the imbibed crystalline or liquid phases – (ND cryoporometry).

 انظر أيضاً

• Void ratio
• Petroleum geology
• Poromechanics
• Bulk density
• Particle density (packed density)
• Packing density
• Void (composites)
• Coherent diffraction imaging

 References

• Glasbey, C. A.; G. W. Horgan; J. F. Darbyshire (September 1991). "Image analysis and three-dimensional modelling of pores in soil aggregates". Journal of Soil Science. 42 (3): 479–86. doi:10.1111/j.1365-2389.1991.tb00424.x.
• Horgan, G. W.; B. C. Ball (1994). "Simulating diffusion in a Boolean model of soil pores". European Journal of Soil Science. 45 (4): 483–91. Bibcode:1994EuJSS..45..483H. doi:10.1111/j.1365-2389.1994.tb00534.x.
• Horgan, Graham W. (1996-10-01). "A review of soil pore models" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2005-05-15. Retrieved 2006-04-16. {{cite journal}}: Cite journal requires |journal= (help)
• Horgan, G. W. (June 1998). "Mathematical morphology for soil image analysis". European Journal of Soil Science. 49 (2): 161–73. doi:10.1046/j.1365-2389.1998.00160.x. S2CID 97042651.
• Horgan, G. W. (February 1999). "An investigation of the geometric influences on pore space diffusion". Geoderma. 88 (1–2): 55–71. Bibcode:1999Geode..88...55H. doi:10.1016/S0016-7061(98)00075-5.
• Nelson, J. Roy (January 2000). "Physics of impregnation" (PDF). Microscopy Today. 8 (1): 24. doi:10.1017/S1551929500057114. Archived from the original (PDF) on 2009-02-27.
• Rouquerol, Jean (December 2011). "Liquid intrusion and alternative methods for the characterization of macroporous materials (IUPAC Technical Report)*" (PDF). Pure Appl. Chem. 84 (1): 107–36. doi:10.1351/pac-rep-10-11-19. S2CID 10472849.

 وصلات خارجية

• Absolute Porosity & Effective Porosity Calculations
• Geology Buzz: Porosity