В качестве альтернативы, вы можете представить ее как энергию, которая имеет "потенциал" для работы. При изменении состояния, расположения или положения объекта накопленная энергия высвобождается.
В то время как потенциальную энергию можно определить как скрытую энергию, накопленную в веществе в состоянии покоя, другая ее форма, называемая кинетической энергией, выражается веществом, находящимся в движении.
Типы потенциальной энергии
Существуют различные типы потенциальной энергии, каждый из которых связан с определенным типом силы.
Четыре основных типа:
Гравитационная Потенциальная Энергия: энергия в объекте, когда она удерживается вертикально на некоторой высоте.
Упругая потенциальная энергия: энергия, запасенная в объекте, когда он растягивается или сжимается.
Потенциальная электрическая энергия: энергия в объекте за счет его заряда.
Химическая потенциальная энергия: энергия, запасенная в химических связях вещества.
Каждый из них измеряется по-разному. Например, потенциальная энергия гравитации (PE) пропорциональна массе (m) объекта, силе тяжести (g) и высоте (h), на которой удерживается объект.
Для решения этой задачи вам понадобятся следующие формулы:
1. Общая плотность почвы (ρ) выражается как произведение плотности твердой фазы почвы (ρs) и объемной доли твердой фазы почвы (Vv):
ρ = ρs * Vv
2. Объемная доля твердой фазы почвы (Vv) выражается как разность единицы и объемной доли воздуха (Va) и объемной доли воды (Vw):
Vv = 1 - Va - Vw
3. Объемная доля воздуха (Va) и объемная доля воды (Vw) связаны с содержанием воздуха (ωa) и содержанием воды (ωw) соответственно:
Va = ωa / ρa
Vw = ωw / ρw
где ρa и ρw - плотности воздуха и воды соответственно.
В данном случае, влажность почвы (20%) является содержанием воды, а плотность твердой фазы почвы (2,5 г/см³) - плотностью твердой фазы.
1. Рассчитаем объемную долю воздуха (Va):
Va = ωa / ρa
Воздух считается сухим, поэтому ωa = 0. Плотность воздуха при нормальных условиях (20 °C, 1 атм) составляет около 1,225 кг/м³, что составляет примерно 0,001225 г/см³:
Va = 0 / 0,001225 = 0
2. Рассчитаем объемную долю воды (Vw):
Vw = ωw / ρw
Влажность почвы равна 20%, что составляет 0,2. Плотность воды при нормальных условиях составляет около 1 г/см³:
Vw = 0,2 / 1 = 0,2
3. Теперь рассчитаем объемную долю твердой фазы почвы (Vv):
Vv = 1 - Va - Vw
= 1 - 0 - 0,2
= 0,8
4. Наконец, рассчитаем плотность почвы (ρ):
ρ = ρs * Vv
= 2,5 г/см³ * 0,8
= 2 г/см³
Таким образом, сложение пахотного слоя почвы составляет 2 г/см³.