关键概念
地质学
孔隙度
岩石
颗粒
引言
你有没有听过“坚如磐石”的说法？ 事实证明，岩石并非完全坚固。岩石内部实际上有微小的气穴。当你观察一块火山岩（通常称为玄武岩）时，这一点显而易见，它充满了可见的孔洞。但是致密的岩石，如花岗岩，内部也有微小的气穴。这些气穴只是小得多。
如果你拿起一块火山岩和一块相同大小的花岗岩，你会注意到它们的重量不一样。花岗岩比火山岩重。后者中许多大的气孔使其密度低于花岗岩，孔隙度也高于花岗岩，这也使其更轻。孔洞更多的东西孔隙度更高。因此，“孔隙度”是可以帮助你判断岩石种类的一个特征。
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背景
岩石——以及大多数其他物体——都是由大小不一的颗粒堆积而成。颗粒之间是充满气体、空气或液体的空间。颗粒的形状和大小会影响它们的聚集方式，包括它们可以多紧密地堆积在一起，这会影响岩石的孔隙度——孔隙度是岩石空隙体积与其总体积之比的属性。
一般来说，较大的颗粒不如较小的颗粒堆积得紧密，这意味着将较大的颗粒堆积在一起会在颗粒之间留下更多的空间让空气填充。你可以想象一下，如果你有一个装满弹珠的杯子和另一个装满沙子的杯子。你会看到弹珠之间的空间比沙粒之间的空间多得多。
材料
• 三个透明塑料杯
• 水
• 量杯
• 可以分为三组尺寸的岩石（理想情况下是同一种岩石，例如花岗岩）
• 筛网（可选）
准备
• 确保将岩石按尺寸分为三组。岩石之间的尺寸差异越大，就越容易解释你的结果。每组岩石都应该有足够的量来完全装满一个塑料杯。
步骤
• 将每个透明塑料杯装满其中一组岩石至顶部。 你在不同的杯子中看到岩石之间有多少空间？
• 将量杯装满一杯水。
• 将水倒入其中一个装有岩石的杯子中，将杯子装满至顶部。
• 量杯中还剩多少水？ 从一杯水中减去量杯中剩余的量，就可以知道岩石之间空气占据了多少体积。 空气占据了多少体积？
• 对于另外两个装有岩石的杯子，再次量取一杯水，将每个装有岩石的杯子装满水，并确定空气占据了多少体积。
• 与装有最小岩石的杯子相比，装有最大岩石的杯子的空气量是多少？ 这些杯子中的空气体积与装有中等大小岩石的杯子中的空气体积相比如何？
• 额外：你可以计算你在本次活动中使用的每个不同尺寸岩石杯子的孔隙度。为此，将每个装有岩石的杯子中空气所占的体积除以杯子可以容纳的总水量（不含岩石）。例如，如果空气占据了半杯，而杯子总共可以容纳一杯，则孔隙度为 50%。 每个不同尺寸岩石杯子的孔隙度是多少？
• 额外：土壤是岩石、矿物质和有机物的混合物。孔隙度也是土壤的一个属性。尝试使用不同类型的土壤进行相同的活动：粘土、壤土、沙土、粉土、盆栽土、堆肥等等，但在杯子顶部放一个筛网，以防止在向杯子中倒水时有机物漂浮出来。 不同类型的土壤具有不同的孔隙度吗？ 观察和结果
你能看到杯子中岩石之间的空间吗？ 装有最大岩石的杯子比装有最小岩石的杯子的空气多吗？ 装有最小岩石的杯子比装有中等大小岩石的杯子的空气少吗？
这项活动以更大的规模模拟了岩石的内部结构。因为一般来说，较大的颗粒不如较小的颗粒堆积得紧密，所以由较大颗粒制成的岩石通常比由较小颗粒制成的岩石更具孔隙度。但是岩石不是静态的；像所有事物一样，岩石会随着时间而变化。当对岩石施加足够的压力或力时，压力可以使岩石更有效地堆积其颗粒。通常，压力会在岩石上长期累积，因为泥土和其他岩石最终会堆积在其顶部。你可以看到这个过程，称为压实作用，是如何随着时间的推移降低岩石的孔隙度的。
更多探索
“ 岩石特性：孔隙度和密度”，来自威斯康星州地质与自然历史调查局
“岩石循环：压实作用和胶结作用”，来自伦敦地质学会
“孔隙度和渗透率”，来自eNotes
“孔隙度和颗粒大小”，来自科学伙伴
本活动由科学伙伴合作推出