Hogyan határozható meg egy kő sűrűsége?

2024 Szerző: Henry Conors | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-02-12 08:30

Minden ásványnak (és a köveknek is ásványok) két fontos jellemzője van - a tömeg és a sűrűség. Ráadásul a kő sűrűsége pusztán gyakorlati szempontból is fontos – az ásványlelőhely tartalékának kiszámításához.

Mi ez a funkció?

Bármely anyag esetében a sűrűség úgy értendő, mint a tömeg osztva egységnyi térfogattal. Mivel a kövek (vagyis az ásványok) heterogén összetételűek és különböző atomtömegű elemeket tartalmaznak, sűrűségük fizikai jellemzői jelentősen változhatnak. Ezenkívül a kövek sűrűsége nemcsak az őket alkotó elemek súlyosságától függ, hanem attól is, hogy az elemi részecskék milyen szorosan „pakolódnak” belső szerkezetükbe.

Az ásványtan az ásványi anyagok sűrűségének vizsgálatával foglalkozik. A kő sűrűségét úgy számítják ki, hogy a minta ásványának térfogategységenkénti tömegét elosztják az azonos térfogatú, 4 ⁰С hőmérsékletű víz tömegével. Például a minta tömege 200 gramm. Víz ugyanabban a térfogatban 40 gramm. Ebben az esetben ennek a kőnek a sűrűsége 5 lesz.

A kövek sűrűségét köbméterenként kilogrammban, ill.gramm per köbcentiméter.

Hogyan találjuk meg a kő sűrűségét?

Hogyan határozható meg egy kő sűrűsége? Az eljárás meglehetősen egyszerű - először levegőben, majd vízben mérjük le a mintát. Arkhimédész törvénye szerint a kapott különbség a minta által kiszorított víz tömegének felel meg. A sűrűséget úgy számítjuk ki, hogy a levegőben lévő minta tömegét elosztjuk ezzel a különbséggel.

A sűrűségtől függően az ásványok lehetnek könnyűek, közepesek, nehézek és nagyon nehézek. Például a gránitkő sűrűsége 2600 kg/m³. Referenciaként: a tüdő sűrűsége nem haladja meg a 2,5 g / cm³-ot, közepes - 2,5-4 g / cm³, nehéz - 4-8 g / cm³. A 8 g/cm³ feletti sűrűségű ásványok nagyon nehéz kövek.

Gem Density

A sűrűségen és egy másik jellemzőn – a keménységen – kívül a drágakő ásványoknak vagy drágaköveknek van egy olyan fontos összetevője is, mint a tömeg, grammban vagy karátban (a gyöngy esetében – szemekben) mérve.

Az egységek arányának megértéséhez ne feledje: 1 karát 200 milligrammnak felel meg, egy szemben 50 milligramm van, vagyis 1 karát négy szemnek felel meg. A drágakő mérési pontossága legfeljebb két tizedesjegy lehet.

Menjünk a laborba

Hogyan mérjük a kotrási sűrűséget. kövek a laboratóriumban? Erre a legalkalmasabb a hidrosztatikus módszer. Elvét Arkhimédész görög tudós javasolta sok évszázaddal ezelőtt. Az iskolai fizika tantárgyból ismert elv lényege a következő: folyadékba merített testa test által kiszorított folyadék tömegével megegyező erő nyomja ki belőle.

Leegyszerűsítve, ha felakasztunk egy követ és leengedjük a vízbe, akkor a súlya az eredetihez képest annyival csökken, amennyit az általa kiszorított víz térfogata nyom. Nyilvánvaló, hogy ez a térfogat egyenlő lesz a kő saját térfogatával.

Így a köveket a levegőben, majd a vízben egymás után lemérve megkapjuk a számításhoz szükséges összes adatot.

Mindent – a természetnek

Most pedig térjünk át a természetes kőanyagokra. Mint tudod, több típusa van. Gyakorlati szempontból minden fajtát általában két csoport egyikébe sorolnak be – erős vagy gyenge.

Az első csoportba tartozó anyagok magas keménységi indexszel rendelkeznek, és leggyakrabban közepes vagy durva szemcsés szerkezetűek. Az úgynevezett mállott állapotban kevés a vízfelvételük. Más (alacsony szilárdságú) fajtákban, ahogy a neve is sugallja, az erő sokkal kisebb. Sokkal magasabb a vízfelvételük is.

Néha a kőzettípusok felismerésekor meg kell határozni a keménységét. A terepen ezt a legkényelmesebb az ún. relatív Mohs-skála és további rögtönzött eszközök. Ilyen rögtönzött eszköz lehet toll, érme, üvegdarab, reszelő, acéltű vagy kés, közönséges vagy gyémánt üvegvágó. Egy kő átlagos sűrűsége is fontos a kőzetének meghatározásában. Ennek az értéknek a meghatározásával azonosíthatótenyészteni speciális táblázatokra hivatkozva.

Számítsa ki a természetes kövek sűrűségét

Hogyan számítható ki egy mintakő átlagos sűrűsége? Az ehhez szükséges felszerelés egy mérleg súlykészlettel és egy szabálytalan alakú minta térfogatának mérésére alkalmas készségekkel.

Ezt a legegyszerűbben egy körülbelül fél literes mérőhengerrel lehet megtenni. Egy ilyen hengerbe 200-300 ml vizet öntünk, és belehelyezzük a vizsgált kőanyag egy darabját.

A vízbe helyezett minták teljes térfogatát az általuk kiszorított víz mennyisége határozza meg. Ezután tömegüket a számított térfogattal elosztva megkapjuk az anyag átlagos sűrűségét.

Mit fontos figyelembe venni?

Megjegyzendő, hogy ez a módszer csak sűrű, alacsony vízfelvételű (legfeljebb 2%-os) kőzetekre alkalmas. Ha ez a jellemző magasabb (legfeljebb 5%), egy előzőleg lemért száraz mintát először vizes közegbe kell helyezni telítés céljából. Ezután az átlagos sűrűséget a fenti módszerrel határozzuk meg. A telítettség akkor tekinthető teljesnek, ha a súly növekedése megáll a vízfelvétel során.

A porózus kövek (leggyakrabban mészkövek vagy tufák) alacsony szilárdságúak. Könnyen feldolgozhatók – vágja ki a kívánt alakú mintát (például egy kockát) egy közönséges fémfűrésszel, és számítsa ki a térfogatát az élek megmérésével.

DIY

Elegendő térfogatú mérőhenger hiányában a kiszorított víz mennyisége az alábbiak szerint határozható megmódon. Bármely hengeres fémedényben, közvetlenül a teteje alatt, egy közönséges szöggel lyukat ütnek a falba, majd egy csövet szúrnak bele, amely tetszőleges fólia hengerlésével önállóan is elkészíthető. Rögzítse a henger falába gyurmával vagy hasonló anyaggal.

Így kapsz egy utazási térfogatmérőt. Ha ezt az egységet folyamatosan használják, érdemes acél vagy sárgaréz csövet forrasztani.

Ember által készített kövek

A fent leírtak a természetes kövekre vonatkoztak. És most itt az ideje, hogy beszéljünk a mesterségesekről. Lehetnek fal, út és oldalsó. Ebbe beletartoznak a beton tetőcserepek és járólapok, valamint mindenféle vakterület, lépcsőfokok és kéményelemek is.

Az összes felsorolt kő gyártása során mind Oroszországban, mind külföldön szigorú műszaki előírásokat alkalmaznak. Szabályozzák az összes fő jellemzőt - a nyersanyagok minőségét, a szelvény méretét és alakját, a fizikai és mechanikai mutatókat (beleértve a betonkövek sűrűségét is).

Ezek a követelmények a várható működési feltételektől és a rendelkezésre álló anyagoktól függenek.

Mik lehetnek műkövek?

A beton, amelyből a kövek készülnek, lehet nehéz vagy könnyű. A belőle készült mesterséges kövek tömörek vagy üregesek. Az üreges kövek átlagos térfogatsűrűségének normatív jellemzője nem haladhatja meg az 1650 kg / m³-t,testes - 2200 kg/m³.

A falkövek közepes sűrűségűek (és ráadásul hővezető képességük) hatékonynak (sűrűség 1400 kg/m³-ig), feltételesen hatékonynak (1400-1650 kg/m³) és nehéznek (fent) számítanak. 1650 kg/m³). Legtöbbjüket ma már alacsony sűrűségű (1800 kg/m³-ig) könnyűbetonból állítják elő.

A nagy kopásállóságú és alacsony vízfelvételű nehézbetont (beleértve a homokot is) oldal- vagy útkövek, valamint járólapok gyártásához használják, mivel ezek működési feltételei szigorúbbak, mint a falaké.

A mesterséges kövek adalékanyagban is különböznek, amelyek lehetnek kvarchomok (finom adalékanyagnak számítanak) vagy erős kőzetek (nagy adalékanyag). Például a természetes kőből készült zúzott kő sűrűsége a frakciótól - az őrlés mértékétől függően - eltérő lehet. Az adalékanyag összetétele is jelentős hatással van a műkő sűrűségére.