Všechny minerály (a kameny se vztahují konkrétně k minerálům) mají dvě důležité vlastnosti - hmotnost a hustota. Kromě toho je hustota kamene v čistě praktickém smyslu důležitá - pro výpočet zásoby nerostného ložiska.
Co je tato charakteristika?
Pro každou látku hustota znamená hmotnost vydělenou jednotkovým objemem. Protože kameny (tj. Minerály) mají heterogenní složení a zahrnují prvky různých atomových hmot, mohou se fyzikální vlastnosti jejich hustoty výrazně lišit. Hustota kamenů závisí nejen na závažnosti prvků, které je tvoří, ale také na tom, jak těsně jsou elementární částice „hustě zabaleny“ do své vnitřní struktury.
Studium hustoty minerálů se zabývá mineralogií. Hustota kamene se vypočte vydělením hmotnosti minerálního vzorku v jednotkovém objemu hmotností vody stejného objemu při teplotě 4 ° C. Například hmotnost vzorku je 200 gramů. Voda ve stejném objemu 40 gramů. V tomto případě bude hustota tohoto kamene 5.
Hustota kamenů se měří v kilogramech na metr krychlový nebo gramech na centimetr krychlový.
Jak najít hustotu kamene?
Jak se určuje hustota kamene? Postup je poměrně jednoduchý - vzorek nejprve zvážte na vzduchu, poté ve vodě. Podle zákona Archimedes odpovídá získaný rozdíl hmotnosti vody, kterou vzorek vytlačuje. Hustota se vypočítá dělením hmotnosti vzorku na vzduchu daným rozdílem.
Minerály mohou být lehké, střední, těžké a velmi těžké v závislosti na jejich hustotě. Například hustota žulového kamene je 2 600 kg / m3. Pro informaci: hustota plic nepřesahuje 2, 5 g / cm3, střední - pohybuje se v rozmezí 2, 5 až 4 g / cm³, těžká - od 4 do 8 g / cm³. Mezi velmi těžké kameny patří minerály s hustotou vyšší než 8 g / cm³.
Hustota drahokamů
Kromě hustoty a další charakteristiky - tvrdosti, minerály drahokamů nebo drahých kamenů mají také důležitou složku jako hmotnost, měřenou v gramech nebo karátech (v perelách - v zrnech).
Pro vyjasnění poměru těchto jednotek nezapomeňte: 1 karát odpovídá 200 miligramům, 50 miligramů na jedné straně, tj. 1 karát se rovná čtyřem zrnům. Přesnost měření drahokamů - až dvě desetinná místa.
Pojďme do laboratoře
Jak změřit hustotu tažení. kameny v laboratoři? K tomu se nejlépe hodí hydrostatická metoda. Jeho princip navrhl řecký vědec Archimedes před mnoha staletími. Podstata principu známého ze školního kurzu fyziky je následující: těleso ponořené do kapaliny je vytlačeno silou, která se rovná hmotnosti kapaliny vytlačené daným tělem.
Jednoduše řečeno, pokud zavěsíte kámen a spustíte jej do vody, jeho hmotnost se ve srovnání s originálem sníží o tolik, kolik se tím vytlačí voda. Je zřejmé, že tento objem bude roven vlastnímu objemu kamene.
Tím, že postupně vážíme kameny ve vzduchu, a pak ve vodě, můžeme získat všechna data, která potřebujeme vypočítat.
Všechno je v přírodě!
Nyní se obraťme na materiály z přírodního kamene. Jak víte, existuje několik typů. Z praktického hlediska je obvyklé připisovat jakékoli plemeno jedné ze dvou skupin - silné nebo nízké síly.
Materiály první skupiny mají vysoký index tvrdosti a nejčastěji je struktura střední nebo hrubozrnná. V takzvaném stavu bez povětrnostních podmínek mají malou absorpci vody. U ostatních hornin (s nízkou pevností), jak název napovídá, je pevnost výrazně nižší. Mají také mnohem vyšší stupeň absorpce vody.
Někdy je třeba při rozpoznávání typů hornin určit jejich tvrdost. V terénu je nejvhodnější to udělat pomocí tzv. Mohsova relativní stupnice a další dostupné nástroje. Takovými improvizovanými nástroji mohou být stylus, mince, kus skla, pilník, ocelová jehla nebo nůž, obyčejná nebo diamantová řezačka skla. Průměrná hustota kamene je také důležitá při určování jeho plemene. Po určení této hodnoty lze plemeno identifikovat podle zvláštních tabulek.
Vypočítáme hustotu přírodních kamenů
Jak vypočítat průměrnou hustotu vzorku kamene? Zařízení, které je k tomu nezbytné, je vyvážení se sadou závaží a dovedností pro měření objemu vzorku majícího nepravidelný tvar.
Nejjednodušší způsob, jak toho dosáhnout, je mít odstupňovaný odměrný válec s objemem asi půl litru. Do takového válce se nalije 200 - 300 ml vody a umístí se kus studovaného kamenného materiálu.
Celkový objem vzorků umístěných ve vodě je rozpoznán podle množství vody, kterou vytlačí. Vydělením jejich hmotnosti vypočítaným objemem se získá průměrná hustota materiálu.
Co je důležité zvážit?
Je třeba poznamenat, že tato metoda je vhodná pouze pro hustou horninu s nevýznamnou absorpcí vody (ne více než 2%). Pokud je tato vlastnost vyšší (do 5%), musí být suchý vzorek po zvážení nejprve umístěn do vodného média pro nasycení. Potom se výše uvedenou metodou stanoví průměrná hustota. Nasycení se považuje za úplné, pokud během absorpce vody hmotnost přestane růst.
Porézní kameny (nejčastěji vápence nebo tufy) mají nízkou pevnost. Snadno se zpracovávají - u běžné pily vyříznou vzorek požadovaného tvaru (například krychle) a vypočítají jeho objem změřením ploch.
Udělej to sám
Při nepřítomnosti dostatečného objemu v odměrném válci v poli může být množství vytlačené vody stanoveno následovně. V každé kovové nádobě válcového tvaru, těsně pod vrcholem, se děruje do zdi otvor obyčejným hřebíkem, pak se do ní vloží trubka, která může být také vyrobena nezávisle sklopením jakékoli fólie. Upevněte jej do stěny válce plastelínou nebo jiným podobným materiálem.
Tím se získá měřič objemu pole. Pokud se tato jednotka používá nepřetržitě, má smysl pájet trubku z oceli nebo mosazi.
Kameny z lidských rukou
Všechno napsané výše se týkalo přírodních kamenů. A teď je čas mluvit o umělých. Mohou to být zdi, silnice a boky. Patří sem také betonové střešní tašky a dlažební desky, jakož i všechny druhy slepých ploch, schodišťové stupně a komínové prvky.
Při výrobě téměř všech těchto kamenů v Rusku i v zahraničí se používají přísné technické normy. Upravují všechny základní vlastnosti - kvalitu výchozích materiálů, velikost a tvar průřezu, fyzikální a mechanické vlastnosti (včetně hustoty betonových kamenů).
Tyto požadavky závisí na zamýšlených provozních podmínkách a na dostupném materiálu.
