Com determinar la densitat d'una pedra?

2024 Autora: Henry Conors | [email protected]. Última modificació: 2024-02-12 04:55

Tots els minerals (i les pedres són minerals) tenen dues característiques importants: la massa i la densitat. A més, la densitat de la pedra és important en un sentit purament pràctic: per calcular la reserva d'un jaciment mineral.

Què és aquesta característica?

Per a qualsevol substància, la densitat s'entén com la massa dividida per la unitat de volum. Com que les pedres (és a dir, els minerals) tenen una composició heterogènia i inclouen elements de diferents masses atòmiques, la característica física de la seva densitat pot variar significativament. A més, la densitat de les pedres depèn no només de la gravetat dels elements que les componen, sinó també de com estan "empaquetades" les partícules elementals a la seva estructura interna.

La mineralogia s'ocupa de l'estudi de la densitat dels minerals. La densitat d'una pedra es calcula dividint la massa d'un mineral mostra per unitat de volum per la massa d'aigua del mateix volum a una temperatura de 4 ⁰С. Per exemple, el pes de la mostra és de 200 grams. Aigua en el mateix volum de 40 grams. En aquest cas, la densitat d'aquesta pedra serà igual a 5.

La densitat de les pedres es mesura en quilograms per metre cúbic ograms per centímetre cúbic.

Com trobar la densitat d'una pedra?

Com es determina la densitat d'una pedra? El procediment és bastant senzill: primer pesem la mostra a l'aire i després a l'aigua. Segons la llei d'Arquimedes, la diferència resultant correspon a la massa d'aigua que desplaça la mostra. La densitat es calcula dividint la massa de la mostra a l'aire per aquesta diferència.

Depenent de la densitat, els minerals poden ser lleugers, mitjans, pesats i molt pesats. Per exemple, la densitat de la pedra de granit és de 2.600 kg/m³. Com a referència: la densitat dels pulmons no supera els 2,5 g / cm³, mitjana - oscil·la entre 2,5 i 4 g / cm³, pesada - de 4 a 8 g / cm³. Els minerals amb una densitat superior a 8 g/cm³ són pedres molt pesades.

Densitat de gemmes

A més de la densitat i una altra característica: la duresa, els minerals preciosos o les pedres precioses també tenen un component tan important com la massa, mesurada en grams o quirats (per a les perles - en grans).

Per entendre la proporció d'aquestes unitats, recordeu: 1 quirat correspon a 200 mil·ligrams, en un gra hi ha 50 mil·ligrams, és a dir, 1 quirat és igual a quatre grans. La precisió de mesura de les joies és de fins a dos decimals.

Anem al laboratori

Com mesurar la densitat de la draga. pedres al laboratori? El mètode hidrostàtic és el més adequat per a això. El seu principi va ser proposat pel científic grec Arquímedes fa molts segles. L'essència del principi conegut del curs de física de l'escola és la següent: un cos immers en un líquidés empès fora d'ell per una força que és igual al pes del líquid desplaçat per aquest cos.

Per dir-ho simplement, si penges una pedra i la baixes a l'aigua, el seu pes disminuirà en comparació amb l'original tant com pesi el volum d'aigua desplaçada per ella. Està clar que aquest volum serà igual al volum de la pròpia pedra.

Així, pesant seqüencialment les pedres a l'aire i després a l'aigua, podem obtenir totes les dades que necessitem per al càlcul.

Tot - a la natura

Ara passem als materials de pedra natural. Com sabeu, n'hi ha de diversos tipus. Des d'un punt de vista pràctic, qualsevol raça se sol classificar en un dels dos grups: forta o de baixa força.

Els materials del primer grup tenen un índex de duresa elevat i, la majoria de les vegades, l'estructura és de gra mitjà o gruixut. En l'anomenat estat no meteoritzat, tenen poca absorció d'aigua. En altres races (de baixa força), com el seu nom indica, la força és molt menor. També tenen un grau d'absorció d'aigua molt més alt.

De vegades, a l'hora de reconèixer tipus de roca, cal determinar-ne la duresa. Al camp, el més convenient és fer-ho amb l'ajuda de l'anomenat. escala de Mohs relativa i mitjans improvisats addicionals. Aquests mitjans improvisats poden ser un llapis, una moneda, un tros de vidre, una llima, una agulla d'acer o un ganivet, un tallador de vidre normal o de diamant. La densitat mitjana d'una pedra també és important per determinar la seva roca. En determinar aquest valor, és possible identificar-locria fent referència a taules especials.

Calculeu la densitat de les pedres naturals

Com calcular la densitat mitjana d'una pedra de mostra? L'equip necessari per fer-ho és una bàscula amb un conjunt de pesos i les habilitats per mesurar el volum d'una mostra de forma irregular.

La manera més senzilla de fer-ho és amb un cilindre graduat amb un volum d'aproximadament mig litre. S'aboquen 200-300 ml d'aigua en aquest cilindre i es col·loca un tros del material de pedra estudiat.

El volum total de mostres col·locades a l'aigua es reconeix per la quantitat d'aigua desplaçada per aquestes. Aleshores, dividint la seva massa pel volum calculat, s'obté la densitat mitjana del material.

Què és important a tenir en compte?

Cal tenir en compte que aquest mètode només és adequat per a roques denses amb poca absorció d'aigua (no més del 2%). Si aquesta característica és superior (fins al 5%), una mostra seca prèviament pesada s'ha de posar en un medi aquós per a la saturació. Aleshores, la densitat mitjana es determina pel mètode anterior. La saturació es considera completa si el pes deixa de créixer durant l'absorció d'aigua.

Les pedres poroses (sovint calcàries o tufs) tenen poca resistència. Són fàcils de processar: retalleu una mostra de la forma desitjada (per exemple, un cub) amb una serra de metall normal i calculeu-ne el volum mesurant les vores.

DIY

En absència d'un volum suficient d'un cilindre mesurador al camp, la quantitat d'aigua desplaçada es pot determinar amb el següentmanera. En qualsevol recipient metàl·lic cilíndric, just a sota de la part superior, es fa un forat a la paret amb un clau normal i, a continuació, s'hi introdueix un tub, que també es pot fer de manera independent enrotllant qualsevol pel·lícula. Fixeu-lo a la paret del cilindre amb plastilina o qualsevol material similar.

Així, obtindreu un mesurador de volum de viatge. Si aquesta unitat s'utilitza constantment, té sentit soldar un tub d'acer o de llautó.

Pedres fetes per l'home

Tot el que s'ha escrit anteriorment es refereix a pedres naturals. I ara toca parlar d'artificials. Poden ser de paret, carretera i lateral. Això també hauria d'incloure les teules i lloses de formigó, així com tot tipus de zones cegues, graons d'escales i elements de xemeneia.

En la producció de gairebé totes les pedres enumerades, tant a Rússia com a l'estranger, s'utilitzen estàndards tècnics estrictes. Regulen totes les característiques principals: la qualitat de les matèries primeres, la mida i la forma de la secció, indicadors físics i mecànics (inclosa la densitat de les pedres de formigó).

Aquests requisits depenen de les condicions operatives previstes i del material disponible.

Què poden ser les pedres artificials?

El formigó del qual estan fetes les pedres pot ser pesat o lleuger. Les pedres artificials fetes amb ella es fan sòlides o buides. La característica normativa de la densitat aparent mitjana de les pedres buides no ha de superar els 1.650 kg/m³, peramb cos - 2.200 kg/m³.

Les pedres de paret en termes de densitat mitjana (i, a més, conductivitat tèrmica) es consideren efectives (densitat fins a 1.400 kg/m³), condicionalment efectives (1.400-1.650 kg/m³) i pesades (per sobre 1.650 kg/m³). La majoria d'ells es produeixen ara amb formigó lleuger de baixa densitat (fins a 1.800 kg/m³).

El formigó pesat (inclosa la sorra) amb gran abrasió i baixa absorció d'aigua s'utilitza en la producció de pedres laterals o de carretera, així com lloses de llambordes, ja que les seves condicions de funcionament són més severes que les de les parets.

Les pedres artificials també difereixen en agregat, que pot ser sorra de quars (considerat àrid fi) o roques fortes (àrid gran). Per exemple, la densitat de la pedra triturada de la pedra natural pot ser diferent segons la fracció: el grau de mòlta. La composició de l'àrid també té un efecte significatiu sobre la densitat de la pedra artificial.