Vsi minerali (in kamni se nanašajo posebej na minerale) imajo dve pomembni lastnosti - maso in gostoto. Poleg tega je gostota kamna pomembna v povsem praktičnem smislu - za izračun zaloge mineralnega nahajališča.
Kaj je to značilnost?
Za katero koli snov gostota pomeni maso, deljeno z enoto prostornine. Ker imajo kamni (tj. Minerali) heterogeno sestavo in vključujejo elemente različnih atomskih mas, se lahko fizikalne značilnosti njihove gostote močno razlikujejo. Tudi gostota kamnov ni odvisna samo od resnosti elementov, ki jih sestavljajo, ampak tudi od tega, kako tesno so elementarni delci "gosto zapakirani" v svoji notranji strukturi.
Preučevanje gostote mineralov se ukvarja z mineralogijo. Gostota kamna se izračuna tako, da se masa mineralnega vzorca v enotni prostornini deli z maso vode enakega volumna pri temperaturi 4 ° C. Na primer, teža vzorca je 200 gramov. Voda v enaki prostornini 40 gramov. V tem primeru bo gostota tega kamna 5.
Gostota kamnov se meri v kilogramih na kubični meter ali gramih na centimeter kubični.
Kako najti gostoto kamna?
Kako se določi gostota kamna? Postopek je precej preprost - vzorec najprej stehtajte v zraku, nato v vodi. Po Arhimedovem zakonu dobljena razlika ustreza masi vode, ki jo vzorec izpodrine. Gostota se izračuna tako, da se masa vzorca v zraku deli z dano razliko.
Minerali so lahko lahki, srednji, težki in zelo težki, odvisno od njihove gostote. Na primer, gostota granitnega kamna je 2 600 kg / m³. Za referenco: gostota pljuč ne presega 2, 5 g / cm³, srednja - od 2, 5 do 4 g / cm³, težka - od 4 do 8 g / cm³. Minerali z gostoto nad 8 g / cm³ spadajo med zelo težke kamne.
Gostota dragih kamnov
Poleg gostote in še ene značilnosti - trdota, gem minerali ali dragi kamni imajo tudi tako pomembno sestavino, kot masa, merjena v gramih ali karatih (v biserih - v zrnu).
Za razjasnitev razmerja teh enot si zapomnite: 1 karat ustreza 200 miligramom, 50 miligramov na enem licu, torej 1 karat je enak štirim zrnom. Natančnost merjenja dragulja - do dveh decimalnih mest.
Pojdimo v laboratorij
Kako izmeriti gostoto povleka kamni v laboratoriju? Za to je najprimernejša hidrostatska metoda. Njeno načelo je pred mnogimi stoletji predlagal grški znanstvenik Arhimed. Bistvo načela, ki ga poznamo iz šolske smeri fizike, je naslednje: telo, potopljeno v tekočino, se iz njega potisne s silo, kar je enako teži tekočine, ki jo damo telo.
Preprosto povedano, če obesite kamen in ga spustite v vodo, se bo njegova teža v primerjavi s prvotnim zmanjšala za toliko, kolikor ga je izpodrinila količina vode. Jasno je, da bo ta prostornina enaka lastni prostornini kamna.
Tako lahko z zaporednim tehtanjem kamnov v zraku in nato v vodi dobimo vse podatke, ki jih potrebujemo za izračun.
Vse je v naravi!
Naj se zdaj obrnemo na materiale iz naravnega kamna. Kot veste jih obstaja več vrst. S praktičnega vidika je običajno katero koli pasmo pripisati eni od dveh skupin - močni ali nizko trdni.
Materiali iz prve skupine imajo visok indeks trdote in najpogosteje je struktura srednje ali grobozrnata. V tako imenovanem neprimernem vremenu imajo malo absorpcije vode. V drugih (nizko trdnih) kamninah, kot že ime pove, je moč bistveno manjša. Imajo tudi veliko višjo stopnjo absorpcije vode.
Včasih je pri prepoznavanju vrst kamnine potrebno ugotoviti njeno trdoto. Na terenu je to najbolj priročno narediti s t.i. Mohsov relativni obseg in dodatna orodja so na voljo. Takšna improvizirana orodja so lahko pisalo, kovanec, kozarec, datoteka, jeklena igla ali nož, navaden ali diamantni rezalnik stekla. Pri določanju njegove pasme je pomembna tudi povprečna gostota kamna. Ko določimo to vrednost, lahko določimo pasmo s pomočjo posebnih preglednic.
Izračunamo gostoto naravnih kamnov
Kako izračunati povprečno gostoto vzorčnega kamna? Za to je potrebna tehtnica z naborom uteži in spretnostmi za merjenje prostornine vzorca z nepravilno obliko.
Najlažji način za to je, da imate diplomirano diplomirano jeklenko s prostornino približno pol litra. V takšen valj se vlije 200–300 ml vode in se položi kos preučenega kamnitega materiala.
Skupna prostornina vzorcev v vodi se prepozna po količini vode, ki jo izpodrinejo. Nato z deljenjem njihove mase z izračunano prostornino dobimo povprečno gostoto materiala.
Kaj je pomembno upoštevati?
Treba je opozoriti, da je ta metoda primerna samo za gosto kamnino z neznatno absorpcijo vode (ne več kot 2%). Če je ta značilnost večja (do 5%), je treba suh vzorec po tehtanju najprej postaviti v vodni medij za nasičenje. Nato se povprečna gostota določi z zgoraj navedeno metodo. Nasičenost se šteje za popolno, če med absorpcijo vode teža preneha rasti.
Porozni kamni (najpogosteje apnenci ali tufi) so majhne trdnosti. Preprosto jih je obdelati - s konvencionalno nožno žago izrežite vzorec želene oblike (na primer kocko) in izračunajte njegovo prostornino z merjenjem obrazov.
Naredite sami
Če v merilnem cilindru na terenu ni zadostne prostornine, lahko količino izpodrinene vode določimo na naslednji način. V kateri koli kovinski posodi valjaste oblike, tik pod vrhom, je luknja v steni preluknjana z navadnim žeblom, nato pa je tam vstavljena cev, ki jo lahko naredite tudi samostojno, tako da zložite poljuben film. Pritrdite ga v steno valja s plastelinom ali katerim koli podobnim materialom.
Tako dobimo merilnik volumna polja. Če se ta enota stalno uporablja, je smiselno spajkati cev iz jekla ali medenine.
Kamni, ki jih izdelujejo človeške roke
Vse zgoraj napisano se je nanašalo na naravne kamne. In zdaj je čas za pogovor o umetnih. Lahko so stenske, cestne in stranske. Sem spadajo tudi betonske strešne ploščice in tlakovci, pa tudi vse vrste slepih površin, stopnišča stopnic in elementi dimnika.
Pri proizvodnji skoraj vseh teh kamnov, tako v Rusiji kot v tujini, se uporabljajo strogi tehnični standardi. Urejajo vse osnovne značilnosti - kakovost vhodnih materialov, velikost in oblika prereza, fizikalne in mehanske lastnosti (vključno z gostoto betonskih kamnov).
Te zahteve so odvisne od predvidenih delovnih pogojev in razpoložljivega materiala.
