Όλα τα ορυκτά (και οι πέτρες σχετίζονται ειδικά με τα ορυκτά) έχουν δύο σημαντικά χαρακτηριστικά - μάζα και πυκνότητα. Επιπλέον, η πυκνότητα της πέτρας είναι σημαντική με καθαρά πρακτική έννοια - για τον υπολογισμό του αποθέματος ενός ορυκτού αποθέματος.
Ποιο είναι αυτό το χαρακτηριστικό;
Για οποιαδήποτε ουσία, η πυκνότητα σημαίνει μάζα διαιρεμένη με μονάδα όγκου. Δεδομένου ότι οι πέτρες (δηλαδή τα ορυκτά) έχουν ετερογενή σύνθεση και περιλαμβάνουν στοιχεία διαφορετικών ατομικών μαζών, τα φυσικά χαρακτηριστικά της πυκνότητάς τους μπορούν να διαφέρουν σημαντικά. Επίσης, η πυκνότητα των λίθων εξαρτάται όχι μόνο από τη σοβαρότητα των στοιχείων που τα καθιστούν, αλλά και από το πόσο στενά στοιχειώδη σωματίδια είναι "πυκνά συσκευασμένα" στην εσωτερική δομή τους.
Η μελέτη της πυκνότητας των ορυκτών ασχολείται με την ορυκτολογία. Η πυκνότητα της πέτρας υπολογίζεται διαιρώντας τη μάζα του δείγματος ορυκτών σε όγκο μονάδας με τη μάζα νερού του ίδιου όγκου σε θερμοκρασία 4 ° C. Για παράδειγμα, το βάρος του δείγματος είναι 200 γραμμάρια. Νερό με τον ίδιο όγκο 40 γραμμάρια. Σε αυτή την περίπτωση, η πυκνότητα αυτής της πέτρας θα είναι 5.
Η πυκνότητα των λίθων μετριέται σε χιλιόγραμμα ανά κυβικό μέτρο ή σε γραμμάρια ανά κυβικό εκατοστό.
Πώς να βρείτε την πυκνότητα της πέτρας;
Πώς καθορίζεται η πυκνότητα της πέτρας; Η διαδικασία είναι πολύ απλή - ζυγίστε πρώτα το δείγμα στον αέρα, στη συνέχεια στο νερό. Σύμφωνα με το νόμο του Αρχιμήδη, η διαφορά που προκύπτει αντιστοιχεί στη μάζα του νερού που μετατοπίζεται το δείγμα. Η πυκνότητα υπολογίζεται διαιρώντας τη μάζα του δείγματος στον αέρα με δεδομένη διαφορά.
Τα ορυκτά μπορούν να είναι ελαφρά, μεσαία, βαριά και πολύ βαριά, ανάλογα με την πυκνότητα τους. Για παράδειγμα, η πυκνότητα πέτρας γρανίτη είναι 2 600 kg / m³. Για αναφορά: η πυκνότητα των πνευμόνων δεν υπερβαίνει τα 2, 5 g / cm³, η μέση διακύμανση κυμαίνεται από 2, 5 έως 4 g / cm³, βαριά - από 4 έως 8 g / cm³. Τα ορυκτά με πυκνότητα μεγαλύτερη από 8 g / cm³ ανήκουν σε πολύ βαριές πέτρες.
Πυκνότητα πολύτιμων λίθων
Εκτός από την πυκνότητα και ένα άλλο χαρακτηριστικό - σκληρότητα, ορυκτά πολύτιμων λίθων ή πολύτιμοι λίθοι έχουν επίσης μια τόσο σημαντική συνιστώσα όπως η μάζα, μετρούμενη σε γραμμάρια ή καράτια (σε μαργαριτάρια - σε κόκκους).
Για να διευκρινιστεί ο λόγος αυτών των μονάδων, θυμηθείτε: 1 καράτι αντιστοιχεί σε 200 χιλιοστόγραμμα, 50 χιλιοστόγραμμα σε μία όψη, δηλαδή 1 καράτιο είναι ίσο με τέσσερις κόκκους. Την ακρίβεια των μετρήσεων - μέχρι δύο δεκαδικά ψηφία.
Ας πάμε στο εργαστήριο
Πώς να μετρήσετε την πυκνότητα μεταφοράς. πέτρες στο εργαστήριο; Η υδροστατική μέθοδος είναι η πλέον κατάλληλη για αυτό. Η αρχή της προτάθηκε από τον Έλληνα επιστήμονα τον Αρχιμήδη εδώ και πολλούς αιώνες. Η ουσία της αρχής που είναι γνωστή από το σχολικό μάθημα της φυσικής είναι η εξής: ένα σώμα βυθισμένο σε ένα υγρό ωθείται έξω από αυτό με δύναμη, που είναι ίση με το βάρος του υγρού που μετατοπίζεται από το δεδομένο σώμα.
Με απλά λόγια, αν κρεμάσετε μια πέτρα και την κατεβάσετε σε νερό, τότε το βάρος της θα μειωθεί σε σύγκριση με το αρχικό όσο και ο όγκος του νερού που μετατοπίζεται από αυτό. Είναι σαφές ότι αυτός ο όγκος θα είναι ίσος με τον ίδιο όγκο της πέτρας.
Έτσι, με τη διαδοχική ζύγιση των πέτρων στον αέρα, και στη συνέχεια στο νερό, μπορούμε να πάρουμε όλα τα δεδομένα που πρέπει να υπολογίσουμε.
Όλα είναι στη φύση!
Ας στραφούμε τώρα σε υλικά φυσικής πέτρας. Υπάρχουν διάφοροι τύποι, όπως γνωρίζετε. Από πρακτική άποψη, συνηθίζεται να αποδίδεται οποιαδήποτε φυλή σε μία από τις δύο ομάδες - ισχυρή ή χαμηλή.
Τα υλικά της πρώτης ομάδας έχουν υψηλό δείκτη σκληρότητας και, πιο συχνά, η δομή είναι μέτρια ή χονδροειδής. Στην επονομαζόμενη κατάσταση μη-καιρικών συνθηκών, έχουν μικρή απορρόφηση νερού. Σε άλλους (χαμηλής αντοχής) βράχους, όπως υποδηλώνει το όνομα, η δύναμη είναι σημαντικά χαμηλότερη. Έχουν επίσης πολύ μεγαλύτερη απορρόφηση νερού.
Μερικές φορές, όταν αναγνωρίζουμε τους τύπους πέτρας μιας πέτρας, είναι απαραίτητο να καθορίσουμε τη σκληρότητα της. Στο πεδίο, είναι πιο βολικό να γίνει αυτό χρησιμοποιώντας το λεγόμενο. Mohs σχετική κλίμακα και πρόσθετα εργαλεία διαθέσιμα. Τέτοια αυτοσχέδια εργαλεία μπορεί να είναι μια γραφίδα, ένα νόμισμα, ένα κομμάτι γυαλιού, ένα αρχείο, μια χαλύβδινη βελόνα ή ένα μαχαίρι, ένα απλό ή διαμαντένιο κόπτη γυαλιού. Η μέση πυκνότητα μιας πέτρας είναι επίσης σημαντική για τον καθορισμό της φυλής της. Αφού προσδιορίσαμε αυτήν την τιμή, μπορούμε να προσδιορίσουμε τη φυλή αναφερόμενοι σε ειδικούς πίνακες.
Υπολογίζουμε την πυκνότητα των φυσικών λίθων
Πώς να υπολογίσετε τη μέση πυκνότητα της πέτρας δείγματος; Ο απαραίτητος εξοπλισμός για αυτό είναι μια ισορροπία με ένα σύνολο βαρών και δεξιοτήτων για τη μέτρηση του όγκου ενός δείγματος που έχει ακανόνιστο σχήμα.
Ο ευκολότερος τρόπος για να γίνει αυτό είναι να έχετε έναν βαθμολογημένο κυλινδρικό κύλινδρο με όγκο περίπου μισού λίτρου. 200-300 ml νερού χύνεται σε έναν τέτοιο κύλινδρο και τοποθετείται ένα τεμάχιο του μελετώμενου υλικού πέτρας.
Ο συνολικός όγκος των δειγμάτων που τοποθετούνται στο νερό αναγνωρίζεται από την ποσότητα του νερού που μετατοπίζεται από αυτά. Στη συνέχεια, διαιρώντας τη μάζα τους με τον υπολογισμένο όγκο, λαμβάνεται η μέση πυκνότητα του υλικού.
Τι είναι σημαντικό να εξετάσουμε;
Πρέπει να σημειωθεί ότι αυτή η μέθοδος είναι κατάλληλη μόνο για πυκνούς βράχους με ασήμαντη απορρόφηση νερού (όχι περισσότερο από 2%). Αν αυτό το χαρακτηριστικό είναι υψηλότερο (έως 5%), ένα ξηρό δείγμα, μετά τη ζύγιση του, πρέπει πρώτα να τοποθετηθεί σε υδατικό μέσο για κορεσμό. Στη συνέχεια, η μέση πυκνότητα προσδιορίζεται με την παραπάνω μέθοδο. Ο κορεσμός θεωρείται πλήρης αν, κατά τη διάρκεια της απορρόφησης νερού, το βάρος παύει να αυξάνεται.
Οι πορώδεις πέτρες (οι ασβεστόλιθοι ή οι τίγρεις) είναι χαμηλής αντοχής. Είναι εύκολο να επεξεργαστούν - με ένα συμβατικό εργαλείο, να κόψουν ένα δείγμα του επιθυμητού σχήματος (για παράδειγμα, έναν κύβο) και να υπολογίσουν τον όγκο του μετρώντας τις όψεις.
Κάνε τον εαυτό σου
Ελλείψει επαρκούς όγκου στον κύλινδρο μέτρησης στο πεδίο, η ποσότητα του νερού που μετατοπίζεται μπορεί να προσδιοριστεί ως εξής. Σε οποιοδήποτε μεταλλικό δοχείο κυλινδρικού σχήματος, ακριβώς κάτω από την κορυφή, μια τρύπα στον τοίχο είναι διάτρητη με ένα συνηθισμένο καρφί, τότε ένας σωλήνας εισάγεται εκεί, ο οποίος μπορεί επίσης να γίνει ανεξάρτητα με δίπλωση οποιουδήποτε φιλμ. Τοποθετήστε το στο τοίχωμα του κυλίνδρου με πλαστελίνη ή άλλο παρόμοιο υλικό.
Έτσι επιτυγχάνεται ένας μετρητής όγκου πεδίου. Εάν η μονάδα αυτή χρησιμοποιείται συνεχώς, είναι λογικό να συγκολλάται ένας σωλήνας από χάλυβα ή ορείχαλκο.
Πέτρες φτιαγμένες από ανθρώπινα χέρια
Όλα τα παραπάνω έχουν σχέση με φυσικές πέτρες. Και τώρα είναι καιρός να μιλήσουμε για τεχνητά. Μπορούν να είναι τοίχοι, δρόμοι και πλευρές. Αυτό περιλαμβάνει επίσης πλακάκια στέγης από σκυρόδεμα και πλακόστρωτα πλακάκια, καθώς και όλα τα είδη τυφλών, σκαλοπατιών και στοιχείων καμινάδας.
Στην παραγωγή σχεδόν όλων αυτών των λίθων, τόσο στη Ρωσία όσο και στο εξωτερικό, χρησιμοποιούνται αυστηρά τεχνικά πρότυπα. Καθορίζουν όλα τα βασικά χαρακτηριστικά - την ποιότητα των πρώτων υλών, το μέγεθος και το σχήμα της διατομής, τις φυσικές και μηχανικές ιδιότητες (συμπεριλαμβανομένης της πυκνότητας των σκυροδέματος).
Αυτές οι απαιτήσεις εξαρτώνται από τις προβλεπόμενες συνθήκες λειτουργίας και το διαθέσιμο υλικό.
