Всички минерали (и камъните се отнасят конкретно към минералите) имат две важни характеристики - маса и плътност. Освен това плътността на камъка е важна в чисто практически смисъл - за изчисляване на запасите от минерално находище.
Каква е тази характеристика?
За всяко вещество плътност означава маса, разделена на единица обем. Тъй като камъните (т.е. минералите) имат хетерогенен състав и включват елементи от различни атомни маси, физическите характеристики на тяхната плътност могат да варират значително. Също така, плътността на камъните зависи не само от тежестта на елементите, които ги съставят, но и от това колко тясно елементарните частици са „гъсто опаковани“ във вътрешната си структура.
Проучването на плътността на минералите се занимава с минералогия. Плътността на камъка се изчислява чрез разделяне на масата на минералната проба в единица обем на масата на вода със същия обем при температура 4 ° С. Например, теглото на пробата е 200 грама. Вода в същия обем от 40 грама. В този случай плътността на този камък ще бъде 5.
Плътността на камъните се измерва в килограми на кубичен метър или грамове на сантиметър кубически.
Как да намерите плътността на камъка?
Как се определя плътността на камъка? Процедурата е доста проста - претеглете пробата първо във въздух, а след това във вода. Според закона на Архимед получената разлика съответства на масата на водата, която пробата измества. Плътността се изчислява чрез разделяне на масата на пробата във въздух на дадена разлика.
Минералите могат да бъдат леки, средни, тежки и много тежки, в зависимост от тяхната плътност. Например плътността на гранитния камък е 2 600 kg / m³. За справка: плътността на белите дробове не надвишава 2, 5 g / cm³, средната - варира от 2, 5 до 4 g / cm³, тежка - от 4 до 8 g / cm³. Минералите с плътност по-висока от 8 g / cm³ принадлежат към много тежки камъни.
Плътност на скъпоценните камъни
В допълнение към плътността и още една характеристика - твърдостта, скъпоценните минерали или скъпоценните камъни имат и такъв важен компонент като маса, измерена в грамове или карати (в перли - в зърна).
За да изясните съотношението на тези единици, не забравяйте: 1 карат съответства на 200 милиграма, 50 милиграма в едно лице, тоест 1 карат е равен на четири зърна. Точност на измерване на скъпоценни камъни - до два десетични знака.
Да отидем в лабораторията
Как да се измери плътността на влачене. камъни в лабораторията? Хидростатичният метод е най-подходящ за това. Неговият принцип е предложен от гръцкия учен Архимед преди много векове. Същността на принципа, известен от училищния курс по физика, е следната: тяло, потопено в течност, се изтласква от него със сила, което е равно на теглото на течността, изместена от даденото тяло.
Най-просто казано, ако окачите камък и го спуснете във вода, тогава теглото му ще намалее в сравнение с оригинала с колкото обема вода, изместена от него. Ясно е, че този обем ще бъде равен на собствения обем на камъка.
По този начин, като последователно претегляме камъните във въздуха, а след това и във водата, можем да получим всички данни, които трябва да изчислим.
Всичко е в природата!
Нека сега се обърнем към материалите от естествен камък. Има няколко вида от тях, както знаете. От практическа гледна точка е обичайно да се причислява всяка порода към една от две групи - силна или ниска сила.
Материалите от първата група имат висок индекс на твърдост и най-често структурата е средна или едрозърнеста. В така нареченото състояние без атмосферни влияния те имат малко поглъщане на вода. В други (с ниска якост) скали, както подсказва името, силата е значително по-ниска. Те имат и много по-висока степен на усвояване на водата.
Понякога при разпознаването на видове скала е необходимо да се определи неговата твърдост. На полето е най-удобно да се направи това с помощта на т.нар. Относителен мащаб на Mohs и налични допълнителни инструменти. Такива импровизирани инструменти могат да бъдат стилус, монета, парче стъкло, пила, стоманена игла или нож, обикновена или диамантена резачка за стъкло. Средната плътност на камък също е важна при определянето на неговата порода. Определяйки тази стойност, човек може да идентифицира породата, като се обърне към специални таблици.
Изчисляваме плътността на естествените камъни
Как да се изчисли средната плътност на пробата камък? Необходимото за това оборудване е баланс с набор от тегла и умения за измерване на обема на пробата с неправилна форма.
Най-лесният начин да направите това е да имате градуиран градуиран цилиндър с обем около половин литър. В такъв цилиндър се изсипват 200-300 мл вода и се поставя парче от изследвания каменен материал.
Общият обем на пробите, поставени във вода, се разпознава по количеството вода, изместена от тях. След това чрез разделяне на масата им на изчисления обем се получава средната плътност на материала.
Какво е важно да се вземе предвид?
Трябва да се отбележи, че този метод е подходящ само за плътни скали с незначително поглъщане на вода (не повече от 2%). Ако тази характеристика е по-висока (до 5%), суха проба след претеглянето първо трябва да се постави във водна среда за насищане. След това средната плътност се определя по горния метод. Насищането се счита за пълно, ако по време на усвояването на вода теглото престане да расте.
Порестите камъни (най-често варовици или туфи) са с ниска якост. Те са лесни за обработка - с конвенционална ножовка изрежете проба с желаната форма (например кубче) и изчислете нейния обем чрез измерване на лица.
Направете го сами
При липса на достатъчен обем в измервателния цилиндър на полето, количеството на изместената вода може да се определи, както следва. Във всеки метален съд с цилиндрична форма, точно под върха, дупка в стената се пробива с обикновен пирон, след това там се вкарва тръба, която също може да бъде направена независимо, като се сгъне всеки филм. Закрепете го в стената на цилиндъра с пластилин или друг подобен материал.
Така се получава полемер с обем на полето. Ако този модул се използва постоянно, има смисъл да спойка тръба от стомана или месинг.
Камъни, направени от човешки ръце
Всичко написано по-горе, свързано с естествените камъни. И сега е време да поговорим за изкуствените. Те могат да бъдат стени, пътни и странични. Това включва също бетонни керемиди и тротоарни плочи, както и всички видове щори, стълбищни стъпала и елементи на комина.
При производството на почти всички тези камъни, както в Русия, така и в чужбина, се използват строги технически стандарти. Те управляват всички основни характеристики - качеството на изходните материали, размера и формата на напречното сечение, физичните и механичните свойства (включително плътността на бетонните камъни).
Тези изисквания зависят от предвидените работни условия и наличните материали.
