Všetky minerály (a kamene sa špecificky vzťahujú na minerály) majú dve dôležité vlastnosti - hmotnosť a hustota. Okrem toho je hustota kameňa v čisto praktickom zmysle dôležitá - na výpočet zásoby nerastného ložiska.
Čo je to vlastnosť?
Hustota pre každú látku znamená hmotnosť vydelenú jednotkovým objemom. Pretože kamene (t. J. Minerály) majú heterogénne zloženie a zahŕňajú prvky rôznych atómových hmôt, môžu sa fyzikálne vlastnosti ich hustoty významne meniť. Hustota kameňov tiež závisí nielen od závažnosti prvkov, ktoré ich tvoria, ale aj od toho, do akej miery sú elementárne častice „husto zabalené“ vo svojej vnútornej štruktúre.
Štúdium hustoty minerálov sa zaoberá mineralogiou. Hustota kameňa sa vypočíta vydelením hmotnosti minerálnej vzorky v jednotkovom objeme hmotnosťou vody s rovnakým objemom pri teplote 4 ° C. Napríklad hmotnosť vzorky je 200 gramov. Voda v rovnakom objeme 40 gramov. V tomto prípade bude hustota tohto kameňa 5.
Hustota kameňov sa meria v kilogramoch na meter kubický alebo v gramoch na centimeter kubický.
Ako zistiť hustotu kameňa?
Ako sa určuje hustota kameňa? Postup je pomerne jednoduchý - vzorku najskôr odvážte na vzduchu a potom na vode. Podľa zákona Archimedesov získaný rozdiel zodpovedá hmotnosti vody, ktorú vzorka vytlačí. Hustota sa vypočíta vydelením hmotnosti vzorky na vzduchu daným rozdielom.
Minerály môžu byť ľahké, stredné, ťažké a veľmi ťažké v závislosti od ich hustoty. Napríklad hustota žulového kameňa je 2 600 kg / m3. Na porovnanie: hustota pľúc nepresahuje 2, 5 g / cm³, stredná - pohybuje sa od 2, 5 do 4 g / cm3, ťažká - od 4 do 8 g / cm³. Medzi veľmi ťažké kamene patria minerály s hustotou vyššou ako 8 g / cm³.
Hustota drahokamov
Popri hustote a inej charakteristike - tvrdosti, minerály drahokamov alebo drahé kamene majú tiež dôležitú zložku, ako je hmotnosť, meraná v gramoch alebo karátoch (v perličkách - v zrnách).
Na objasnenie pomeru týchto jednotiek nezabudnite: 1 karát zodpovedá 200 miligramom, 50 miligramov na jednej strane, tj 1 karát sa rovná štyrom zrnom. Presnosť merania drahokamov - až na dve desatinné miesta.
Poďme do laboratória
Ako merať hustotu ťahania. kamene v laboratóriu? Hydrostatická metóda je na to najvhodnejšia. Jeho princíp navrhol grécky vedec Archimedes pred mnohými storočiami. Podstata princípu, ktorý je známy zo školského kurzu fyziky, je nasledovná: teleso ponorené do kvapaliny sa z nej vytlačí silou, ktorá sa rovná hmotnosti tekutiny vytlačenej daným telom.
Jednoducho povedané, ak zavesíte kameň a spustíte ho do vody, jeho hmotnosť sa v porovnaní s originálom zníži o toľko, koľko sa ním vytlačí voda. Je zrejmé, že tento objem sa bude rovnať vlastnému objemu kameňa.
Takto postupným vážením kameňov vo vzduchu a potom vo vode môžeme získať všetky údaje, ktoré musíme vypočítať.
Všetko je v prírode!
Prejdime teraz k prírodným materiálom. Ako viete, existuje ich niekoľko druhov. Z praktického hľadiska je obvyklé pripisovať akékoľvek plemeno jednej z dvoch skupín - silnej alebo nízkej pevnosti.
Materiály prvej skupiny majú vysoký index tvrdosti a najčastejšie je štruktúra stredne hrubá alebo zrnitá. V tzv. Poveternostnom stave majú malú absorpciu vody. V ostatných horninách (s nízkou pevnosťou), ako naznačuje názov, je pevnosť výrazne nižšia. Majú tiež oveľa vyšší stupeň absorpcie vody.
Pri rozoznávaní druhov hornín z kameňa je niekedy potrebné určiť jeho tvrdosť. V teréne je to najvýhodnejšie pomocou tzv. Mohsova relatívna škála a dostupné ďalšie nástroje. Takéto improvizované nástroje môžu byť stylus, mince, kúsok skla, pilník, oceľová ihla alebo nôž, obyčajná alebo diamantová rezačka skla. Pri určovaní plemena je dôležitá aj priemerná hustota kameňa. Po určení tejto hodnoty je možné plemeno identifikovať podľa osobitných tabuliek.
Vypočítame hustotu prírodných kameňov
Ako vypočítať priemernú hustotu vzorky kameňa? Vybavenie potrebné na to je rovnováha so súborom závaží a zručností na meranie objemu vzorky s nepravidelným tvarom.
Najjednoduchší spôsob, ako to dosiahnuť, je mať odmerný valec s objemom asi pol litra. Do takéhoto valca sa naleje 200 - 300 ml vody a umiestni sa časť študovaného kamenného materiálu.
Celkový objem vzoriek umiestnených vo vode sa rozpozná podľa množstva nimi vytlačenej vody. Potom vydelením ich hmotnosti vypočítaným objemom sa získa priemerná hustota materiálu.
Čo je potrebné zvážiť?
Je potrebné poznamenať, že táto metóda je vhodná iba pre hustú horninu s nepatrnou absorpciou vody (nie viac ako 2%). Ak je táto charakteristika vyššia (do 5%), musí sa suchá vzorka po jej odvážení najskôr vložiť do vodného média na nasýtenie. Potom sa pomocou vyššie uvedenej metódy stanoví priemerná hustota. Nasýtenie sa považuje za úplné, ak počas absorpcie vody hmotnosť prestane rásť.
Porézne kamene (najčastejšie vápence alebo tufy) majú nízku pevnosť. Ľahko sa spracúvajú - pomocou bežnej pílky vystrihnite vzorku požadovaného tvaru (napríklad kocka) a vypočítajte jej objem meraním plôch.
Urob to sám
Ak v meracom valci v poli nie je dostatočný objem, je možné množstvo vytlačenej vody určiť nasledujúcim spôsobom. V akejkoľvek kovovej nádobe valcového tvaru, tesne pod vrchom, sa otvorom v stene vyrazí obyčajný klinec, potom sa do nej vloží rúrka, ktorá sa dá tiež vyrobiť nezávisle skladaním akejkoľvek fólie. Upevnite ho na stenu valca pomocou plastelíny alebo iného podobného materiálu.
Takto sa získa merač objemu poľa. Ak sa táto jednotka používa nepretržite, má zmysel spájkovať rúrku z ocele alebo mosadze.
Kamene vyrobené ľudskými rukami
Všetko uvedené vyššie sa týkalo prírodných kameňov. A teraz je čas hovoriť o umelých. Môžu byť steny, cesty a bočné. Patria sem aj betónové krytiny a dlažobné dosky, ako aj všetky druhy slepých plôch, schodiskové stupne a komínové prvky.
Pri výrobe takmer všetkých týchto kameňov v Rusku aj v zahraničí sa používajú prísne technické normy. Upravujú všetky základné vlastnosti - kvalitu východiskových materiálov, veľkosť a tvar prierezu, fyzikálne a mechanické vlastnosti (vrátane hustoty betónových kameňov).
Tieto požiadavky závisia od zamýšľaných prevádzkových podmienok a dostupného materiálu.
