Kaikilla mineraaleilla (ja kivillä tarkoitetaan erityisesti mineraaleja) on kaksi tärkeää ominaisuutta - massa ja tiheys. Lisäksi kivin tiheys on tärkeä puhtaasti käytännöllisessä mielessä - mineraaliesiintymän laskemiseksi.
Mikä tämä ominaisuus on?
Minkä tahansa aineen tiheys tarkoittaa massaa jaettuna tilavuusyksiköllä. Koska kivillä (ts. Mineraaleilla) on heterogeeninen koostumus ja ne sisältävät eri atomimassojen elementtejä, niiden tiheyden fysikaaliset ominaisuudet voivat vaihdella merkittävästi. Kivien tiheys ei myöskään riipu vain niitä muodostavien elementtien vakavuudesta, vaan myös siitä, kuinka tiiviisti alkuainepartikkelit ovat "tiheästi pakattu" niiden sisäiseen rakenteeseen.
Mineraalitiheyden tutkimuksessa käsitellään mineralogiaa. Kivin tiheys lasketaan jakamalla mineraalinäytteen massa tilavuusyksikössä saman tilavuuden veden massalla 4 ° C: n lämpötilassa. Esimerkiksi näytteen paino on 200 grammaa. Vesi samassa tilavuudessa 40 grammaa. Tässä tapauksessa tämän kivin tiheys on 5.
Kivien tiheys mitataan kilometreinä / kuutiometri tai grammoina / cm3.
Kuinka löytää kivin tiheys?
Kuinka kiven tiheys määritetään? Menetelmä on melko yksinkertainen - punnitaan näyte ensin ilmassa, sitten vedessä. Archimedesin lain mukaan saatu ero vastaa veden massaa, jonka näyte syrjäyttää. Tiheys lasketaan jakamalla näytteen massa ilmassa annetulla erolla.
Mineraalit voivat olla kevyitä, keskikokoisia, raskaita ja erittäin raskaita niiden tiheydestä riippuen. Esimerkiksi graniittikiven tiheys on 2 600 kg / m³. Viitteenä: keuhkojen tiheys on enintään 2, 5 g / cm3, keskipitkä - välillä 2, 5 - 4 g / cm³, raskas - 4 - 8 g / cm³. Mineraalit, joiden tiheys on yli 8 g / cm3, kuuluvat erittäin raskaisiin kiviin.
Jalokivien tiheys
Tiheyden ja muun ominaisuuden - kovuuden - lisäksi gemmineraaleissa tai jalokiveissä on myös niin tärkeä komponentti kuin massa grammoina tai karaattina (helmeinä - jyvinä) mitattuna.
Näiden yksiköiden suhteen selventämiseksi muista: 1 karaatti vastaa 200 milligrammaa, 50 milligrammaa yhdellä pinnalla, eli 1 karaatti vastaa neljä jyvää. Jalokivien mittaustarkkuus - enintään kaksi desimaalia.
Mennään laboratorioon
Kuinka mitata vetovoimakkuutta. kiviä laboratoriossa? Hydrostaattinen menetelmä sopii parhaiten tähän. Kreikan tutkija Archimedes ehdotti sen periaatetta vuosisatoja sitten. Fysiikan koulutuskurssilta tunnetun periaatteen ydin on seuraava: nesteeseen upotettu kappale työnnetään siitä ulos voimalla, joka on yhtä suuri kuin nesteen paino, jonka annetun ruumiin siirtää.
Yksinkertaisesti sanottuna, jos ripustat kiven ja lasket sen veteen, sen paino vähenee alkuperäiseen verrattuna yhtä paljon kuin sen syrjäyttämä vesimäärä. On selvää, että tämä tilavuus on yhtä suuri kuin kiven oma tilavuus.
Siten punnitsemalla peräkkäin ilmassa ja sitten vedessä olevia kiviä saadaan kaikki laskettavat tiedot.
Kaikki on luonnossa!
Siirrytään nyt luonnonkivimateriaaleihin. Kuten tiedät, niitä on useita tyyppejä. Käytännöllisestä näkökulmasta on tapana luokitella mikä tahansa rotu kahteen ryhmään - vahva tai heikko.
Ensimmäisen ryhmän materiaaleilla on korkea kovuusindeksi ja useimmiten rakenne on keskipitkä tai karkean rakeinen. Niin sanotussa säänkestävässä tilassa ne imevät vähän vettä. Muissa (heikko lujuus) kiveissä, kuten nimestä käy ilmi, lujuus on huomattavasti alhaisempi. Niillä on myös paljon korkeampi veden imeytymisaste.
Joskus, kun tunnistetaan kivin kivityypit, on tarpeen määrittää sen kovuus. Pellolla on mukavin tehdä tämä ns. Mohsin suhteellinen mittakaava ja käytettävissä olevat lisätyökalut. Tällaisia improvisoituja työkaluja voivat olla kynä, kolikko, lasiesine, tiedosto, teräsneula tai -veitsi, tavallinen tai timanttilasileikkuri. Kivin keskimääräinen tiheys on tärkeä myös määritettäessä sen rodua. Kun tämä arvo on määritetty, rodun voidaan tunnistaa viittaamalla erityisiin taulukoihin.
Laskemme luonnonkivien tiheyden
Kuinka laskea näytekivin keskimääräinen tiheys? Tätä varten tarvittava laite on vaaka, jossa on joukko painoja ja taitoja epäsäännöllisen muodon näytteen tilavuuden mittaamiseksi.
Helpoin tapa tehdä tämä on asteikolla varustettu asteikkosylinteri, jonka tilavuus on noin puoli litraa. Tähän sylinteriin kaadetaan 200-300 ml vettä ja pala tutkittua kivimateriaalia asetetaan.
Veteen asetettujen näytteiden kokonaismäärä tunnistetaan niiden syrjäyttämän vesimäärän perusteella. Sitten, jakamalla niiden massa lasketulla tilavuudella, saadaan materiaalin keskimääräinen tiheys.
Mitä on tärkeää ottaa huomioon?
On huomattava, että tämä menetelmä soveltuu vain tiheälle kiville, jonka veden imeytyminen on merkityksetöntä (enintään 2%). Jos tämä ominaisuus on korkeampi (enintään 5%), kuiva näyte on punnitsemisen jälkeen ensin asetettava vesipitoiseen väliaineeseen kyllästymistä varten. Sitten keskimääräinen tiheys määritetään yllä olevalla menetelmällä. Kylläisyyttä pidetään täydellisenä, jos veden imeytymisen aikana paino lakkaa kasvamasta.
Huokoiset kivet (useimmiten kalkkikivet tai tuffit) ovat heikkolujuisia. Niitä on helppo käsitellä - leikkaa tavanomaisella terälaitteella halutun muodon näyte (esimerkiksi kuutio) ja laske sen tilavuus mittaamalla pinnat.
Tee se itse
Jollei mittaussylinterissä ole riittävästi tilaa kentällä, siirretyn veden määrä voidaan määrittää seuraavasti. Missä tahansa sylinterimäisessä metallisessa astiassa, juuri yläosan alapuolella, reikä seinässä rei'itetään tavallisella kynnellä, sitten siihen asetetaan putki, joka voidaan myös tehdä itsenäisesti taittamalla mikä tahansa kalvo. Kiinnitä se sylinterin seinämään plastiliinilla tai muulla vastaavalla materiaalilla.
Siten saadaan kenttätilavuusmittari. Jos tätä yksikköä käytetään jatkuvasti, on järkevää juottaa teräs- tai messinkiputki.
Ihmisen käsien tekemät kivet
Kaikki yllä kirjoitettu liittyi luonnonkiviin. Ja nyt on aika puhua keinotekoisista. Ne voivat olla seinä-, tie- ja sivuseinämiä. Tähän kuuluvat myös betonikattolevyt ja päällystelevyt, samoin kuin kaikenlaiset sokeat alueet, portaat ja savupiiput.
Lähes kaikkien näiden kivien tuotannossa, sekä Venäjällä että ulkomailla, käytetään tiukkoja teknisiä standardeja. Ne hallitsevat kaikkia perusominaisuuksia - lähtöaineiden laatua, poikkileikkauksen kokoa ja muotoa, fysikaalisia ja mekaanisia ominaisuuksia (mukaan lukien betonikivien tiheys).
Nämä vaatimukset riippuvat suunnitelluista käyttöolosuhteista ja käytettävissä olevasta materiaalista.
