Alle mineraler (og sten vedrører specifikt mineraler) har to vigtige egenskaber - masse og densitet. Derudover er stenens tæthed vigtig i en rent praktisk forstand - at beregne bestanden af en mineralaflejring.
Hvad er denne egenskab?
For ethvert stof betyder densitet masse divideret med enhedsvolumen. Da sten (dvs. mineraler) har en heterogen sammensætning og inkluderer elementer med forskellige atommasser, kan de fysiske egenskaber for deres densitet variere betydeligt. Stens densitet afhænger ikke kun af sværhedsgraden af de elementer, der udgør dem, men også af, hvor tæt elementære partikler er "tætpakket" i deres indre struktur.
Undersøgelsen af mineraltætheden omhandler mineralogi. Stenens tæthed beregnes ved at dividere massen af mineralprøven i en enhedsvolumen med massen af vand med det samme volumen ved en temperatur på 4 ° C. For eksempel er prøven vægt 200 gram. Vand i samme volumen på 40 gram. I dette tilfælde vil densiteten af denne sten være 5.
Stens densitet måles i kilogram pr. Kubikmeter eller gram pr. Centimeter kubik.
Hvordan finder man stenens tæthed?
Hvordan bestemmes stenens densitet? Proceduren er ganske enkel - vej først prøven i luft og derefter i vand. I henhold til loven fra Archimedes svarer den opnåede forskel til den masse af vand, som prøven fortrænger. Densitet beregnes ved at dividere prøvenes masse i luft med en given forskel.
Mineraler kan være lette, mellemstore, tunge og meget tunge, afhængigt af deres tæthed. For eksempel er granitstenes densitet 2 600 kg / m³. Til reference: lungens tæthed overstiger ikke 2, 5 g / cm³, mellem - varierer fra 2, 5 til 4 g / cm³, tung - fra 4 til 8 g / cm³. Mineraler med en densitet over 8 g / cm³ hører til meget tunge sten.
Ædelstenstæthed
Foruden tæthed og en anden egenskab - hårdhed, har ædelmineraler eller ædelsten også en så vigtig komponent som masse, målt i gram eller karat (i perler - i korn).
For at tydeliggøre forholdet mellem disse enheder skal du huske: 1 karat svarer til 200 milligram, 50 milligram i en flade, det vil sige, 1 karat svarer til fire korn. Gem målenøjagtighed - op til to decimaler.
Lad os gå til laboratoriet
Sådan måles trækdensitet. sten i laboratoriet? Den hydrostatiske metode er bedst egnet til dette. Dets princip blev foreslået af den græske videnskabsmand Archimedes for mange århundreder siden. Essensen af det princip, der er kendt fra skolekursen i fysik, er som følger: et legeme nedsænket i en væske skubbes ud af det med magt, hvilket er lig med vægten af den væske, der er forskudt af det givne legeme.
Kort sagt, hvis du hænger en sten og sænker den ned i vand, vil dens vægt falde sammenlignet med originalen med så meget som mængden af vand, der er forskudt af den. Det er tydeligt, at dette volumen vil være lig med stenens eget volumen.
Ved at sekventielt veje stenene i luften og derefter i vandet kan vi få alle de data, vi har brug for at beregne.
Alt er i naturen!
Lad os nu henvende os til naturstenmaterialer. Der er flere typer af dem, som du ved. Fra et praktisk synspunkt er det sædvanligt at tilskrive enhver race til en af to grupper - stærk eller lav styrke.
Materialerne i den første gruppe har et højt hårdhedsindeks, og oftest er strukturen medium eller grovkornet. I den såkaldte ikke-vejrlig tilstand har de lidt vandabsorption. I andre (lavstyrke) klipper, som navnet antyder, er styrken markant lavere. De har også en meget højere grad af vandabsorption.
Nogle gange er det nødvendigt at bestemme dens hårdhed, når man genkender en stensten. I marken er det mest praktisk at gøre dette ved hjælp af den såkaldte. Mohs relative skala og yderligere tilgængelige værktøjer. Sådanne improviserede værktøjer kan være en pennen, en mønt, et stykke glas, en fil, en stålnål eller kniv, en almindelig eller diamantglasskærer. Den gennemsnitlige tæthed af en sten er også vigtig for at bestemme dens race. Når denne værdi er bestemt, kan man identificere racen ved at henvise til specielle tabeller.
Vi beregner densiteten af natursten
Hvordan beregnes gennemsnitstætheden af prøvesten? Det nødvendige udstyr er en balance med et sæt vægte og færdigheder til at måle volumen af en prøve, der har en uregelmæssig form.
Den nemmeste måde at gøre dette på er at have en gradueret graderet cylinder med et volumen på cirka en halv liter. 200-300 ml vand hældes i en sådan cylinder, og et stykke af det studerede stenmateriale anbringes.
Den samlede mængde prøver, der anbringes i vand, genkendes af den mængde vand, der er forskudt af dem. Ved opnåelse af deres masse med det beregnede volumen opnås derefter den gennemsnitlige massefylde af materialet.
Hvad er vigtigt at overveje?
Det skal bemærkes, at denne metode kun er egnet til tæt sten med ubetydelig vandabsorption (højst 2%). Hvis denne egenskab er højere (op til 5%), skal en tør prøve efter vejning af den først placeres i et vandigt medium til mætning. Derefter bestemmes den gennemsnitlige densitet ved ovennævnte metode. Mætning betragtes som komplet, hvis vægten under vandabsorption ophører med at vokse.
Porøse sten (ofte kalksten eller tuffs) har lav styrke. De er lette at behandle - med en konventionel båndsav udskæres en prøve med den ønskede form (for eksempel en terning) og beregner dens volumen ved at måle flader.
Gør det selv
I mangel af tilstrækkelig volumen i målecylinderen i marken, kan den fortrængte vand bestemmes som følger. I ethvert metalbeholder med cylindrisk form, lige under toppen, stanses et hul i væggen med en almindelig søm, derefter indsættes et rør der, som også kan fremstilles uafhængigt ved at folde en hvilken som helst film. Fastgør den i cylindervæggen med plasticin eller lignende materiale.
Således opnås en feltvolumenmåler. Hvis denne enhed konstant bruges, giver det mening at lodde et rør af stål eller messing.
Sten lavet af menneskelige hænder
Alt skrevet ovenfor relaterede til natursten. Og nu er det tid til at tale om kunstige. De kan være væg, vej og side. Dette inkluderer også beton tagsten og belægningsplader samt alle former for blinde områder, trappetrin og skorstenelementer.
I produktionen af næsten alle disse sten, både i Rusland og i udlandet, anvendes strenge tekniske standarder. De styrer alle de grundlæggende karakteristika - kvaliteten af udgangsmaterialerne, størrelsen og formen på tværsnittet, fysiske og mekaniske egenskaber (inklusive betonstenes tæthed).
Disse krav afhænger af de tilsigtede driftsbetingelser og det tilgængelige materiale.
