Скалы бывают разных форм, размеров и композиций. Осадочные, магматические и метаморфические породы относятся друг к другу как разные стадии в круговороте пород. Дифференциация одного типа камня от другого иногда зависит от тонких различий в характеристиках. Плотность в сочетании с наблюдениями и дополнительными испытаниями помогает идентифицировать и отличить один камень от другого. Поскольку плотность измеряет отношение массы к объему, расчет плотности требует точного измерения массы и объема.
TL; DR (слишком долго; не читал)
Определение плотности породы требует измерения массы камня в граммах и объема в кубических сантиметрах. Эти значения вписываются в уравнение D = m ÷ v, где D обозначает плотность, m обозначает массу, а v обозначает объем. Введите значения и определите плотность. Как правило, при измерениях объема используется водоизмещение, используя преимущество отношения, согласно которому один миллилитр воды занимает один кубический сантиметр пространства.
Выбор образца
Скалы варьируются от коллекции кристаллов одного минерала до смесей разных минералов. Все минералы могут быть микроскопическими, макроскопическими или смесью микроскопических и макроскопических кристаллов. Минералы могут быть распределены равномерно по всей породе или они могут быть расположены в виде слоев или скоплений.
Определение плотности камня
Для точности тестируемый образец должен включать все минералы породы. Кроме того, образец не должен иметь выветренных поверхностей. Процесс выветривания изменяет исходную минералогию, которая также меняет плотность. Таким образом, для точного измерения общей плотности выбранный образец породы должен представлять все минералы в том же соотношении, что и большая масса породы.
В общем, геологи выбирают образец руки, образец камня размером с кулак или бейсбол. Очень маленький образец породы может не отражать минералогию всей горной массы, в то время как очень большой образец бросает вызов способности точно измерить массу или объем, или и то и другое.
Измеряя масса
Понятия массы и веса сбивают с толку многих людей. Масса измеряет количество вещества в объекте, а масса измеряет силу тяжести на массу. Путаница возникает из-за того, что на Земле гравитационное притяжение равно 1, поэтому масса и вес различаются лишь в незначительных количествах, под влиянием высоты и подстилающих массивных пород.
Точное измерение массы требует весов. Электронные весы, весы с тремя лучами или другие весы измеряют массу. Базовые весы, такие как весы для ванной комнаты, обычно не обеспечивают точность, необходимую для определения массы. У каждой шкалы массы есть определенные направления, но общий метод устанавливает шкалу для баланса на нуле, помещает камень в чашу, балансирует шкалу, а затем непосредственно считывает массу образца. При измерении массы запишите единицы в граммах.
Измерение объема
Объем просто измеряет пространство, занимаемое объектом. Нахождение объема правильных геометрических фигур, таких как сферы, кубы и коробки, использует установленную формулу. К сожалению, камни редко бывают геометрическими. Поэтому для поиска объема требуется специальная техника.
Архимед обнаружил вытеснение воды, и для определения объема с помощью вытеснения воды нужно немного подумать и почувствовать ловкость. Также помните, что один кубический сантиметр воды равен одному миллилитру воды.
Водоизмещение означает, что объект, помещенный в воду, вытесняет объем воды, равный объему объекта. Например, объект объемом 5 кубических сантиметров, погруженный в емкость с водой, вытеснит 5 миллилитров воды. Если в контейнере есть измерения, первоначальное показание 10 миллилитров воды изменится до 15 миллилитров после погружения объекта в 5 кубических сантиметров в воду.
Для определения объема путем вытеснения воды необходимо поместить образец породы в контейнер с маркировкой измеренного объема, например мерную чашку. Перед добавлением камня поместите в чашку достаточное количество воды, чтобы камень полностью погрузился в воду. Измерьте объем воды. Добавьте камень, будучи уверенным, что пузыри не прилипают к скале.
Измерьте полученный объем воды. Вычтите начальный, только для воды, объем из конечного, воды и камня, чтобы найти объем камня. Таким образом, если начальный объем воды составляет 30 миллилитров, а конечный объем воды и породы составляет 45 миллилитров, то объем одной только породы составляет 45-30 = 15 миллилитров, или 15 кубических сантиметров. Конечно, числа в природе, как и камни, скорее всего, не будут четными числами.
Если камень не подходит к мерной чашке, используйте емкость, достаточно большую, чтобы погрузить камень. Поместите контейнер в лоток. Заполните контейнер полностью водой. Осторожно, без каких-либо волн или брызг, сдвиньте камень в воду. Вся вода, пролитая из контейнера, должна быть собрана в нижнем поддоне.
Очень осторожно извлеките контейнер из лотка, чтобы случайно не пролить больше воды в лоток. Измерьте намеренно пролитую воду в лотке, чтобы определить объем породы. Количество воды, вытесненной из контейнера скалой и уловленной в лотке, равно объему породы.
Предупреждения
- Некоторые осадочные породы, такие как песчаник, распадаются при погружении в воду. Общепринятый способ остановить деградацию образца использует тонкие слои воска для защиты образца. Окуните образец несколько раз в расплавленный воск, позволяя воску слегка остыть между слоями. Дайте воску полностью остыть, затем найдите массу камня с восковым покрытием. Вычтите массу, покрытую воском, из единственной в своем роде массы, чтобы найти массу воска. Используйте метод вытеснения воды, чтобы найти общий объем. Используйте формулу плотности (плотность парафина составляет от 0, 88 до 0, 92), чтобы найти объем воска. Вычтите объем воска из измеренного общего объема, чтобы найти объем образца породы.
Расчет плотности
Расчет плотности по массе и объему требует простой формулы: плотность равна массе, деленной на объем (D = m ÷ v). Так, если измеренная масса породы равна 984, 2 грамма, а измеренный объем равен 382, 9 миллилитрам, то при использовании формулы получается уравнение D = 984, 2 ÷ 382, 9, показывающее плотность образца, равную 2, 57 грамма на кубический сантиметр.
Как рассчитать объем камня
Как вы рассчитываете объем нерегулярных объектов? Все, что вам нужно, это мерный стакан и немного воды. Погружая нерегулярный объект в воду и измеряя смещение воды, вы можете легко рассчитать объем любого (водонепроницаемого) объекта, например камня.
Как найти плотность
Плотность объекта — это отношение его массы к его объему. Очень плотный объект имеет плотно упакованную или компактную материю. Найти плотность объекта легче, чем вы думаете.
Как найти массу, плотность и объем липких медведей
При обучении детей научным методам измерения, таким как масса, плотность и объем, в школьной обстановке липкие медведи делают хорошие предметы, потому что они маленькие, и дети могут покушать на них, когда закончат. Несколько классных комнат использовали это упражнение для обучения детей измерениям и в качестве первой части .
Источник: rus.lamscience.com
Узнаем как правильно определить плотность камня?
Все минералы (а камни относятся именно к минералам) обладают двумя важными характеристиками — массой и плотностью. Причём плотность камня важна в чисто практическом смысле — чтобы подсчитать запас минерального месторождения.
Что это за характеристика?
Для любого вещества под плотностью понимается масса, поделенная на единицу объема. Так как камни (то есть минералы) имеют неоднородный состав и включают в себя элементы различной атомарной массы, физическая характеристика их плотности может значительно различаться. Также плотность камней зависит не только от тяжести элементов, их составляющих, но и от того, насколько плотно «упакованы» в их внутренней структуре элементарные частицы.
Вопросами изучения плотности минералов занимается минералогия. Плотность камня рассчитывается путем деления массы минерала-образца в единице объема на массу воды того же объема при температуре 4 ⁰С. К примеру, вес образца 200 грамм. Воды в том же объеме 40 грамм. В этом случае плотность данного камня будет равна 5.
Лазурит – камень-талисман, который подходит не для всех людей. В чем его сила? Кому он подходит, а.
Измеряется плотность камней в килограммах на метр кубический или граммах на сантиметр кубический.
Как найти плотность камня?
Каким же образом определяется плотность камня? Процедура достаточно проста — взвешиваем образец вначале в воздушной среде, затем в водной. Согласно закону Архимеда, полученная разница соответствует массе воды, которую вытесняет образец. Плотность вычисляем делением массы образца в воздухе на данную разницу.
В зависимости от плотности минералы могут быть легкими, средними, тяжелыми и очень тяжелыми. Например, плотность гранитного камня — 2 600 кг/м³. Для справки: плотность легких не превышает 2,5 г/см³, средних — колеблется в пределах от 2,5 до 4 г/см³, тяжелых — от 4 до 8 г/см³. Минералы плотностью выше 8 г/см³ относятся к очень тяжелым камням.
Графит представляет собой минерал, устойчивую кристаллическую модификацию углерода. Она сохраняет.
Плотность драгоценных камней
Помимо плотности и другой характеристики — твердости, минералы-самоцветы или драгоценные камни имеют и такую важную составляющую, как массу, измеряемую в граммах или каратах (у жемчуга — в гранах).
Чтобы уяснить соотношение данных единиц, запомните: 1 карат соответствует 200 миллиграммам, в одном гране 50 миллиграмм, то есть 1 карат равен четырем гранам. Точность измерения самоцветов — до двух десятичных знаков.
Пройдемте в лабораторию
Как измерить плотность драг. камней в лабораторных условиях? Лучше всего подходит для этого гидростатический метод. Его принцип был предложен греческим ученым Архимедом много столетий назад. Суть принципа, известного из школьного курса физики, такова: погруженное в жидкость тело выталкивается из неё силой, которая равна весу вытесненной данным телом жидкости.
Говоря проще, если подвесить камень и опустить в воду, то вес его уменьшится по сравнению с первоначальным на столько, сколько весит объем воды, вытесненной им. Понятно, что этот объем будет равен собственному объему камня.
Таким образом путем последовательного взвешивания камней в воздухе, а затем в воде мы сможем получить все нужные нам для расчёта данные.
Все — на природу!
Обратимся теперь к природным каменным материалам. Их, как известно, существует несколько видов. С практической точки зрения любую породу принято относить к одной из двух групп — прочным либо малопрочным.
Натуральный камень всегда был популярным материалом и сегодня, несмотря на разнообразие.
Материалы первой группы имеют высокий показатель твердости и, чаще всего, строение средне- либо крупнозернистое. В так называемом невыветренном состоянии они обладают небольшим водопоглощением. У других (малопрочных) пород, как ясно из названия, прочность значительно ниже. Они же обладают гораздо более высокой степенью водопоглощения.
Иногда при распознавании видов породы камня требуется определить его твердость. В полевых условиях удобнее всего делать это с помощью т. н. относительной шкалы Мооса и дополнительных подручных средств. В качестве таких подручных средств могут выступать грифель, монета, кусок стекла, напильник, стальная игла или нож, обыкновенный либо алмазный стеклорез. Средняя плотность камня также важна при определении его породы. Определив данную величину, можно идентифицировать породу, обратившись к специальным таблицам.
Рассчитываем плотность природных камней
Как же вычислить среднюю плотность камня-образца? Оборудование, необходимое для этого, — весы с набором разновесов и навыки измерения объема образца, имеющего неправильную форму.
Легче всего это сделать, располагая мерным градуированным цилиндром объемом около полулитра. В такой цилиндр наливают 200-300 мл воды и помещают кусочек исследуемого каменного материала.
Суммарный объем помещенных в воду образцов узнают по количеству воды, вытесненной ими. Затем делением их массы на вычисленный объем получают среднюю плотность материала.
Что важно учесть?
Следует заметить, что данный метод годится лишь для плотных каменных пород с незначительным водопоглощением (не более 2 %). Если эта характеристика выше (до 5 %), сухой образец, предварительно взвесив, вначале необходимо поместить в водную среду для насыщения. Затем определяется средняя плотность вышеуказанным методом. Насыщение считается полным, если при водопоглощении вес прекращает прирастать.
Пористые камни (чаще всего это известняки или туфы) обладают малой прочностью. Их легко обработать — обычной ножовкой по металлу выпилить образец нужной формы (например, кубик) и путем измерения граней подсчитать его объем.
Сделай сам
При отсутствии в полевых условиях мерного цилиндра достаточного объема определить количество вытесненной воды можно следующим образом. В любом металлическом сосуде цилиндрической формы чуть ниже верха пробивается отверстие в стенке обычным гвоздем, затем туда вставляется трубочка, которую также можно изготовить самостоятельно, свернув любую пленку. Закрепляют ее в стенке цилиндра пластилином или любым подобным материалом.
Таким образом, получают походный объемомер. Если данный агрегат используется постоянно, трубочку имеет смысл припаять стальную или латунную.
Камни, сделанные руками человека
Всё написанное выше относилось к природным камням. А теперь пора поговорить и об искусственных. Они могут быть стеновыми, дорожными и бортовыми. Сюда же следует отнести бетонную кровельную черепицу и тротуарную плитку, а также всевозможные отмостки, лестничные ступени и элементы дымоходов.
При производстве практически всех перечисленных камней и в России, и за рубежом используется строгие технические стандарты. Они регламентируют все основные характеристики — качество исходных материалов, размеры и форму сечения, физико-механические показатели (в том числе плотность бетонных камней).
Зависят эти требования от предполагаемых условий эксплуатации и имеющегося в наличии материала.
Какими могут быть искусственные камни
Бетон, из которого изготовляют камни, может являться тяжелым либо легким. Выполняемые из него искусственные камни, изготовляются полнотелыми либо пустотелыми. Нормативная характеристика средней объемной плотности для пустотелых камней не должна превышать 1 650 кг/м³, для полнотелых — 2 200 кг/м³.
Стеновые камни по уровню средней плотности (и, кроме того, теплопроводности) считаются эффективными (плотностью до 1 400 кг/м³), условно-эффективными (1 400-1 650 кг/м³) и тяжелыми (выше 1 650 кг/м³). Большинство из них сейчас производят из легкого бетона небольшой плотности (до 1 800 кг/м³).
Тяжелый бетон (в том числе песчаный) с высокой истираемостью и низким водопоглощением применяется при производстве бортовых или дорожных камней, а также тротуарной плитки, так как условия их эксплуатации более суровые, чем у стеновых.
Различаются искусственные камни и по заполнителю, которым может выступать кварцевый песок (считается мелким заполнителем) или прочные породы (крупный заполнитель). Например, плотность щебня из природного камня может быть различной в зависимости от фракции — степени измельчения. Состав заполнителя также немалым образом влияет на плотность искусственного камня.
На Земле существуют тысячи разновидностей камней. И вне всяких сомнений, это самые распространенные образования на планете, ведь сама Земля – это камень, покрытый тонким слоем грунта. Горные породы, как мы их еще называем, совершенно разнообразны по .
Многие из народных мудростей отражают свойство одного из самых красивых камней на земле: «бриллиант чистой воды», «тверд как алмаз,» «алмазный блеск» и др. И одно из свойств – плотность. Алмаз, название которого по .
Каждому знаку зодиака соответствует определенный камень, являющийся для него талисманом. Таковых даже несколько! Ведь период покровительства каждого знака делится на три декады, потому и камень нужно выбирать себе по дате рождения. Сейчас речь .
Мир камня необозрим и сказочно интересен. У аметиста и агата, горного хрусталя и гранита, малахита и гальки на берегу есть своя история. Ведь человек использует камень с незапамятных времен. Вначале он служил ему орудием труда. В дальнейшем те .
Ракушняк – популярный стройматериал для возведения частных домов. Блоки достаточно легкие, но прочные. Здесь будут описаны основные характеристики материала, его положительные и отрицательные стороны, а также, какие бывают марки.
Лазурит – камень-талисман, который подходит не для всех людей. В чем его сила? Кому он подходит, а кому стоит отказаться от покупки такого украшения? А также расскажем, откуда он появился и какую ценность представляет для человека.
Графит представляет собой минерал, устойчивую кристаллическую модификацию углерода. Она сохраняет свои первоначальные свойства при стандартных условиях. Материал является огнеупорным, достаточно плотным и обладает высокой электропроводностью.
Натуральный камень всегда был популярным материалом и сегодня, несмотря на разнообразие искусственных аналогов, остается столь же востребованным. Его главным достоинством является долговечность, а также инертность к различным химическим веществам и безопасность для здоровья.
Бортовой камень (бордюр) применяется в основном для разделения пешеходной части улицы и проезжей. Он незаменим при укладке тротуарной плитки или брусчатки.
Источник: autogear.ru
На смекалку. Как определить плотность камня сложной формы?
Как с помощью весов и сосуда с водой определить плотность камня, если объем камня невозможно измерить непосредственно?
в избранное
какие весы, рычажные или с гирьками? — 9 лет назад
комментировать
Condo rita [120K]
9 лет назад
Методом Архимеда — по вытесненной жидкости найти объем, а на весах массу тела.
Это физика примерно 7 класса школы: объем вытесненной жидкости равен объему погруженного в жидкость твердого тела.
Если знаешь массу и объем, то плотность определяется элементарно.
PS: я не помню, чтобы у нас в школе были такие лабораторные, но закон Архимеда не знать. это слишком
автор вопроса выбрал этот ответ лучшим
комментировать
в избранное ссылка отблагодарить
SSSSS [87.5K]
9 лет назад
Определить вес и объем этого камня. Вес просто — взвесить, если в вопросе предлагаются весы. Чтобы определить объем — в сосуд налить воды, поставить метку на её уровне, опустить в воду камень, поставить вторую метку. Измерить расстояние между метками и диаметр сосуда, вычислить объем кусочка сосуда, на который вода поднялась — это по сути объем камня.
По формуле вычислить плотность камня.
Это не столько на логику, сколько на школьный курс — лабораторная работа по физике в средних классах).
в избранное ссылка отблагодарить
PavelR [7.4K]
Можно налить воды в сосуд до краев и взвесить вылившуюся воду, когда вы положите камень в этот сосуд — 9 лет назад
SSSSS [87.5K]
А зачем нам вес воды вылитой? Нам нужен её объем. И для сбора вылитой воды нужна ещё одна емкость, её в условиях не предлагают. — 9 лет назад
Источник: www.bolshoyvopros.ru