Visiem minerāliem (un akmeņiem ir īpaša saistība ar minerāliem) ir divas svarīgas īpašības - masa un blīvums. Turklāt akmens blīvums ir svarīgs tīri praktiskā nozīmē - aprēķināt derīgo izrakteņu krājumus.
Kāda ir šī īpašība?
Jebkurai vielai blīvums ir masa, dalīta ar tilpuma vienību. Tā kā akmeņiem (t.i., minerāliem) ir neviendabīgs sastāvs un tie satur dažādu atomu masu elementus, to blīvuma fizikālās īpašības var ievērojami atšķirties. Arī akmeņu blīvums ir atkarīgs ne tikai no to veidojošo elementu smaguma, bet arī no tā, cik cieši elementārdaļiņas ir "blīvi iesaiņotas" to iekšējā struktūrā.
Minerālu blīvuma izpēte attiecas uz mineraloģiju. Akmens blīvumu aprēķina, minerālu parauga masu dalot tilpuma vienībā ar tāda paša tilpuma ūdens masu 4 ° C temperatūrā. Piemēram, parauga svars ir 200 grami. Ūdens tajā pašā tilpumā 40 grami. Šajā gadījumā šī akmens blīvums būs 5.
Akmeņu blīvumu mēra kilogramos uz kubikmetru vai gramos uz kubikcentimetru.
Kā atrast akmens blīvumu?
Kā nosaka akmens blīvumu? Procedūra ir diezgan vienkārša - vispirms nosver paraugu gaisā, pēc tam ūdenī. Saskaņā ar Arhimēda likumu iegūtā starpība atbilst ūdens masai, kuru paraugs izspiež. Blīvumu aprēķina, parauga masu gaisā dalot ar doto starpību.
Minerāli atkarībā no blīvuma var būt viegli, vidēji, smagi un ļoti smagi. Piemēram, granīta akmens blīvums ir 2 600 kg / m³. Uzziņai: plaušu blīvums nepārsniedz 2, 5 g / cm³, vidējs - no 2, 5 līdz 4 g / cm³, smags - no 4 līdz 8 g / cm³. Minerāli, kuru blīvums pārsniedz 8 g / cm3, pieder pie ļoti smagiem akmeņiem.
Dārgakmeņu blīvums
Papildus blīvumam un vēl vienai īpašībai - cietībai, dārgakmeņiem vai dārgakmeņiem ir arī tik svarīga sastāvdaļa kā masa, ko mēra gramos vai karātos (pērlēs - graudos).
Lai noskaidrotu šo vienību attiecību, atcerieties: 1 karāts atbilst 200 miligramiem, 50 miligramiem vienā sejā, tas ir, 1 karāts ir vienāds ar četriem graudiem. Gem mērīšanas precizitāte - līdz divām zīmēm aiz komata.
Dosimies uz laboratoriju
Kā izmērīt vilkšanas blīvumu. akmeņi laboratorijā? Tam vispiemērotākā ir hidrostatiskā metode. Tās principu pirms daudziem gadsimtiem ierosināja grieķu zinātnieks Arhimēds. Fizikas skolas kursā zināmā principa būtība ir šāda: šķidrumā iegremdēts ķermenis no tā tiek izspiests ar spēku, kas ir vienāds ar šķidruma svaru, kuru pārvietoja dotā ķermeņa.
Vienkārši sakot, ja jūs pakārt akmeni un nolaidīsit to ūdenī, tad tā svars salīdzinājumā ar oriģinālu samazināsies tikpat daudz, cik ūdens to izspiedīs. Ir skaidrs, ka šis tilpums būs vienāds ar paša akmens tilpumu.
Tādējādi, secīgi nosverot akmeņus gaisā un pēc tam ūdenī, mēs varam iegūt visus datus, kas mums jāaprēķina.
Viss ir dabā!
Tagad pievērsīsimies dabīgā akmens materiāliem. Kā jūs zināt, ir vairāki to veidi. No praktiskā viedokļa ir ierasts jebkuru šķirni attiecināt uz vienu no divām grupām - spēcīgu vai mazu izturību.
Pirmās grupas materiāliem ir augsts cietības indekss, un visbiežāk to struktūra ir vidēja vai rupja. Tā sauktajā stāvoklī, kurā nav laika apstākļu, tiem ir maza ūdens absorbcija. Citos (zemas stiprības) iežos, kā norāda nosaukums, izturība ir ievērojami zemāka. Viņiem ir arī daudz augstāka ūdens absorbcijas pakāpe.
Dažreiz, atpazīstot akmens iežu veidus, ir jānosaka tā cietība. Laukā visērtāk to izdarīt, izmantojot tā saukto. Moha relatīvā skala un papildu rīki. Šādi improvizēti instrumenti var būt irbuli, monētas, stikla gabals, vīle, tērauda adata vai nazis, parasts vai rombveida stikla griezējs. Akmens vidējam blīvumam ir liela nozīme arī tā šķirnes noteikšanā. Pēc šīs vērtības noteikšanas šķirni var identificēt, izmantojot īpašas tabulas.
Mēs aprēķinām dabisko akmeņu blīvumu
Kā aprēķināt parauga akmens vidējo blīvumu? Tam nepieciešamais aprīkojums ir svars ar noteiktu svaru un prasmju kopumu, lai izmērītu parauga tilpumu, kam ir neregulāra forma.
Vienkāršākais veids, kā to izdarīt, ir graduēts graduēts cilindrs, kura tilpums ir aptuveni puslitrs. Šādā cilindrā ielej 200-300 ml ūdens un ievieto gabalu pētītā akmens materiāla.
Kopējo ūdenī ievietoto paraugu daudzumu atzīst pēc to izspiestā ūdens daudzuma. Tad, dalot to masu ar aprēķināto tilpumu, iegūst materiāla vidējo blīvumu.
Kas ir svarīgi ņemt vērā?
Jāatzīmē, ka šī metode ir piemērota tikai blīviem iežiem ar nenozīmīgu ūdens absorbciju (ne vairāk kā 2%). Ja šī īpašība ir augstāka (līdz 5%), sausu paraugu pēc tā nosvēršanas vispirms ievieto ūdenī piesātināšanai. Pēc tam vidējo blīvumu nosaka ar iepriekšminēto metodi. Piesātinājumu uzskata par pilnīgu, ja ūdens absorbcijas laikā svars pārstāj augt.
Porainie akmeņi (visbiežāk kaļķakmeņi vai tufi) ir zemas stiprības. Tos ir viegli apstrādāt - ar parasto zāģu zāģi izgrieziet vēlamās formas paraugu (piemēram, kubu) un aprēķiniet tā tilpumu, izmērot sejas.
Dariet to pats
Ja laukā nav pietiekama tilpuma mērcilindrā, izspiestā ūdens daudzumu var noteikt šādi. Jebkurā cilindriskas formas metāla traukā, tieši zem augšdaļas, sienā tiek caurumots caurums ar parastu naglu, pēc tam tur tiek ievietota caurule, kuru var arī patstāvīgi izgatavot, salocot jebkuru plēvi. Piestipriniet to cilindra sienā ar plastilīnu vai līdzīgu materiālu.
Tādējādi tiek iegūts lauka tilpuma mērītājs. Ja šo vienību izmanto pastāvīgi, ir jēga lodēt tērauda vai misiņa cauruli.
Akmeņi, ko izgatavojušas cilvēku rokas
Viss iepriekš rakstītais bija saistīts ar dabīgajiem akmeņiem. Un tagad ir laiks runāt par mākslīgajiem. Tās var būt sienas, ceļš un sāns. Tas ietver arī betona jumta dakstiņus un bruģakmens plāksnes, kā arī visa veida aklo zonu, kāpņu pakāpienu un skursteņa elementus.
Gandrīz visu šo akmeņu ražošanā gan Krievijā, gan ārzemēs tiek izmantoti stingri tehniskie standarti. Tie regulē visas pamatīpašības - izejvielu kvalitāti, šķērsgriezuma lielumu un formu, fizikālās un mehāniskās īpašības (ieskaitot betona akmeņu blīvumu).
Šīs prasības ir atkarīgas no paredzētajiem darbības apstākļiem un pieejamajiem materiāliem.
