Tots els minerals (i les pedres es relacionen específicament amb els minerals) tenen dues característiques importants: la massa i la densitat. D'altra banda, la densitat de la pedra és important en un sentit purament pràctic: per calcular l'estoc d'un dipòsit mineral.
Què és aquesta característica?
Per a qualsevol substància, densitat significa massa dividida per volum d'unitat. Com que les pedres (és a dir, minerals) tenen una composició heterogènia i inclouen elements de diferents masses atòmiques, les característiques físiques de la seva densitat poden variar significativament. A més, la densitat de les pedres no només depèn de la gravetat dels elements que les componen, sinó també de la proximitat de les partícules elementals en la seva estructura interna.
L’estudi de la densitat de minerals tracta la mineralogia. La densitat de la pedra es calcula dividint la massa de la mostra mineral en un volum d’unitat per la massa d’aigua del mateix volum a una temperatura de 4 ° C. Per exemple, el pes de la mostra és de 200 grams. Aigua amb el mateix volum de 40 grams. En aquest cas, la densitat d’aquesta pedra serà de 5.
La densitat de les pedres es mesura en quilograms per metre cúbic o grams per centímetre cúbic.
Com es troba la densitat de la pedra?
Com es determina la densitat de la pedra? El procediment és molt senzill: pesem la mostra primer en aire, després en aigua. Segons la llei d’Arquimedes, la diferència obtinguda correspon a la massa d’aigua que desplaça la mostra. La densitat es calcula dividint la massa de la mostra en aire per una diferència determinada.
Els minerals poden ser lleugers, mitjans, pesats i molt pesats, segons la seva densitat. Per exemple, la densitat de pedra de granit és de 2 600 kg / m³. Com a referència: la densitat dels pulmons no supera els 2, 5 g / cm³, la mitjana - oscil·la entre 2, 5 i 4 g / cm³, pesada - de 4 a 8 g / cm³. Els minerals amb una densitat superior a 8 g / cm³ pertanyen a pedres molt pesades.
Densitat de pedres precioses
A més de la densitat i una altra característica: la duresa, els minerals de gemmes o les pedres precioses també tenen un component tan important com la massa, mesurada en grams o quilates (en perles - en grans).
Per comprendre la relació d’aquestes unitats, recordeu: 1 quilate correspon a 200 mil·ligrams, en una cara 50 mil·ligrams, és a dir, 1 quilate és igual a quatre grans. Precisió de la mesura de la gema: fins a dues xifres decimals.
Anem al laboratori
Com es mesura la densitat d’arrossegament. pedres al laboratori? El mètode hidrostàtic és més adequat per a això. El seu principi va ser proposat pel científic grec Arquimedes fa molts segles. L’essència del principi conegut des del curs escolar en física és la següent: un cos immers en un líquid s’allunya d’ell per força, que és igual al pes del líquid desplaçat pel cos donat.
Simplement, si pengeu una pedra i baixeu-la a l'aigua, el seu pes disminuirà en comparació amb l'original tant pel volum d'aigua desplaçada per ella. Està clar que aquest volum serà igual al volum propi de la pedra.
Així, pesant seqüencialment les pedres a l’aire i, a continuació, a l’aigua, podem obtenir totes les dades que necessitem per calcular.
Tot està a la natura!
Passem ara a materials de pedra natural. Com ja sabeu, hi ha diversos tipus. Des d’un punt de vista pràctic, és habitual atribuir qualsevol raça a un dels dos grups: fort o de baixa resistència.
Els materials del primer grup tenen un elevat índex de duresa i, sovint, l’estructura és de gra mitjà o gruixut. En l’anomenat estat no meteorològic, tenen poca absorció d’aigua. En altres roques (de baixa força), com el seu nom indica, la força és significativament menor. També tenen un grau d’absorció d’aigua molt superior.
De vegades, quan es reconeixen els tipus de roca d’una pedra, cal determinar la seva duresa. Al camp, el més convenient és fer-ho mitjançant l’anomenada. Escala relativa de Mohs i eines addicionals disponibles. Aquestes eines improvisades poden ser un estil, una moneda, un tros de vidre, un arxiu, una agulla o un ganivet d’acer, un tallador de vidre ordinari o de diamants. La densitat mitjana d’una pedra també és important per determinar la seva raça. Un cop determinat aquest valor, es pot identificar la raça fent referència a taules especials.
Calculem la densitat de pedres naturals
Com calcular la densitat mitjana de la pedra mostral? L’equip necessari per a això és un equilibri amb un conjunt de pesos i habilitats per mesurar el volum d’una mostra que té una forma irregular.
La manera més fàcil de fer-ho és tenir un cilindre graduat graduat amb un volum aproximat de mig litre. S'aboca 200-300 ml d'aigua en un cilindre i es col·loca un tros del material de pedra estudiat.
El volum total de mostres col·locades a l’aigua es reconeix per la quantitat d’aigua desplaçada per aquestes. Després, dividint la seva massa pel volum calculat, s’obté la densitat mitjana del material.
Què és important tenir en compte?
Cal destacar que aquest mètode és adequat només per a roques denses amb una absorció insignificant d’aigua (no més del 2%). Si aquesta característica és superior (fins a un 5%), primer s’ha de col·locar en una mostra seca, després de pesar-la, per obtenir una saturació. Llavors, la densitat mitjana es determina amb el mètode anterior. La saturació es considera completa si, durant l’absorció d’aigua, el pes deixa de créixer.
Les pedres poroses (sovint les calcàries o els tufs) són de baixa resistència. Són fàcils de processar: amb una serra convencional, retallau una mostra de la forma desitjada (per exemple, un cub) i calculen el seu volum mesurant les cares.
Fes-ho tu mateix
En absència de volum suficient en el cilindre de mesura al camp, es pot determinar la quantitat d’aigua desplaçada de la manera següent. En qualsevol recipient metàl·lic de forma cilíndrica, just a sota de la part superior, es perfora un forat a la paret amb una ungla ordinària, a continuació s’insereix un tub que també es pot fer independentment plegant qualsevol pel·lícula. Fixeu-lo a la paret del cilindre amb plastilina o qualsevol material similar.
Així, s’obté un mesurador de volum de camp. Si s’utilitza constantment aquesta unitat, té sentit vendre un tub d’acer o llautó.
Pedres fetes per mans humanes
Tot allò escrit anteriorment relacionat amb pedres naturals. I ara toca parlar d’artificials. Poden ser de paret, de carretera i de costat. Això també inclou teules de formigó i lloses de paviment, així com tot tipus de zones cegues, graons d’escala i elements de xemeneia.
En la producció de gairebé totes aquestes pedres, tant a Rússia com a l'estranger, s'utilitzen normes tècniques estrictes. Regen totes les característiques bàsiques: la qualitat dels materials inicials, la mida i la forma de la secció, propietats físiques i mecàniques (inclosa la densitat de pedres de formigó).
Aquests requisits depenen de les condicions de funcionament previstes i del material disponible.
