Содержание
- TL; DR (слишком долго; не читал)
- Отбор проб
- Измеряя масса
- Измерение объема
- Предупреждения
- Расчет плотности
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 камней 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.
Отбор проб
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. Для точности тестируемый образец должен включать все минералы породы. Кроме того, образец не должен иметь каких-либо выветрившихся 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 гравитационное притяжение на Земле 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. Каждая шкала массы имеет 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, начальное 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 контейнер, достаточно большой, 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
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.