Hvordan man finder tætheden af ​​en klippe

Sten findes i en række forskellige former, størrelser og kompositioner. Sedimentære, magtagtige og metamorfe klipper relaterer til hinanden som forskellige stadier i klippecyklussen. At differentiere en type sten fra en anden afhænger undertiden af ​​subtile forskelle i karakteristika. Tæthed kombineret med observationer og yderligere test hjælper med at identificere og differentiere en klippe fra en anden. Da densitet måler forholdet mellem masse og volumen, kræver beregning af densitet nøjagtigt at måle masse og volumen.

At finde tætheden af ​​en klippe kræver måling af klippens masse i gram og volumen i kubikcentimeter. Disse værdier passer ind i ligningen:

hvor D betyder tæthed, m repræsenterer masse, og V repræsenterer volumen. Indsæt værdierne og løs for densitet. Generelt bruger volumenmålinger vandforskydning og drager fordel af forholdet, at en milliliter vand optager en kubikcentimeter plads.

Klipper spænder fra en samling af krystaller af et mineral til blandinger af forskellige mineraler. Mineralerne kan være alle mikroskopiske, alle makroskopiske eller en blanding af mikroskopiske og makroskopiske krystaller. Mineralerne kan fordeles jævnt gennem hele klippen, eller de kan arrangeres i lag eller klynger. For nøjagtighed skal den testede prøve omfatte alle stenens mineraler. Prøven skal heller ikke have forvitrede overflader. Forvitringsprocessen ændrer den oprindelige mineralogi, som også ændrer densiteten. For at nøjagtigt måle den samlede tæthed skal den valgte stenprøve repræsentere alle mineraler i samme forhold som den større stenmasse. Generelt vælger geologer en håndprøve, en stenprøve på størrelse med en knytnæve eller baseball. En meget lille stenprøve repræsenterer muligvis ikke mineralogien af ​​hele stenmassen, mens en meget stor prøve udfordrer evnen til nøjagtigt at måle masse eller volumen eller begge dele.

Begreberne masse og vægt forvirrer mange mennesker. Masse måler mængden af ​​stof i en genstand, mens vægten måler tyngdekraften på en masse. Forvirringen opstår, fordi tyngdekraften på Jorden er lig med 1, så masse og vægt adskiller sig kun i små mængder, påvirket af højde og underliggende massive klipper.

Måling af masse kræver nøjagtigt en balance skala. Elektroniske vægte, tredobbelte vægte eller andre vægte måler masse. Grundvægt skalaer som vægte på badeværelset giver generelt ikke den nøjagtighed, der er nødvendig for at finde masse. Hver masseskala har specifikke retninger, men den generelle teknik indstiller skalaen til balance ved nul, placerer klippen på gryden, afbalancerer skalaen og læser derefter massen af ​​prøven direkte. Når massen måles, registreres enhederne i gram.

Volumen måler ganske enkelt det rum, en genstand optager. At finde volumen af ​​regelmæssige geometriske former som kugler, terninger og kasser bruger etableret formel. Klipper kommer desværre sjældent i geometriske former. At finde volumen kræver derfor en speciel teknik. Archimedes opdagede vandforskydning, og at finde volumen ved hjælp af vandforskydning kræver lidt tanke og et strejf af fingerfærdighed. Husk også, at en kubikcentimeter vand svarer til en milliliter vand.

Vandforskydning betyder, at en genstand placeret i vand fortrænger et volumen vand svarende til genstandens volumen. For eksempel vil et objekt med et volumen på 5 kubikcentimeter nedsænket i en beholder med vand fortrænge 5 milliliter vand. Hvis beholderen har målinger, ændres en indledende aflæsning af 10 ml vand til 15 ml, når objektet på 5 kubikcentimeter er nedsænket i vandet.

At finde volumen gennem vandforskydning kræver placering af stenprøven i en beholder med målte volumenmarkeringer, som et målebæger. Før du tilføjer klippen, skal du placere vand nok i koppen, så klippen bliver helt nedsænket. Mål volumen vand. Tilsæt klippen, og sørg for, at der ikke klæber bobler til klippen. Mål det resulterende volumen vand. Træk det indledende, kun vand, volumen fra den endelige, vand og sten, volumen for at finde lydstyrken af ​​klippen. Så hvis det oprindelige vandmængde er 30 milliliter, og det endelige vand plus stenvolumen er 45 milliliter, er klodens volumen alene 45-30 = 15 milliliter eller 15 kubikcentimeter. Naturligvis vil tal i naturen, som klippen, sandsynligvis ikke være lige tal.

Hvis klippen ikke passer til et målekop, skal du bruge en beholder, der er stor nok til at nedsænke klippen. Anbring beholderen i en bakke. Fyld beholderen fuld af vand. Skub klippen forsigtigt uden bølger eller stænk i vandet. Alt vand spildt fra beholderen skal fanges i den underliggende bakke. Fjern beholderen meget forsigtigt fra bakken uden ved et uheld at spilde mere vand i bakken. Mål det bevidst spildte vand i bakken for at bestemme klippens volumen. Mængden af ​​vand, der forskydes fra beholderen af ​​klippen og fanget i bakken, er lig med klippens volumen.

• Nogle sedimentære klipper, som sandsten, går i opløsning, når de nedsænkes i vand. En accepteret metode til at stoppe denne nedbrydning af prøven bruger tynde lag af voks til at beskytte prøven. Dyp prøven flere gange i smeltet voks, og lad voksen køle lidt mellem lagene. Lad voks afkøle helt, og find derefter massen af ​​klippen med voksbelægningen. Træk den voksindkapslede masse fra den eneste stenmasse for at finde voksens masse. Brug vandforskydningsmetoden til at finde det samlede volumen. Brug densitetsformlen (densitet af paraffinvoks varierer fra 0,88 til 0,92) for at finde voksets volumen. Træk voksvolumenet fra det målte samlede volumen for at finde volumenet af stenprøven.

Beregning af densitet fra masse og volumen kræver en simpel formel: densitet er lig med masse divideret med volumen. Så hvis den målte stenmasse er lig med 984,2 gram, og det målte volumen er lig med 382,9 milliliter, giver formlen ligningen ved at bruge formlen:

viser densitet af prøven er lig med 2,57 gram pr. kubikcentimeter.