Kuidas leida kivi tihedus

Kivimid on erineva kuju, suuruse ja koostisega. Setised, tard- ja moondekivimid on omavahel seotud kivimite tsükli erinevate etappidena. Ühe kivimi tüübi eristamine teisest sõltub mõnikord omaduste peenetest erinevustest. Tihedus koos vaatluste ja lisakatsetega aitab üht kivimit teisest tuvastada ja eristada. Kuna tihedus mõõdab massi ja mahu suhet, nõuab tiheduse arvutamine massi ja mahu täpset mõõtmist.

Kivimi tiheduse leidmiseks tuleb mõõta kivi mass grammides ja maht kuupsentimeetrites. Need väärtused sobivad võrrandisse:

kus D tähendab tihedust, m tähistab massi ja V tähistab mahtu. Sisestage väärtused ja lahendage tihedus. Üldiselt kasutatakse mahu mõõtmisel veeväljasurvet, kasutades selleks suhet, et üks milliliiter vett võtab ruumi kuupsentimeetri.

Kivimid ulatuvad ühe mineraali kristallide kogumist erinevate mineraalide segudeni. Mineraalid võivad olla kõik mikroskoopilised, kõik makroskoopilised või mikroskoopiliste ja makroskoopiliste kristallide segud. Mineraalid võivad jaotuda kogu kivimi ulatuses ühtlaselt või paikneda kihtide või kobaratena. Täpsuse tagamiseks peab uuritav proov sisaldama kõiki kivimi mineraale. Samuti ei tohiks proovil olla ühtegi murenenud pinda. Ilmastikuprotsess muudab algset mineraloogiat, mis muudab ka tihedust. Seega peab üldise tiheduse täpseks mõõtmiseks valitud kivimiproov esindama kõiki mineraale suurema kivimimassiga samas vahekorras. Üldiselt valivad geoloogid käsitsi, umbes rusika või pesapalli suuruse kivimiproovi. Väga väike kivimiproov ei pruugi esindada kogu kivimimassi mineraloogiat, samas kui väga suur proov seab massi või mahu või mõlema täpse mõõtmise võime proovile.

Massi ja kaalu mõisted ajavad paljud inimesed segadusse. Mass mõõdab aine hulka objektis, kaal aga raskusjõu tõmmet massil. Segadus tekib seetõttu, et Maal on gravitatsiooniline tõmme võrdne 1-ga, nii et mass ja kaal erinevad vaid väikestes kogustes, mida mõjutavad kõrgus ja aluseks olevad massiivsed kivimid.

Massi täpseks mõõtmiseks on vaja tasakaalu skaalat. Elektroonilised kaalud, kolmekiirelised kaalud või muud kaalukaalud mõõdavad massi. Põhikaalud, nagu vannitoa kaalud, ei taga üldjuhul massi leidmiseks vajalikku täpsust. Igal massiskaalal on kindlad suunad, kuid üldine tehnika seab skaala tasakaalu nullile, asetab kivi pannile, tasakaalustab skaala ja loeb siis otse isendi massi. Massi mõõtmisel registreeritakse ühikud grammides.

Helitugevus mõõdab lihtsalt objekti hõivatud ruumi. Korrapäraste geomeetriliste kujundite, nagu kerad, kuubikud ja kastid, mahu leidmiseks kasutatakse väljakujunenud valemit. Kivimid on kahjuks geomeetrilise kujuga harva. Helitugevuse leidmine nõuab seetõttu spetsiaalset tehnikat. Archimedes avastas veeväljasurve ja veeväljasurve abil mahu leidmine nõuab veidi mõtlemist ja osavust. Samuti pidage meeles, et üks kuupsentimeeter vett võrdub ühe milliliitri veega.

Veeväljasurve tähendab, et vette asetatud ese tõrjub vee mahu, mis on võrdne eseme mahuga. Näiteks tõstab veemahutisse uppunud objekt, mille maht on 5 kuupsentimeetrit, 5 milliliitrit vett. Kui anumal on mõõtmised, muutub pärast 5 kuupsentimeetrise objekti vette uppumist esialgne 10 milliliitri vee väärtus 15 milliliitriks.

Mahu leidmine veeväljasurve abil nõuab kivimiproovi paigutamist mõõdetud mahumärgistusega mahutisse, nagu mõõtetops. Enne kivi lisamist pange tassi piisavalt vett, nii et kivi jääb täielikult vee alla. Mõõtke vee maht. Lisage kivi, veendudes, et kivi külge ei jääks mullid. Mõõtke saadud vee maht. Kivimi mahu leidmiseks lahutage lõplik, ainult vett sisaldav maht, vesi ja kivi, maht. Niisiis, kui esialgne veemaht on 30 milliliitrit ja lõplik vesi pluss kivimi maht on 45 milliliitrit, on ainuüksi kivimi maht 45–30 = 15 milliliitrit ehk 15 kuupsentimeetrit. Muidugi ei ole looduses olevad arvud, nagu ka kalju, tõenäoliselt paarisarvud.

Kui kivi ei mahu mõõtekuppi, kasutage kivi uputamiseks piisavalt suurt mahutit. Pange anum salve. Täitke anum veega täielikult. Libistage kivi ettevaatlikult, ilma lainete ja pritsmeteta vette. Kogu anumast välja voolanud vesi tuleb koguda alumisse salve. Eemaldage anum salvelt väga ettevaatlikult, ilma et kogemata salve enam vett valaks. Kivimi mahu määramiseks mõõtke salve tahtlikult lekkinud vesi. Kivimi poolt mahutist välja tõrjutud ja salve kinni jäänud vee kogus võrdub kivi mahuga.

• Mõned settekivimid, näiteks liivakivi, lagunevad vette uppudes. Selle proovi lagunemise peatamiseks on kasutatud proovi kaitsmiseks õhukesi vahakihte. Kastke proov mitu korda sulatatud vahasse, lastes vahal kihtide vahel veidi jahtuda. Laske vahal täielikult jahtuda, seejärel leidke vahakattega kivimi mass. Vaha massi leidmiseks lahutage vaha sisaldav mass ainult kivimimassist. Kogumahu leidmiseks kasutage veeväljasurvemeetodit. Vaha mahu leidmiseks kasutage tiheduse valemit (parafiinvaha tihedus on vahemikus 0,88 kuni 0,92). Kivimiproovi mahu leidmiseks lahutage mõõdetud kogumahust vaha maht.

Tiheduse arvutamine massi ja mahu järgi nõuab lihtsat valemit: tihedus võrdub massiga jagatuna mahuga. Niisiis, kui mõõdetud kivimimass on 984,2 grammi ja mõõdetud maht 382,9 milliliitrit, annab valemi abil võrrandi:

proovi tiheduse näitamine on 2,57 grammi kuupsentimeetri kohta.