Kuinka löytää kallion tiheys

Kiviä on erilaisia ​​muotoja, kokoja ja koostumuksia. Sedimentti-, magmakivi- ja metamorfiset kivet liittyvät toisiinsa kalliokierron eri vaiheina. Yhden tyyppisen kiven erottaminen toisesta riippuu joskus hienoista ominaisuuksien eroista. Tiheys yhdistettynä havaintoihin ja lisätesteihin auttaa tunnistamaan ja erottamaan yhden kiven toisesta. Koska tiheys mittaa massan ja tilavuuden suhteen, tiheyden laskeminen edellyttää massan ja tilavuuden tarkkaa mittaamista.

Kiviaineen tiheyden löytäminen edellyttää kiven massan mittaamista grammoina ja tilavuus kuutiosenttimetreinä. Nämä arvot sopivat yhtälöön:

missä D tarkoittaa tiheyttä, m edustaa massaa ja V edustaa tilavuutta. Lisää arvot ja ratkaise tiheys. Yleensä tilavuusmittauksissa käytetään veden siirtymistä hyödyntäen suhdetta, että yksi millilitra vettä vie yhden kuutiosenttimetrin tilaa.

Kivekset vaihtelevat yhden mineraalin kiteistä kokoelmaan eri mineraalien seoksiin. Mineraalit voivat olla kaikki mikroskooppisia, kaikki makroskooppisia tai mikroskooppisten ja makroskooppisten kiteiden seoksia. Mineraalit voivat jakautua tasaisesti koko kiven läpi tai ne voivat olla järjestetty kerroksiksi tai klustereiksi. Tarkkuuden vuoksi testatun näytteen on sisällettävä kaikki kiven mineraalit. Näytteessä ei myöskään saa olla haalistuneita pintoja. Sään prosessi muuttaa alkuperäistä mineralogiaa, mikä muuttaa myös tiheyttä. Joten kokonaistiheyden mittaamiseksi valitun kivinäytteen on edustettava kaikkia mineraaleja samassa suhteessa kuin suurempi kiven massa. Yleensä geologit valitsevat käsinäytteen, noin nyrkin tai baseballin kokoisen kivenäytteen. Hyvin pieni kivinäyte ei välttämättä edusta koko kiven massan mineralogiaa, kun taas hyvin suuri näyte haastaa kyvyn mitata tarkasti massaa tai tilavuutta tai molempia.

Massan ja painon käsitteet sekoittavat monia ihmisiä. Massa mittaa aineen määrää esineessä, kun taas paino mittaa painovoiman vetoa massaan. Hämmennystä syntyy, koska maapallolla painovoima on 1, joten massa ja paino eroavat vain pienillä määrillä, joihin korkeus ja taustalla olevat massiiviset kivet vaikuttavat.

Massan tarkka mittaaminen vaatii vaa'an asteikon. Elektroniset vaa'at, kolmisäteiset vaa'at tai muut vaaka-asteikot mittaavat massaa. Perusvaaakaavat, kuten kylpyhuonevaaka, eivät yleensä tarjoa tarkkuutta, joka tarvitaan massan löytämiseen. Jokaisella massamittakaavalla on tietyt suunnat, mutta yleinen tekniikka asettaa asteikon tasapainottamaan nollaan, asettaa kiven pannulle, tasapainottaa asteikon ja lukee sitten näytteen massan. Kun mitataan massa, kirjaa yksiköt grammoina.

Äänenvoimakkuus mittaa yksinkertaisesti kohteen käyttämää tilaa. Säännöllisten geometristen muotojen, kuten pallojen, kuutioiden ja laatikoiden määrän löytäminen käyttää vakiintunutta kaavaa. Kiviä tulee valitettavasti harvoin geometrisesti. Äänenvoimakkuuden etsiminen vaatii siis erityistä tekniikkaa. Archimedes löysi vedensiirron, ja tilavuuden löytäminen vedensiirron avulla vaatii vähän ajattelua ja näppäryyttä. Muista myös, että yksi kuutiosenttimetri vettä on yhtä millilitraa vettä.

Vedensiirto tarkoittaa, että veteen asetettu esine syrjäyttää veden tilavuuden, joka on yhtä suuri kuin kohteen tilavuus. Esimerkiksi esine, jonka tilavuus on 5 kuutiosenttimetriä upotettuna vesisäiliöön, syrjäyttää 5 millilitraa vettä. Jos astiassa on mittauksia, 10 millilitran vesilukema muuttuu 15 millilitraksi sen jälkeen, kun 5 kuutiosenttimetrin esine on uponnut veteen.

Tilavuuden löytäminen veden siirtymän kautta edellyttää kivinäytteen sijoittamista astiaan, jossa on mitatut tilavuusmerkinnät, kuten mittakuppi. Ennen kuin lisäät kallion, aseta kuppiin tarpeeksi vettä, jotta kivi uppoaa kokonaan. Mittaa veden määrä. Lisää kallio varmistaen, ettei kuplia tartu kallioon. Mittaa tuloksena oleva vesimäärä. Vähennä lopullinen, vain vettä sisältävä tilavuus lopullisesta, vesi ja kallio, tilavuus kiven tilavuuden löytämiseksi. Joten, jos alkuperäinen vesitilavuus on 30 millilitraa ja lopullinen vesi plus kallion tilavuus on 45 millilitraa, yksin kallion tilavuus on 45-30 = 15 millilitraa tai 15 kuutiosenttimetriä. Luonnon luvut, kuten kallio, eivät tietenkään ole parillisia.

Jos kivi ei sovi mittakuppiin, käytä riittävän suurta astiaa kiven upottamiseen. Aseta astia lokeroon. Täytä astia kokonaan täynnä vettä. Liu'uta kallio veteen varovasti, ilman aaltoja tai roiskeita. Kaikki säiliöstä vuotanut vesi on siepattava alla olevaan lokeroon. Irrota astia varovasti lokerosta ilman, että vuotaa vahingossa lisää vettä lokeroon. Mittaa tarkoituksellisesti vuotanut vesi alustalle kiven tilavuuden määrittämiseksi. Kallion syrjäyttämästä astiaan ja lokeroon tarttuvan veden määrä on yhtä suuri kuin kiven tilavuus.

• Jotkut sedimenttikivet, kuten hiekkakivi, hajoavat upotettuaan veteen. Hyväksytty menetelmä tämän näytteen hajoamisen pysäyttämiseksi käyttää ohuita vahakerroksia näytteen suojaamiseksi. Kasta näyte useita kertoja sulatettuun vahaan ja anna vahan jäähtyä hieman kerrosten välillä. Anna vahan jäähtyä kokonaan ja etsi sitten kiven massa vahapäällysteen kanssa. Vähennä vahakoteloinen massa vain kalliomassasta voin massan löytämiseksi. Käytä kokonaistilavuutta vedensiirtomenetelmällä. Käytä vahan tilavuutta käyttämällä tiheyskaavaa (parafiinivahan tiheys vaihtelee välillä 0,88 - 0,92). Vähennä vahan tilavuus mitatusta kokonaistilavuudesta kivinäytteen tilavuuden löytämiseksi.

Tiheyden laskeminen massasta ja tilavuudesta edellyttää yksinkertaista kaavaa: tiheys on yhtä suuri kuin massa jaettuna tilavuudella. Joten, jos mitattu kiven massa on 984,2 grammaa ja mitattu tilavuus on 382,9 millilitraa, saadaan kaavan avulla yhtälö:

näytteen tiheyden osoittaminen on 2,57 grammaa kuutiosenttimetriä kohti.