एक चट्टान का घनत्व कैसे पता करें

चट्टानें विभिन्न आकृतियों, आकारों और रचनाओं में आती हैं। तलछटी, आग्नेय और कायांतरित चट्टानें चट्टान चक्र में विभिन्न चरणों के रूप में एक दूसरे से संबंधित हैं। एक प्रकार की चट्टान को दूसरे से अलग करना कभी-कभी विशेषताओं में सूक्ष्म अंतर पर निर्भर करता है। अवलोकन और अतिरिक्त परीक्षणों के साथ संयुक्त घनत्व, एक चट्टान को दूसरे से पहचानने और अलग करने में मदद करता है। चूंकि घनत्व द्रव्यमान के आयतन के अनुपात को मापता है, घनत्व की गणना के लिए द्रव्यमान और आयतन को सटीक रूप से मापने की आवश्यकता होती है।

चट्टान का घनत्व ज्ञात करने के लिए चट्टान के द्रव्यमान को ग्राम में और आयतन को घन सेंटीमीटर में मापने की आवश्यकता होती है। ये मान समीकरण में फिट होते हैं:

जहां डी का मतलब घनत्व है, एम द्रव्यमान का प्रतिनिधित्व करता है, और वी मात्रा का प्रतिनिधित्व करता है। मान डालें और घनत्व के लिए हल करें। सामान्य तौर पर, आयतन माप पानी के विस्थापन का उपयोग करते हैं, इस संबंध का लाभ उठाते हुए कि एक मिली लीटर पानी एक घन सेंटीमीटर जगह घेरता है।

चट्टानें एक खनिज के क्रिस्टल के संग्रह से लेकर विभिन्न खनिजों के मिश्रण तक होती हैं। खनिज सभी सूक्ष्म, सभी स्थूल या सूक्ष्म और स्थूल क्रिस्टल का मिश्रण हो सकते हैं। खनिजों को पूरी चट्टान में समान रूप से वितरित किया जा सकता है या उन्हें परतों या समूहों में व्यवस्थित किया जा सकता है। सटीकता के लिए, परीक्षण किए गए नमूने में चट्टान के सभी खनिज शामिल होने चाहिए। साथ ही, नमूने में कोई अपक्षयित सतह नहीं होनी चाहिए। अपक्षय प्रक्रिया मूल खनिज विज्ञान को बदल देती है, जिससे घनत्व भी बदल जाता है। इसलिए, समग्र घनत्व को सटीक रूप से मापने के लिए, चयनित चट्टान के नमूने को सभी खनिजों को बड़े रॉक द्रव्यमान के समान अनुपात में प्रदर्शित करना चाहिए। सामान्य तौर पर, भूवैज्ञानिक एक हाथ के नमूने का चयन करते हैं, एक मुट्ठी या बेसबॉल के आकार के बारे में एक रॉक नमूना। एक बहुत छोटा चट्टान नमूना पूरे चट्टान द्रव्यमान के खनिज विज्ञान का प्रतिनिधित्व नहीं कर सकता है जबकि एक बहुत बड़ा नमूना द्रव्यमान या मात्रा या दोनों को सटीक रूप से मापने की क्षमता को चुनौती देता है।

द्रव्यमान और वजन की अवधारणा कई लोगों को भ्रमित करती है। द्रव्यमान किसी वस्तु में पदार्थ की मात्रा को मापता है जबकि भार द्रव्यमान पर गुरुत्वाकर्षण के खिंचाव को मापता है। भ्रम पैदा होता है क्योंकि पृथ्वी पर गुरुत्वाकर्षण खिंचाव 1 के बराबर होता है, इसलिए द्रव्यमान और वजन केवल छोटी मात्रा में भिन्न होते हैं, जो ऊंचाई और अंतर्निहित विशाल चट्टानों से प्रभावित होते हैं।

द्रव्यमान को सटीक रूप से मापने के लिए एक संतुलन पैमाने की आवश्यकता होती है। इलेक्ट्रॉनिक स्केल, ट्रिपल-बीम बैलेंस या अन्य बैलेंस स्केल द्रव्यमान को मापते हैं। बाथरूम के तराजू जैसे बुनियादी वजन के पैमाने आम तौर पर द्रव्यमान खोजने के लिए आवश्यक सटीकता प्रदान नहीं करते हैं। प्रत्येक द्रव्यमान पैमाने की विशिष्ट दिशाएँ होती हैं, लेकिन सामान्य तकनीक पैमाने को शून्य पर संतुलन के लिए सेट करती है, चट्टान को तवे पर रखती है, पैमाने को संतुलित करती है, फिर सीधे नमूने के द्रव्यमान को पढ़ती है। द्रव्यमान मापते समय, इकाइयों को ग्राम में रिकॉर्ड करें।

आयतन, काफी सरलता से, उस स्थान को मापता है जो एक वस्तु घेरती है। नियमित ज्यामितीय आकृतियों जैसे गोले, घन और बक्सों का आयतन ज्ञात करने के लिए स्थापित सूत्र का उपयोग किया जाता है। दुर्भाग्य से, चट्टानें शायद ही कभी ज्यामितीय आकृतियों में आती हैं। इसलिए आयतन ज्ञात करने के लिए एक विशेष तकनीक की आवश्यकता होती है। आर्किमिडीज ने पानी के विस्थापन की खोज की, और पानी के विस्थापन का उपयोग करके मात्रा खोजने के लिए थोड़ा विचार और निपुणता का स्पर्श आवश्यक है। यह भी याद रखें कि एक घन सेंटीमीटर पानी एक मिलीलीटर पानी के बराबर होता है।

जल विस्थापन का अर्थ है कि पानी में रखी कोई वस्तु पानी के आयतन को वस्तु के आयतन के बराबर विस्थापित कर देती है। उदाहरण के लिए, पानी के एक कंटेनर में डूबे हुए 5 घन सेंटीमीटर की मात्रा वाली वस्तु 5 मिलीलीटर पानी को विस्थापित कर देगी। यदि कंटेनर में माप है, तो 5 घन सेंटीमीटर वस्तु पानी में डूब जाने के बाद 10 मिलीलीटर पानी की प्रारंभिक रीडिंग 15 मिलीलीटर में बदल जाएगी।

पानी के विस्थापन के माध्यम से आयतन का पता लगाने के लिए मापक कप की तरह मापे गए आयतन चिह्नों वाले कंटेनर में चट्टान के नमूने को रखने की आवश्यकता होती है। चट्टान डालने से पहले प्याले में इतना पानी डाल दें कि चट्टान पूरी तरह से डूब जाए। पानी की मात्रा को मापें। चट्टान जोड़ें, सुनिश्चित करें कि कोई बुलबुले चट्टान से चिपके नहीं हैं। पानी की परिणामी मात्रा को मापें। चट्टान का आयतन ज्ञात करने के लिए प्रारंभिक, केवल-जल, अंतिम से आयतन, पानी और चट्टान, आयतन घटाएँ। इसलिए, यदि प्रारंभिक पानी की मात्रा 30 मिलीलीटर है और अंतिम पानी और चट्टान की मात्रा 45 मिलीलीटर है, तो अकेले चट्टान का आयतन 45-30 = 15 मिलीलीटर या 15 घन सेंटीमीटर है। बेशक, प्रकृति में संख्याएं, चट्टान की तरह, संभवतः संख्याएं भी नहीं होंगी।

यदि चट्टान एक मापने वाले कप में फिट नहीं होगी, तो चट्टान को डूबने के लिए पर्याप्त बड़े कंटेनर का उपयोग करें। कंटेनर को ट्रे में रखें। कंटेनर को पूरी तरह से पानी से भर दें। ध्यान से, बिना किसी लहर या छींटे के, चट्टान को पानी में स्लाइड करें। कंटेनर से गिरा सारा पानी अंतर्निहित ट्रे में जमा होना चाहिए। ट्रे में गलती से और पानी डाले बिना कंटेनर को बहुत सावधानी से ट्रे से हटा दें। चट्टान की मात्रा निर्धारित करने के लिए ट्रे में जानबूझकर गिराए गए पानी को मापें। चट्टान द्वारा कंटेनर से विस्थापित और ट्रे में जमा पानी की मात्रा चट्टान के आयतन के बराबर होती है।

• कुछ तलछटी चट्टानें, जैसे बलुआ पत्थर, पानी में डूबने पर विघटित हो जाती हैं। इस नमूने के क्षरण को रोकने के लिए एक स्वीकृत विधि नमूने की सुरक्षा के लिए मोम की पतली परतों का उपयोग करती है। नमूने को कई बार पिघले हुए मोम में डुबोएं, मोम को परतों के बीच थोड़ा ठंडा होने दें। मोम को पूरी तरह से ठंडा होने दें, फिर मोम के लेप से चट्टान का द्रव्यमान ज्ञात करें। मोम के द्रव्यमान को खोजने के लिए केवल चट्टान के द्रव्यमान से मोम से घिरे द्रव्यमान को घटाएं। कुल आयतन ज्ञात करने के लिए जल विस्थापन विधि का उपयोग करें। मोम का आयतन ज्ञात करने के लिए घनत्व सूत्र (पैराफिन मोम का घनत्व ०.८८ से ०.९२ तक होता है) का प्रयोग करें। चट्टान के नमूने का आयतन ज्ञात करने के लिए मापे गए कुल आयतन में से मोम का आयतन घटाएँ।

द्रव्यमान और आयतन से घनत्व की गणना के लिए एक सरल सूत्र की आवश्यकता होती है: घनत्व द्रव्यमान से विभाजित द्रव्यमान के बराबर होता है। इसलिए, यदि मापा गया चट्टान द्रव्यमान 984.2 ग्राम के बराबर है और मापा मात्रा 382.9 मिलीलीटर के बराबर है, तो सूत्र का उपयोग करके समीकरण देता है:

नमूने का घनत्व 2.57 ग्राम प्रति घन सेंटीमीटर के बराबर दिखा रहा है।