Cara Menemukan Massa Jenis Batu

Batuan datang dalam berbagai bentuk, ukuran dan komposisi. Batuan sedimen, beku dan metamorf berhubungan satu sama lain sebagai tahap yang berbeda dalam siklus batuan. Membedakan satu jenis batuan dari yang lain terkadang tergantung pada perbedaan karakteristik yang halus. Kepadatan, dikombinasikan dengan pengamatan dan tes tambahan, membantu mengidentifikasi dan membedakan satu batuan dari yang lain. Karena massa jenis mengukur rasio massa terhadap volume, menghitung massa jenis memerlukan pengukuran massa dan volume yang akurat.

Menemukan kerapatan batu membutuhkan pengukuran massa batu dalam gram dan volume dalam sentimeter kubik. Nilai-nilai ini cocok dengan persamaan:

di mana D berarti kepadatan, m mewakili massa, dan V mewakili volume. Masukkan nilai-nilai dan memecahkan untuk kepadatan. Secara umum, pengukuran volume menggunakan perpindahan air, mengambil keuntungan dari hubungan bahwa satu mililiter air menempati satu sentimeter kubik ruang.

Batuan berkisar dari kumpulan kristal satu mineral hingga campuran mineral yang berbeda. Mineral mungkin semua mikroskopis, semua makroskopik atau campuran kristal mikroskopis dan makroskopik. Mineral dapat didistribusikan secara merata melalui seluruh batuan atau mereka dapat diatur dalam lapisan atau kelompok. Untuk akurasi, sampel yang diuji harus mencakup semua mineral batuan. Juga, sampel tidak boleh memiliki permukaan yang lapuk. Proses pelapukan mengubah mineralogi asli, yang juga mengubah densitas. Jadi, untuk mengukur kepadatan keseluruhan secara akurat, sampel batuan yang dipilih harus mewakili semua mineral dalam rasio yang sama dengan massa batuan yang lebih besar. Secara umum, ahli geologi memilih spesimen tangan, sampel batuan seukuran kepalan tangan atau bola bisbol. Sampel batuan yang sangat kecil mungkin tidak mewakili mineralogi seluruh massa batuan sementara sampel yang sangat besar menantang kemampuan untuk mengukur massa atau volume secara akurat atau keduanya.

Konsep massa dan berat membingungkan banyak orang. Massa mengukur jumlah materi dalam suatu benda sementara berat mengukur tarikan gravitasi pada massa. Kebingungan muncul karena di Bumi tarikan gravitasi sama dengan 1, sehingga massa dan berat hanya berbeda dalam jumlah kecil, dipengaruhi oleh ketinggian dan batuan masif yang mendasarinya.

Mengukur massa secara akurat membutuhkan timbangan. Timbangan elektronik, timbangan triple-beam atau timbangan timbangan lainnya mengukur massa. Timbangan berat dasar seperti timbangan kamar mandi umumnya tidak memberikan akurasi yang diperlukan untuk menemukan massa. Setiap skala massa memiliki arah tertentu, tetapi teknik umum mengatur skala ke keseimbangan nol, menempatkan batu di atas panci, menyeimbangkan skala, kemudian langsung membaca massa spesimen. Saat mengukur massa, catat satuannya dalam gram.

Volume, cukup sederhana, mengukur ruang yang ditempati suatu objek. Menemukan volume bentuk geometris biasa seperti bola, kubus dan kotak menggunakan rumus yang ditetapkan. Sayangnya, batu jarang datang dalam bentuk geometris. Oleh karena itu, mencari volume memerlukan teknik khusus. Archimedes menemukan perpindahan air, dan menemukan volume menggunakan perpindahan air membutuhkan sedikit pemikiran dan sentuhan ketangkasan. Juga, ingatlah bahwa satu sentimeter kubik air sama dengan satu mililiter air.

Perpindahan air berarti bahwa suatu benda yang ditempatkan di dalam air memindahkan volume air yang sama dengan volume benda tersebut. Misalnya, sebuah benda dengan volume 5 sentimeter kubik yang dicelupkan ke dalam wadah berisi air akan menggantikan 5 mililiter air. Jika wadah memiliki pengukuran, pembacaan awal 10 mililiter air akan berubah menjadi 15 mililiter setelah benda 5 sentimeter kubik terendam air.

Menemukan volume melalui perpindahan air membutuhkan penempatan sampel batuan dalam wadah dengan tanda volume terukur, seperti gelas ukur. Sebelum menambahkan batu, masukkan air secukupnya ke dalam cangkir, sehingga batu akan terendam seluruhnya. Mengukur volume air. Tambahkan batu, pastikan tidak ada gelembung yang menempel di batu. Ukur volume air yang dihasilkan. Kurangi volume awal, hanya air, dari volume akhir, air dan batu, untuk menemukan volume batu. Jadi, jika volume air awal adalah 30 mililiter dan volume air akhir ditambah batu adalah 45 mililiter, volume batu itu sendiri adalah 45-30 = 15 mililiter, atau 15 sentimeter kubik. Tentu saja, angka di alam, seperti batu, kemungkinan besar bukan angka genap.

Jika batu tidak sesuai dengan gelas ukur, gunakan wadah yang cukup besar untuk merendam batu. Tempatkan wadah di nampan. Isi wadah hingga penuh dengan air. Dengan hati-hati, tanpa ombak atau percikan, geser batu ke dalam air. Semua air yang tumpah dari wadah harus ditampung di baki di bawahnya. Keluarkan wadah dengan sangat hati-hati dari baki tanpa sengaja menumpahkan air lagi ke dalam baki. Ukur air yang sengaja tumpah di baki untuk menentukan volume batu. Jumlah air yang dipindahkan dari wadah oleh batu dan ditangkap di baki sama dengan volume batu.

• Beberapa batuan sedimen, seperti batu pasir, hancur ketika terendam air. Metode yang diterima untuk menghentikan degradasi sampel ini menggunakan lapisan tipis lilin untuk melindungi sampel. Celupkan sampel beberapa kali ke dalam lilin cair, biarkan lilin agak dingin di antara lapisan. Biarkan lilin benar-benar dingin, lalu cari massa batu dengan lapisan lilin. Kurangi massa terbungkus lilin dari massa batu saja untuk menemukan massa lilin. Gunakan metode perpindahan air untuk menemukan volume total. Gunakan rumus densitas (densitas lilin parafin berkisar antara 0,88 hingga 0,92) untuk mencari volume lilin. Kurangi volume lilin dari total volume yang diukur untuk menemukan volume sampel batuan.

Menghitung massa jenis dari massa dan volume membutuhkan rumus sederhana: massa jenis sama dengan massa dibagi volume. Jadi, jika massa batuan yang diukur sama dengan 984,2 gram dan volume yang diukur sama dengan 382,9 mililiter, dengan menggunakan rumus memberikan persamaan:

menunjukkan kepadatan sampel sama dengan 2,57 gram per sentimeter kubik.