Kaip rasti uolos tankį

Uolos būna įvairių formų, dydžių ir kompozicijų. Nuosėdinės, magminės ir metamorfinės uolienos susijusios viena su kita kaip skirtingi uolienų ciklo etapai. Vieno tipo uolienų išskyrimas iš kitų kartais priklauso nuo subtilių charakteristikų skirtumų. Tankis kartu su stebėjimais ir papildomais bandymais padeda identifikuoti ir atskirti vieną uolą nuo kitos. Kadangi tankis matuoja masės ir tūrio santykį, apskaičiuojant tankį reikia tiksliai išmatuoti masę ir tūrį.

Norint rasti uolos tankį, reikia pamatuoti uolienos masę gramais, o tūrį - kubiniais centimetrais. Šios vertės telpa į lygtį:

kur D reiškia tankį, m reiškia masę, o V - tūrį. Įterpkite reikšmes ir išspręskite tankį. Apskritai atliekant tūrio matavimus naudojamas vandens išstūmimas, pasinaudojant santykiu, kad vienas mililitras vandens užima vieną kubinį centimetrą vietos.

Uolos svyruoja nuo vieno mineralo kristalų kolekcijos iki skirtingų mineralų mišinių. Mineralai gali būti visi mikroskopiniai, visi makroskopiniai arba mikroskopinių ir makroskopinių kristalų mišiniai. Mineralai gali būti tolygiai pasiskirstę per visą uolieną, arba jie gali būti išdėstyti sluoksniais arba grupėmis. Siekiant tikslumo, į ištirtą mėginį turi būti įtraukti visi uolienos mineralai. Be to, mėginyje neturėtų būti dengtų paviršių. Dūlėjimo procesas keičia pradinę mineralogiją, kuri keičia ir tankį. Taigi, norint tiksliai išmatuoti bendrą tankį, pasirinktas uolienų mėginys turi atspindėti visus mineralus tuo pačiu santykiu kaip ir didesnė uolienų masė. Apskritai geologai parenka rankos pavyzdį, maždaug kumščio ar beisbolo dydžio uolieną. Labai mažas uolienų pavyzdys gali neatspindėti visos uolienų masės mineralogijos, o labai didelis mėginys kelia iššūkį galimybei tiksliai išmatuoti masę ar tūrį arba abu.

Masės ir svorio sąvokos glumina daugelį žmonių. Masė matuoja materijos kiekį objekte, o svoris - masės traukos jėgą. Painiava kyla dėl to, kad Žemėje gravitacinė trauka lygi 1, todėl masė ir svoris skiriasi tik mažais kiekiais, kuriems įtakos turi aukštis ir pagrindinės masyvios uolienos.

Norint tiksliai išmatuoti masę, reikia balanso skalės. Elektroninės svarstyklės, trigubų spindulių svarstyklės ar kitos svarstyklių svarstyklės matuoja masę. Pagrindinės svorio svarstyklės, tokios kaip vonios svarstyklės, paprastai nesuteikia tikslumo, reikalingo masei rasti. Kiekviena masės skalė turi konkrečias kryptis, tačiau bendra technika nustato, kad skalė subalansuotų nulį, padėtų uolą ant keptuvės, subalansuotų skalę, tada tiesiogiai nuskaitytų bandinio masę. Matuojant masę, užrašykite vienetus gramais.

Apimtis, paprasčiausiai, matuoja objekto užimamą erdvę. Norint surasti taisyklingų geometrinių formų, tokių kaip rutuliai, kubai ir langeliai, tūrį, naudojama nustatyta formulė. Deja, uolos retai būna geometrinės formos. Todėl norint surasti tūrį reikia specialios technikos. Archimedas atrado vandens poslinkį, o norint rasti tūrį naudojant vandens išstūmimą, reikia šiek tiek pagalvoti ir paliesti vikrumą. Taip pat atminkite, kad vienas kubinis centimetras vandens yra lygus vienam mililitrui vandens.

Vandens poslinkis reiškia, kad į vandenį įdėtas daiktas išstumia vandens tūrį, lygų objekto tūriui. Pavyzdžiui, objektas, kurio tūris yra 5 kubiniai centimetrai, panardintas į vandens indą, išstums 5 mililitrus vandens. Jei konteineris turi matavimus, pradinis 10 mililitrų vandens rodmuo pasikeis į 15 mililitrų po to, kai 5 kubinių centimetrų objektas bus panardintas į vandenį.

Norint rasti tūrį per vandens išstūmimą, reikia įdėti uolienų mėginį į konteinerį su išmatuotais tūrio ženklais, pavyzdžiui, matavimo taurę. Prieš pridėdami uolą, į puodelį įdėkite pakankamai vandens, todėl uola bus visiškai panardinta. Išmatuokite vandens tūrį. Pridėkite uolą, įsitikindami, kad prie uolos nelimpa burbuliukai. Išmatuokite gautą vandens tūrį. Norėdami sužinoti uolienos tūrį, iš galutinio atimkite pradinį, tik vandens tūrį, vandens ir uolienos tūrį. Taigi, jei pradinis vandens tūris yra 30 mililitrų, o galutinis vandens ir uolienos tūris yra 45 mililitrai, vien uolienos tūris yra 45-30 = 15 mililitrų arba 15 kubinių centimetrų. Žinoma, skaičiai gamtoje, kaip ir uola, greičiausiai nebus lyginiai.

Jei uola netiks matavimo puodeliui, naudokite pakankamai didelę talpą, kad panardintumėte uolą. Įdėkite indą į dėklą. Indą pripildykite visiškai vandens. Atsargiai, be jokių bangų ir purslų, stumkite uolą į vandenį. Visas iš konteinerio išlietas vanduo turi būti užfiksuotas apatiniame dėkle. Labai atsargiai išimkite indą iš dėklo, netyčia neišpildami vandens į dėklą. Norėdami nustatyti uolos tūrį, išmatuokite padėkle specialiai išsiliejusį vandenį. Uolos iš konteinerio išstumto ir padėkle užfiksuoto vandens kiekis yra lygus uolienos tūriui.

• Kai kurios nuosėdinės uolienos, pavyzdžiui, smiltainis, suyra panirusios į vandenį. Priimtinas metodas šiam mėginio skaidymui sustabdyti naudoja plonus vaško sluoksnius mėginiui apsaugoti. Kelis kartus pamerkite mėginį į ištirpintą vašką, leiskite vaškui šiek tiek atvėsti tarp sluoksnių. Leiskite vaškui visiškai atvėsti, tada raskite uolienos masę su vaško danga. Norėdami rasti vaško masę, atimkite vaško masę iš tik uolienų masės. Norėdami sužinoti bendrą tūrį, naudokite vandens išstūmimo metodą. Norėdami sužinoti vaško tūrį, naudokite tankio formulę (parafino vaško tankis svyruoja nuo 0,88 iki 0,92). Atimkite vaško tūrį iš išmatuoto bendro tūrio, kad rastumėte uolienos mėginio tūrį.

Norint apskaičiuoti tankį pagal masę ir tūrį, reikia paprastos formulės: tankis lygus masei, padalytai iš tūrio. Taigi, jei išmatuota uolienos masė lygi 984,2 gramo, o išmatuotas tūris - 382,9 mililitro, naudojant formulę gaunama lygybė:

mėginio tankis yra lygus 2,57 gramo kubiniame centimetre.