Ako nájsť hustotu skaly

Skaly majú rôzne tvary, veľkosti a zloženie. Sedimentárne, magmatické a metamorfované horniny navzájom súvisia ako rôzne stupne horninového cyklu. Odlíšenie jedného typu skaly od druhého niekedy závisí od jemných rozdielov v vlastnostiach. Hustota v kombinácii s pozorovaniami a ďalšími testami pomáha identifikovať a odlíšiť jednu horninu od druhej. Pretože hustota meria pomer hmotnosti k objemu, výpočet hustoty si vyžaduje presné meranie hmotnosti a objemu.

Nájdenie hustoty horniny vyžaduje meranie hmotnosti horniny v gramoch a objemu v kubických centimetroch. Tieto hodnoty zapadajú do rovnice:

kde D znamená hustotu, m predstavuje hmotnosť a V predstavuje objem. Vložte hodnoty a vyriešte hustotu. Všeobecne sa pri meraniach objemu používa výtlak vody, pričom sa využíva výhoda vzťahu, že jeden mililiter vody zaberá jeden kubický centimeter priestoru.

Skaly sa pohybujú od zbierky kryštálov jedného minerálu po zmesi rôznych minerálov. Minerály môžu byť všetky mikroskopické, všetky makroskopické alebo zmes mikroskopických a makroskopických kryštálov. Minerály môžu byť distribuované rovnomerne v celej hornine alebo môžu byť usporiadané vo vrstvách alebo zhlukoch. Pre presnosť musí testovaná vzorka obsahovať všetky minerály horniny. Vzorka by tiež nemala mať žiadny zvetraný povrch. Proces zvetrávania mení pôvodnú mineralógiu, ktorá mení aj hustotu. Aby bolo možné presne zmerať celkovú hustotu, musí vybraná vzorka horniny predstavovať všetky minerály v rovnakom pomere ako väčšia horninová masa. Všeobecne platí, že geológovia vyberajú ručné vzorky, vzorky hornín veľké ako päsť alebo bejzbal. Veľmi malá vzorka horniny nemusí predstavovať mineralógiu celého horninového masívu, zatiaľ čo veľmi veľká vzorka spochybňuje schopnosť presne merať hmotnosť alebo objem alebo oboje.

Pojmy hmotnosť a hmotnosť veľa ľudí mätú. Hmotnosť meria množstvo hmoty v objekte, zatiaľ čo hmotnosť meria príťažlivosť gravitácie na hmote. Zmätok nastáva, pretože na Zemi sa gravitačný ťah rovná 1, takže hmotnosť a hmotnosť sa líšia iba v malom množstve, ovplyvnené výškou a podložnými masívnymi horninami.

Presné meranie hmotnosti vyžaduje vyvažovaciu stupnicu. Hmotnosť merajú elektronické váhy, trojpaprskové váhy alebo iné váhy. Základné váhy ako kúpeľňové váhy všeobecne neposkytujú presnosť potrebnú na zistenie hmotnosti. Každá stupnica hmotnosti má konkrétne smery, ale všeobecná technika nastaví stupnicu na vyváženie na nulu, položí horninu na panvicu, vyrovná váhu a potom priamo načíta hmotnosť vzorky. Pri meraní hmotnosti zaznamenajte jednotky v gramoch.

Objem vyjadruje jednoducho priestor, ktorý objekt zaberá. Pri hľadaní objemu pravidelných geometrických tvarov, ako sú gule, kocky a škatule, sa používa zavedený vzorec. Horniny zriedka prichádzajú v geometrických tvaroch, bohužiaľ. Nájsť objem preto vyžaduje špeciálnu techniku. Archimedes objavil výtlak vody a hľadanie objemu pomocou výtlaku vody si vyžaduje trochu premýšľania a dotyk šikovnosti. Pamätajte tiež, že jeden centimeter kubický vody sa rovná jednému mililitru vody.

Výtlak vody znamená, že predmet vložený do vody vytláča objem vody, ktorý sa rovná objemu predmetu. Napríklad predmet s objemom 5 centimetrov kubických ponorený do nádoby s vodou vytlačí 5 mililitrov vody. Ak má nádoba merania, počiatočné odčítanie 10 mililitrov vody sa zmení na 15 mililitrov po ponorení 5-kubického centimetra do vody.

Nájsť objem pomocou vytesnenia vody vyžaduje umiestnenie vzorky horniny do nádoby so značkami nameraného objemu, ako je odmerka. Pred pridaním horniny vložte do šálky dostatok vody, aby bola hornina úplne ponorená. Zmerajte objem vody. Pridajte skalu a uistite sa, že na skle nelepia žiadne bubliny. Odmerajte výsledný objem vody. Odpočítajte počiatočný objem iba pre vodu od konečného objemu voda a hornina, aby ste našli objem horniny. Takže ak je počiatočný objem vody 30 mililitrov a konečný objem vody plus horniny je 45 mililitrov, samotný objem horniny je 45-30 = 15 mililitrov alebo 15 kubických centimetrov. Samozrejme, čísla v prírode, podobne ako skala, pravdepodobne nebudú párne čísla.

Ak sa do skaly nezmestí odmerka, použite dostatočne veľkú nádobu na ponorenie skaly. Nádobu vložte do podnosu. Nádobu naplňte úplne vodou. Opatrne, bez akýchkoľvek vĺn alebo špliechania, skĺznite skalu do vody. Všetka voda vyliata z nádoby musí byť zachytená v podložnom podnose. Veľmi opatrne vyberte nádobu z podnosu bez toho, aby ste do podavača náhodne vyliali vodu. Zmerajte zámerne rozliatu vodu v podnose, aby ste určili objem horniny. Množstvo vody vytlačenej z nádoby horninou a zachytené v podnose sa rovná objemu horniny.

• Niektoré usadené horniny, ako napríklad pieskovec, sa rozpadajú, keď sú ponorené vo vode. Prijatá metóda na zastavenie tejto degradácie vzorky používa na ochranu vzorky tenké vrstvy vosku. Vzorku niekoľkokrát ponorte do roztaveného vosku a nechajte vosk medzi vrstvami mierne vychladnúť. Nechajte vosk úplne vychladnúť, potom nájdite hmotu horniny s voskovým povlakom. Odčítajte hmotu obalenú voskom od hmoty iba pre skalu a nájdite hmotu vosku. Na zistenie celkového objemu použite metódu vytesnenia vody. Použite vzorec hustoty (hustota parafínového vosku sa pohybuje od 0,88 do 0,92), aby ste zistili objem vosku. Odpočítajte objem vosku od nameraného celkového objemu, aby ste zistili objem vzorky horniny.

Výpočet hustoty z hmotnosti a objemu vyžaduje jednoduchý vzorec: hustota sa rovná hmotnosti vydelenej objemom. Ak sa teda nameraný skalný masív rovná 984,2 gramu a nameraný objem 382,9 mililitrov, potom pomocou vzorca vznikne rovnica:

hustota vzorky sa rovná 2,57 gramu na kubický centimeter.