Kamnine so različnih oblik, velikosti in sestave. Sedimentne, magmatske in metamorfne kamnine so med seboj povezane kot različne stopnje v kamninskem ciklu. Razlikovanje ene vrste kamnine od druge je včasih odvisno od subtilnih razlik v značilnostih. Gostota v kombinaciji z opazovanji in dodatnimi testi pomaga prepoznati in razlikovati eno skalo od druge. Ker gostota meri razmerje med maso in prostornino, izračunavanje gostote zahteva natančno merjenje mase in prostornine.
Za ugotavljanje gostote kamnine je treba izmeriti maso kamnine v gramih in prostornino v kubičnih centimetrih. Te vrednosti ustrezajo enačbi:
D = \ frac {m} {V}
kjer D pomeni gostoto, m predstavlja maso in V predstavlja prostornino. Vstavite vrednosti in rešite za gostoto. Na splošno se pri meritvah prostornine uporablja izpodriv vode, pri čemer se izkoristi razmerje, da en mililiter vode zavzema en kubični centimeter prostora.
Izbira vzorca
Kamnine segajo od zbirke kristalov enega minerala do mešanic različnih mineralov. Minerali so lahko vsi mikroskopski, vsi makroskopski ali mešanica mikroskopskih in makroskopskih kristalov. Minerali se lahko enakomerno porazdelijo po celotni kamnini ali pa so razporejeni v plasteh ali grozdih. Za natančnost mora preskušeni vzorec vsebovati vse minerale kamnine. Vzorec tudi ne sme imeti preperelih površin. Postopek preperevanja spremeni prvotno mineralogijo, ki spremeni tudi gostoto. Za natančno merjenje celotne gostote mora izbrani vzorec kamnine predstavljati vse minerale v enakem razmerju kot večja kamninska masa. Na splošno geologi izberejo ročni primerek, vzorec kamnine, velik približno pest ali baseball. Zelo majhen vzorec kamnine morda ne predstavlja mineralogije celotne skalne mase, medtem ko zelo velik vzorec izpodbija sposobnost natančnega merjenja mase ali prostornine ali obojega.
Merilna masa
Pojma mase in teže marsikoga zmedeta. Masa izmeri količino snovi v predmetu, masa pa poteg gravitacije na maso. Zmeda nastane, ker je na Zemlji gravitacijski vlek enak 1, zato se masa in teža razlikujeta le v majhnih količinah, na kar vplivajo višina in podložne masivne kamnine.
Za natančno merjenje mase je potrebna tehtnica. Elektronske tehtnice, trosmerne tehtnice ali druge tehtnice merijo maso. Osnovne tehtnice, kot so kopalniške tehtnice, običajno ne zagotavljajo natančnosti, potrebne za iskanje mase. Vsaka masna tehtnica ima določene smeri, vendar splošna tehnika nastavi tehtnico na ravnotežje nič, postavi skalo na posodo, uravnoteži tehtnico in nato neposredno odčita maso vzorca. Pri merjenju mase zapišite enote v gramih.
Merilna glasnost
Volumen preprosto po meri meri prostor, ki ga zaseda predmet. Iskanje prostornine pravilnih geometrijskih oblik, kot so krogle, kocke in škatle, uporablja uveljavljeno formulo. Kamnine so na žalost redko v geometrijskih oblikah. Iskanje volumna zato zahteva posebno tehniko. Arhimed je odkril izpodrivanje vode in iskanje volumna z izpodrivanjem vode zahteva malo premisleka in kanček spretnosti. Ne pozabite tudi, da je en kubični centimeter vode enak mililitru vode.
Izpodrivanje vode pomeni, da predmet, postavljen v vodo, izpodrine količino vode, ki je enaka prostornini predmeta. Na primer, predmet s prostornino 5 kubičnih centimetrov, potopljen v posodo z vodo, bo izrinil 5 mililitrov vode. Če ima posoda meritve, se bo začetni odčitek 10 mililitrov vode spremenil na 15 mililitrov, potem ko bo 5 kubičnih centimetrov potopljen v vodo.
Iskanje prostornine z izpodrivanjem vode zahteva postavitev vzorca kamnine v posodo z oznakami izmerjene prostornine, kot je merilna posoda. Pred dodajanjem kamnine v skodelico položite dovolj vode, tako da bo skala popolnoma potopljena. Izmerite prostornino vode. Dodajte skalo in se prepričajte, da se na njej ne držijo mehurčki. Izmerite nastali volumen vode. Od končne vrednosti odštejte začetni volumen, samo za vodo, volumen vode in kamnine, da dobite prostornino kamnine. Torej, če je začetna prostornina vode 30 mililitrov in končna voda plus prostornina kamnine 45 mililitrov, je samo prostornina kamnine 45-30 = 15 mililitrov ali 15 kubičnih centimetrov. Seveda številke v naravi, kot je skala, verjetno ne bodo niti številke.
Če kamnina ne ustreza merilni skodelici, uporabite posodo, ki je dovolj velika, da kamnino potopite. Posodo postavite v pladenj. Posodo napolnite do konca z vodo. Previdno, brez kakršnih koli valov ali brizganja, potisnite kamen v vodo. Vso vodo, ki se izlije iz posode, je treba zajeti v spodnji pladenj. Zelo previdno odstranite posodo s pladnja, ne da bi po naključju spustili več vode v pladenj. Izmerite namerno razlito vodo v pladnju, da določite prostornino kamnine. Količina vode, ki jo iz posode iztisne kamnina in jo zajame pladenj, je enaka prostornini kamnine.
Opozorila
Nekatere sedimentne kamnine, kot je peščenjak, razpadejo, če so potopljene v vodo. Sprejeta metoda za zaustavitev razgradnje tega vzorca uporablja tanke plasti voska za zaščito vzorca. Vzorec večkrat potopite v stopljen vosek, tako da se vosek med plastmi nekoliko ohladi. Pustite, da se vosek popolnoma ohladi, nato z masko za vosek poiščite maso kamnine. Maso, obdano z voskom, odštejemo od mase samo kamenja, da poiščemo maso voska. Za določitev skupne prostornine uporabite metodo izpodrivanja vode. Uporabite formulo gostote (gostota parafinskega voska se giblje od 0,88 do 0,92), da poiščete prostornino voska. Od izmerjene skupne prostornine odštejemo prostornino voska, da poiščemo prostornino vzorca kamnine.
Izračunavanje gostote
Izračun gostote iz mase in prostornine zahteva preprosto formulo: gostota je enaka masi, deljeni s prostornino. Torej, če je izmerjena kamninska masa enaka 984,2 grama in izmerjena prostornina enaka 382,9 mililitra, dobimo s formulo enačbo:
D = \ frac {984,2} {382,9} = 2,57
prikazuje gostoto vzorca 2,57 grama na kubični centimeter.