Bir Kayanın Yoğunluğu Nasıl Bulunur?

Kayalar çeşitli şekil, boyut ve bileşimlerde gelir. Tortul, magmatik ve metamorfik kayaçlar, kaya döngüsünün farklı aşamaları olarak birbirleriyle ilişkilidir. Bir kaya türünü diğerinden ayırt etmek bazen özelliklerdeki ince farklılıklara bağlıdır. Yoğunluk, gözlemler ve ek testler ile birleştiğinde, bir kayayı diğerinden tanımlamaya ve ayırt etmeye yardımcı olur. Yoğunluk, kütlenin hacme oranını ölçtüğünden, yoğunluğu hesaplamak, kütle ve hacmin doğru bir şekilde ölçülmesini gerektirir.

Bir kayanın yoğunluğunu bulmak, kayanın kütlesini gram olarak ve hacmini santimetre küp olarak ölçmeyi gerektirir. Bu değerler denkleme uyar:

burada D yoğunluğu, m kütleyi ve V hacmi temsil eder. Değerleri girin ve yoğunluğu çözün. Genel olarak hacim ölçümleri, bir mililitre suyun bir santimetreküp yer kaplaması ilişkisinden yararlanarak su yer değiştirmesini kullanır.

Kayalar, bir mineralin kristal koleksiyonundan farklı minerallerin karışımlarına kadar çeşitlilik gösterir. Minerallerin tamamı mikroskobik, tamamı makroskobik veya mikroskobik ve makroskobik kristallerin bir karışımı olabilir. Mineraller, tüm kaya boyunca eşit olarak dağıtılabilir veya katmanlar veya kümeler halinde düzenlenebilir. Doğruluk için, test edilen numune kayanın tüm minerallerini içermelidir. Ayrıca numunenin yıpranmış yüzeyleri olmamalıdır. Ayrışma süreci, yoğunluğu da değiştiren orijinal mineralojiyi değiştirir. Bu nedenle, toplam yoğunluğu doğru bir şekilde ölçmek için, seçilen kaya numunesinin tüm mineralleri daha büyük kaya kütlesiyle aynı oranda temsil etmesi gerekir. Genel olarak, jeologlar bir el örneği, bir yumruk veya beyzbol topu büyüklüğünde bir kaya örneği seçerler. Çok küçük bir kaya örneği, tüm kaya kütlesinin mineralojisini temsil etmeyebilirken, çok büyük bir örnek, kütleyi veya hacmi veya her ikisini de doğru bir şekilde ölçme yeteneğini zorlar.

Kütle ve ağırlık kavramları birçok insanın kafasını karıştırır. Kütle, bir nesnedeki madde miktarını ölçerken ağırlık, bir kütle üzerindeki yerçekimi çekimini ölçer. Karışıklık, Dünya'da yerçekimi kuvvetinin 1'e eşit olması nedeniyle ortaya çıkar, bu nedenle kütle ve ağırlık, yükseklik ve altındaki büyük kayalardan etkilenen yalnızca çok küçük miktarlarda farklılık gösterir.

Kütleyi doğru bir şekilde ölçmek, bir denge ölçeği gerektirir. Elektronik teraziler, üç ışınlı teraziler veya diğer teraziler kütleyi ölçer. Banyo baskülleri gibi temel tartılar genellikle kütle bulmak için gerekli doğruluğu sağlamaz. Her kütle ölçeğinin belirli yönleri vardır, ancak genel teknik, ölçeği sıfırda dengeleyecek şekilde ayarlar, kayayı tavaya yerleştirir, ölçeği dengeler ve ardından doğrudan numunenin kütlesini okur. Kütle ölçerken birimleri gram olarak kaydedin.

Hacim, oldukça basit bir şekilde, bir nesnenin kapladığı alanı ölçer. Küreler, küpler ve kutular gibi düzenli geometrik şekillerin hacmini bulmak, belirlenmiş formülü kullanır. Ne yazık ki, kayalar nadiren geometrik şekillerde gelir. Hacim bulmak bu nedenle özel bir teknik gerektirir. Arşimet suyun yer değiştirmesini keşfetti ve suyun yer değiştirmesini kullanarak hacmi bulmak biraz düşünce ve el becerisi gerektiriyor. Ayrıca, bir santimetre küp suyun bir mililitre suya eşit olduğunu unutmayın.

Suyun yer değiştirmesi, suya yerleştirilen bir cismin, cismin hacmine eşit hacimde su ile yer değiştirmesi anlamına gelir. Örneğin, bir su kabına batırılmış hacmi 5 santimetreküp olan bir nesne, 5 mililitre suyu yerinden oynatacaktır. Konteynerin ölçümleri varsa, 5 santimetreküplük nesne suya batırıldıktan sonra 10 mililitrelik suyun ilk okuması 15 mililitreye değişecektir.

Suyun yer değiştirmesi yoluyla hacmin bulunması, kaya örneğinin bir ölçüm kabı gibi ölçülen hacim işaretleri olan bir kaba yerleştirilmesini gerektirir. Kayayı eklemeden önce bardağa yeterince su koyun, böylece kaya tamamen suya batacaktır. Suyun hacmini ölçün. Kayaya hiçbir kabarcık yapışmadığından emin olarak kayayı ekleyin. Ortaya çıkan su hacmini ölçün. Kayanın hacmini bulmak için son, su ve kaya hacminden ilk, yalnızca su hacmini çıkarın. Dolayısıyla, ilk su hacmi 30 mililitre ve nihai su artı kaya hacmi 45 mililitre ise, tek başına kayanın hacmi 45-30 = 15 mililitre veya 15 santimetre küptür. Tabii ki, doğadaki sayılar, kaya gibi, muhtemelen çift sayı olmayacaktır.

Taş bir ölçü kabına sığmıyorsa, taşı suya batırmak için yeterince büyük bir kap kullanın. Kabı bir tepsiye yerleştirin. Kabı tamamen suyla doldurun. Dikkatlice, herhangi bir dalga veya sıçrama olmadan, kayayı suya kaydırın. Konteynerden dökülen tüm su alttaki tepside tutulmalıdır. Tepsiye yanlışlıkla daha fazla su dökmeden kabı tepsiden çok dikkatli bir şekilde çıkarın. Kayanın hacmini belirlemek için tepsiye kasıtlı olarak dökülen suyu ölçün. Kaya tarafından kaptan taşınan ve tepside tutulan su miktarı kayanın hacmine eşittir.

• Kumtaşı gibi bazı tortul kayaçlar suya batırıldığında parçalanır. Bu numune bozulmasını durdurmak için kabul edilen bir yöntem, numuneyi korumak için ince mum katmanları kullanır. Numuneyi birkaç kez erimiş muma batırın, mumun katmanlar arasında hafifçe soğumasını sağlayın. Mumun tamamen soğumasını bekleyin, ardından mum kaplamalı kayanın kütlesini bulun. Balmumu kütlesini bulmak için sadece kaya kütlesinden balmumu kaplı kütleyi çıkarın. Toplam hacmi bulmak için su yer değiştirme yöntemini kullanın. Mumun hacmini bulmak için yoğunluk formülünü (parafin mumunun yoğunluğu 0,88 ile 0,92 arasında değişir) kullanın. Kaya örneğinin hacmini bulmak için mum hacmini ölçülen toplam hacimden çıkarın.

Kütle ve hacimden yoğunluğu hesaplamak basit bir formül gerektirir: yoğunluk, kütlenin hacme bölünmesine eşittir. Dolayısıyla, ölçülen kaya kütlesi 984.2 grama ve ölçülen hacim 382.9 mililitreye eşitse, formül kullanılarak şu denklem elde edilir:

numunenin yoğunluğunu gösteren, santimetre küp başına 2,57 grama eşittir.