جميع المعادن (والحجارة تتعلق على وجه التحديد بالمعادن) لها صفتان مهمتان - الكتلة والكثافة. علاوة على ذلك ، فإن كثافة الحجر مهمة بالمعنى العملي البحت - لحساب مخزون الرواسب المعدنية.
ما هذه الخاصية؟
بالنسبة لأي مادة ، تعني الكثافة الكتلة مقسومة على حجم الوحدة. نظرًا لأن الأحجار (أي المعادن) لها تركيبة غير متجانسة وتشمل عناصر من كتل ذرية مختلفة ، يمكن أن تختلف الخصائص الفيزيائية لكثافتها بشكل كبير. كما أن كثافة الأحجار لا تعتمد فقط على شدة العناصر التي تتكون منها ، ولكن أيضًا على مدى "تقريب الكثافة" للجسيمات الأولية في هيكلها الداخلي.
تتناول دراسة كثافة المعادن علم المعادن. يتم حساب كثافة الحجر بقسمة كتلة العينة المعدنية في وحدة حجم على كتلة الماء من نفس الحجم عند درجة حرارة 4 درجات مئوية. على سبيل المثال ، وزن العينة هو 200 جرام. الماء بنفس الحجم 40 جرام. في هذه الحالة ، ستكون كثافة هذا الحجر 5.
تقاس كثافة الأحجار بالكيلوجرام لكل متر مكعب أو جرام لكل سنتيمتر مكعب.
كيف تجد كثافة الحجر؟
كيف يتم تحديد كثافة الحجر؟ الإجراء بسيط للغاية - قم بوزن العينة أولاً في الهواء ، ثم في الماء. وفقًا لقانون أرخميدس ، فإن الفرق الذي تم الحصول عليه يتوافق مع كتلة الماء التي تزيحها العينة. يتم حساب الكثافة بقسمة كتلة العينة في الهواء بفارق معين.
يمكن أن تكون المعادن خفيفة ومتوسطة وثقيلة وثقيلة جدًا ، اعتمادًا على كثافتها. على سبيل المثال ، تبلغ كثافة حجر الجرانيت 2600 كجم / م 3. كمرجع: لا تتجاوز كثافة الرئتين 2.5 جم / سم 3 ، متوسطة - تتراوح من 2.5 إلى 4 جم / سم مكعب ، ثقيلة - من 4 إلى 8 جم / سم مكعب. المعادن ذات الكثافة الأعلى من 8 جم / سم مكعب تنتمي إلى الأحجار الثقيلة.
كثافة الأحجار الكريمة
بالإضافة إلى الكثافة وميزة أخرى - الصلابة ، تحتوي معادن الأحجار الكريمة أو الأحجار الكريمة أيضًا على عنصر مهم مثل الكتلة ، تقاس بالجرام أو القيراط (في اللآلئ - في الحبوب).
لتوضيح نسبة هذه الوحدات ، تذكر: 1 قيراط يتوافق مع 200 ملليجرام ، 50 ملليجرام في وجه واحد ، أي قيراط واحد يساوي أربعة حبوب. دقة قياس الأحجار الكريمة - حتى منزلين عشريين.
دعنا نذهب إلى المختبر
كيفية قياس كثافة السحب. الحجارة في المختبر؟ الطريقة الهيدروستاتيكية هي الأنسب لهذا. تم اقتراحه من قبل العالم اليوناني أرخميدس قبل عدة قرون. جوهر المبدأ المعروف من الدورة المدرسية في الفيزياء هو كما يلي: يتم دفع الجسم المغمور في السائل منه بالقوة ، وهو ما يساوي وزن السائل النازح من قبل الجسم المحدد.
ببساطة ، إذا قمت بتعليق حجر وخفضته في الماء ، فسوف ينخفض وزنه مقارنةً بالأصل بمقدار حجم الماء الذي يتم إزاحته بسببه. من الواضح أن هذا الحجم سيكون مساوياً للحجم الخاص للحجر.
وبالتالي ، من خلال وزن الحجارة بالتتابع في الهواء ، ثم في الماء ، يمكننا الحصول على جميع البيانات التي نحتاج إلى حسابها.
كل شيء في الطبيعة!
دعونا الآن ننتقل إلى المواد الحجرية الطبيعية. هناك عدة أنواع منها ، كما تعلم. من وجهة النظر العملية ، من المعتاد أن ينسب أي سلالة إلى واحدة من مجموعتين - قوية أو منخفضة القوة.
تحتوي مواد المجموعة الأولى على مؤشر صلابة عالية ، وفي أغلب الأحيان ، يكون الهيكل متوسط أو خشن الحبيبات. في حالة ما يسمى بعدم الطقس ، لديهم القليل من امتصاص الماء. في الصخور الأخرى (منخفضة القوة) ، كما يوحي الاسم ، تكون القوة أقل بكثير. لديهم أيضا درجة أعلى بكثير من امتصاص الماء.
في بعض الأحيان ، عند التعرف على أنواع صخور الحجر ، من الضروري تحديد صلابته. في الميدان ، من الأنسب القيام بذلك باستخدام ما يسمى ب. مقياس موس النسبي والأدوات الإضافية المتاحة. يمكن أن تكون هذه الأدوات المرتجلة قلمًا أو عملة معدنية أو قطعة من الزجاج أو ملفًا أو إبرة أو سكينًا من الصلب أو قاطعة زجاجية عادية أو ماسية. متوسط كثافة الحجر مهم أيضًا في تحديد سلالته. بعد تحديد هذه القيمة ، يمكن للمرء تحديد السلالة بالرجوع إلى جداول خاصة.
نحسب كثافة الأحجار الطبيعية
كيف تحسب متوسط كثافة عينة الحجر؟ المعدات اللازمة لذلك هي التوازن مع مجموعة من الأوزان والمهارات لقياس حجم العينة ذات الشكل غير المنتظم.
أسهل طريقة للقيام بذلك هي الحصول على أسطوانة مدرجة متدرجة بحجم نصف لتر تقريبًا. يتم سكب 200-300 مل من الماء في هذه الأسطوانة ويتم وضع قطعة من المواد الحجرية المدروسة.
يتم التعرف على الحجم الكلي للعينات الموضوعة في الماء من خلال كمية المياه التي يتم إزاحتها من قبلهم. ثم ، بقسمة كتلتها على الحجم المحسوب ، يتم الحصول على متوسط كثافة المادة.
ما هو المهم للنظر؟
وتجدر الإشارة إلى أن هذه الطريقة مناسبة فقط للصخور الكثيفة مع امتصاص الماء غير المهم (لا يزيد عن 2 ٪). إذا كانت هذه الخاصية أعلى (حتى 5٪) ، فيجب أولاً وضع عينة جافة ، بعد وزنها ، في وسط مائي للتشبع. ثم يتم تحديد متوسط الكثافة بالطريقة أعلاه. يعتبر التشبع كاملاً إذا توقف الوزن عن النمو أثناء امتصاص الماء.
الحصى المسامية (في أغلب الأحيان الحجر الجيري أو الحجارة) ذات قوة منخفضة. من السهل معالجتها - باستخدام منشار تقليدي ، قطع عينة من الشكل المطلوب (على سبيل المثال ، مكعب) وحساب حجمها عن طريق قياس الوجوه.
افعلها بنفسك
في حالة عدم وجود حجم كاف في أسطوانة القياس في الحقل ، يمكن تحديد كمية الماء النازح على النحو التالي. في أي وعاء معدني ذو شكل أسطواني ، أسفل الجزء العلوي مباشرةً ، يتم ثقب ثقب في الجدار بمسمار عادي ، ثم يتم إدخال أنبوب هناك ، والذي يمكن أيضًا صنعه بشكل مستقل عن طريق طي أي فيلم. قم بتثبيته في جدار الأسطوانة بالبلاستيك أو أي مادة مماثلة.
وبالتالي ، يتم الحصول على مقياس حجم المجال. إذا تم استخدام هذه الوحدة باستمرار ، فمن المنطقي لحام أنبوب من الفولاذ أو النحاس.
الحجارة المصنوعة بيد الإنسان
كل ما كتب أعلاه يتعلق بالحجارة الطبيعية. والآن حان الوقت للحديث عن تلك الاصطناعية. يمكن أن تكون الجدران والطرق والجانب. وهذا يشمل أيضًا بلاط التسقيف الخرساني وألواح الرصف ، بالإضافة إلى جميع أنواع المناطق العمياء ، درج الدرج وعناصر المدخنة.
في إنتاج كل هذه الأحجار تقريبًا ، سواء في روسيا أو في الخارج ، يتم استخدام معايير فنية صارمة. تتحكم في جميع الخصائص الأساسية - جودة المواد الأولية ، وحجم وشكل المقطع العرضي ، والخصائص الفيزيائية والميكانيكية (بما في ذلك كثافة الأحجار الخرسانية).
تعتمد هذه المتطلبات على ظروف التشغيل المقصودة والمواد المتاحة.
